Полина Мирошникова
PRO полезных микробов и красоту
Наши личные полезные микробы
Наше тело служит пристанищем для триллионов полезных микробов. Невероятно разнообразное и многомиллионное по численности, это микробное сообщество на протяжении долгих лет своей эволюции развивалось в таком тесном симбиозе с человеком, что стало просто незаменимым в жизни своего хозяина, и даже обрело способности влиять на процессы его физиологии. Это сообщество микроскопических жителей в нашем теле называется микробиотой.
Интересно наблюдать, как поменялось понимание роли микробов со времен открытий Пастера и Коха, которые в конце 18 века доказали, что «микробы являются основой болезней» к современным взглядам. Сейчас уже всем известно, что кроме болезнетворных, существует еще и великое множество полезных микробов, которые организованы в естественную микробную популяцию в нашем организме и причиняют нам только пользу. Такие бактериальные популяции составляют резидентную или комменсальную микробиоту, они являются неотъемлимой частью нашей жизни, и обеспечивают фундаментальную поддержку здоровья и благополучия.
И сегодня мы наблюдаем вспышку числа исследований микробиоты, что позволяет все лучше понимать ее незаменимую роль в нашей жизни. Стало совершенно ясно, что кишечная флора активно участвует в пищеварении, расщепляет трудноперевариваемые компоненты пищи, вырабатывает витамины и питательные вещества. Ученые показали, что это мирное сообщество микробов помогает организму сопротивляться вторжению чужеродных болезнетворных микроорганизмов, предотвращать отравления и инфекционные болезни. Микробы внутри нас постоянно влияют на наши гормоны, на работу нервной системы, на иммуннитет и даже на укрепление костей.
Выяснено, например, что нарушения баланса в микробиоме кишечника, из-за неправильного питания, стресса или приема антибиотиков, может привести к кожным заболеваниям. Поэтому продукты, улучшающие баланс кишечной микробиоты, теперь особенно интересны для косметических и фармацевтических компаний. Изучается и микробиота нашей кожи, эти микробы на поверхности нашего тела также необходимы нам с самого рождения и на протяжении всей жизни, как и кишечные внутри. Нарушение баланса микробиоты кожи, может быть связано с кожными заболеваниями, такими как акне, атопический дерматит, фотостарение и рак кожи. Кишечная микробиота со своей стороны может играть роль в формировании угревых поражений, и предполагается, например, что акне – это заболевание, которое связано с состоянием пищеварительного тракта и его микробиома, а использование пробиотиков может уменьшить высыпания на коже.
В последние годы пробиотики и постбиотики становятся все более популярным ингредиентом косметики. Создаются средства с пробиотиками, рассчитыватся формулы микробиом-дружественных продуктов, которые будут содержать пробиотические и постбиотические ингредиенты, способные блокировать воздействия вредного ультрафиолетового излучения, защищать кожу от фотостарения и помогать восстанавливать баланс кожной микробиоты благодаря их антиоксидантной и противовоспалительной активности.
Растет интерес и к пищевым добавкам для улучшения состояния кожи, на основе знаний о том, что существует тесная взаимосвязь между кишечником и кожей. Влияние на разнообразие микробного состава нашего тела с помощью пробиотиков может помочь улучшить пищеварение, уменьшить воспаление, избавиться от лишнего веса, стать более энергичным и меньше болеть. Исследования показывают, что манипулирование бактериальными штаммами микробиома, помогает значительно улучшить не только здоровье, но и внешний вид.
Микробиота кишечника
Более 2000 лет назад Гиппократ предположил, что «Все болезни начинаются в кишечнике», но тогда еще не был изобретен микроскоп, чтобы рассмотреть как выглядят начала болезни и здоровья, и в чем же их особенности. Сейчас, благодаря современным технологиям, таким как секвенирование генома, мы можем досконально изучать население нашего кишечника и даже получать информацию о том, какова генетика всего этого интересного сообщества.
По оценкам, число микробов, которые живут в человеке, больше числа соматических и половых клеток человека в десять раз, а количество генов этих микробов превосходят по количеству человеческие гены более чем в 100 раз. Для описания совокупности всех генов из общего количества бактерий, вирусов, грибов, архей и простейших, населяющих организм человека используется термин микробиом.
Заселение желудочно-кишечного тракта комменсальными микроорганизмами начинается еще до рождения, в утробе матери и меняется далее всю жизнь, в зависимости от жизненных событий, регулярно пополняясь новыми поселенцами из внешней среды. В итоге, микробиота желудочно-кишечного тракта состоит из огромного разнообразия видов бактерий, грибов, архей и простейших, которые живут сообща, поддерживая взаимодействие с организмом хозяина. Они постепенно формируют структурно стабильный кишечный микробиом. Кишечный микробиом сейчас считается «скрытым органом» организма и кодирует более 3 миллионов генов, а это в 100 раз больше, чем количество генов самого человека, поэтому его часто называют «вторым человеческим геномом».
Полезные бактерии на страже от внешних вторжений
Кишечная флора очень разнообразна, и точное количество населяющих кишечник видов еще не полностью известно, по общим оценкам, в пищеварительном тракте человека может быть до 1500 различных видов бактерий. Бактерии в микробиоте кишечника, классифицируются на царства, типы, классы, порядки, семейства, роды, виды и штаммы. Основными бактериями, обнаруженными в кишечнике современными методами исследований, являются Firmicutes и Bacteroidetes, составляющие 90% флоры кишечника, другие бактериальные компоненты включают Actinobacteria и Proteobacteria. Проект «Геном человека», который работал над характеристикой микробиома кишечника, изучая его связи с заболеваниями, идентифицировал 2172 вида из 12 типов микроорганизмов, из которых более 90 % были обнаружены в Firmicutes, Proteobacteria, Actinobacteria и Bacteroidetes.
Кишечные бактерии влияют на рост, созревание, деление и обновление клеток стенки кишечника, на проницаемость кишечных стенок, длину и толщину кишечных ворсинок. Микрофлора также влияет на моторику кишечника, играя регулирующую роль в кишечном метаболизме желчных кислот и серотонина.
Конкурируя за питательные вещества, подкисляя кишечную среду и синтезируя бактериоцины, кишечная микробиота подавляет развитие патогенных микроорганизмов и нейтрализует токсины и ксенобиотики. Она также участвует в синтезе некоторых витаминов группы В и витамина К. Исследование на мышах показало, что под воздействием определенной микрофлоры клетки кишечника секретируют иммуноглобулин А, который является ключевым в гуморальном иммунном ответе. Реакции иммуноглобулина А устраняют кишечные патогены и способствуют симбиозу хозяина и микроба.
Полезные кишечные бактерии прикрепляются к рецепторам на поверхности кишечного эпителия, герметизируют кишечную стенку, и поддерживают целостность кишечного барьера. Показано, что под воздействием кишечных микроорганизмов происходит снижение проницаемости кишечника даже для таких токсичных металлов как мышьяк, кадмий, свинец и ртуть (As, Cd, Pb, Hg).
Firmicutes и Bacteroidetes
В кишечнике человека доминируют две группы бактерий: грамположительные Firmicutes (Lactobacillus spp., Bacillus spp. и Clostridium spp.) и грамотрицательные Bacteroidetes. Молочнокислые бактерии Lactobacillus проявляют противовоспалительное действие и способность модулировать состав кишечной микробиоты. Они классифицируются как пробиотические микроорганизмы, относятся к типу Firmicutes, классу Bacilli и порядку Lactobacillales, и включают более 50 родов из 6 семейств и более 300 видов.
Тип Bacteroidetes содержит много родов палочковидных бактерий. Некоторые важные роды – Bacteroides, Parabacteroides, Prevotella, Paraprevotella, Alloprevotella, Barnesiella и другие. Эти микроорганизмы широко распространены в окружающей среде, особенно в почве и воде. Они в изобилии присутствуют в кишечнике, составляя ~1011 клеток/г и поддерживают симбиотические отношения с хозяином. Некоторые виды родов Bacteroides и Prevotella способны расщеплять полисахариды растительного происхождения, такие как целлюлоза, крахмал, пектины.
Вирусы в кишечнике
Микробиом кишечника также содержит небольшую долю ДНК-вирусов (Anelloviridae, Geminiviridae, Herpesviridae, Nanoviridae, Papillomaviridae, Parvoviridae, Polyomaviridae, Adenoviridae и Circoviridae), и РНК-вирусов (Caliciviridae, Picornaviridae, Reoviridae). Человеческий виром также включает фаги, которые появляются в микробиоме на очень раннем этапе жизни. Они играют важную роль в регуляции бактериальной микробиоты. Наиболее важными генами фагов являются Caudovirales и Microviridae.
Обретение своих личных микробов начинается еще до рождения
Заселение желудочно-кишечного тракта микробами начинается еще внутриутробно. Исследования показали, что микробиом плаценты матери сходен по своему составу с микробиомом ротовой полости ребенка и в обеих средах доминируют Firmicutes, Proteobacteria, Tenericutes, Bacteroidetes и Fusobacteria.
Кишечник у доношенных новорожденных уже не стерильный, и бактерии, присутствующие в нем, также присутствуют в амниотической жидкости, влагалище и полости рта. Дальнейшее заселение микрофлоры происходит во время родов. В случае естественных родов желудочно-кишечный тракт новорожденного содержит бактерии, которые живут в желудочно-кишечном тракте и влагалище матери. Например, Lactobacillus spp. являются доминирующими колонизаторами при вагинальных родах. Тогда как у новорожденных, рожденных путем кесарева сечения, бактериальная флора содержит бактерии, населяющие кожу матери, поэтому у них меньше бактерий типа Bifidobacterium и Bacteroides и больше патогенных Enterococcus, Enterobacter и Klebsiella. Вот почему так важен контакт с материнским телом ребенку сразу же после рождения.
В дальнейшем основным фактором, модулирующим микробиоту кишечника младенцев становится кормление. В первую неделю жизни в микробиоме кишечника доношенных детей доминируют Actinobacteria, Proteobacteria, Bacteroides и Firmicutes (в меньшей степени), тогда как у недоношенных детей это в основном бактерии родов Firmicutes и Tenericutes, а также Actinobacteria (в меньшем количестве). У детей на грудном вскармливании отмечено доминирование Bifidobacterium spp. Напротив, более разнообразная микробиота, которая исключает доминирование Bifidobacterium spp., была замечена у детей, находящихся на искусственном вскармливании.
Затем состав микробиома динамически меняется, пока не достигнет относительно зрелого равновесия примерно в возрасте 3 лет. До этого времени структура микробиоты очень нестабильна и реагирует на изменения в рационе, например на введение твердой пищи, на лекарства или заболевания. Созревание микробиоты кишечника на ранних этапах жизни человека влияет на рост клеток кишечника и на формирование иммунитета посредством метаболитов микробов.
В возрасте от 3 до 5 лет микробиота считается полной. Состав относительно постоянен, но при этом эксклюзивен для хозяина, поскольку становится похожим на микробиоту взрослого человека. На протяжении всей жизни микробный состав будет постоянным, но все же продолжает зависеть от особенностей питания, окружающей среды, образа жизни, приема лекарств, возраста и состояния здоровья.
У людей старше семидесяти разнообразие микробиоты меняется в сторону с низким уровнем Bifidobacterium и высоким уровнем Clostridium и Proteobacteria.
Разные микробы в разных отделах пищеварительной системы
Микроорганизмы показывают четкую дифференциацию в разных отделах желудочно-кишечного тракта, что в основном связано с кислотностью окружающей их среды и наличием кислорода.
Проходя по нашему желудочно-кишечному тракту проглоченные микробы выбирают для поселения комфортную привлекательную им среду в зависимости от её кислотности (pH) и наличия кислорода. Тонкий кишечник предпочитают заселять Proteobacteria (Enterobacteriaceae), а в толстом кишечнике в большем количестве обнаружены Bacteriodetes (Bacteroidaceae, Prevotellaceae и Rikenellaceae).
Streptococcus, Peptococcus, Bifidobacterium, Staphylococcus, Lactobacillus и Fusobacterium преобладают в полости рта, в то время как Helicobacter pylori, Lactobacillus, Streptococcus и Candida albicans наиболее распространены в желудке.
Bacteroides, Lactobacillus и Streptococcus доминируют в тощей кишке, Bacteroides, Clostridium, Enterococcus, Lactobacillus и Veillonella – в подвздошной кишке, в то время как Firmicutes, Bacteroidetes, Proteobacteria и Actinobacteria – в толстой кишке.
Пробиотики – живой источник полезных микробов
В наш организм постоянно стремятся попасть все новые и новые микробы и состав микрофлоры может варьироваться в зависимости от внешних событий. Но благодаря нашим знаниям мы можем сознательно управлять тем, каким микробам в нашем организме мы дадим преимущества для жизни, меняя предпочтения в пище. Для целенаправленной коррекции микробиоты существуют пробиотики.
Пробиотики – это по определению «живые микроорганизмы, которые приносят пользу здоровью хозяина при употреблении в адекватных количествах». Концепция пробиотиков восходит к началу 20 века, когда русский ученый-иммунолог Илья Ильич Мечников, работавший в Институте Пастера в Париже и удостоенный Нобелевской премии по медицине за свои работы по иммунологии, проявил серьезный интерес к молочнокислому брожению. Мечников предположил, что употребление в пищу ферментированных молочных продуктов, содержащих молочнокислые бактерии Bacillus bulgaricus, может значительно улучшить здоровье и продлить жизнь. В своей книге «Этюды оптимизма» он написал: «С различными продуктами, подвергающимися молочнокислому брожению и потребляемыми в сыром виде (простокваша, кефир, квашеная капуста, соленые огурцы), люди ввели в свой пищеварительный тракт огромное количество размножающихся молочнокислых бактерий». С тех пор пробиотики считаются микроорганизмами, способствующими укреплению здоровья.
Вероятнее всего, сам термин «пробиотик» придумал Фердинанд Вергин в 1954 году в своей статье «Anti-und Probiotika», сравнивая вредное воздействие антибиотиков и других антибактериальных средств на кишечную микробиоту с полезным воздействием («пробиотика») некоторых полезных бактерий. Стоит отметить, что слово пробиотик происходит от латинского предлога «pro», что означает «для», и греческого слова «biotic», что означает «жизнь».
В 1974 году было введено определение «пробиотиков» как «живых микроорганизмов, которые приносят пользу здоровью при употреблении в адекватных количествах». Это был окончательный термин, принятый Всемирной организацией здравоохранения в 2002 году. Определение было поддержано Международной научной ассоциацией по пробиотикам и пребиотикам (ISAPP) в 2013 году .
Также можно встретить определение пробиотика как «живые микроорганизмы с укрепляющими здоровье свойствами, опосредованные через прием внутрь или через местное применение к хозяину».
Знания о благотворном влиянии продуктов молочнокислого брожения на здоровье человека восходит к незапамятным временам. В Библии несколько раз встречается упоминание кислого молока. В Индии кисломолочные напитки были известны за 800–300 лет до нашей эры. Древние римляне и греки также знали различные рецепты кисломолочных продуктов. Особенный кисломолочный напиток, похожий на наш современный кефир, готовили и в Древнем Египте под названием «лебен раиб» из буйволиного или козьего молока.
На основе накопленных знаний сейчас разрабатываются уникальные пробиотические препараты, которые содержат живые, жизнеспособные, определенные микроорганизмы в таком количестве, чтобы обеспечить целенаправленные полезные эффекты для здоровья. То, как работают пробиотики, может зависеть от их штамма, дозы и компонентов, используемых для производства пробиотического продукта.
Сейчас существует инновационная концепция использования пробиотиков – это «персонализированное» или «точное» применение, которое учитывает специфические характеристики хозяина, избегая подхода «один размер подходит всем». Персонализированная стратегия состоит в том, что комменсальные бактерии, выделенные из здоровой кишечной микробиоты хозяина, сохраняются в «биобанке микробиоты», и после проверки генетических характеристик именно этот набор бактерий используются для терапии заболеваний, связанных с дисбактериозом хозяина.
Чтобы продукт считался пробиотиком, он должен соответствовать трем основным характеристикам:
1. Штаммы пробиотика должны быть точно охарактеризованы генетически и фенотипически, и иметь обоснование, основанное на документированных экспериментах, опубликованных в рецензируемых статьях, для их включения для предполагаемого использования. Штамм – это чистая культура микроорганизмов, обладающая сходными свойствами.
2. На момент использования пробиотик должен содержать достаточное количество живых микроорганизмов, эквивалентное количеству, для которого эффективность продукта была доказана в клинических исследованиях.
3. Способ доставки, дозировка и продолжительность использования должны основываться на научных данных на людях, если предполагаемым получателем пробиотика являются люди.
Принципы действия пробиотиков
Главный принцип действия пробиотиков – это влияние на развитие микробиоты, населяющей организм, так, чтобы обеспечить гармоничный баланс между патогенами и бактериями, которые необходимы для нормального функционирования организма. Живые микроорганизмы, соответствующие критериям пробиотиков, сейчас используются в производстве функциональных продуктов питания и при консервировании пищевых продуктов. Их положительный эффект используется и для восстановления естественной микробиоты после антибиотикотерапии.
Другая полезная функция пробиотиков – это их противодействие патогенной кишечной микробиоте, занесенной из загрязненных продуктов питания и окружающей среды. Пробиотики могут эффективно подавлять развитие патогенных бактерий, таких как Clostridium perfringens, Campylobacter jejuni, Salmonella Enteritidis, Escherichia coli, различные виды Shigella, Staphylococcus и Yersinia, тем самым предотвращая пищевые отравления.
Пробиотические Lactobacillus plantarum, Lactobacillus reuteri, Bifidobacterium adolescentis и Bifidobacterium pseudocatenulatum являются естественными производителями витаминов группы B (B1, B2, B3, B6, B8, B9, B12). Они тоже повышают иммунитет, улучшают усвоение витаминов и минеральных соединений, и стимулируют выработку органических кислот и аминокислот. Пробиотические микроорганизмы могут вырабатывать ферменты, такие как эстераза, липаза и коферменты A, Q, НАД и НАДФ. Некоторые продукты метаболизма пробиотиков проявляют свойства антибиотиков (ацидофилин, бацитрацин, лактацин), противораковые и иммунодепрессивные свойства.
Но стоит помнить, что витаминов, получаемых из микробиоты, не достаточно для потребностей физиологии человека, оценка их вклада в суточные нормы существенно варьируется и в среднем составляет от 0,078% для пантотената (витамина B5) до 86% для пиридоксина (витамина B6). Способность микробиоты вырабатывать витамины нестабильна, например, количество генов, участвующих в биогенезе фолата, увеличивается с возрастом, тогда как гены, кодирующие ферменты синтетического пути кобаламина (витамина B12) с возрастом уменьшаются.
На страже защиты от болезнетворных микробов
Почему пробиотики так полезны для здоровья? Молекулярно-генетические исследования установили основы полезного действия пробиотиков против патогенных микроорганизмов, включающие четыре механизма:
1) Защита от болезнетворных микробов посредством выработки антимикробных веществ,
2) Конкуренция с патогенами за прикрепление к эпителию и за питательные вещества,
3) Иммуномодуляция хозяина,
4) Подавление продукции бактериальных токсинов.
Конкуренция за места на слизистой оболочке кишечника между пробиотическими штаммами и болезнетворными бактериями – это главный механизм защиты хозяина от патогенов в кишечнике. Пробиотические бактерии могут прикрепляться к эпителиальным клеткам кишки хозяина, не оставляя места для патогенов. И это значительно влияет на здоровье хозяина. Более того, адгезия пробиотических микроорганизмов к эпителиальным клеткам может запускать каскад сигналов, модулирующих имунный ответ. Пробиотики могут усиливать врожденный иммунитет (первая линия защиты) путем повышения уровня иммуноглобулинов, антимикробных белков, фагоцитарной активности и активности естественных клеток-киллеров, а также усиливать приобретенный иммунитет через улучшение презентации антигенов и функции Т- и В-лимфоцитов для нейтрализации патогенов и инфицированных вирусом клеток.
Пробиотики обычно включают следующие категории бактерий:
Молочнокислые бактерии – лактобациллы, такие как L. acidophilus, L.casei, L.delbrueckii subsp. bulgaricus, L.brevis, L.cellobiosus.
Грамположительные кокки, такие как Lactococcus Lactis, Streptococcus salivarius subsp. термофилус, Enterococcus faecium
Бифидобактерии, такие как B.bifidun, B.adolescentis, B.i.nfantis, B.longum, B. thermophilum.
Пробиотики доступны в различных формах, таких как порошки, жидкие формы, гели или пасты, гранулы, капсулы и т. д. Пробиотики в целом обладают свойствами непатогенности, нетоксичности, устойчивости к желудочной кислоте, адгезии к эпителиальным тканям кишечника и способностью вырвабтывать антибактериальные вещества.
Традиционные пробиотики и их источники
Традиционные пробиотики это в основном бактерии рода Lactobacillus и Bifidobacterium. Заявлено, что пробиотики, предназначенные для человека, должны быть «человеческого или пищевого происхождения». Это объясняется тем фактом, что именно такие штаммы будут более безопасными и обладать наилучшей способностью закрепляться на эпителиальных клетках кишечника человека .
Грудное молоко – бесценный источник бактериальных штаммов с пробиотической активностью для заселения кишечника новорожденного его первой микробиотой. Источники из пищи животного происхождения (молоко, рыба, мясные продукты и мед), а также ферментированная и неферментированная пища растительного происхождения (зерновые/хлопья, фрукты, молочные продукты и овощи) могут быть дополнительным ресурсом для выделения пробиотических штаммов.
Антибактериальная активность пробиотиков проявляется в том, что они вырабатывают специальные антимикробные молекулы: бактериоцины, перекись водорода и органические кислоты, которые подкисляют экосистему. Органические кислоты, особенно уксусная и молочная, действуют как ингибиторы на грамотрицательные бактерии. Бактериоцины выделяются грамположительными бактериями (обычно лактобациллами) и представляют собой пептиды, активные против болезнетворных бактерий.
Исследования также открыли противовирусное действие пробиотиков в действии против различных кишечных, респираторных и урогенитальных заболеваний. Блокирование рецепторных участков в клетках хозяина, стимуляция иммунитета и выработка противовирусных метаболитов объясняют противовирусную активность пробиотиков.
Классы пробиотиков
Молочнокислые бактерии – непатогенные, нетоксигенные, грамположительные, ферментативные бактерии, основным свойством которых является способность образовывать молочную кислоту в качестве продукта брожения. Этот процесс называется ферментацией. Молочнокислые бактерии растут анаэробно, но в отличие от других анаэробов, большинство из них могут расти также и в присутствии кислорода. Примерами являются Lactobacillus (ssp. acidophilus, fermentum, plantarum, rhamnosus, casei, reuteri, gasseri), Streptococcus (например, salivarius, thermophilus) и Lactococcus.
Бифидобактерии – одни из первых микробов, колонизирующих желудочно-кишечный тракт человека. Примерами являются Bifidobacterium bifidum, longum, animalis и breve. Бифидобактерии не являются молочнокислыми. Однако они продуцируют молочную кислоту (но через совершенно другой метаболический путь).
Спорообразующие бактерии – споровые пробиотики, также называемые эндоспорами, почвенными бактериями, являются спящей формой бактерий, которые обладают высокой устойчивостью к физическим и химическим воздействиям. Они могут выдерживать высокие температуры, обработку паром и химиопрепараьами, высокое давление. После приема внутрь эти споры хорошо выживают в желудке и прорастают в тонком кишечнике. Примерами являются Bacillus (например, coagulans, subtilis). Спорообразующие бактерии не обязательно имеют почвенное происхождение. Их также можно найти в ферментированных продуктах.
Дрожжи
Пробиотические свойства дрожжей связаны с их конкуренцией за питательные вещества с патогенными микроорганизмами, изменением кислотности среды, образованием этанола и антимикробных соединений, включая бактериоцины и микоцины. Примерами являются Сахаромицеты Буларди (Saccharomyces boulardii). наиболее изученными и давно применяющимися дрожжами-пробиотиками. Они были названы в честь французского ученого Анри Булара (Henri Boulard), который впервые выделил чистую культуру этих грибов в Индокитае из тропических плодов личи и мангостина, кожура которых используется местным населением для лечения диареи.
Критерии эффективности
Анализ потенциальной пользы пробиотиков для здоровья проводится на уровне штамма, следует избегать употребления пробиотических продуктов, на этикетке которых указан только род и вид, но не штамм, поскольку эффекты пробиотиков являются штаммоспецифичными и важно определить род и вид пробиотических бактерий, которые приносят пользу здоровью.
Чтобы пробиотик был эффективен в организме, пробиотический продукт должен иметь минимальную концентрацию 106–107 КОЕ/г. Дозы, которые рекомендовано давать ежедневно, обычно составляют 5 × 106–6 × 106 КОЕ в день для детей и 10 × 106–20 × 106 КОЕ в день для взрослых.
Пробиотики нового поколения
Традиционно в качестве пробиотиков использовались бактерии, продуцирующие молочную кислоту, такие как лактобациллы, бифидобактерии и другие. Трудность в том, что большинство других микроорганизмов, населяющих кишечник человека, долгое время оставалось неопознанными, поскольку они в основном являются анаэробными бактериями и их трудно выращивать в культуре. Однако современная микробиология произвела революцию в способности идентифицировать ранее неопознанные микробы кишечника.
Современные достижения в области секвенирования генома и методов культивирования помогли выделить и описать множество новых различных микробов из микробиоты человека, которые показали многообещающие полезные для здоровья свойства и пробиотический потенциал. Их можно применять как пробиотики нового поколения (NGS – next generation probiotics). И можно было бы определить такие пробиотики по-новому как «живые микробы, идентифицированные на основе сравнительных исследований микробиома, которые приносят пользу для здоровья хозяину при приеме в подходящих количествах».
С новыми открытиями термин «пробиотик» расширяется, и включает все больше новых пробиотических видов наряду с хорошо известными молочнокислыми бактериями и бифидобактериями. Примерами пробиотиков нового поколения являются: Roseburia intestinalis, Eubacterium spp., Akkermansia muciniphila, Faecalibacterium prausnitzii и Bacteroides spp .
Пробиотики нового поколения обладают физиологической полезностью, например, выработкой фолата, серотонина, индолов и короткоцепочечных жирных кислот, бутирата, пропионата, ацетата и других, каждый из которых играет важную роль в регуляции физиологии хозяина. Превращение этих недавно выявленных видов в промышленно полезные пробиотики является большой проблемой. Это связано с потребностью этих микробов в дорогостоящих и сложных богатых питательных средах и анаэробных условиях. Поэтому исследования в этом аспекте для определения оптимальных ромышленных процессов все еще затруднительны.