Bactérias Probióticas
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Características e Modo de ação de bactérias probióticas Prof. Dr. Everlon Cid Rigobelo Merchandising - www.intechweb.org Definição Probióticos são microrganismos que em quantidades adequadas promovem ◦ Benefícios aos hospedeiros Problemas com probióticos Schuwab, 1993 Lactobacillus casei ◦ Febre, artrite, lesões hepatobiliares ◦ Presença de peptidioglicano na Parede Celular ◦ Citocina indutor Problemas com probióticos Cannon et al., 2005 Uso de 6 cepas probióticas ◦ 24 mortes Pacientes ◦ Sofriam de pancreatite aguda ◦ Imuno-comprometidos Problemas com probióticos Lactobacillus rhamnosus ◦ Metabolizar glicoproteínas ◦ Lise de coágulos de fibrinas Modulação do Sistema Imune Aumento da circulação de IgA ◦ Mucosas do intestino ◦ Trato respiratório e urogenital Prevenção ◦ Contra a colonização por patógenos Modulação do Sistema Imune Aumento da circulação de IgM ◦ Expressa na superfície de Linfócito B ◦ Mediados por linfócito B ◦ Elimina patógenos nos estágios iniciais da imunidade ◦ Antes da síntese de IgG Modulação do Sistema Imune Aumento do linfócitos T Migração de células de memória B e T para sítios da infecção Proliferação – indução local - produção ◦ Citocinas Síntese de Citocinas Moléculas envolvidas na emissão de sinais entre às células no desencadeamento das células imunes São produzidas por monócitos, macrófagos e linfócitos ◦ Interferons (IFN) ◦ Interleucinas (IL) Modulação do Sistema Imune Hospedeiro é exposto ao antígeno ◦ Resposta células do sistema imune ◦ Liberação de citocinas Linfócitos associados ao tecido do intestino dos animais ◦ Manutenção da homeostase Modulação do Sistema Imune Bactérias probióticas ◦ Induzem a produção de citocinas pro- inflamatórias ◦ α de necrose de tumor ◦ Interleucina 6 de células mononuclear periférica Modulação do Sistema Imune Lactobacillus casei ◦ Inibem o crescimento de Pseudomonas aeroginosa e Listeria monocytogenes ◦ Aumentando o nível de macrófagos ◦ Pseudomonas aeroginosa Oportunista – vive no solo em ambientes hospitalares Acomete – sistemas respiratório, urinário Presentes após queimaduras Sintetizam a Exotoxina A – inibição de síntese proteica por eucariontes e necrose. Pseudomonas aeroginosa Listeria monocitogenes ◦ Listeriose – septicemia, meningite, encefalite, infecção intra-uterina com ocorrência de aborto ◦ Consumo de alimentos contaminados Queijos, leite, carnes e peixes Listeria monocitogenes Modulação do Sistema Imune Lactobacillus acidophilus Bifidobacterium bifidum Aumenta a imunidade não específica ◦ Principalmente em neonatos ◦ Aumento de IgA em crianças Lactobacillus acidophilus Bifidobacterium bifidum Atividade antitumorais Enzimas sintetizadas por microrganismos ◦ Podem converter procarcinogênicas carcinogênicas causando câncer de cólon ◦ Essas enzimas são: Azoredutase, β glucuronidase, nitroredutase em Atividade antitumorais Lactobacillus acidophilus Lactobacillus rhamnosus Diminuem a atividade dessas enzimas em carnívoros ◦ Isso ocorre no intestino ◦ A enzima perde a atividade enzimática por mecanismo desconhecido Lactobacillus rhamnosus Atividade antitumorais Lactobacillus acidophilus Lactobacillus bulgaricus Supressão do Sarcoma 180 Prevenção contra a recorrência de câncer na bexiga Atividade antitumorais Nitrato podem ser convertidos em substâncias nitrosaminas carcinogênicas Lactobacillus e Bifidobacteria ◦ Capturam esses nitratos diminuindo essas substâncias nitrosaminas Atividade antitumorais Sais biliares estão associados ao câncer de cólon ◦ Lactobacillus reduz a biotransformação dos sais biliares de primária para secundária, reduzindo a possível iniciação do câncer Redução do pH no intestino por LAB ◦ Inibe o crescimento de bactérias putrefativas ◦ Assim prevenindo contra o câncer de intestino Atividade antitumorais Aflatoxina é uma toxina produzida por muitos bolores Possui um grande potencial carcinogênico Existem 13 tipos de aflatoxinas ◦ B1, b2, G2, G3, M e M2 Atividade antitumorais Lactobacillus casei, L. rhamnosus ◦ Inibem a síntese de aflatoxinas ◦ Aflatoxinas B1, G1 e B2 Redução de Colesterol Leite fermentado com LAB e Streptococcus cerevisiae ◦ Reduziu os níveis de colesterol no soro sanguíneo Enterococcus faecium ◦ Reduziu o colesterol em suínos em dietas com elevados níveis de colesterol Redução de colesterol (entretanto) 334 indivíduos foram tratados com L. acidophilus e L. delbrueckii subsp bulgaricus ◦ Níveis de lipoproteínas no soro não MUDARAM Redução de colesterol (entretanto) Enterococcus faecium fornecidos em 6 semanas ◦ Aumentou o colesterol e o LDL ◦ Houve uma diminuição acentuada após os testes ◦ Houve um aumento de iodonitrotetrazolio ◦ Aumento na produção de superóxidos ◦ Elevada produção de IgG Redução de colesterol A redução do colesterol ◦ Não ocorre devido à assimilação ou a interação química entre a bactéria e o colesterol Provavelmente ocorre ◦ Co-precipitação do colesterol com sais biliares desconjugados em pH<6.0 ◦ A interação entre o colesterol e superfície celular da bactéria é apenas física Redução do Colesterol O metabolismo entre colesterol e sais biliares são interligados Colesterol é o precursor para a síntese de sais biliares Redução do colesterol Durante a circulação enterohepática ◦ Desconjugação dos sais biliares em ácidos biliares pela bile salt hidrolase (BSH) Ácidos biliares livres não são reabsorvidos ◦ Glicina e taurina são excretados nas fezes Perda de sais biliares ◦ Aumenta o catabolismo de colesterol para ácidos biliares diminuindo o colesterol Redução do colesterol Lactobacillus, Enterococcus Peptostreptococcus, Bifidobacterium Clostridium, Bacteroides ◦ Sintetizam bile salt hidrolase (BSH) Diminuição da Intolerância a Lactose Asiáticos e Africanos ◦ Perda da enzima β-galactosidase ◦ Redução da atividade lactase por uma infecção por rotavírus gastrointerites Streptococcus salivarius subsp thermophilus Lactobacillus delbrueckii subsp bulgaricus ◦ Produzem elevados níveis de β-galactosidase Diminuição da Intolerância a Lactose Lactose de yoghurt e leites contendo Lactobacillus acidophillus ◦ São melhores absorvidos por pessoas que tem intolerância a lactose Pessoas que se alimentaram desses produtos ◦ Tiveram menores sintomas relacionados ◦ Menor concentração de H2 na sopro Normalização do trânsito intestinal Normalização do trânsito intestinal Lactobacillus GG ◦ Acelerada recuperação da diarreia aguda em crianças ◦ Voluntário tratados com eritromicina Diminuição dos sintomas como ◦ Diarréia, dor no estômago, náuseas ◦ Recuperação mais rápida Normalização do trânsito intestinal Enterococcus faecium SF68 ◦ Reduziu a duração da diarreia em adultos Diarreia causada por Clostridum difficile ◦ Ocorrem após tratamento com antibióticos Lactobacillus rhamnosus ◦ Diminuiu os sintomas Saccharomyces boulardii Normalização do trânsito intestinal Pacientes com câncer pélvico recebendo radioterapia ◦ Receberam leite fermentado com Lactobacillus acidophilus e Bifidobacterium ◦ Baixa constipação ◦ Baixa ocorrência de diarréia Normalização do trânsito intestinal Lactobacillus casei cepa Shirota do Yakult ◦ Melhorou constipação severa Bifidobacterium animals cepa Danone ◦ Melhorou o trânsito intestinal de mulheres saudáveis Benefícios para os Ruminantes Ruminantes jovens ◦ Mais susceptíveis a colonização por patógenos Probióticos ◦ ◦ ◦ ◦ Estabilizam a microbiota intestinal Competem por nutrientes Competem por receptores Sintetizam bacitracinas Benefícios para os Ruminantes Situações de estresses ◦ Desmame, período de lactação Constituição da Microbiota Ruminal ◦ Bactérias anaeróbicas ◦ Protozoários anaeróbicos ◦ Fungos anaeróbicos ◦ Archaea Halófilas Metanogênicas Extremófilas Digestão de 70-75% componentes da dieta Benefícios para os Ruminantes Acidose ◦ ◦ ◦ ◦ Perda de peso Traumatismo Abscessos no fígado Diminuição Bactérias anaeróbicas Protozoários anaeróbicos Fungos anaeróbicos Archaea ◦ Inflamação ◦ Streptococcus bovis síntese de ácido láctico Benefícios para os Ruminantes Probióticos – limita a síntese de lactato Estimula o crescimento de protozoários Limita a acidez Evitando o risco de acidose Benefícios para os Ruminantes Saccharomyces cerevisiae Encefalopatia Hepática Pacientes com problemas no fígado ◦ Concentram elevados níveis de amônia Ocorrência de encefalopatia Ingestão de Lactobacillus acidophilus ◦ Diminuiu os níveis de urease nas fezes e de amônia no sangue. Encefalopatia Hepática Enterococcus faecium ◦ Diminuiu amônia no sangue ◦ Melhorou o estado mental ◦ Melhorou o desempenho psicomotor Tratamentos de Úlceras Pépticas Lactobacillus acidophilus ◦ Inibiu o crescimento de Helicobacter pylori ◦ Efeito de produtos do metabolismo Lactobacillus salivarius ◦ Inibiu a ligação entre H. pylory e a interleucina-8 Tratamentos de Úlceras Pépticas Lactobacillus ◦ São ácidos tolerantes podem sobreviver em condições estomacais ◦ Eles são bons candidatos para o tratamento de úlceras pépticas Ácido Tolerante Principal metabolismo dos probióticos Ácidos penetram na células microbianas e interfere nas principais funções Reduzindo o pH intracelular Ácido acético ◦ Mais efetivo contra Bactérias gram (-) ◦ Bolores e leveduras Ácido Tolerante Bifidobacteria ◦ Produz ácido acético e láctico 3:2 ◦ São mais efetivas no controle de patógenos e leveduras no TGI comparado com Lactobacillus Ácido Tolerante Tolerância aos ácidos depende: ◦ Valor de pH e do tempo de exposição Geralmente cepas com propriedades colonizadoras são menos ácidos tolerantes Ácido Tolerante Lactobacillus paracasei ◦ Baixa resistência ao suco gástrico in vitro ◦ Excelente sobrevivência no trato gastrointestinal Bifidobacteria bifidum Lactobacillus acidophilus Lactobacillus bulgaricus Streptococcus thermophilus Ácido Tolerante Foram inoculadas no intestino e foram avaliados parâmetros como: ◦ Peristaltismo, alterações no pH ◦ Alterações nas concentrações de enzimas e Bile Bile grande influência na sobrevivência das bactérias Adesão à células epiteliais ◦ Importante e pode ser reduzida pela exposição ao baixo pH ◦ Aderência é reduzida após a passagem através do estômago ◦ Proteases do suco pancreático limita a adesão ◦ Alterações das propriedades das superfícies celulares Adesão ao muco e Células Epiteliais Sob condições normais as bactérias ◦ Probióticas estão em competição com outras bactérias da microbiota ◦ Estas precisam ser fornecidas diariamente para causarem o efeito esperado ◦ Precisam superar as adversidades do meio Adesão no intestino Células Intestinais sem adesão Adesão Adesão Adesão ao muco e Células Epiteliais Lactobacillus acidophilus LB ◦ Cultivados em células Caco-2 ◦ Inibiu a adesão de E. coli patogênica Lactobacillus rhamnosus ◦ Diminuiu a adesão E.coli e Klebsiella pneumoniae Adesão ao muco e Células Epiteliais Células Caco-2 ◦ Expressa elevado níveis de mucina ◦ A presença de bactérias probióticas aumenta essa expressão ◦ Dificultando a adesão pelo patógeno Bacteriocinas sintetizadas pelos probióticos ◦ Exclusão competitiva Adesão ao muco e Células Epiteliais Lactobacillus johnsonii ◦ Inibiu o crescimento de Giardia intestinalis ◦ e sua ligação em células Caco-2 Lactobacillus acidophilus ◦ Bloqueou o ciclo intracelular de Salmonella enterica ◦ Inibiu o dano nas células causados por Salmonella e E. coli Camada Cristalina ◦ Sintetizadas por bactérias probióticas ◦ Na superfície de suas células ◦ Essa camada modifica-se com o ambiente ◦ Formadas por proteína única ou glicoproteína
