Características y mecanismo de acción de Bifidobacterium lactis BB-12
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El ácido del estómago y la bilis desempeñan un papel en la resistencia a la ingestión microbiana. Desempeña un papel importante en matar y controlar una variedad de patógenos en contactos gastrointestinales. Sin embargo, este mecanismo de defensa también puede destruir microorganismos potencialmente beneficiosos. La eficacia de los probióticos depende de la viabilidad y actividad fisiológica del intestino, por lo que la supervivencia de los probióticos en el ácido gástrico y la bilis del tracto gastrointestinal superior es muy importante.
Muchos estudios han investigado la tolerancia del BB-12 al ácido del estómago y la bilis. Un estudio in vitro evaluó la tolerancia al ácido y la bilis de cinco cepas de Bifidobacterium, así como su crecimiento en varios carbohidratos. Las pruebas de tolerancia se realizaron con bilis bovina al 1%. BB-12 muestra una buena tasa de supervivencia en todos los valores de pH y su viabilidad es la más fuerte entre todas las cepas. BB-12 no crece bien en 1% de bilis, pero los estudios han demostrado que tiene una alta tasa de supervivencia (Vernazza et al., 2006).
En un estudio in vitro, se comparó la resistencia a los ácidos de 17 cepas y se expusieron a un pH de 2-5. Los estudios han demostrado que BB-12 tiene una alta tasa de supervivencia. Las investigaciones muestran que esta propiedad se debe en parte a la baja actividad H+-ATPasa dirigida por el pH. H+-ATPasa es una enzima compleja involucrada en el mantenimiento del equilibrio dinámico del pH dentro de las células bacterianas. (Matsumoto et al., 2004).
El estudio probó la tolerancia de 24 cepas de bacterias de fermentación del ácido láctico y 24 cepas de probióticos al jugo gástrico y las sales biliares. BB-12 mostró una alta tolerancia al pH después de tres horas de exposición a pH3 y pH2. BB-12 tiene una tolerancia moderada a la bilis, con una tasa de crecimiento del 24% en comparación con las muestras de control a una concentración del 1% de bilis.
En cuanto a la disociación temprana y el crecimiento en sales biliares, se muestra que BB-12 crece y se disocia simultáneamente con taurocolato de sodio y glicodesoxicolato de sodio, mientras que BB-12 crece y se disocia en sales biliares al mismo tiempo. ocurre en presencia de bisulfato de sodio y glicocolato de sodio, pero no ocurre disociación (Vinderola 2003).
Se realizó una prueba comparativa en 60 casos de bifidobacterias aisladas del intestino humano para evaluar su supervivencia en ácido gástrico y bilis, demostrando que la supervivencia de BB-12 en dos condiciones es comparable a la de otras cepas probadas. . Comparable o mejor (según datos de la literatura de Kohansen).
En un sistema modelo de tracto digestivo artificial utilizado para simular el ácido gástrico y los entornos de bilis del intestino superior, entre el 60 y el 80 % del BB-12 permaneció viable en dosis normales de cápsulas (Chr). datos del archivo Hansen).
En resumen, BB-12 tiene mayor tolerancia al ácido gástrico y a la bilis que otras bifidobacterias. Los datos anteriores muestran que la mayoría de las bacterias BB-12 pueden sobrevivir en el ácido del estómago y la bilis después de ser consumidas por los humanos. Estas características aumentan la posibilidad de que BB-12 pueda conferir beneficios para la salud al huésped.
Investigadora científica principal Dra. Birgit Steuer-Lauridson,
Identificación, CED-Innovación
Los probióticos activos pasan a través del tracto gastrointestinal Encontrará varios desafíos a lo largo del camino. forma. Después del duro ambiente ácido del estómago, las sales biliares en el intestino delgado plantean el siguiente desafío. BB-12 contiene el gen que codifica la hidrolasa de las sales biliares, una enzima importante que procesa altas concentraciones de sales biliares en el intestino delgado. Esta enzima está presente en BB-12 y permanece activa en todo momento. Este hecho ha sido documentado tanto mediante análisis de microarrays como mediante estudios de proteínas mediante electroforesis en gel 2D (Garriquis et al., 2005) (Figura 2).
La ventaja de esta célula bacteriana es que tiene dicha enzima trabajando en cualquier momento, porque puede formar una respuesta rápida a altas concentraciones de sales biliares, favoreciendo así el paso seguro de las bacterias desde el intestino delgado. al intestino grueso. Estos datos sugieren que BB-12 está equipado para resistir este paso crítico en el tracto gastrointestinal. El Dr. Jeffrey Christensen,
experto en I+D,
Discovery, HHN-Innovation
ha observado muchos efectos beneficiosos para la salud y cree que la adhesión de bacterias probióticas a la mucosa intestinal es importante para muchos de estos efectos. La adhesión se considera un requisito previo para la colonización de probióticos, la inhibición bacteriana, la función inmune y la función de barrera mejorada. Por tanto, la adhesión es uno de los principales criterios de selección de microorganismos beneficiosos.
En un estudio, se midió in vitro la adhesión de bacterias probióticas, organismos vivos y patógenos potenciales.
Los modelos de adhesión empleados fueron placas de policarbonato con o sin mucina, y las configuraciones de los cultivos celulares Caco-2 y/o HT29-MTX fueron diferentes.
Las cepas probióticas mostraron una alta adhesión a los pocillos no tratados y a los pocillos tratados con mucina, mostrando BB-12 los niveles de adhesión más altos en ambos casos. A pesar de su menor contenido, BB-12 permanece adherido al medio Caco-2, a las células HT29-MTX y al medio sintético Caco-2:HT29-MTX (Lapala y Sanz, 2009).
En otro estudio in vitro, se utilizaron BB-12 y otras cepas para examinar las propiedades adhesivas del moco fecal aislado de diferentes especies, incluida la humana. BB-12 se adhirió bien a todos los huéspedes analizados, el 30% de los cuales estaban en humanos (Rinkinen et al. 2003).
Varios estudios han detectado la adhesión de 24 cepas de Bifidobacterium a glicoproteínas de mucina intestinal humana y bovina inmovilizadas. De las cepas analizadas, BB-12 se adhirió con mayor fuerza a otra cepa de Bifidobacterium. La tasa de adhesión de BB-12 al moco humano es del 7,1% (He et al., 2001).
Un estudio midió la adhesión de 5 probióticos y sus conjugados en el moco intestinal durante y después de la diarrea por rotavirus en bebés y niños pequeños, y el papel de estos probióticos y sus conjugados en la salud in vitro en niños. Se preparó moco a partir de muestras de heces de 20 bebés y 10 niños sanos y de la misma edad durante y después de la diarrea por rotavirus. BB-12 demuestra su excelente adherencia. El 31% de los niños sanos y el 26,1% de los lactantes infectados contenían BB-12. El patrón de adhesión único de los probióticos no se ve afectado por la diarrea por rotavirus (Juntunen et al., 2001).
Las pruebas de adherencia de BB-12 también se evaluaron en Chr Laboratories. Hansen. Las pruebas comparativas in vitro en 60 especies de bifidobacterias aisladas del intestino humano demostraron que la adhesión de BB-12 al moco era equivalente o mejor que la de otras cepas probadas (literatura de Chr. Hansen).
En resumen, se ha demostrado que BB-12 tiene una alta adherencia en diversos entornos in vitro. Esta evidencia valida la capacidad del BB-12 para colonizar instantáneamente las superficies de la mucosa intestinal y anclarla en estos lugares, aumentando así la probabilidad de ejercer sus efectos beneficiosos para la salud. Los patógenos son microorganismos que pueden causar enfermedades en sus huéspedes. La capacidad de inhibir patógenos es una de las tres funciones principales de los probióticos, siendo las otras dos la mejora de la función de barrera y la función inmune. Se ha sugerido que los efectos antibacterianos se promueven a través de varios mecanismos, incluida la producción de sustancias inhibidoras (ácidos orgánicos, H2O2, bacteriocinas), competencia por nutrientes, eliminación/degradación de toxinas, competencia por puntos de unión (moco, receptores celulares), ** * Regulación de la agregación y virulencia e iniciación de la respuesta inmune del huésped.
Un estudio in vitro comparó la producción de cuatro antagonistas microbianos diferentes, incluido el BB-12. Bacillus cereus, Clostridium difficile, Clostridium perfringens tipo A, Escherichia coli ATCC 4328, Enterococcus faecalis, Listeria monocytogenes, Pseudomonas aeruginosa, Salmonella typhi, F. Shigella y Candida albicans. Sólo BB-12 y otra cepa formaron una zona de inhibición contra bacterias patógenas.
BB-12 mostró actividad antagonista contra ocho de los 12 patógenos detectados, y BB-12 generalmente produjo zonas de inhibición más grandes, siendo Shigella flexneri la única excepción (Martins et al., 2009).
Utilizando sistemas de fermentación anaeróbica de cultivo discontinuo y continuo inoculados con heces humanas, se estudiaron los efectos antibacterianos de dos probióticos y prebióticos. Varios estudios han probado los efectos inhibidores de BB-12 en combinación con una mezcla de fructosa y xilooligosacáridos sobre E. coli y Campylobacter jejuni. En la fermentación discontinua, la combinación de BB-12 y prebióticos tiene un efecto inhibidor tanto sobre Escherichia coli como sobre Campylobacter jejuni. En cultivo continuo, BB-12 y prebióticos inhiben Campylobacter jejuni. Los resultados mostraron que el acetato y el lactato producidos directamente por BB-12 actuaron como un efecto bacteriostático y no fueron el resultado de una reducción del valor del pH.
Un estudio in vitro investigó los efectos inhibidores, antagónicos y desplazantes de cepas probióticas comerciales comercializadas en Europa sobre patógenos potenciales específicos que se adhieren al moco humano fijado.
Los patógenos bacterianos incluyen Bacteroides thetaiotaomicron, Clostridium difficile, Escherichia coli K2, Enterobacter aerogenes, Listeria monocytogenes, Salmonella typhi y Staphylococcus aureus. BB-12 puede adherirse al moco humano e inhibir todos los patógenos excepto E. coli. Se ha demostrado que BB-12 es una buena alternativa para Clostridium difficile, Staphylococcus aureus, Enterobacter aerogenes, Listeria monocytogenes y, en menor medida, Salmonella histolytica, Salmonella typhi y Staphylococcus aureus (Collado et al., 2007a).
Además, las pruebas de competencia y rechazo de la adhesión del moco también demostraron que BB-12 puede reducir la adhesión de patógenos. Se estudió mediante experimentos in vitro el efecto protector de BB-12 y LGG Lactobacillus rhamnosus sobre la adhesión de bacterias patógenas al moco intestinal de cerdo. Los patógenos utilizados fueron Salmonella typhimurium, Clostridium perfringens, Clostridium difficile y Escherichia coli K2. La combinación de BB-12 y LGG potenciará la adhesión entre ellos, principalmente en la mucosa del intestino grueso. El tratamiento del moco intestinal con BB-12 y LGG, solos o en combinación, redujo significativamente la adhesión de los patógenos detectados (Collado et al., 2007b).
En conjunto, estos estudios sugieren que BB-12 puede inhibir importantes patógenos gastrointestinales al producir sustancias antimicrobianas y competir por la adhesión a la mucosa. Mejorar la función de la barrera gastrointestinal es una de las principales funciones reconocidas de los probióticos. Es muy importante mantener la función de la capa mucosa y el revestimiento de células epiteliales del tracto gastrointestinal.
Se realizó un estudio in vitro para examinar si los productos de fermentación probióticos y prebióticos afectan la integridad de las uniones estrechas en un modelo de línea celular Caco-2. Esto se hace midiendo la resistencia transepitelial (TER,/cm2). Los productos de fermentación derivados de BB-12 aumentaron la fuerza de las uniones estrechas que fue significativamente mayor que los controles no tratados y, en todos los casos, los productos de fermentación derivados de BB-12 causaron el mayor aumento en TER en comparación con las otras cepas probadas. Estos cambios in vitro sugieren que BB-12 puede mejorar las uniones estrechas y proteger la función de barrera epitelial del daño (Commane et al., 2005). La función inmune se reconoce cada vez más como una función importante de los probióticos. Los probióticos pueden comunicarse con el sistema inmunológico e influir en él a través de células inmunitarias ubicadas en el intestino. Entre el 70% y el 80% de las células inmunitarias se encuentran en el intestino.
Muchos estudios han demostrado la función inmunomoduladora del BB-12. Para estudiar el efecto de las bifidobacterias en el proceso de maduración de las células dendríticas derivadas de monocitos humanos, se estudiaron in vitro 12 cepas de bifidobacterias. Además, se evaluaron la proliferación de células mononucleares de sangre periférica y la expresión de citocinas. Se utilizó como referencia la maduración inducida por el tratamiento con lipopolisacáridos. BB-12 induce una maduración de células dendríticas similar o incluso superior a la del LPS, medida por marcadores de expresión de superficie. El medio sobrenadante libre de células tiene poco o ningún efecto sobre la maduración de las células dendríticas. Los cambios en la expresión de citocinas dependen en gran medida de la cepa. Sin embargo, los estudios han demostrado que BB-12 puede aumentar la IL-12 y el TNF-α, pero disminuir la IL-10. En PBMC, BB-12 puede inducir niveles elevados de IL-10, IFN-γ y TNF-α (Lopez et al., 2010).
Se estudió la capacidad de 9 cepas probióticas diferentes para inducir la maduración de células dendríticas humanas y la expresión de citocinas/quimiocinas a diferentes concentraciones. BB-12 puede inducir activinas (IL-1β, IL-6, IL-10, IL-12 e IFN-γ) en todas las células analizadas. Las respuestas dependen de la dosis y aumentan al aumentar la dosis. En términos de quimiocinas, BB-12 puede inducir ccl 20 de forma dosis dependiente (lat vala et al., 2008).
Un estudio in vitro investigó la respuesta antiinflamatoria inducida por los depósitos fecales obtenidos durante la administración de BB-12 en una línea celular de macrófagos de ratón. Los depósitos fecales tendieron a provocar respuestas de TNF-α más altas durante la administración de BB-12 en comparación con antes y después de la administración. Se observó que las respuestas a IL-1α e Il-10 se mantuvieron sin cambios (Matsumoto et al., 2007).
En conjunto, estos datos sugieren que BB-12 puede interactuar con las células inmunes y que BB-12 puede tener efectos beneficiosos sobre la función inmune.