cơ chế tác dụng của probiotics

Trường Đại Học Nha Trang
Viện công nghệ sinh học và môi trường

CƠ CHẾ TÁC DỤNG CỦA

• GVHD: Nguyễn Văn Duy
• Nhóm: 3
Nha trang, 26/09/11
Nội dung
I. Tổng quan về
probiotic
II. Probiotic chống lại
một số vi khuẩn có hại
III. Cơ chế hoạt động của
probiotic
IV. Các cơ chế hiệu quả
của probiotic
V. Kết luận

Vi khuẩn gây hại
probiotic
I.Tổng quan về probiotics
1. Khái niệm
Probiotics là “vsv sng đưc
bổ sung vo thc ăn mang
lại nhng tc dng tt cho
cơ thể đng vt bng cch
duy tr sự cân bng vi
khuẩn đưng rut.”
Probiotics được cung cấp qua
sữa mẹ, rau, các sản phẩm

từ sữa (sữa chua,phomats)
và các loại thực phẩm khác
(socola, ngũ cốc ).
I.2 Tiêu chí lựa chọn vi sinh vật làm
probiotic
• Có khả năng bám dính vào niêm mạc đường tiêu hóa
(GI) của vật chủ
• Dễ nuôi cấy
• Không sinh chất độc và không gây bệnh cho vật chủ
• Có khả năng tồn tại độc lập trong một thời gian dài
• Có khả năng sinh enzyme hoặc các sản phẩm cuối cùng
mà vật chủ có thể sử dụng được
• Chịu được pH thấp ở dạ dày và muối mật ở ruột non
• Biểu hiện hiệu quả có lợi đối với vật chủ.

I.3 Các chế phẩm probiotic phổ biến
hiện nay
• Probiotics phổ biến là các chế phẩm chứa vi khuẩn
sinh acid lactic (LAB) như : lactobacilli,
bifidobacteria, enterococci.
• Các LAB có hiệu quả mạnh chống lại các tác nhân
gây bệnh như: E.coli spp, Samonella spp,
Pseudomonas spp, và Campylobacter spp.
• Một số chủng khác được sử dụng làm probiotics như:
Bacillus subtilis, một số cầu khuẩn Gram dương:
E.faecium, Streptococcus, nấm men. Tuy nhiên các
chủng này có hiệu quả kém hơn so với LAB
I.3 Các chế phẩm probiotic phổ biến hiện nay:
lactobacillus, streptococus, bifidobacteria, bacillus,
sacharomyces boulardii (Nấm men)…

lactobacillus


Streptococcus
Bifidobacteria
Nấm men
I.Tổng quan về probiotics (tt)
I.4 Lợi ích
Probiotics mang lại lợi ích lớn cho sức
khỏe:
- Bảo vệ niêm mạc ruột khỏi những chất
có hại
- Ngăn chặn sự phát triển của vi khuẩn
gây bệnh trong đường ruột (E. coli,
Salmonella…)
- Thúc đẩy sức khỏe của niêm mạc ruột
- Kích thích hệ thống miễn dịch trong
cơ thể
Ảnh hưởng của probiotic có thể là
trực tiếp hoặc gián tiếp thông qua hệ
vi sinh vật đường ruột

II. Cơ chế hoạt động của probiotic

1. Cạnh tranh dinh dưỡng
2. Cạnh tranh vị trí bám với vi sinh vật gây
bệnh
3. Sản xuất các hợp chất kháng khuẩn
4. Ức chế hệ thống ‘quorum sensing’
5. Bảo vệ và tăng cường chức năng hàng rào

biểu mô
II.1 Competing for nutrients
• Tất cả các vi sinh vật đều cần sắt để tăng
trưởng
• Siderophore là một chất có khả năng gắn với
các ion sắt, hòa tan sắt dễ dàng cho vi sinh vật
• Các VSV vô hại sinh siderophore có thể sử
dụng như probiotic để cạnh tranh sắt với các
VK gây hại
Loại bỏ được đối thủ cạnh tranh dinh dưỡng và
năng lượng dùng cho VK probiotic và cho vật
chủ
II.2.1 The antagonism of receptor sites
on the host epithelium
• Các tế bào biểu mô, đường ruột,
miệng và âm đạo, là tế bào chủ cho
hàng triệu vị trí gắn thụ thể của vi
khuẩn khác nhau
• Khi probiotics liên kết với vị trí
gắn thụ thể trên tế bào biểu mô,
làm thay đổi niêm mạc của tế bào
đó và tế bào lân cận. Do đó vi
khuẩn có hại ít có thể dính bám.
• Probiotics có thể tìm thấy điểm
gắn trong rất nhiều vị trí, do đó
ngăn ngừa vi khuẩn có hại xâm
nhập
• II.2.1.1 Phương pháp test sự bám dính của

probiotics
a. sự
dính
bám
vào
dòng tế
bào
biểu
mô ruột
Một phương pháp điển hình để đánh giá
đặc tính kết dính của VK probiotics là sử
dụng nuôi cấy tế bào biểu mô ruột, thường
là dòng tế bào Caco_2, HT_29 hoặc tế bào
tiết ra dịch nhầy HT_29_MTX
Kết
quả
• Tính dính bám phụ thuộc vào:chủng riêng
biệt, độ tuổi của tế bào nuôi cấy
• Không ảnh hưởng đến sự sản xuất
cytokine của tb biểu mô
• Vi khuẩn bám dính trên niêm mạc ruột nhờ cơ chế
đặc trưng (chất bám dính và các phân tử thụ thể
của ruột) và cơ chế không đặc trưng (dựa vào
những yếu tố hóa học)
• Một vài thành phần cấu tạo của vi khuẩn: protein
thành tế bào, carbohydrates, và axit lipoteichoic
được xem là có liên quan đến tính dính bám của
probiotics vào ruột

II.2.1.6 Các nhân tố ảnh hưởng đến đặc tính

dính bám của probiotics
Đặc tính dính bám của probiotics là đặc trưng
theo chủng và những nhân tố như: đặc tính và
thành phần của thành tế bào, từng vật chủ cụ
thể là yếu tố quan trọng quyết định tính dính
bám.
Ngoài ra một vài nhân tố khác cũng gián tiếp ảnh
hưởng đến những đặc tính dính bám
factor

Study design

effect

references
pH
thấp
Sự
dính bám của probiotic
vào
tế
bào biểu mô Caco-2
Tăng
sự dính bám
Sự
thay đổi tính dính bám phụ
thuộc
vào chủng
(8, 24)

(64)

Sự
có mặt
của
mật

Sự
dính bám của probiotic
vào
niêm
mạc
Giảm
sự dính bám
(25,52)

Pha
sinh
trưởng

Sự
dính bám của L.fermentum

vào
keratinizing biểu mô dạ
dày
chuột
Tính
dính bám ở pha ổn định cao

hơn
pha lag
(68)

Sự
dính bám của probiotic
vào
dòng
tế bào biểu mô Caco-2
Tính
dính bám giảm ở pha log,
tăng
ở pha ổn định
(8)

Môi
trường
sinh
trưởng
Các
chủng probiotic có khả
năng
dính bám vào
glycoprotein

Môi
trường nuôi cấy có ảnh
hưởng
đến sự dính bám
(60)

Các nhân tố ảnh hưởng (tt)
Các nhân tố ảnh hưởng (tt)
Sự
có mặt của
acid
đối kháng
Sự
dính bám của acid làm
thay
đổi dịch nhầy của
Bifidobacterium

Sự
có mặt của acid đối kháng có
thể
làm tăng độ bám dính
(15)

Sự
có mặt của
mật
đối kháng
Sự
dính bám của mật đối
kháng
làm thay đổi dịch
nhầy
của Bifidobacterium
Sự

có mặt của mật đối kháng có
thể
làm tăng độ bám dính
(25)

VSV
nội sinh
Sự
dính bám vào niêm
mạc
trong
sự có mặt của sinh
vật
trong phân hay màng
nhầy

Hệ
sinh vật nội sinh không ảnh
hưởng
đến sự dính bám vào niêm
mạc
trong in vitro
(51,56)

Sự
có mặt của
các
chủng
probiotic
khác

Sự
dính bám của các
probiotic
tổ hợp với
ileostomy
glycoprotein
Sự
tổ hợp của nhiều probiotic có
thể
hỗ trợ đến tính dính bám
(54)


Sự
dính bám của probiotic
vào
tế bào biểu mô ruột
lợn
IPEC
-J2
Các
chủng probiotic có thể làm
giảm
tính dính bám của các chủng
khác

(44)

Liên
kết của

độc
tố

Sự
dính bám của
Lactobacillus GG
dòng tế
bào
biểu mô Caco-2
Sự
dính bám giảm khi độc tố liên
kết
với tế bào
(39)

Các nhân tố ảnh hưởng (tt)
Các
enzymes
tiêu
hóa
Sự
dính bám của probiotic
vào
niêm mạc
Làm
giảm tính dính bám
trong
hầu
hết các trường hợp
(52)

Sự
dính bám của
Propionibacterium

acidipropionici
vào tế bào
ruột

Không
ảnh hưởng đến tính
dính
bám

(76)

Sự
có mặt
của
lignans

Sự
dính bám của probiotic
thương
mại vào màng nhầy

Tăng
tính dính bám của một số

chủng

(43)

Sự
có mặt
của
Canxi

Sự
dính bám của probiotic
và
dòng tế bào biểu mô
Caco
-2 phân lập ở người
Sự
dính bám có hoặc không
phụ
thuộc vào Canxi trong một

số
trường hợp
(5,6,12,14)
Sự
dính bám của probiotic
tế
bào biểu mô ruột lợn
IPEC
-J2
Sự
dính bám của hầu hết các

chủng
đều tăng nhờ sự có mặt
của Ca

(44)

Sự
có mặt
của
các
ion Zn
2+

và
Mg
2+

Sự
dính bám của probiotic
tế
bào biểu mô ruột lợn
IPEC
-J2
Mg
2+
và Zn
2+
không ảnh
hưởng
đến

sự dính bám
(44)


II.2.1.7 Tính dính bám và hạn chế những đặc
tính của probiotic bất hoạt

• VK probiotics bất hoạt bởi nhiệt cũng có khả
năng bám dính vì những đặc tính bám dính liên
quan đến tính đặc trưng bề mặt tế bào hơn là hoạt
động TĐC hay phân chia tế bào
• Những cách thức bất hoạt khác nhau có thể gây ra
những thay đổi của loài cụ thể về đặc tính kết dính
của tế bào
• VD: tăng nhiệt có thể cải thiện các chủng
probiotics nhưng cũng có thể gây bất lợi đến các
thuộc tính dính bám của các chủng khác


II.2.1.8 Vai trò của độ tuổi và thời gian
bệnh trong bám dính
• Sự biến đổi của các vi sinh vật đường tiêu hóa dẫn
đến một số bệnh đường tiêu hóa và các bệnh khác.
Hơn nữa, độ tuổi được gợi ý là có liên quan đến sự
khác biệt trong thành phần các vi sinh vật đường
tiêu hóa, đặc biệt là Bifidobacteria…
• Do một vài nguyên nhân đặc tính dính bám của
niêm mạc ruột có thể thay đổi suốt thời gian bệnh.
Khả năng xâm nhiễm của một vài probiotic ở các
đối tượng bệnh cũng được đánh giá

Probiotics

Thiết
kế thí nghiệm
Kết
quả
Tham

khảo

Bifidobacteria
phân
lập từ
người
cao tuổi

và
người
trưởng
thành
Trong
nghiên cứu in
vitro
sự dính bám vào
niêm
mạc người
Sự
bám dính của
Bifidobacteria
ở người cao

tuổi
giảm so với người
trưởng
thành
(30)

Bifidobacteria
thương
mại
Trong
in vitro sự dính

bám
vào niêm mạc trẻ
em
, người trưởng
thành
và
người cao tuổi
Sự
dính bám vào niêm mạc
của
những người cao tuổi
giảm
so với người trưởng
thành
và trẻ em
(53)

Bifidobacteria

từ
trẻ bị dị
ứng
Trong
nghiên cứu in
vitro
sự dính bám vào
niêm
mạc những
người
tình
nguyện khỏe
mạnh
Sự
dính bám vào niêm mạc
trẻ
bị dị ứng giảm so với
những
trẻ khỏe mạnh
(27,29)

Các
probiotic

thương
mại
Sự
dính bám vào niêm

mạc

và mô ruột kết
được
cắt từ những
bệnh
nhân bị rối loạn
ruột
nặng
Sự
dính bám phụ thuộc
vào
bệnh tật
(57,59)

Các
probiotic

thương
mại
Sự
dính bám vào niêm

mạc
trẻ bị nhiễm
Rotavirus

Sự
nhiễm Rotavirus
không
ảnh hưởng tới sự

bám
dính
(38)

Bifidobacteriu
m
infantis
Probiotic
được đưa
vào
các bệnh nhân bị
nhiễm
trùng viêm kết
tràng

Các
chủng probiotic
được
khôi phục từ các
sinh
thiết cho thấy có
sự
xâm
nhiễm tạm thời
(75)

L.
plantaum
299v

Probiotic
được đưa
vào
các bệnh nhân
nguy
kịch
Chủng
probiotic
được
khôi
phục từ 3/9
các
sinh
thiết, có sự
xâm
nhiễm
tạm thời
(42)

II.2.2 Probiotics tổ hợp, sự dính bám và kết
tụ mầm bệnh

Để các hiệu ứng biểu hiện có lợi, vi khuẩn
probiotic cần phải kết hợp tạo thành một khối. Do
đó, khả năng kết tụ của probiotic là một đặc tính
mong muốn.
Các sinh vật có khả năng đồng kết tụ với các vi
khuẩn khác có thể là lợi thế hơn sinh vật không có
đồng kết tụ.
a. Kết t

b. Độ dính bám
o Sự dính bám các biểu mô đường ruột và chất nhầy
có liên quan đến sự kích thích của hệ thống miễn dịch
(80, 114), và sự dính bám vào niêm mạc ruột cũng rất
quan trọng cho xâm nhiễm tạm thời (114),là một điều
kiện tiên quyết quan trọng của probiotic để kiểm soát
sự cân bằng của hệ vi sinh vật đường ruột .
o Chất nhầy đường ruột có một vai trò kép, nó bảo vệ
niêm mạc của các loại vi sinh vật đích trong khi cung
cấp một vi trí liên kết ban đầu, nguồn dinh dưỡng, và
là môi trường thuận lợi cho vi khuẩn sinh sôi nảy nở.