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Probióticos Graduação em Biotecnologia
3/25/2017 Graduação em Biotecnologia Disciplina de Biotecnologia Microbiana II Probióticos Prof. Fabricio Rochedo Conceição 22 de março de 2011 1
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Probióticos: Definição
3/25/2017 Probióticos: Definição “Probiótico” significa “a favor da vida” *FAO/WHO: Probióticos são “Microrganismos vivos que ao serem administrados em quantidade adequada conferem benefícios à saúde do hospedeiro” *Roy Fuller (1989): “Um suplemento alimentar com microrganismos vivos que afetam beneficamente o hospedeiro animal por incrementar o balanço da microbiota intestinal” *Alimentos funcionais, dose dependente (aproximadamente 108 células viáveis/dia)
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3/25/2017 Histórico Metchnikoff, E The Prolongation of Life, London: William Heinemann . Sugeriu que a longevidade de camponeses búlgaros resultava do consumo de leites fermentados Bacilos fermentadores influenciam positivamente a microbiota do cólon, reduzindo atividades microbianas tóxicas Publicou uma coleção de ensaios sobre indivíduos que ingeriam leites fermentados diariamente O consumo de bactérias vivas, tais como Streptococcus thermophilus e Lactobacillus bulgaricus, na forma de iogurte, era benéfico para a saúde do trato gastrointestinal, bem como para a saúde geral e longevidade.
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Histórico Henry Tissier (1906) Lilly e Stillwell (1965)
Bifidobacterium bifidum Histórico Henry Tissier (1906) Observou que fezes de crianças com diarréia tinham menos bactérias em forma de Y (bifidobactérias) que as de crianças sadias Sugeriu que essas bactérias poderiam ser administradas a pacientes com diarréia Lilly e Stillwell (1965) Usaram pela primeira vez o termo probiótico “Substâncias secretadas por um organismo que estimulam o crescimento de outro”
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Microbiota do Corpo Humano
3/25/2017 Microbiota do Corpo Humano Fornece evidências que fundamentam a utilização de probióticos O corpo humano tem aproximadamente 10 trilhões de células Aproximadamente 100 trilhões de bactérias residem no corpo humano Isto significa que 90% das células do nosso corpo são microrganismos que vivem simbioticamente em nosso intestino, estômago, boca, nariz, garganta, aparelho respiratório e sistema geniturinário. Mais de 400 espécies bacterianas, porém somente 30 a 40 destas espécies chegam a atingir níveis dominantes. Aproximadamente 1012 bactérias/g ; estima-se que representam 1 kg Agregado ao genoma humano temos esse genoma bacteriano suplementar, chamado “microbioma”, que contém cem vezes mais genes do que o nosso
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Propriedades de um probiótico
Segurança para o consumo humano Status GRAS (Generally Recognized as Safe) Histórico de não patogenicidade Não produzir toxinas, não apresentar atividade hemolítica, não infectar imunocomprometidos Ausência de genes de resistência à antibióticos Ser de origem humana (preferencialmente) Resistência às condições do TGI Baixo pH do suco gástrico, enzimas digestivas, secreções pancreática e intestinal e bile
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Capacidade de adesão à mucosa intestinal: colonizar ou persistir no intestino
Ser metabolicamente ativo no intestino Capacidade de modular a microbiota endógena Capacidade de modular o sistema imune Capacidade de modular a atividade metabólica local
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Ter sua eficácia comprovada através de ensaios em humanos e animais
Resistência ao processamento e estabilidade Capacidade de ser manipulado e incorporado a produtos alimentícios sem perder a viabilidade e a funcionalidade Capacidade de promover propriedades sensoriais adequadas ao produto Capacidade de manter-se viável por longo tempo durante a estocagem e transporte Ter sua eficácia comprovada através de ensaios em humanos e animais
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Lactobacillus acidophilus
Gênero Lactobacillus Fazem parte da microbiota humana normal (vagina e intestino) Resistem à acidez gástrica e aos sais biliares Capacidade de aderência ao intestino bastante variável Convertem lactose e outros açúcares a ácido lático (fermentação) Gram +, anaeróbio facultativo ou microaerófilo Crescem bem entre 35 e 40ºC São extremamente lábeis Espécies mais utilizadas: L. acidophilus, L. rhamnosus e L. casei
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Gênero Bifidobacterium
Bifidobacterium bifidum Gênero Bifidobacterium Fazem parte da microbiota humana normal (vagina e intestino grosso) Possuem uma boa resistência à acidez gástrica e aos sais biliares * Cerca de 30% alcançam o intestino delgado vivas, atingindo assim altas concentrações no cólon. As de origem humana são capazes de utilizar a galactose, lactose, frutose e glicose como fontes de carbono Gram +, anaeróbias Crescimento ótimo entre 37 e 41ºC e o pH entre 6 e 7 Extremamente lábeis Espécies mais utilizadas: B. infantis, B. longum, B. breve e B. bifidum
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Gênero Bacillus Encontrados no solo
Bacillus cereus Gênero Bacillus Encontrados no solo Não fazem parte da microbiota humana normal ???? Gram +, imóveis e aeróbios A temperatura de crescimento ótimo é 37ºC Formam esporos (formas de resistência) Os esporos resistem ao processso de peletização Espécies mais utilizadas: B. cereus, B. subtilis e B. coagulans
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Gênero Saccharomyces Leveduras de origem não humana (frutas)
Saccharomyces boulardii Gênero Saccharomyces Leveduras de origem não humana (frutas) Não fazem parte da microbiota humana normal Aeróbias Temperatura de crescimento ótimo é 30ºC Resistem à processos de dessecação (liofilização e spray drier) Não são afetadas pelo uso de antibacterianos Espécies mais utilizadas: S. cerevisiae e S. boulardii
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*** Nem todas as cepas têm propriedades probióticas
3/25/2017 *** Nem todas as cepas têm propriedades probióticas *** Diferentes cepas = diferentes efeitos
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Mecanismos de ação 1- “Exclusão competitiva
- Competição por sítios de adesão - Competição por nutrientes - Produção de compostos antimicrobianos 2- Alteram metabolismo microbiano - Aumento ou diminuição da atividade enzimática 3- Incremento e modulação da imunidade do hospedeiro
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3/25/2017 Aplicações Os probióticos são usados em medicina humana na prevenção e tratamento de doenças (bioterapêuticos), na regulação da microbiota intestinal, em distúrbios do metabolismo gastrintestinal, como imunomoduladores e na inibição da carcinogênese. Em medicina veterinária, além dessas aplicações, podem também ser usados como promotores de crescimento, constituindo-se em uma alternativa aos antibióticos, cujo uso indiscriminado pode selecionar cepas resistentes.
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Probióticos na aquacultura
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Como selecionar microrganismos probióticos?
3/25/2017 Como selecionar microrganismos probióticos? Guia para avaliação de probióticos (FAO/WHO, 2002) Testes in vitro e in vivo origem (humana , animal ou ambiental) estabilidade frente ao ácido e à bile capacidade de colonizar o trato gastrintestinal capacidade de produzir compostos antimicrobianos capacidade de modular o sistema imune segurança para o consumo humano ou animal
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Produção de probióticos
3/25/2017 Produção de probióticos Conservação da cepa Cultivo Scale up
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Produção de probióticos
3/25/2017 Produção de probióticos Centrífuga Liofilizador
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Probióticos recombinantes
3/25/2017 Perspectivas futuras Probióticos recombinantes
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3/25/2017 Mimetismo de receptor
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Prebióticos são ingredientes alimentares não digeríveis (oligossacarídeos) que estimulam seletivamente o crescimento e/ou atividade de microrganismos benéficos da microbiota do cólon. Quando probióticos e prebióticos são administrados conjuntamente, eles constituem um Simbiótico 3/25/2017
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3/25/2017 OBRIGADO!
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