ProbióticosProbióticosPor que devemos consumi-los Por que devemos consumi-los

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Prof. Fabricio Rochedo Conceiçãofabricio.rochedo@ufpel.edu.br

13 de março de 2012

Graduação em BiotecnologiaDisciplina de Biotecnologia Microbiana II

Probióticos

• “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)

Histórico

Sugeriu que a longevidade de camponeses búlgaros resultava do consumo de leites fermentados

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.

Metchnikoff, E. 1907. The Prolongation of Life, London: William Heinemann

Grãos de Kefir

• Consórcio de microrganismos (lactobacilos e leveduras) embebidos em um biofilme que vivem em perfeita simbiose

• Século XVIII - presente de Alá para os membros das tribos muçulmanas das Montanhas do Norte do Cáucaso

• 1900 – irmãos Blandavs - Rússia

Fornece evidências que fundamentam a utilização de probióticos

Aproximadamente 100 trilhões de bactérias residem no corpo humano

Mais de 400 espécies bacterianas, porém somente 30 a 40 destas espécies chegam a atingir níveis dominantes

Aproximadamente 1012 bactérias/g de fezes ; 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

Microbiota do Corpo Humano

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

pancreáticas, intestinais e bile

Propriedades de um probiótico

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

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

Gênero Lactobacillus

Fazem parte da microbiota humana normal (vagina e intestino)

Resistem à acidez gástrica e aos sais biliares

Capacidade de aderência - variável em função da cepa

Convertem lactose e outros açúcares a ácido lático (fermentação)

Gram +, anaeróbio facultativo ou microaerófilo (jarra de anaerobiose)

Crescem bem entre 35 e 40ºC em meio MRS

São extremamente lábeis - refrigeração

Espécies mais utilizadas: L. acidophilus, L. rhamnosus e L. casei

Lactobacillus acidophilus

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 - refrigeração

Espécies mais utilizadas: B. infantis, B. longum, B. breve e B. bifidum

Bifidobacterium bifidum

Gênero Bacillus

Encontrados no solo

Não fazem parte da microbiota humana normal ????

Gram +, imóveis e aeróbios

A temperatura de crescimento ótimo é 37ºC

Crescem bem em vários meios (simples, LB, BHI, LB, NYSM...)

Formam esporos (formas de resistência)

Os esporos resistem ao processso de peletização

Espécies mais utilizadas: B. cereus, B. subtilis e B. coagulans

Bacillus cereus

Saccharomyces boulardii

Gênero Saccharomyces

Leveduras de origem não humana (frutas)

Não fazem parte da microbiota humana normal

Aeróbias

Temperatura de crescimento ótimo é 30ºC

Crescem bem em YPD, YM, entre outros

Resistem à processos de dessecação (liofilização e spray dryer)

Não são afetadas pelo uso de antibacterianos

Espécies mais utilizadas: S. cerevisiae e S. boulardii

*** Nem todas as cepas têm propriedades probióticas

*** Diferentes cepas = diferentes efeitos

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

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

Aplicações

Probióticos na Aquacultura

Como selecionar microrganismos probióticos?

• 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

Guia para avaliação de probióticos (FAO/WHO, 2002)

Produção de probióticos

Conservação da cepa

Scale up

Cultivo

Downstream processing

Centrifugação

Liofilização Spray Dryer Refrigeração

Materiais mais usados: goma arábica, amido, celuloses, maltodextrina, proteínas e

lipídeos...

Liofilização

Microencapsulamento

Perspectivas futuras

Probióticos recombinantes

Mimetismo de receptor

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

OBRIGADO!