ProbióticosProbióticos

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

22 de março de 2011

Graduação em BiotecnologiaDisciplina de Biotecnologia Microbiana II

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)

Histórico

Metchnikoff, E. 1907. 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.

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”

HistóricoBifidobacterium bifidum

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

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

pancreática e intestinal 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 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

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

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

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

Resistem à processos de dessecação (liofilização e spray drier)

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

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.

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

Cultivo

Conservação da cepa

Scale up

Produção de probióticos

Centrífuga

Liofilizador

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!