Kazimierz Madaliński

Działanie antybiotyków i probiotyków

na układ odpornościowy

Państwowy Zakład Higieny

Warszawa

Badania interakcji A z układem odpornościowym

Aminoglikozydy

Penicyliny

Makrolidy

Tetracykliny

Cefalosporyny

Amfoterycyna B

Rodzaj A

Funkcja neutrofilów

chemotaksja fagocytoza

Ekspresja

receptorów

Fc IgG

Limfocyty

T i B

ADCC

Cytokiny

(leukopenia)

A. Jankowski / K. Zeman 2002

Efekt immunomodulacyjny A

Najbardziej wszechstronnie, na pewnym etapie, efekt ten
podsumowała grupa belgijska z Ghent – na podstawie danych
z bazy MEDLINE do 1994 r.
Badania dotyczyły 3 oddziaływań A :
5. na chemotaksję i fagocytozę neutrofilów,
6. na funkcje limfocytów,
7. na syntezę cytokin.

Wprowadzono pojęcie

liczba doniesień ‘+’ – liczba doniesień ‘-’

‘immune index’

ogólna liczba doniesień

Efekt IM jest dosyć różnorodny; oprócz przeważających doniesień
negatywnych, zaobserwowano pewne efekty (+)...

van Vlem B. – Infection 1996, 24, 275-91

Efekt immunomodulacyjny (+)

(1) Na fagocytozę:

cefodyzym, cefoksytyna, imipenem,
amfoterycyna B, klindamycyna

(1a) Na chemotaksję:

klindamycyna, cefoksytyna, imipenem

(2) Na proliferację limfocytów:

cefodyzym (najsilniejszy efekt)

(2a) Na syntezę przeciwciał:

cefodyzym

(2b) Na komórki NK:

imipenem, cefodyzym, klindamycyna

(3) Na syntezę cytokin:

erytromycyna, amfoterycyna B

van Vlem B. i wsp. – Infection 1996

Makrolidy – ich efekt na odporność

(działanie IM – nowsze prace)

Klarytromycyna (Kl) i azytromycyna (AZ)

Badano efekt na wydzielanie szeregu cytokin (IL-1 – IL-10), TNF-

α

przez

ludzkie monocyty

Najważniejszy efekt obniżający, a więc powodujący supresję:
Kl na IL-6

w 60%

Kl na TNF-

α

w 86%

AZ na IL-1-

α

w 100%

AZ na TNF-

α

w 100%

Wykazano więc silną aktywność immunomodulacyjną

Khan i wsp. (JS Remington), 1999

Makrolidy (c.d.)

W trakcie długotrwałego stosowania makrolidów, zaobserwowano
ich aktywność IM:
Działanie przeciwbakteryjne, ale także przeciwzapalne,
które zastosowano np. przy leczeniu przewlekle nawracającego
‘osteomyelitis’ (AZ),



zaobserwowano działanie wzmacniające odpowiedź limfocytów

subpopulacji Th1 (EM); próby leczenia przeciwalergicznego



wreszcie stwierdzono aktywność p-nowotworową

współczesnych makrolidów

Sato i wsp. 1999, Schilling i wsp. 2000, Williams 2001

erytromycyna - EM

Makrolidy, efekty biologiczne (c.d.)

Antybiotyki makrolidowe wykazują największy potencjał
IM (przeciwzapalny, supresyjny)



Hamują ‘wybuch tlenowy’ fagocytów (np. erytromycyna A)



Dla tych antybiotyków wylicza się IC50, tj. stężenie, które

hamuje 50% odpowiedzi neutrofilów



Na podstawie działania p-zapalnego M są skutecznie stosowane

w leczeniu uogólnionego zapalenia oskrzelików, a także jako
uzupełniająca terapia w astmie (p. też efekt na Th1)

Rubin i wsp. 2000, Abdelghaffar i wsp. 2002

Antybiotyki a układ odpornościowy



A z reguły wpływają niekorzystnie – przez bezpośrednie

działanie na komórki – lub wywoływanie dysbakteriozy



Dochodzi do zmniejszenia liczby bakterii jelitowych,

co wiąże się ze zmniejszeniem stymulacji antygenowych



W przypadkach szczególnej wrażliwości organizmu, dochodzi

do rozwoju mechanizmu ‘błędnego koła’:

zakażenie – antybiotyk – depresja układu odpornościowego –
- zwiększenie podatności na zakażenie – zakażenie - antybiotyk

A. Jankowski / K. Zeman 2002

Bakterie kwasu mlekowego (LAB)



Wpływ na układ odpornościowy, m.in. modyfikację syntezy cytokin



Zwiększenie ilości śródbłonkowych komórek

limfatycznych w proksymalnej części jelita cienkiego (dośw.)



Populacja komórek wydzielająca IL-2, IL-12, IFN-

γ

cytokiny typu Th1



Stymulacja syntezy IFN-

γ

przez ludzkie limfocyty in vitro,

a także in vivo

Solis-Pereira i wsp. Am.J.Clin.Nutr. 1997, 66, 512-25 s.

Rola IFN-

γ

- ‘immune interferon’

Definicja probiotyku

•

Są to żywe mikroorganizmy występujące w żywności

lub preparatach leczniczych, które po spożyciu korzystnie

wpływają na zdrowie gospodarza poprzez poprawę

endogennej flory jelitowej



Bakterie kwasu mlekowego



Lactic acid bacteria

Definicja prebiotyku

•

Jest to związek chemiczny lub środek spożywczy

modyfikujący środowisko przewodu pokarmowego –
by ułatwić namnażanie pożytecznych składników flory jelitowej.

•

Prebiotyki są to nietrawione oligosacharydy, które

fermentują w jelicie grubym.

•

Stosowany łącznie z probiotykiem – daje właściwy efekt.

•

Przykłady:

inulina, FOS (fosfooligosacharyd).

Jak to się zaczęło? (Słowianie potrafią!)



Leczenie zaburzeń jelitowych niemowląt za

pomocą hodowli ‘Bacillus lactis aerogenem’,



Zbadano 18 chorych niemowląt, a 6 poddano

eksperymentalnej terapii,



Serwatkę wyjałowioną rozlewano do probówek i ponownie

wyjałowiono. Do porcji w probówce dodawano 24-godz.
hodowlę „Bacillus lactis aerogenem’ i podawano
niemowlętom wraz z pokarmem:



> 3 probówki/dziennie

Ilja Metchnikoff, Fagocytoza – 1906
(J. Brudziński, Przegl. Lek. Nr 48 i 49, 1899)

Rozumowanie J. Brudzińskiego



Wprowadzając do jelit dziecka bakterie

niechorobotwórcze, fizjologicznie przebywające w
przewodzie pokarmowym – chcemy zniszczyć odmianę
bakterii (Proteus vulgaris), obcą i szkodliwą dla tego
przewodu.



Jednym słowem – w walce o byt bakterii chcemy wesprzeć

odmianę nieszkodliwą, korzystną dla przewodu pokarmowego.



Działanie Bacillus lactis aerogenem wytwarza z cukru

kwas, który przeszkadza w rozwoju Proteusa.

Historia badań probiotyków

(Brudziński, Miecznikow, Zychowicz i in.)



Naukowcy rosyjscy na początku lat 80. wiązali

występowanie alergii pokarmowej z nieprawidłową mikroflorą
jelit (Shaternikov, 1982).



Zaobserwowano następnie, że podanie mieszaniny

Propionibacterium i Lactobacillus acidoph. przyspiesza
ustępowanie objawów alergii pokarmowej (Lascutova, 1985).



Potem zaś, że ochotnicy przyjmujący jogurt mają stężenie

IgE

⇓

i

⇓

częstość występowania alergii/Trapp’93

Stosowanie mleka acidofilnego w ognisku epid.

czerwonki (Shigella sonnei) u dzieci



Przedstawiono pomyślny wynik zastosowania w diecie dzieci

kultury bakteryjnej Lact. acidophilus w celu opanowania

endemii czerwonki (Shigella sonnei) w Domu Małych Dzieci

(woj. olsztyńskie).



Kulturę podawano w dawce 20-150 ml dziennie przez okres ½ roku.

W poprzednich latach zastosowanie ogólnie przyjętych metod

zwalczania zakażenia było nieskuteczne.

Zychowicz C. i wsp. Ped. Pol. 1975, 50, 429-35.

Mechanizm działania mleka acidofilnego u dzieci

zakażonych Shigella

•

Badania doświadczalne wykazały zabijanie przez

L. acidophilus pałeczek Shigella, Salmonella itp.

•

Po spożyciu i rozwoju pałeczek kwasu mlekowego obniża

się pH treści żołądkowej i jelitowej i zwiększają się ich
właściwości bakteriobójcze.

•

L. acidophilus działa korzystnie na motorykę jelita.

•

Właściwości odżywcze mleka acidofilnego ogólnie

wzmacniają dziecko. Następuje mniejsze zużycie kwasu
solnego, a wolny kwas warunkuje dobre wchłanianie Ca

++

,

P+ i Fe

+++

.

Badania i wdrożenia polskie

•

Prace badawcze, prowadzone do uruchomienia w Polsce

produkcji mleka bifido-acidofilnego (modyfikowane
enzymatycznie),

•

Dwa wyselekcjonowane szczepy: Bidid. + Lactobacillus

o zawartości żywych komórek

10

6

/ml

,

•

Przeznaczenie dla: dzieci z nietolerancją cukru mlekowego;

słabo rozwijających się; dzieci i dorosłych poddanych
antybiotykoterapii; osób starszych.

(Maria Bielecka i wsp., 1999)

Właściwości immunomodulacyjne



Podanie doustnie myszkom bakterii szczepu: Lactobacillus casei

Shirota (LcS)



Stymulowało komórki Th1 (helper),



Aktywowało odporność komórkową,



Hamowało syntezę IgE,



Wzmacniało syntezę IgG anty-grypie,



Hamowało powstanie nowotworów.

Czasopismo: Antonie van Leeuwenhoek, 1999, 76, 383-89

Wykorzystanie probiotyków jako

immunomodulatorów



Stany po napromieniowaniu i chemioterapii w leczeniu nowotworów



Długotrwałe leczenie pacjentów po przeszczepach szpiku kostnego

i innych narządów



Stany po długotrwałej antybiotykoterapii



Biegunki, szczególnie infekcyjne



Okres immunizacji osób trudnych do uodpornienia, np. chorzy

z białaczką, chłoniakami; przewlekłą niewydolnością nerek i wątroby



Indukcja tolerancji limfocytów T – choroby autoimmunizacyjne

Probiotyki – zastosowanie

w pierwotnym zapobieganiu chorobie atopowej

•

Założenia: Teoria ‘higieniczna’ zakłada, że wzrost

częstości chorób atopowych w krajach wysokiej cywilizacji

zależy od zmniejszającej się ekspozycji na drobnoustroje

we wczesnym okresie życia,

•

Podjęto badania wpływu Lactobacillus GG (szczep efektywny

i bezpieczny we wczesnym okresie życia) na występowanie

chorób atopowych.

Kalliomaeki i wsp., Lancet, April 2001

Wykonanie badań

•

Kwalifikacja kobiet w ciąży (matek)

•

mające > 1 krewnego (1 stopnia) z wypryskiem atopowym,

alergicznym zapaleniem nosa lub astmą

•

159 matek losowanych komputerowo, otrzymywało przez 2 – 4 tyg.

przed porodem:

1 x 10

6

CFU/dziennie

2 kaps. placebo

Lactobacillus GG

•

po porodzie, matki karmiące piersią dalej otrzymywały kapsułki, lub

dzieci (w formie rozp. w wodzie, łyżeczką)

•

podawanie kapsułek kontynuowano po urodzeniu przez 6 miesięcy

Wyniki badań



Ocena:

132 ze 159 badanych (83%) można było ocenić po 2 latach,



W tym czasie wyprysk atopowy rozpoznano u 46 ze 132 dzieci (35%);

dalej – astma u 6 i alergiczne zapalenie nosa u 2 z tych dzieci,



Częstość wyprysku alergicznego w grupie ‘probiotyki’ stanowiła

połowę tegoż w grupie ‘placebo’:



(23%) vs (46%).

Tak więc:



Lactobacillus rhamnosus GG był efektywny w zapobieganiu wczesnej

chorobie atopowej u niemowląt wysokiego ryzyka.

Lancet 2001, 357, 1076-79

Komentarz do pracy Kalliomaeki (2001) (1)

1. Rytm podania probiotyków: 2-4 tygodni przed porodem

potem 6 miesięcy – noworodkom po urodzeniu

wytwarza zbieżność między dziecięcą a matczyną florą przewodu

pokarmowego.

2. Istnieją istotne różnice w populacji światowej

między uprzywilejowanymi (skłonnymi do alergii) a noworodkami

ze stref biedniejszych (tzw. Trzeci Świat) – w którym jest więcej

Biofidobact. i Lactobacillus.

Komentarz do pracy Kalliomaeki (2001) (2)

3. Postęp cywilizacyjny niesie bowiem zastąpienia naturalnej flory

przewodu pokarmowego – szczepami szpitalnymi, m.in. przez

procedury takie jak cięcia cesarskie, czy przyjęcie przyszłej matki

na oddziały patologii ciąży, czy opieki specjalistycznej.

Tymczasem naturalne limfocyty siary winny być zdominowane

przez limfocyty T pochodzące z przewodu pokarmowego

o receptorach

γδ

i integrynie

β

7.

Przykłady napojów nowej generacji



Acidophilus milk (wiele krajów Europy):



Lactobacillus acidophilus, Leuconostoc mesenteroides



Laktokoki



Bioghurt



(niemcy)



Lactobacillus acidophilus



Streptococcus thermophilus



Yakuly



(Japonia, Holandia):



Lactobacillus paracasei (Shirota)



Lactobacillus rhamnosus



Actimel (Lactobacillus casei – ‘defensis’)

m.in. Z Libudzisz, Żywienie człowieka i metabol., 1999, 26, supl. 1, 5-13