MỞ ĐẦU Hiện nay, việc sử dụng các chế phẩm sinh học, bao gồm các sản phẩm probiotic, nhằm hỗ trợ việc điều trị một số bệnh liên quan đến đường tiêu hoá đang ngày càng phổ biến. Probiotic được biết đến là nhóm chế phẩm chứa vi khuẩn sống điển hình như nhóm vi khuẩn Bifidobacterium và Lactobacillus. Probiotic mang lại những tác động có lợi cho cơ thể như ức chế vi khuẩn có hại, tăng cường hệ miễn dịch và sức đề kháng cho cơ thể,… Do các công dụng hữu ích trên mà probiotic đã và đang được xem là một trong những vấn đề cần quan tâm và nghiên cứu nhiều hơn để ứng dụng vào cuộc sống của con người. Hệ vi sinh vật đường ruột người rất đa dạng và phong phú, mật độ ước tính khoảng 1014 vi khuẩn và có đến 1000 – 1150 loài vi khuẩn khác nhau.
Nghiên cứu của Patterson (2003) đã chỉ ra có từ 20-50% vi khuẩn trong đường ruột là probiotic. Trong cơ thể người, vi khuẩn probiotic được tìm thấy ở bề mặt niêm mạc của hệ tiêu hóa, niệu sinh dục và đường hô hấp. Theo WHO, nên ưu tiên sử dụng các chủng probiotic có nguồn gốc từ người. Do đó vi khuẩn probiotic được phân lập từ sữa mẹ và phân trẻ sơ sinh có tiềm năng sinh học lớn và có tính an toàn cao.
Đặc tính đặc trưng của vi khuẩn probiotic bao gồm bám dính tốt vào tế bào biểu mô ruột, chịu được muối mật và pH thấp (từ 1,5-3) trong đường tiêu hoá của vật chủ; ức chế một số vi khuẩn gây bệnh đường ruột như Staphylococcus, Escherichia coli, Salmonella,. và đặc biệt có tác dụng kích thích quá trình tiêu hoá thức ăn, hấp thu chất dinh dưỡng của vật chủ. Theo FAO/WHO, các tiêu chí cần thiết để đánh giá vi sinh vật có tiềm năng làm probiotic bao gồm tính an toàn, mật độ lợi khuẩn, khả năng tồn tại trong cơ thể sống và không bị tạp nhiễm. Trong đó tiêu chí an toàn là một yêu cầu tiên quyết của vi khuẩn probiotic để ngăn ngừa mọi rủi ro liên quan đến sức khỏe con người.
Xuất phát từ những lý do trên, tôi thực hiện đề tài: “Nghiên cứu đánh giá tính an toàn của một số chủng probiotic được phân lập từ nguồn sữa mẹ và phân trẻ sơ sinh”. Mục tiêu: đánh giá tính an toàn của một số chủng probiotic được phân lập từ nguồn sữa mẹ và phân trẻ sơ sinh. 1 Nội dung nghiên cứu: 1. Đánh giá các đặc điểm probiotic của các chủng vi khuẩn phân lập được.
Đánh giá sự tương tác với một số loại kháng sinh của các chủng probiotic phân lập từ nguồn sữa mẹ và phân trẻ sơ sinh. Kiểm tra sự có mặt gen kháng kháng sinh ở các chủng probiotic phân lập từ nguồn sữa mẹ và phân trẻ sơ sinh. 2 PHẦN I: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1. Probiotic Probiotic là các vi sinh vật sống khi đưa vào cơ thể theo đường tiêu hoá với một số lượng vừa đủ sẽ đem lại sức khoẻ tốt cho vật chủ [1].
Sự có mặt của probiotic trong đường tiêu hóa có tác dụng ức chế và tiêu diệt một số vi sinh vật có hại trong đường ruột và duy trì trạng thái cân bằng trong hệ vi sinh vật đường ruột [2]. Các chủng vi sinh vật phổ biến trong probiotic là nhóm vi khuẩn lactic, chúng tạo ra sản phẩm là axit lactic trong quá trình lên men và được ứng dụng nhiều trong các lĩnh vực như nông nghiệp, công nghiệp, y học và công nghệ thực phẩm,. Vi khuẩn probiotic chủ yếu thuộc vào hai chi vi khuẩn Bifidobacterium và Lactobacillus, ngoài ra một số vi sinh vật khác như Saccharomyces boulardii, Saccharomyces cerevisiae, Enterococcus faecium, Bacillus subtilis, … [3] Bảng 1.1: Các chủng vi sinh vật ứng dụng trong chế phẩm sinh học [3]. longum Vi khuẩn axit Enterococcus faecium, Enterococcus faecalis, lactic khác Sporolactobacillus inulinus, Streptococcus thermophilus, Lactococcus lactis, Leuconostoc mesenteroides, Pediococcus acidilactici Các loại vi sinh Propionibacterium freudenreichii, Escherichia coli, vật khác Saccharomyces cerevisiae, Bacillus cereus 1.
Vai trò của probiotic đối với con người 1. Tác động của vi khuẩn probiotic đến hệ miễn dịch Probiotic tác động đến hệ thống miễn dịch và khả năng chống viên bằng các sản phẩm như chất chuyển hóa, thành phần thành tế bào và DNA. Những tác động này được thực hiện qua trung gian ở ruột bằng cách củng cố hàng rào bảo vệ do sự gia tăng nồng độ của các bạch cầu biểu mô. Ngoài ra, probiotic còn kích thích sản xuất yếu tố gây viêm TNF-α và cytokine điều hòa IL-6 để phòng chống lại mầm bệnh và bảo vệ niêm mạc ruột [4].
3 Axit teichoic, là một thành phần trong thành tế bào vi khuẩn Gram (+) của L. plantarum, có tác động đến hoạt động chống viêm. Axit teichoic làm ức chế các cytokine gây viêm bởi các tế bào đơn nhân và bạch cầu đơn nhân trong máu dẫn đến sự gia tăng đáng kể IL-10. Theo Grangette và cs., (2005) nghiên cứu chủng L.
plantarum đối với mô hình viêm đại tràng ở chuột cho thấy sự tham gia của TLR-2 giúp điều hòa miễn dịch và chống lại các tác nhân gây nhiễm trùng [5]. Hai protein p75 và p40 được tổng hợp từ Lactobacillus rhamnosus GG có tác dụng cân bằng tế bào biểu mô ruột. Những protein này kích hoạt Akt và protein kinase B qua trung gian TNF-α. Ngoài ra, chúng còn làm bất hoạt con đường truyền tín hiệu protein kinase và kích hoạt các mitogen p38 trong tế bào biểu mô có tác dụng điều hòa miễn dịch và chống viêm [6].
Tác động đến hệ vi sinh vật trong cơ thể Probiotic có khả năng sống sót được trong hệ tiêu hoá của con người, chúng tập trung trong khoang ruột giúp tạo nên sự cân bằng về vi sinh. Vi khuẩn probiotic tác động đến hệ vi sinh vật trong cơ thể thông qua sự cạnh tranh bám dính trên niêm mạc ruột; đối kháng với các tác nhân gây bệnh bằng cách thay đổi pH, sinh tổng hợp các hợp chất kháng khuẩn; cạnh tranh dinh dưỡng và các yếu tố tăng trưởng. Vi khuẩn probiotic có khả năng cạnh trạnh bám dính vào các tế bào biểu mô trong các thử nghiệm nuôi cấy tế bào, do đó ngăn chặn sự bám dính của mầm bệnh. Một số vi khuẩn Lactobacillus và Bifidobacterium có khả năng cạnh tranh với các vi khuẩn gây bệnh (bao gồm S.
Enterica và Yersinia enterocolitica) và đẩy mạnh sự liên kết chặt chẽ giữa các tế bào biểu mô. Chất nhầy do vi khuẩn probiotic sinh tổng hợp ra có tác dụng cô lập và bất hoạt vi sinh vật gây bệnh. Mack và cs., (2003) đã nghiên cứu tạo ra chất nhầy MUC3 trong tế bào HT20- MTX khi nuôi cấy chủng L. Chất nhầy MUC3 có tác dụng ức chế sự bám dính của chủng E.
coli gây bệnh đường ruột E2348/69 [7]. Ngoài ra sự có mặt của các chủng Bifidobacteria lactis Bb12 và 4 Lactobacillus rhamnosus LGG làm hạn chế sự bám dính của các vi khuẩn gây bệnh như Salmonella, Clostridium và E. coli với chất nhầy trong ruột lợn [8]. Khi cư trú và phát triển ở khoang ruột, probiotic sinh tổng hợp các chất có hoạt tính kháng khuẩn như axit hữu cơ, hydrogen peroxide, bacteriocin … có tác dụng ức chế vi sinh vật gây bệnh.
Bacteriocin là các peptide hoặc protein được tổng hợp từ riboxom của vi khuẩn, có khả năng ức chế sự phát triển của các vi khuẩn khác. Bacteriocin được sản xuất bởi vi khuẩn Gram (+) và thường là LAB như lactacin B từ L. acidophilus, plantaricin từ L. plantarum và nisin từ Lactococcus lactis.
Chúng có phổ hoạt động hẹp và chỉ có tác dụng chống lại các vi khuẩn có liên quan chặt chẽ, nhưng một số bacteriocin cũng có hoạt tính chống lại mầm bệnh truyền qua thực phẩm [9]. Bacteriocin Abp118 được sản xuất bởi chủng Lactobacillus salivarius UCC118 có khả năng bảo vệ chuột khỏi bị nhiễm vi khuẩn gây bệnh Listeria monocytogenes từ thực phẩm [10]. Vi khuẩn probiotic sản xuất ra nhiều loại axit béo giúp tăng cường sức khỏe. Một số chủng Bifidobacteria và Lactobacillus đường ruột tạo ra axit linoleic liên hợp (CLA), một chất chống ung thư [11] [12].
Bên cạnh đó vi khuẩn probiotic còn sản xuất một số loại kháng sinh nhất định. Kháng sinh reuterin (3- hydroxypropionaldehyde) sản xuất bởi chủng Lactobacillus reuteri ATCC55730, đây là một loại kháng sinh phổ rộng có hoạt tính chống lại vi khuẩn Gram (+), Gram (-), nấm men, nấm và virus [13].2: Các chủng vi khuẩn được dùng trong chế phẩm probiotic và lợi ích sức khỏe được chứng minh thông qua các thử nghiệm lâm sàng ở người [14]. Chủng vi khuẩn Lợi ích sức khỏe được ghi nhận ở người Lactobacillus Giảm tình trạng tiêu chảy do kháng sinh acidophilus La5 Lactobacillus casei Giảm tình trạng tiêu chảy do rotavirus và giảm tái Shirota phát ung thư bàng quang Lactobacillus Giảm sự xâm lấn của vi khuẩn Helicobacter pylori johnsonii La1 Lactobacillus Giảm hội chứng kích thích ruột plantarum 299v Lactobacillus Giảm tình trạng tiêu chảy do virus rota reuteri SD2112 5 Lactobacillus Giảm tình trạng tiêu chảy do virus rota, điều hòa rhamnosus GG miễn dịch, hỗ trợ bệnh viêm ruột, điều trị và phòng ngừa dị ứng Lactobacillus Hỗ trợ làm giảm các bệnh viêm ruột salivarius UCC118 Bifidobacterium Giảm hội chứng kích thích ruột breve Bifidobacterium Điều trị dị ứng và giảm tình trạng tiêu chảy do virus lactis Bb12 rota Escherichia coli Giảm tái phát bệnh viêm ruột Nissle 1917 Saccharomyces Giảm tái phát bệnh viêm ruột cerevisiae boulardii 1. Các nguồn vi khuẩn probiotics Vi khuẩn probiotic được đưa vào cơ thể thông qua các loại thực phẩm như dưa cải, sữa chua, nem, tôm chua và chúng hoạt động chủ yếu trong hệ tiêu hóa.
Do đó vi khuẩn probiotics có thể được tìm thấy nhiều nơi như trong hệ tiêu hoá và trong niêm mạc của người, trong phân của trẻ sơ sinh, sữa mẹ và các thực phẩm lên men khác. Vi khuẩn probiotic từ thực phẩm lên men Hiện nay các loại thực phẩm lên men ngoài thị trường rất đa dạng như kim chi, phô mai, sữa chua và các loại sữa lên men khác. Chúng chứa một lượng lớn hệ vi sinh vật probiotic gồm các loài thuộc chi Lactobacillus, Bacillus, Leuconostoc,. Các loại thực phẩm lên men có tác dụng bổ sung vi khuẩn có lợi và là nguồn chứa nhiều chất dinh dưỡng như vitamin (bao gồm vitamin C, B, K, B12,.), khoáng chất và chất xơ [15].3: Vi khuẩn probiotic phân lập từ thực phẩm lên men [15].
Nguồn phân Vi khuẩn probiotic Đặc tính vi khuẩn lập Có khả năng ức chế vi khuẩn gây các bệnh về đường tiêu hóa, có khả Kim chi Lactococcus lactis năng bám dính vào tế bào Caco-2, có KC24 hoạt tính kháng khuẩn, kháng viêm, hoạt tính chống oxy hóa và chống ung thư. 6 Dưa chuột Lactobacillus spp. Có khả năng ức chế vi khuẩn gây các muối bệnh về đường tiêu hóa, có hoạt tính kháng khuẩn và bám dính với xylene Phô mát L.