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Alimentos funcionales:Prebióticos y Probióticos en la salud
Primeras Jornadas de NutriciónNutrigroup
Dra. Sylvia CruchetINTA, Universidad de Chile
Noviembre 2008
CONCEPTO TRADICIONAL DE LA NUTRICIÓN
El alimento:
• entrega los nutrientes necesarios para los requerimientos metabólicos del individuo.
• genera una sensación de bienestar y de satisfacción (olor, gusto...).
NUEVOS CONCEPTOS DE LA NUTRICIÓN
El alimento:
• modula funciones especificas del organismo, de manera a reducir el riesgo de aparición de ciertas patologías.
Alimentos funcionales
• Son alimentos que gracias a componentes fisiológicamente activos, tienen efectos beneficiosos sobre la salud, más allá del aspecto nutricional
Normal Bacterial Flora
Upper respiratory tract
Mouth
Skin
Digestive tract
Urogenital tract
Composición de la flora intestinal
Efectos patógenos Funciones benéficas
P.aeruginosa
Proteus
Staphylococcus
Clostridia
Veillonellae
Enterococcus
E. coli
Lactobacillus
Streptococcus
EubacteriaBifidobacteria
Bacteroides
Número / g heces escala log 10 Gibson, GR & Roberfroid.
Producción de toxinasDiarrea InfeccionesDaño hepáticoCáncerEncefalopatía
Producción decarcinógenos
Putrefacciónintestinal
Inhibición delcrecimiento debacteriasexógenas y patógenas
Estimulación defunciones inmunes
Participación en laproducción y absorción de vitaminas y minerales
Síntesis devitaminas
2
4
8
11
Establecimiento y modulación de la flora
• tipo de parto
• tipo de alimentación del recién nacido
• destete
• alimentación adulta
Tomado de Penders J et al. Pediatrics 2006;118:511-21.
100 –
80 –
60 –
40 –
20 –
0 –
% d
e la
ctan
tes
* p<0.001
3 10 30 60 180 edad (días)
Parto vaginal (n=34) Parto por cesárea (n=30)
Colonización intestinal por bifidobacterias y tipo de parto
**
Acrobat Document
Rol de la Microflora Estimulación del sistema inmune
Maduración del sistema inmune local (estímulo antigénico para la migración y maduración de las células linfoides precursoras y presentes en las placas de Peyer)
Modulación de la respuesta IgAs Protección frente a patógenos (Efecto de barrera)
Competencia por los substratos y los nichos ecológicos Liberación de moléculas con actividad antibiótica (H2O2, ácido láctico...)
Metabolismo y Nutrición Rescate colónico de los nutrientes no digeridos y
absorbidos en el intestino delgado Síntesis de vitaminas (B12, K, folato)
CAMBIOS EN LA FLORA INTESTINAL
• Fisiológicos:
- al nacimiento- leche materna / fórmula- según la dieta (contenido en frutas y verduras)- en el anciano?
• Asociados con el consumo de antibióticos, anti- inflamatorios, otros fármacos
• Asociados con patologías: alergia, artritis, enfermedades inflamatorias crónicas del intestino, úlceras, estrés, diarrea, constipación ...
Evolución de la microbiota intestinal con la edadLo
g de
recu
ento
de
bact
eria
s fe
cale
s
Lactobacillus
Bifidibacterium
Clostridiumperfringes
Bacteroides,Eubacterium,Peptococcae
Escherichia coli,Streptococcus
12
10
8
6
4
2Destete Preescolar Adultos Ancianos Recién
nacidos
MODULACION NUTRICIONAL DE LA FLORA INTESTINAL
Aumentando el aporte de substratos utilizables por las poblaciones endógenas:
Prebióticos
Aumentando el aporte de microorganismos exógenos:
Probióticos
Un probiótico es “una preparación o producto que contiene
microorganismos definidos, viables y en cantidades suficientes, que alteran
la microflora en uno de los compartimentos del huésped y
ejercen efectos beneficiosos sobre su salud”
(Schrezenmeir y de Vrese, 2001)
Características que permiten su uso en humanos
• Son inocuos • No colonizan en forma permanente• Se les ha determinado una actividad específica
en el tubo digestivo, que puede ser a nivel inmune, nutricional, metabólico o protector
• Tienen capacidad de mantenerse vivos a lo largo del tubo digestivo (acidez gástrica, enzimas intestinales, sales biliares)
Probióticos y modulación de la microbiota en recién nacidos
(Brunser et al., 2004
0
2
4
6
8
10
12
Log
(10)
CFU
Lac
toba
cillu
s/g
stoo
l
BF
Control
Probio
PrebioBreast-fed
(n=26)ControlFormula(n=33)
Probiotic formula(n=25)
visit-1 = before treatment
visit-2 = after 7 weeks diet
visit-5 = 2 weeks after diet interruption
*
0
20
40
60
80
0 2 4 6 8 10 12 14 16
% de niños LA1-positivos
Formula lactea + Lactobacillus LA1
7
5
3
1
Log CFU-LA1/g
Permanencia del probiótico en el TD
6
8.5
9.810.5
00123456789
1011
0 1 2 3 4 5
(Millar M et al. Arch Dis Childh 1993;69:483)
Aparición de L. rhamnosus GG en las heces de lactantes de pretérmino
108 ufc LGG por día durante 14 días
L.Rhamnosus
¿Dónde se encuentran?
• Productos lácteos fermentados, yogurt, leches fermentadas, quesos• Formulas lácteas• Productos vegetales fermentados (aceitunas, chucrut, soya, cereales...)
• Carnes o pescados fermentados, salchichas
• Bebidas alcohólicas (vino, cerveza)
• En forma liofilizada (medicamentos, suplementos nutricionales)
ProbióticosNo todos son iguales
Agentes bioterapéuticos bacterianos
• Lactobacillus (diferentes cepas)
• Bifidobacterias
• …
• E. coli no patógeno (E.coli Nissle 1917)
Agentes bioterapéuticos no
bacterianos
(Levaduras)
Saccharomyces boulardii
Lactobacillus sp Bifidobacterium sp Otras bacterias lácticas Microorganismos no lácticos
L. acidophilus B. adolescentis Enterococcus faecium E. coli
L. casei B. bifidum Propionibac. freudenreichii
L. bulgaricus B. breve Leuconostoc mesenteroides Saccharomyces cerevisiae
L. johnsonii B. infantis Streptococcus thermophilus Saccharomyces boulardii
L. rhamnosus B. longum Lactococcus lactis
L. reuteri B. lactis Bacillus cereus
L. plantarum Clostridium butyricum
L. gasseri Enterococcus faecalis
L. paracasei VSL 3 (4 cepas de lactobacillus, 3 de bifidobacterias, 1 de L. salivarius streptococcus salivarius thermophilus)
L. lactisGRAS: general regarding as safe (FDA)
Microorganismos considerados probióticos
Requerimientos para los productos con probióticos
• Concentración de probióticos > 107/ml
• Estabilidad física y genética del probiótico durante el almacenamiento
• Sin efectos adversos sobre el sabor y/o la textura
• Control de los niveles de O2 y potencial redox
• Composición química: tipo y cantidad de carbohidratos disponibles, grado de hidrólisis de las
proteínas y lípidos
• Interacción con otras cepas probióticas o starter
Mecanismos de Acción de los Probióticos en el Tubo Digestivo
Modificación de actividades enzimáticas intraluminales• Lactasa• Glicosidasa• Nitroreductasa, ß-glucuronidasa, azoreductasa
Competencia por nutrientes y sitios de adhesión a la mucosa
Producción de sustancias bactericidas o bacterioestáticas Acidos Grasos de cadena cortaH2O2
Bacteriocinas (péptidos susceptibles a las proteasas)
Estimulación del sistema inmune (inmunomodulación): la respuesta inmune obtenida con cada probiótico puede
ser diferente:• local / sistémica• celular / humoral
ESPECIFICIDAD DE RESPUESTAselección criteriosa según población objeto debido a activación
positiva o negativa
Indicaciones•Gastroenteritis aguda
• prevención• tratamiento
• Diarrea asociada antibióticos• Enterocolitis Necrotizante• Diarrea del viajero• Diarrea crónica infecciosa• Enfermedad inflamatoria intestinal• Helicobacter pylori• Sindrome intestino irritable • Constipación• Alergia
Recomendaciones basadas en evidenciaProbióticos
Es recomendable el uso de probióticos con eficacia comprobada, a la dosis apropiada para el manejo de la GEA como complemento a la terapia de rehidratación oral (TRO).
• Lactobacillus GG • Saccharomyces boulardii • Lactobacillus reuteri
ESPGHAN Statement, JPGN 2007.
II B
Efectos de Saccharomyces boulardii en niños con diarrea aguda
5
4
3
2
1
0
Placebo Saccharomyces boulardii
Duración de las deposiciones líquidas (días)
p < 0,001
Kurugol Z. et al. Acta Paediatr. 2005 Jan;94(1):44.7
Probiotic(s) N RR (95% CI) NNTLGG 188 0.3 (0.1-0.6) 3 (3-5)LGG 149 0.3 (0.1-1.1) NS
307 0.3 (0.2-0.6) 7 (5-13)
L.acid/B.infantis
18 0.5 (0.2-1.2) NS
L.acid/L.bulg 38 1.0 (0.6-1.5) NSB.lactis/Str.ther
157 0.5 (0.3-0.9) 7 (4-62)
S.boulardii 246 0.2 (0.1-0.6) 8 (5-15)
Total (6 RCTs)
766 0.4 (0.3-0.8)
7 (5-10)
.
..
..
.
Favours probiotics Favours control
Probiotics for prevention of AAD in children
Szajewska et al. J Pediatr 2006;149:367-72
Probióticos en la prevención de DAA
Conclusiones• Prevención con probióticos reduce el
riesgo de diarrea asociada-antibióticos. • El uso de cepas probióticas con probada
eficacia es razonable cuando el medico siente que previene una complicación secundaria
En niños (en orden alfabético):– B. lactis Bb12/Str.
thermophilus– Lactobacillus GG– Saccharomyces boulardii
Szajewska, Setty, Mrukowicz, Guandalini. J Pediatr Gastroenterol Nutr 2006;42:454-75
• Estudio controlado, prospectivo, en 466 niños, edad 1 – 15 años• Diarrea asociada antibióticos (azitromicina o amoxicilina/sulbactam)
18.9 %
5.7 %
p < 0.05
AB soloAB solo AB + AB + S. S. boulardiiboulardii
Azitromicina n° diarreasola 105 11.4 %+S. Boulardii 127 5.5 %
incidencia DAA > 0. 05 (NS)Amoxicilina/sulbactam
sola 117 25.6 %+ S. Boulardii 117 5.7 %
incidencia DAA < 0.05 Subgrupo 1-5 años
sola 96 32.3 % + S. boulardii 79 11.4 %
incidencia DAA < 0.05
Efecto probiótico de saccharomyces boulardii en diarrea asociada a antibióticos.
Erdeve O. J Tr Pediatr 2004:50;234-6
Excreción de hidrógeno en el aire expirado al consumir 18 gr de lactosa como leche o yogurt
60 -
50 -
40 -
30 -
20 -
10 -
0 -0 1 2 3 4 5 6 7 8
Tiempo, horas
H2 e
n ai
re e
spira
do, p
pm
leche (18g de lactosa)yogurt (18g de lactosa)
Sartor Gastroenterology 2004; 126: 1620-33
Probióticos en enfermedad inflamatoria intestinalEvidencia clínica
El Síndrome de Intestino Irritable (SII) es el más común de los desordenes gastrointestinales; afecta alrededor del 10-20% de la población y tiene un efecto importante sobre la calidad de vida.
El SII se caracteriza por la presencia de meteorismo, de dolor y/o distensión abdominal y por la alteración de los hábitos intestinales (diarrea o constipación), en ausencia de alteraciones bioquímicas y estructurales.
Los sujetos con SII presentan una alteración de su motilidad intestinal, una hipersensibilidad visceral, una alteración de su microbiota intestinal y una desregulación del eje cerebro-intestino.
Cambios en el índice de sintomatología digestiva (dolor o distensión abdominal + flatulencia + borborigmos) durante los seis meses de intervención (p=0.015 a seis meses; n=81) en sujetos con SII.
Efecto del consumo de probióticos en sujetos con síndrome de intestino irritable
Los mecanismos que explican el efecto clínico de los probióticos en los sujetos con SII son desconocidos
Evolución del dolor abdominalNiedzielin et al (2001) Eur J Gastroenterol Hepatol.
13:1143-1147
p=0,00012
SEMANA 1 SEMANA 2 SEMANA 3 SEMANA 4 EXAMEN FINAL
Grupo Lp 299v
Grupo Placebo
Mejora Sin cambios Agravamiento
2 x 200 ml/día de suspensión líquida Lp 299v (5x107 cfu/mL) durante 4 semanas o placebo
Probióticos en infección por H. pilory
AuthorAuthor ProbioticProbiotic NN Eradication Eradication Side Side effectseffects
CanducciCanducci L. acidophilus LBL. acidophilus LB 120120 No effectNo effect
Sheu Sheu Yogurt +L sp./B Yogurt +L sp./B sp.sp.
160160
Armuzzi Armuzzi LGGLGG 6060 No effectNo effect
Armuzzi Armuzzi LGGLGG 120120 No effectNo effect
Cremonini Cremonini LGGLGG 8585 No effectNo effect
Felley Felley L. johnsonii La1L. johnsonii La1 5252 No effectNo effect No dataNo dataNista Nista Bacillus clausiiBacillus clausii 120120 No effectNo effect
MyllyluomaMyllyluoma Mixture Mixture 4747 No effectNo effect
Tursi Tursi L. casei DGL. casei DG 7070 No effect No effect
Evolución del porcentaje de colonización por Hp por grupo de edad
100- 90- 80- 70- 60- 50- 40- 30- 20- 10- 0-
6 7 8 9 10 11 12 13 >13
Cruchet et al. Nutrition 2003, 19: 716-21.
Edad (años)
Porcentaje colonización
14/27
36/48 41/57 33/44 21/2822/27
31/35 28/31 26/29
Sujetos• Screening a 326 niños con 13C UBT en una escuela del área oriente de Santiago.
•Los niños positivos para Hp fueron randomizados y distribuidos en 5 grupos en doble ciego para recibir uno de los 5 productos lácteos.
Grupo 1 : LA1 vivoGrupo 2 : LA1 inactivado por calorGrupo 3 : ST11 vivoGrupo 4 : ST11 inactivado por calorGrupo 5 : Sin LA1-sin ST11
Se les administró diariamente el producto en el colegio durante 4 semanas (160ml) y al final del tratamiento se realizó un segundo 13C UBT para evaluar los niveles de colonización gástrica.
Diferencia entre valores de intensidad de colonización (DOB2 y DOB1) en los 5 grupos
-100
-80
-60
-40
-20
0
20
40
60
80
100
120
1 2 3 4 5
GROUPS
-7,64 -1.96 -6.04 0.72 1.74 Means [-14.23 – -1.03]* [-10.41 – 6.48] [-16.70 – 4.63] [-5.55 – 6.99] [-5.75 – 9.22] [95%CI]
Cruchet et al. Nutrition 2003, 19: 716-21.
Bacterias Probióticas
Bifidobacterium bifidum MF 20/5
5*106
Bifidobacterium longum SP 07/3
5*106
Lactobacillus gasseri PA 16/8
4*107
num
ber
0
20
40
60
80
100
120
140
160
180
Incidencia de episodios de resfrío común
control probióticos
de Vrese et al., Clin. Nutr. 24 (2005) 481
days
0
2
4
6
8
10
12
Duración Duración de episodios de resfrío común
probióticos control
p=0,045
de Vrese et al., Clin. Nutr. 24 (2005) 481
scor
e
0
20
40
60
80
100
120
140
Síntomasnasales + faringitis + bronquitis+ cefalea + dolor muscular +
conjuntivitis + fatiga + pérdida apetito + fiebre
probióticoscontrol
p=0,056
de Vrese et al., Clin. Nutr. 24 (2005) 481
Efecto de los probióticos sobre las infecciones respiratorias altas invernales
De Vrese M y cols. Clin. Nutr. 2005:Resfrío común : intensidad y duración (L. gasseri PA 16/8, B. longum SP07/3, B. bifidum MF 20/5)
Turchet et al., J.Nutr. Health Aging, 2003:Infecciones respiratorias invernales en ancianos (L. casei defensis)
Hatakka et al., BMJ, 2001: Infecciones invernales en niños (L. rhamnosus GG)
Efecto de LGG durante los primeros 7 años de vida: disminución acumulada del riesgo de eczema en un estudio
randomizado, controlado por placebo.
Curvas de Kaplan-Meier para niños sin eczema a los 2, 4 y 7 años de edad en losgrupos tratados con LGG (N=64) ó placebo (n=68). p = 0,008 por la prueba de rango log.
Tomado de Kalliomäki M. y cols J Allergy Clin Immunol 2007;119:1019-21.
1.0 –0.9 –0.8 –0.7 –0.6 –0.5 –0.4 –0.3 –0.2 –0.1 –0.0 –
0 1 2 3 4 5 6 7
LGG
........ Placebo
Edad - años
No todas las cepas son creadas iguales
Definición Roberfroid & Gibson
“Un prebiótico es un ingrediente alimentario no digerible que actúa benéficamente en el colon del huésped estimulando selectivamente el crecimiento y/o la actividad de un número selectivo de bacterias, y que por tanto mejora la salud.”
Prof. Glenn Gibson & Prof. Marcel Roberfroid, 1995.
Source: Journal of Nutrition, Introducing the concept of prebiotics, Gibson & Roberfroid, 1995.
Prebióticos: criterios Tres criterios deben ser satisfechos para que un ingrediente se pueda clasificar como prebiótico.
1. Ser no-digerible - debería resistir la acidez gástrica, la acción de enzimas y no ser absorbido.
2. Ser fermentado por las bacterias en el colon3. Estimular selectivamente el crecimiento y/o la
actividad metabólica de las bacterias beneficiosas naturalmente presentes en el colon.
Fuente: Dietary modulation of the human colonic microbiota: introducing the concept of prebiotics, Gibson & Roberfroid, 1995.
Prebióticos
Estructura química y propiedades funcionales
• Inulina: son polímeros de fructosa de 10-60 unidades, con bandas de unión (2-1) lo que la hace no digerible y de reducido valor calórico.
• Oligofructosa: es un subgrupo de la inulina, formada de oligosacáridos de fructosa que contienen 2-10 monosacáridos residuales.
Prebióticos:Fructooligosacaridos
de cadena corta (oligofructosa)de cadena larga (inulina)
Galactooligosacaridos Arabinooligosacaridos
Efectos potenciales de los hidratos de carbono no absorbibles: efectos fisiológicos
Efectos locales Efectos sistémicos
Masa fecal ( ) Colesterol Bacterias TG ( insulina; glucosa) Selectivo de bacterias NH3
Producción de SCFA Urea Selectivo de SCFA Vitaminas B Absorción de minerales Funciones inmunitarias Síntesis de vitaminas B ( Glutamina?)
SCFA = Acidos grasos de cadena corta; TG = triglicéridos
Tomado de : Jenkins DJA et al. J Nutr 1999; 129:143IS-33S
Efecto Prebiótico :
estimulación selectiva de bacterias benéficas
Propiedades de las bifidobacterias que serían beneficiosas para la salud humana
Descenso de los nivelesde colesterol sanguíneo
Disminución de niveles de amonio sanguíneo
Actividad inmunomoduladora;promueve ataque a
células malignas
BIFIDOBACTERIAS
Síntesis de vitaminas del complejo B, ácido fólico
Restitución de la flora intestinalnormal durante tratamiento con antibióticos
Inhibición del crecimiento de patógenos potenciales(por ácidos orgánicos)
Los sinbióticos son sistemas en los cuales microorganismos probióticos son combinados con prebióticos, lo
que mejora la sobrevivencia in situ de dichas bacterias
Gibson G, Collins MD, 42nd Nestle NutritionWorkshop, 1997
Gracias por su atención
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