Термин «пробиотик» (от лат. pro bio - для жизни) как антоним названия «антибиотик» был предложен немецким бактериологом и гигиенистом Вернером Коллатом (Werner Kollath, 1892-1970) в 1953 г. [46]. В 1989 г. R. Fuller сформулировал определение понятия «пробиотик» как «живая микробная кормовая добавка, которая оказывает полезное действие на животного-хозяина путем улучшения его кишечного микробного баланса» [25]. Это последнее определение пробиотиков прочно укрепилось в научной литературе до настоящего времени. Позднее этот термин был закреплен законодательным актом в октябре 2001 г. на совместном заседании ассамблеи Всемирной организации здравоохранения (WHO) и Организации ООН по вопросам продовольствия и сельского хозяйства (FAO) [50].

Следует отметить, что началом исследования была идея И.И. Мечникова по целенаправленному изменению состава микрофлоры желудочно-кишечного тракта путем энтерального введения культур молочнокислых бактерий в качестве антагонистов гнилостных микробов [15]. Эта идея нашла сторонников и стала основополагающей в стремлении радикально изменить микробиоценоз кишечника путем заселения его молочнокислыми бактериями [14]. В последующие годы продолжались разработки лекарственных препаратов на основе микроорганизмов, обладающих полезными свойствами. Ниже представлена хронология внедрения пробиотиков в медицину как лекарственных препаратов.

1907 г. - И.И. Мечниковым впервые упомянуто слово «пробиотик» в книге «Этюды оптимизма» [15].

1953 г. - W. Kollath ввел термин «пробиотик» [46].

1965 г. - D. Lilly и R. Stillwell в противоположность антибиотикам описали пробиотики как микробные факторы, стимулирующие рост других микроорганизмов [41].

1970 г. - M. Gros и G. Jhielin назвали пробиотиками биологические препараты, представляющие собой стабилизированные культуры симбионтных микроорганизмов или продукты их ферментации, которые способствуют росту последних [28].

1974 г. - R. Parker назвал пробиотиками микробные препараты (микроорганизмы или их компоненты), регулирующие микрофлору кишечника [46].

1981 г. - T. Riise расширил понятие «пробиотик» под «увеличением количества полезных микроорганизмов в пищеварительном тракте животного-хозяина путем введения больших количеств желательных бактерий для переустановления и поддержания идеальной ситуации в кишечнике» [51].

1989 г. - R. Fuller подчеркнул необходимость жизнеспособности пробиотиков и выдвинул идею об их положительном действии для организма-хозяина [25].

1990 г. - M. Vanbelle и соавт. определили понятие «пробиотик» как антоним антибиотиков, т.е. промотор жизни [61].

1992 г. - R. Havenaar и J.Huis In’t Veld: «Жизнеспособная моно- или смешанная культура микроорганизмов», которая улучшает свойства местной микрофлоры в организме человека и животных [31].

1992 г. - P. Lyons и R. Fallоn назвали наше время «наступающей эпохой пробиотиков» [42].

1995 г. - G. Gibson и M. Roberfroid предложили использование пробиотиков в качестве пищевых добавок для улучшения микробиологического баланса кишечника [26].

1996 г. - S. Salminen и соавт. рекомендовали применять живые микробные культуры или культивированный молочный продукт в пище [57].

1996 г. - G. Schaafsma рекомендовал использовать пероральные пробиотики во время приема пищи в строго регламентированные часы [58].

1998 г. - F. Guarner и G. Schaafsma постулировали, что для повседневного приема живые микроорганизмы требуется дозировать [29].

1999 г. - А.А. Воробьев и соавт. назвали эубиотиками биопрепараты, содержащие бифидо- и лактобактерии, E. coli, споровые формы бактерий, используемые для профилактики и лечения заболевания [6].

2001 г. - WHO/FАО принято решение считать пробиотиками живые микроорганизмы, преимущественно бактерии, которые безопасны для применения человеком и животными [50].

2001 г. - J. Schrezenmeir и M. de Vrese осуществили идею внедрения продуктов, содержащих определенные жизнеспособные микроорганизмы в достаточном количестве, которые изменяют патогенную микрофлору путем внедрения или ее колонизации в организме-хозяине [59].

2003 г. - G. Reid и соавт. разработали регламентирующие протоколы в фармакопее по дозировке и применению пробиотиков для отдельного ряда болезней [49].

Бактерии пробиотиков классифицированы Управлением по контролю качества пищевых продуктов и лекарственных препаратов (FDA) как абсолютно безопасные вещества (GRAS). Пробиотики широко представлены бактериями рода Lactobaccillus и Bifidobacterium. Другие микроорганизмы, также отнесенные в эту группу, включают дрожжи и грибы, например Saccharomyces cerevisiae, Aspergillus niger, Aspergillus oryzae, Sochromyces boulardii. Существуют критерии идеального микроорганизма, используемого в качестве пробиотика [43]:

- высокая жизнеспособность и толерантность к низким значениям рН и кислотам;

- не гидролизоваться пищеварительными ферментами и не всасываться в верхних отделах желудочно-кишечного тракта;

- являться селективным субстратом для одного или нескольких родов полезных бактерий;

- изменять баланс микрофлоры в сторону более благоприятного для организма-хозяина состава;

- индуцировать полезные эффекты на уровне не только желудочно-кишечного тракта, но и организма в целом.

Особое внимание уделяется дозировке пробиотиков, требуемых для соответствующего лечения: 1·10⁸, 1·10⁹, 1·10¹⁰ КОЕ. Это очень важно, так как имеются сведения о некоторых явлениях бактериемии у людей с ослабленным иммунитетом [24]. Наличие Lactobacillus endocarditis в плазме крови было обнаружено после лечения пародонтита у стоматолога пробиотиком Lactobacillus rhamnosus, хотя развитие инфекционного эндокардита на фоне бактериемии встречается в 0,05-0,4% случаев [48]. Сообщалось о развитии гепатита у пациента после лечения Lactobacillus rhamnosus [21]. Полученные сведения требуют осмысления, поскольку эти данные свидетельствуют о побочном и/или отрицательном действии пробиотиков на организм человека. Стимуляция иммунной системы пробиотиками выявила ее неспособность к сопротивлению патогенам. По мнению авторов, это связано с тем, что пробиотики могли действовать подобно антибиотику [43].

Пробиотики поставляются на фармацевтический рынок в виде либо зрелых культур, либо препробиотических форм, выпускаются в виде порошка, желатиновых капсул, пластин, жевательной резинки или с иммобилизованными спорами Lactobacillus acidophilus, Lactobacillus rhamnosus,Bifidobacterium bifidum, Streptococcus thermophilus, Saccharomyces boulardii в сочетании с олигосахаридами на низкопробном коллоидном золоте и серебре.

Исследованиями C. Cutler и R. Jotwani (2006) установлено, что в межзубных сосочках имеются зоны скопления лимфоидных клеток, которые, как предполагалось ранее, характерны только для слизистых оболочек кишечника [23]. Показано, что пробиотики способны стимулировать дендритные клетки, а те в свою очередь оказывают модулирующее действие на Т-хелперы (Th1 и Th2), отвечающие за врожденный иммунитет. Поэтому принято считать, что пробиотики поддерживают неприкосновенность врожденного иммунитета через связывание с рецепторами дендритных клеток. Пробиотики не только вызывают реакцию защитных клеток, они также не оказывают и повреждающего действия на клетки и ткани хозяина, в частности ткани пародонта. Установлено, что бактериальные клетки связываются с клетками организма-хозяина путем адгезии [27]. Подобный механизм был обнаружен у Lactobacillus casei, Lactobacillus bulgaricus, Lactobacillus rhamnosus, Lactobacillus acidophilus в коагрегации с Fusobacterium nucleatum. Выявлена сильная связующая активность бактерий Lactobacillus rhamnosus и Lactobacillus paracasei к биопленке полости рта, а бактерии рода Lactobacillus rhamnosus, Lactobacillus casei shirota, Lactobacillus casei ATCC 11578 препятствуют прилипанию патогенных бактерий к гликопротеинам слюны. Такие бактерии, как LactobacillusHetrofermentative ингибируют рост патогенов Aggregatibacter actinomycetem comitans, Porphyromonas gingivalis и Prevotella [56]. Кооперация пробиотических бактериальных колоний Fusobacterium nucleatum с Weissella ciberia борется с такими пародонтопатогенами, как Т. denticola и Porphyromonas gingivalis [36]. Подобное действие наблюдают в случае коагрегации Lactobacillus rhamnosus с Fusobacterium nucleatum [37].

В опытах in vitro показано, что Lactobacillus acidophilus и Lactobacillus casei обладают способностью ингибировать рост аэробных бактерий путем секреции молочной кислоты [60]. Weissella cibaria, как и Lactobacillus, повышают рН среды [36]. Streptococcus salivaris синтезируют защитный белок бактериоцин, который ингибирует рост бактерий, производящих серосодержащие соединения. Показано, что пластины и жевательная резинка, содержащие Streptococcus salivaris, уменьшают явления галитоза в полости рта [22]. Неприятный запах изо рта вызывают летучие сероводородные соединения, выделяемые бактериями Fusobacterium nucleatum, Porphyromonas gingivalis, Prevotella и Т. denticola. Установлено, что коагрегация Fusobacterium nucleatum с любыми пародонтопатогенами сопровождается вторичной колонизацией микробиома и способствует обильному выделению сероводородных соединений в ротовой полости [60].

Показано, что как in vivo, так и in vitro бактерии рода Weissella cibaria обладают способностью поглощать сероводородные продукты обмена. Установлено, что Weissella cibaria ингибирует рост бактерий Fusobacterium nucleatum через выделение большого количества пероксида водорода [36], при этом анаэробные бактерии ротовой полости более восприимчивы к действию пероксида водорода, нежели аэробные бактерии или факультативные анаэробы. Полученные данные явились основанием для использования Weissellacibaria в качестве пробиотика в пародонтологии.

По данным C. Iyer и соавт. (2008), пробиотики посредством выделения конечных продуктов обмена могут регулировать процессы запрограммированной клеточной гибели - апоптоза. Так, в частности, через выделение лактата они способны стимулировать апоптоз опухолевых клеток [35]. Вместе с тем показано, что смесь пробиотиков посредством конкурентного связывания своими белками с углеводами клеточных мембран предотвращает апоптоз клеток эпителия [39, 45, 63].

Имеются данные, что некоторые пробиотики, а именно Lactobacillus salivaris и Lactobacillus gasseri, оказывают сильное влияние на жизнеспособность пародонтопатогенных бактерий [24]. Lactobacillus reutri способны выделять белок бактериоцин, который дает сходный с реуциклином антибиотический эффект, он тормозит рост патогенов и обладает противовоспалительным свойством [22], о чем свидетельствует уменьшение количества провоспалительных цитокинов в десневой жидкости [56]. Такими же свойствами обладает Weissellaceberia, которая синтезирует в большом количестве фермент каталазу [36].

T. Hirota и соавт. (1992) изучали биологические возможности Lactobacillus helveticus. Авторы выявили, что данный вид бактерий способен выделять пептид, оказывающий стимулирующее действие на остеобласты, и тем самым влияет на процессы остеогенеза [34].

В большом числе проводимых исследований убедительно доказана закономерность развития пародонтита на фоне общесистемных заболеваний, таких как атеросклероз, сахарный диабет, гиперлипидемия, патологии почек, беременность и т.д.

В связи с этим назрела критическая потребность в безопасных, естественных, без побочных эффектов лекарственных средствах, которые не будут усугублять и без того подавленную иммунную систему организма. Поэтому считается, что внедрение в клиническую практику пробиотиков является одним из прорывов в медицине в борьбе с инфекцией. Если развитие воспаления в тканях пародонта связывают с P. gingivalis, A. actinomycetemcomitans, T. forsythia, Т. denticola и Eikenella corrodens, то индикаторами здоровья тканей пародонта являются Streptococcus oralis и Streptococcus uberis [32]. Они тормозят рост болезнетворных бактерий. Считается, что при отсутствии на определенных участках пародонта Streptococcus oralis и Streptococcus uberis эти зоны становятся местом риска развития пародонтита [33], поэтому указанные штаммы бактерий стали применять в качестве пробиотиков.

В 1994 г. впервые в России был предложен способ лечения пародонтита с использованием препарата на основе ацидофильных лактобактерий (Lactobacillus acidophilus) [18]. Таблетки данного препарата (1 доза 1·10⁷ КОЕ) представляют собой микробную массу живых ацидофильных лактобактерий Lactobacillus acidophilus, лиофильно высушенную и спрессованную. Позднее была внедрена методика лечения пародонтита путем применения препарата на основе бифидум бифидобактерий (Bifidobacterium bifidum) в таблетках (1 доза 1·10⁷ КОЕ) с препаратом на основе ацидофильных лактобактерий [7, 9, 10]. Препарат на основе бифидум бифидобактерий состоит из живых, антагонистически активных штаммов Bifidobacterium bifidum, лиофилизированных с добавлением сахаро-желатино-молочной среды.

Введено новое понятие - эубиотик, который представляет собой смесь из биопрепаратов на основе: бифидум бифидобактерий (штаммы Bifidobacterium bifidum №1), ацидофильных лактобактерий (3 штамма Lactobacillus acidophilus), ацидофильных лактобактерий (штаммы L. plantarum и L. fermentum) и лактобактерий вместе с бифидобактериями и энтерококками). [8, 11, 17]. Помимо перорального применения, предложен способ лечения пародонтита взвесью препарата на основе ацидофильных лактобактерий (штаммы L. plantarum и L. fermentum) [10]. Содержимое ампулы разводят в 1 мл дистиллированной воды и полученную смесь ежедневно вводят на ватных турундах в пародонтальные карманы на 30 мин в течение 4 нед.

В 2005 г. P. Krasse и соавт. предложили включать пробиотики в состав жевательной резинки для лечения гингивита. Исследование проводили у 59 пациентов с гингивитом средней степени тяжести. Всем пациентам в течение 14 дней 2 раза в день предлагалось жевать жевательную резинку, в составе которой был включен L. reuteri в концентрации 1·10⁸ КОЕ. Через 2 нед в группе обследуемых, употреблявших жевательную резинку с пробиотиком, отмечалось улучшение клинических показателей тканей пародонта [40].

В другом исследовании с участием 72 добровольцев было предложено полоскание полости рта раствором пробиотика из штаммов Weissella cibaria в объеме 15 мл [36]. Полоскание проводилось днем и вечером после чистки зубов. Отмечено, что у пациентов, которым давали пробиотик, количество зубного налета уменьшалось на 20%. Сделан вывод, что бактерии Weissella cibaria обладают способностью угнетать формирование микробных сообществ.

Свое действие пробиотики оказывают не только путем местного применения в ротовой полости, но и при приеме препаратов per os. Это было продемонстрировано в эксперименте на животных, у которых после приема пробиотиков внутрь снижалось количество Aggregatebacteractinomycetum comitans [33].

Прием таблеток, содержащих модифицированные штаммы Lactobacillus salivaris T1 2711, 5 раз в день в течение 8 нед, по данным T. Matsuoka и соавт. (2006), способствовал уменьшению кариозного процесса и кровоточивости десен. Эти признаки совпадали со снижением количества Porphyromonas gingivalis в ротовой полости [44].

D. Ricca и соавт. (2007) [52] и M. Keller и соавт. (2011) [38] изучили влияние бактерий Lactobacillus brevis и Lactobacillus reutri на активацию лейкоцитарных медиаторов воспаления. Согласно полученным результатам, снижался уровень провоспалительных цитокинов в десневой жидкости, и клинически наблюдалось исчезновение симптомов гингивита.

В 2007 г. W. Teughels и соавт. [55] провели экспериментальные исследования на 32 собаках породы гончая. Животным искусственно были созданы пародонтальные карманы, обсемененные Streptococcus sanguis KTH-4, Streptococcus salivarius TOVE и Streptococcus mitis BMS. Через 1, 2 и 4 нед результаты показали уменьшение кровоточивости десен, снижение количества аэробных бактерий Campylobacter rectus, переколонизацию пародонтальных карманов стрептококками.

Предложена схема создания временного искусственного микробиоценоза с помощью штаммов Lactobacillus acidophilus для комплексного лечения воспалительных заболеваний слизистой оболочки полости рта, вызванных патогенными и условно-патогенными микроорганизмами [3]. Разработан и защищен патентом способ доставки к тканям пародонта штаммов Lactobacillus (патент №2240771 от 29.10.03), иммобилизованных на коллагене. После лечения пациентов с пародонтитом данный способ позволил достичь срока ремиссии до 6-9 мес [5].

Использование препарата, содержащего штаммы лактобактерий - Lactobacillus casei subps. rhamnosus и бифидобактерий - Bifidobacterium longum, Bifidobacterium bifidum не менее 10⁸-10⁹ КОЭ/мл в виде аппликаций или употребления молочнокислых продуктов с лактобактериями обеспечивает в полости рта снижение количества стафилококков, кишечной палочки до нормы и увеличение концентрации лактофлоры [1, 47].

Лечение пародонтита средней и тяжелой степени также проводилось путем назначения пробиотика из штаммов Bacillus subtilis [4, 19]. Для лечения пациентов с хроническим пародонтитом был обоснован и разработан состав лечебного геля, включающего иммуномодуляторы с эубиотиком из штаммов Bacillus cereus I., благодаря которому в полости рта происходит элиминация энтеропатогенных бактерий штаммов E. coli, Staphylococcus aureus, бактерий рода Proteus и т.п. [12].

Г.С. Пашкова (2010) предложила проводить лечение пациентов с пародонтитом с использованием перорально препарата на основе Bifidobacterium bifidum №1 в количестве 20 доз в сутки в течение 15 дней. Автор сделала вывод, что в комплексном лечении хронического пародонтита средней степени тяжести пробиотикотерапия является эффективной и может служить альтернативой антибактериальной терапии [16].

Имеется единичная публикация об использовании пробиотиков в лечении мукозитов и периимплантитов [2]. Также опубликованы сообщения об использовании пробиотиков в качестве лечения микозов слизистой оболочки полости рта, вызванных Candida ablicans. Применение пробиотиков у пожилых пациентов позволило снизить распространение Candida spp. и улучшить функцию слюноотделения [30]. Для лечения кандида-ассоциированного пародонтита была предложена комплексная схема лечения, включающая использование антисептиков и пробиотиков основе штаммов L. acidophilus, L. plantarum, L. fermentum и Bifidobacterium bifidum №1 [20]. В таблице

Модифицированные пробиотики представляют собой микроорганизмы с измененными рецепторными молекулами для «ложного» распознавания их защитными клетками. Предполагается, что приобретенные свойства модифицированных пробиотиков обеспечат их доставку в биологически активной форме к желудочно-кишечному тракту и тканям пародонта [54]. Модифицированные пробиотики были успешно опробованы в лечении ВИЧ-инфекции. Улучшение свойств пробиотиков позволяет им приобрести толерантность к воздействиям температур, рН среды и кислот. Однако использование этих пробиотиков в лечении пародонтита затрудняет недостаток исследований их влияния на микрофлору кишечника и ткани пародонта.

Термин «патобиотехнология», введенный R. Sleator и C. Hill (2007), включает три основных подхода [54]:

- использование ослабленных бактериальных патогенных микроорганизмов как вакцины;

- изоляция и очистка патогенного иммуногенного белка для прямого применения;

- изменение у бактерий пробиотиков генетического кода, необходимого для противодействия патогенным микроорганизмам.

Отличие заместительной терапии патогенами заключается в том, что их не используют в качестве пищевых добавок, и они, не раздражая иммунную систему, оказывают длительное терапевтическое действие [53]. Заместительная терапия ослабленными патогенными культурами отличается от стандартной пробиотикотерапии следующим [62]:

- пробиотическая культура не применяется перорально, а вводится непосредственно в зону инфекции;

- бактерии образуют колонии только в области локализации инфекции;

- бактерии оказывают пролонгированное действие на местную микрофлору и предотвращают распространение патогенной инфекции в близлежащие ткани;

- бактерии незначительно влияют на местный иммунитет.

W. Teughels и соавт. (2007) провели исследования с неоднократным внедрением Streptococcus salivaris, Streptococcus mitis, Streptococcus sanguis на поверхность корней зубов в пародонтальных карманах, пораженных инфекцией. Результаты показали снижение количества пародонтопатогенов в области пародонтальных карманов [55].

Данная идея базируется на том, что в полости рта между индигенной микрофлорой и антимикробными факторами восстанавливается динамическое равновесие, так как развитие пародонтита, кариеса и других заболеваний полости рта, по мнению авторов, является результатом экологического дисбаланса между компонентами резидентской микрофлоры и иммунной защитой [13].

Таким образом, пробиотики являются аналогами антибиотиков по механизму действия на вирулентную микрофлору. Основное их отличие заключается в том, что, во-первых, они не вызывают сильную реакцию со стороны иммунокомпетентных клеток, а, во-вторых, являются собственной резидентной микрофлорой организма-хозяина. Благодаря быстрому развитию технического прогресса и интеграции биофизики и молекулярной биологии в повседневную человеческую жизнь человека именно модифицированные пробиотики, возможно, окажут неоценимую помощь в лечении многих заболеваний без последствий для организма.

Данные литературы показывают, что внедрение пробиотиков в стоматологическую практику не получает еще широкого распространения ввиду отсутствия больших рандомизированных исследований в стоматологии.