Lá chắn sinh học, tự nhiên, bền vững
Phần 2:
Ý nghĩa của Kết quả Động vật đối với Ngoại suy sang Con người
Để đánh giá ý nghĩa của kết quả động vật đối với ngoại suy sang con người, chúng tôi đã chọn xem có dữ liệu nào mà cùng một chủng probiotics được sử dụng ở cả động vật và con người hay không. Theo hiểu biết của chúng tôi, không có vi sinh vật có lợi nào được thương mại hóa để sử dụng trong thức ăn/thực phẩm ở Châu Âu hoặc các khu vực khác trên thế giới được sử dụng đồng thời trong chăn nuôi và ở con người, có lẽ vì nguy cơ gây nhầm lẫn hình ảnh tiếp thị. Do đó, chúng tôi tập trung vào dữ liệu đã được công bố liên quan đến nghiên cứu (Bảng 2). Các tác dụng chủ yếu liên quan đến ổn định đường ruột và miễn dịch, và với một vài ngoại lệ, chúng không giống nhau đối với động vật hoặc con người, như được báo cáo trong dữ liệu tương ứng (Bảng 2). Do đó, việc ngoại suy kết quả động vật nuôi sang con người là thiên lệch và không đủ để đưa ra lập luận kết luận về sự tồn tại hay không của mối liên hệ giữa probiotics và béo phì vì chúng tôi không có bất kỳ lịch sử sử dụng bền vững nào, cũng như không có dữ liệu nào liên quan đến cùng một chủng được áp dụng cho cả động vật và con người.
Bảng 2. Tác dụng của các chủng có lợi giống nhau được nghiên cứu cho tiềm năng sử dụng trong sản xuất động vật và tiêu thụ của con người (được điều chỉnh từ Bernardeau và Vernoux, [6] và cập nhật)
Table
|
Chủng vi sinh vật |
Ứng dụng cho con người |
Ứng dụng cho động vật |
|
Bacillus cereus ATCC 14893 = IP 5832 |
Bactisubtil®: thuốc probiotics được sử dụng từ năm 1955 dưới nhãn hiệu phân loại Bacillus subtilis IP 5832 để điều trị tiêu chảy, nhưng thực tế là Bacillus cereus ATCC 14893, được sử dụng trong thế kỷ 20 như một phụ gia thức ăn dưới tên thương mại ‘Paciflor’ (Prodeta, Vannes, Pháp) [75] |
Paciflor: chủng được sử dụng rộng rãi trước năm 2003 như một phụ gia thức ăn trong dinh dưỡng động vật (Paciflor™; Prodeta) [75] |
|
Lợn nái và lứa: việc sử dụng mang lại lợi ích cho giai đoạn cuối của thai kỳ và giai đoạn cho con bú của lợn nái và cải thiện sự sống sót và tăng trưởng của con non trong giai đoạn bú và giai đoạn sàn phẳng [76]. |
||
|
Escherichia coli Nissle 1917 (EcN) |
• Bệnh nhân người lớn bị viêm ruột: một đánh giá hệ thống [77] |
• Lợn: ngăn ngừa tiêu chảy tiết dịch cấp tính ở lợn bị nhiễm E. coli sinh độc tố Abbotstown [83]. |
|
• Trẻ sơ sinh non tháng: kích thích đáng kể các phản ứng miễn dịch dịch thể và tế bào cụ thể và đồng thời kích thích miễn dịch tự nhiên không đặc hiệu [78] |
• Lợn con: EcN định cư trong ruột và tồn tại ở lợn con nuôi thông thường ít nhất 4 tuần sau khi uống [84] |
|
|
• Trẻ em, trẻ sơ sinh và trẻ mới biết đi: có tác dụng điều hòa miễn dịch mạnh, ngăn chặn tiêu chảy cấp tính [79] |
• Lợn: thiết lập một phần chủng trong đàn lợn [85]; EcN được thiết lập một phần trong đàn lợn ở Đức với sự biến đổi cá nhân [85] |
|
|
• Bệnh nhân người: chủng thường được sử dụng để điều trị các vấn đề tiêu hóa và được dung nạp tốt [80]; cải thiện đáng kể táo bón liên quan đến hội chứng ruột kích thích [81]; tổng quan về cơ chế hoạt động và các nghiên cứu lâm sàng liên quan đến Mutaflor (EcN) [82] |
• Lợn cái trưởng thành khỏe mạnh: việc sử dụng EcN không đủ để định cư ổn định trong ruột lợn nhưng gây ra sự thay đổi đáng kể trong hệ vi khuẩn đường ruột [86] |
|
|
• Bê: tác dụng có lợi rõ ràng trong phòng ngừa và điều trị tiêu chảy sơ sinh ở bê [87] |
||
|
Lactobacillus rhamnosus GG |
• LGG®, Gefilus® và Gefilac® là nhãn hiệu của Valio Ltd. Cùng với các sản phẩm có nhãn hiệu khác chứa cùng vi sinh vật; chúng được bán ở 35 quốc gia trên thế giới (http://ammattilaiset.valio.fi/portal/page/portal/valiocom) |
• Lợn con: không ngăn ngừa hoặc giảm tác động có hại của nhiễm E. coli F4 lên hiệu suất tăng trưởng và tình trạng sức khỏe của lợn con cai sữa [92]; hiệu quả trong việc giảm tiêu chảy ở lợn con sau cai sữa do E. coli K88 gây ra, có thể thông qua điều chỉnh hệ vi sinh vật đường ruột, tăng cường phòng thủ kháng thể đường ruột và điều chỉnh sản xuất cytokine viêm hệ thống [93] |
|
• Trước khi sinh: việc sử dụng trước khi sinh không điều chỉnh được sự đa dạng của hệ vi sinh vật đường ruột sớm của trẻ sơ sinh mặc dù thúc đẩy hồ sơ bifidobacteria có lợi [88] |
• Ngựa và ngựa con: không có tác dụng phụ tiêu cực [94] |
|
|
• Tình trạng thai nhi: việc bổ sung probiotics cho mẹ điều chỉnh đáng kể biểu hiện của các gen liên quan đến thụ thể Toll-like cả trong nhau thai và trong ruột thai nhi. Tiếp xúc với vi sinh vật trong tử cung liên quan đến sự thay đổi trong hồ sơ biểu hiện gen miễn dịch bẩm sinh của ruột thai nhi [89] |
• Cá hồi cầu vồng: tăng cường các thông số miễn dịch [95] |
|
|
• Trẻ sơ sinh cực kỳ nhẹ cân (ELBW): cải thiện tốc độ tăng trưởng ở trẻ sơ sinh ELBW, nhưng không cải thiện tỷ lệ % trẻ sơ sinh bị chậm phát triển ở 34 tuần tuổi sau sinh, không có tác dụng phụ [90] |
• Cá rô phi sông Nile: điều chỉnh quan trọng của hệ thống miễn dịch liên quan đến ruột [96] |
|
|
• Trẻ sơ sinh từ 0 đến 6 tháng: trẻ em phát triển tốt hơn [59] |
• Cá: ức chế sự phát triển của mầm bệnh cá [97] |
|
|
• Trẻ em Ấn Độ bị tiêu chảy cấp tính (AWD): hiệu quả trong việc giảm tần suất và thời gian tiêu chảy và giảm thời gian nằm viện của bệnh nhân AWD [91] |
• Chó: giảm sự mang Clostridium perfringens [98]; không có tác dụng phụ tiêu cực và định cư ở mức 10^11 CFU/g [94]; không thành công trong điều trị tiêu chảy đáp ứng với tylosin [99] |
|
|
• Gà: liên kết với aflatoxin AFB1 in vivo [100] |
||
|
• Bê: không có tác dụng phụ tiêu cực (vì không sản xuất d-lactate), sống sót qua quá trình vận chuyển ruột ở bê non [101] |
||
|
Lactobacillus reuteri MM53 = ATCC 55730 |
• Trẻ em: định cư dồi dào trong đường tiêu hóa của trẻ sơ sinh từ khi sinh đến 1 tuổi [102]; giảm số lượng các đợt sốt và các đợt nhiễm trùng đường tiêu hóa, số lần đi khám bác sĩ và sử dụng kháng sinh ở trẻ em [103] |
• Lợn cai sữa: tạo ra cùng mức tăng trọng lượng cơ thể như mức kháng sinh dưới mức điều trị [107]; dao động hàng ngày trong các dải cụ thể của L. reuteri MM53 tiết lộ mối quan hệ đối kháng giữa MM53 và một tập hợp Lactobacillus bản địa khác [108] |
|
• Người lớn: kích thích đáng kể hệ thống miễn dịch trong niêm mạc bằng cách tăng số lượng tế bào B trong tá tràng và số lượng tế bào T trong hồi tràng [104]; giảm bệnh tiêu hóa và nhiễm trùng và tỷ lệ mắc và mức độ nghiêm trọng của tiêu chảy do các nguyên nhân khác nhau [105] |
• Mô hình nhiễm trùng gà: hoạt động kháng khuẩn và điều hòa miễn dịch in vitro, được xác nhận in vivo bằng cách sử dụng các mô hình động vật [109] |
|
|
• Người lớn nhập viện: giảm tiêu chảy liên quan đến kháng sinh và được dung nạp an toàn khi sử dụng hai lần mỗi ngày trong 4 tuần [106] |
||
|
Lactobacillus casei Shirota |
• Sữa lên men giúp duy trì sự cân bằng lành mạnh của hệ vi sinh vật đường ruột và tốt cho tiêu hóa (http://www.yakult.com.my/html/faqs.html) |
• Lợn: tác động lên quá trình vận chuyển đường tiêu hóa, kích thích lên men đại tràng và Lactobacillus bản địa [112, 113, 114] |
|
• Người hút thuốc: tăng hoạt động tế bào độc tế bào và số lượng tế bào CD16+ cao hơn so với nhóm dùng giả dược [110] |
• Thỏ: bảo vệ chống lại E. coli O157:H7 sản xuất độc tố Shiga [115] |
|
|
• Bệnh nhân và ung thư: đánh giá cho thấy chủng này có thể giúp củng cố hệ thống phòng thủ chống lại ung thư bằng cách điều chỉnh các chức năng miễn dịch bẩm sinh [111] |
• Cá: nhạy cảm với mật cá [97] |
Các con lợn nhỏ trưởng thành được sử dụng làm mô hình động vật ăn tạp thí nghiệm để nghiên cứu các chức năng tiêu hóa của con người. Để tìm ra lời giải thích cho những khác biệt đã đề cập ở trên, chúng tôi đã xem xét các đặc điểm khung giữa vi sinh vật cho thức ăn và probiotics cho thực phẩm vì chúng khác nhau rất nhiều, đặc biệt là về điều kiện sử dụng và mục tiêu của chúng (Bảng 3). Về thời gian, các tác dụng dài hạn cũng được mong đợi từ probiotics thực phẩm, trong khi các chất phụ gia vi sinh vật cho thức ăn, để có giá trị kinh tế, phải tạo ra phản ứng nhanh chóng. Ví dụ, vòng đời công nghiệp điển hình là 42–80 ngày đối với gà thịt, khoảng 120–200 ngày đối với tôm, 6 tháng đối với lợn, 18–24 tháng đối với cá, vài tháng đối với bê và vài năm đối với bò thịt. Thời gian này là <5% của toàn bộ tuổi thọ của các loài động vật tương ứng, thường là >10 năm ngoại trừ cá và tôm (5–7 năm). Đối với việc sử dụng cụ thể ở con người, đánh giá an toàn nên tích hợp các tác dụng dài hạn và xem xét các tác dụng mãn tính có thể xảy ra, điều này không thể suy ra ở con người dựa trên việc sử dụng ngắn hạn ở động vật. Các tác động căng thẳng liên quan đến lối sống cũng có thể có tỷ lệ khác nhau ở con người, khi so sánh với động vật vì việc nuôi dưỡng động vật hoàn toàn phụ thuộc vào mật độ (chăn nuôi cường độ cao) trái ngược với con người phát triển trong môi trường ít bị ràng buộc hơn.”
Bảng 3. Sự khác biệt giữa các đặc điểm khung của chất phụ gia vi sinh vật cho thức ăn và probiotics cho thực phẩm khi áp dụng cho dinh dưỡng động vật hoặc con người (được điều chỉnh từ [6])
Table
|
Tiêu chí |
Dinh dưỡng cho con người |
Dinh dưỡng cho động vật |
|
Thời gian tiêu thụ |
Cả đời |
<5% tuổi thọ |
|
Mục tiêu |
Tác dụng dài hạn, lợi ích sức khỏe, phúc lợi |
Phản ứng nhanh, hiệu suất zootechnical |
|
An toàn |
Không độc tính cấp tính hoặc mãn tính qua đường miệng |
Không độc tính cấp tính qua đường miệng |
|
Hiệu quả |
Khó đánh giá |
Dễ đánh giá |
|
Đặc điểm tiêu thụ |
Môi trường ẩm |
Môi trường khô |
|
Cung cấp dinh dưỡng |
Đa dạng hàng ngày |
Đồng nhất hàng ngày |
|
Ma trận |
Bao gồm trong một phần nhỏ của thực phẩm |
Như một phụ gia trong thức ăn hỗn hợp |
|
Thường qua sữa lên men |
Nguyên liệu thực vật (ma trận thức ăn) |
|
|
Tần suất tiêu thụ |
Một lần mỗi ngày hoặc nhiều hơn |
10–20 lần mỗi ngày |
|
Vi sinh vật phổ biến nhất |
Lactobacillus spp., Bifidobacterium spp., Enterococcus spp. |
Enterococcus spp., Bacillus spp., Saccharomyces cerevisiae |
|
Số lượng chủng probiotics |
Sản phẩm đơn chủng hoặc đa chủng |
• Thế hệ đầu tiên: đa chủng |
|
• Thế hệ thứ hai: đơn chủng |
||
|
Quy trình |
• Đặc điểm cảm quan (hương vị, hình thức) quan trọng |
• Đặc điểm cảm quan không quan trọng |
|
• Công nghệ sữa không khắc nghiệt |
• Quy trình ép viên rất khắc nghiệt |
|
|
Bảo quản |
+4°C |
Nhiệt độ phòng |
|
Môi trường tự nhiên |
Đường tiêu hóa, sản phẩm sữa |
Đường tiêu hóa, đất, trái cây |
|
Quy định |
Không có nếu có lịch sử sử dụng ở người |
Nghiêm ngặt |
|
Lối sống |
Biến đổi |
Căng thẳng mật độ dưới điều kiện chăn nuôi và điều kiện tĩnh tại |
Thảo luận và Kết luận
Các điểm chính được xác định ở đây liên quan đến tác động của các vi sinh vật có lợi được thêm vào thức ăn/thực phẩm đối với động vật nuôi và con người là (i) các quy định về yêu cầu loài và chủng không song song trong thức ăn/thực phẩm; (ii) BWG ở mức độ vừa phải ở động vật và con người và không thường xuyên; (iii) các tác động sức khỏe ở động vật và con người đã được quan sát và có thể giải thích BWG bù đắp; (iv) ý nghĩa của kết quả ở động vật là thiên lệch và không thực tế để ngoại suy sang con người do các đặc điểm khung khác nhau, đặc biệt là mục tiêu, thời gian, lối sống và đặc thù loài và chủng.
Dữ liệu về động vật nuôi không đủ để phát triển một lập luận kết luận về sự tồn tại hay không của mối liên hệ giữa probiotics và béo phì và không ai có thể loại trừ khả năng các vi sinh vật có lợi với tác dụng probiotics có thể có tác dụng lâu dài ở con người mà không thể thấy ở động vật, nơi sử dụng ngắn hạn là quy tắc.
Sự phát triển của probiotics thực phẩm xảy ra vào cuối thiên niên kỷ thứ hai và dịch béo phì ở châu Âu đã gia tăng kể từ đầu thiên niên kỷ thứ ba [57] vì vậy cần có nghiên cứu để khám phá xem có mối liên hệ nào tồn tại hay không. Một cách tốt hơn để điều tra câu hỏi này là làm việc trực tiếp trên các đoàn hệ con người. Từ quan điểm độc học và dinh dưỡng, và xem xét các phát hiện gần đây về việc sử dụng kháng sinh trong giai đoạn đầu đời và nguy cơ quá mức trở nên thừa cân [58], dân số có nguy cơ cần được xem xét nên là phụ nữ mang thai và con của họ trước và sau khi sinh và trong thời thơ ấu. Zwiauer [59] báo cáo rằng có dữ liệu hạn chế từ các nghiên cứu kiểm soát được thiết kế tốt về sự phát triển của trẻ sơ sinh được nuôi bằng công thức bổ sung probiotics. Nghiên cứu cũng chỉ ra rằng các công thức này được sử dụng rộng rãi không có dấu hiệu ảnh hưởng tiêu cực đến sự phát triển của trẻ sơ sinh phù hợp với các nghiên cứu trước đó, cũng báo cáo tác dụng tăng trưởng [60, 61]. Ở Pháp, chỉ có các khảo sát dịch tễ học thích hợp, chẳng hạn như nghiên cứu đoàn hệ quốc gia hiện tại của Pháp Elfe [62], được củng cố bởi nghiên cứu quốc gia hiện tại của Pháp Epifane [63] mới có thể cung cấp câu trả lời cho câu hỏi quan trọng này về nguồn gốc của béo phì. Trong khi đó, việc thúc đẩy ‘pharmacovigilance’ liên quan đến probiotics áp dụng cho con người, đặc biệt là bởi các dân số có nguy cơ như đề xuất của Bernardeau và Vernoux [4], được khuyến nghị cao và nên được điều tra bởi các nhà khoa học cũng như các nhà công nghiệp.
Nguồn trích dẫn:
Lược dịch từ bài viết của M. Bernardeau1 and J.-P. Vernoux2
1) DuPont Industrial Biosciences—Danisco Animal Nutrition, Marlborough, UK and
2) Unite de Recherche Aliments Bioprocedes Toxicologie EnvironnementsEA 4651, Universite de Caen Basse-Normandie, Caen, France
