Пробиотики

Propionibacterium freudenreichii subsp. shermanii JS

Идентификация и таксономия

  • Полное научное название: Propionibacterium freudenreichii subsp. shermanii штамм JS
  • Коллекционные номера: DSM 4902, ATCC 9614 (данные для вида P. freudenreichii; точный номер штамма JS в публичных коллекциях не всегда указан)
  • Класс бактерий: Грамположительные, факультативно анаэробные, неспорообразующие палочки
  • Генетические маркеры: Наличие генов, участвующих в пропионовой ферментации (например, mmcA, fldC, sdh), генов синтеза витаминов группы B (особенно B12), генов устойчивости к кислотности и желчи. Отсутствие известных генов вирулентности. У штамма JS описаны гены, ассоциированные с индукцией апоптоза в опухолевых клетках (в исследованиях in vitro).
  • Природный источник обитания: Традиционно выделяется из ферментированных молочных продуктов — особенно из швейцарских сыров (например, Эмменталь), где участвует в образовании «глазков». Также обнаруживается в кишечнике человека и животных, хотя не является доминантным представителем.
  • Синонимы и устаревшие названия: Propionibacterium shermanii (устаревшее название до таксономической реорганизации), Propionibacterium freudenreichii var. shermanii
  • Статус безопасности: Вид Propionibacterium freudenreichii имеет статус GRAS (Generally Recognized As Safe) по FDA и QPS (Qualified Presumption of Safety) по EFSA. В РФ разрешён к использованию в составе пищевых продуктов и БАДов. Штамм JS не имеет специфического разрешения как лекарство, но входит в состав некоторых коммерческих пробиотических форм.

История открытия и исследований

Штамм Propionibacterium freudenreichii subsp. shermanii JS был выделен в рамках исследований молочнокислых и пропионовокислых бактерий, используемых в сыроделии. Хотя точная дата выделения штамма JS не всегда публикуется, он активно изучался с конца 1990-х — начала 2000-х годов, преимущественно в контексте функциональных молочных продуктов и пробиотической активности.

Ключевые исследования штамма JS проводились во Франции и Швейцарии, в том числе в сотрудничестве с аграрными и биотехнологическими институтами. В серии in vitro и на животных моделях показана его способность выживать в условиях ЖКТ, модулировать иммунный ответ и оказывать противоопухолевое действие. В частности, штамм JS демонстрировал способность индуцировать апоптоз в клетках колоректального рака, что привлекло внимание к его потенциалу в онкопрофилактике.

Штамм JS используется в патентованных композициях, в том числе в сочетании с другими пробиотиками и пребиотиками. Оригинальные разработки связаны с французскими и европейскими производителями функциональных продуктов (например, в составе ферментированных йогуртов или БАДов).

Механизм действия

Propionibacterium freudenreichii subsp. shermanii JS действует через несколько взаимосвязанных механизмов, характерных для пробиотиков следующего поколения, но с уникальными чертами, обусловленными его метаболизмом.

Конкурентное исключение патогенов

Штамм JS выживает в условиях низкого pH и высокой концентрации желчных кислот, что позволяет ему достигать толстого кишечника в жизнеспособной форме. Там он конкурирует с потенциальными патогенами за адгезивные сайты и питательные субстраты, снижая колонизационную способность условно-патогенной флоры.

Выработка метаболитов

Одно из ключевых отличий — пропионовая ферментация. В ходе метаболизма лактата и лактозы штамм JS вырабатывает:

  • Пропионовую кислоту — короткоцепочечная жирная кислота (SCFA), обладающая противовоспалительным действием, улучшающая чувствительность к инсулину и способствующая поддержанию барьерной функции кишечника.
  • Уксусную кислоту — участвует в энергетическом обмене, может подавлять рост патогенов.
  • Витамин B12 (кобаламин) — один из немногих прокариот, способных синтезировать биологически активную форму витамина B12, что делает его перспективным для коррекции дефицитов, особенно у веганов.
  • Фолиевая кислота (B9) — также синтезируется в биодоступной форме.

Модуляция иммунитета

Штамм JS взаимодействует с иммунными клетками через паттерн-распознающие рецепторы (например, TLR2, TLR4). Исследования in vitro показывают, что он способен:

  • Стимулировать продукцию противовоспалительных цитокинов (IL-10).
  • Подавлять избыточную продукцию провоспалительных медиаторов (TNF-α, IL-6).
  • Активировать регуляторные Т-клетки, что важно при аутоиммунных и воспалительных состояниях.

Влияние на целостность кишечного барьера

Пропионовая кислота, продуцируемая штаммом, стимулирует экспрессию белков плотных контактов (tight junctions), таких как окклюдина и ZO-1, уменьшая проницаемость кишечной стенки. Это снижает риск «утечки кишечника» (leaky gut) и системного воспаления.

Клинические показания

Основные

  • Профилактика и коррекция дисбиоза, особенно после антибиотикотерапии.
  • Поддержка метаболического здоровья: улучшение чувствительности к инсулину, снижение уровня триглицеридов.
  • Функциональные расстройства ЖКТ: синдром раздражённого кишечника (СРК), особенно с преобладанием запоров (СРК-З).
  • Профилактика дефицита витамина B12 (в составе комплексной терапии).

Исследуемые (офф-лейбл, перспективные)

  • Профилактика колоректального рака (через индукцию апоптоза и противовоспалительное действие).
  • Воспалительные заболевания кишечника (Болезнь Крона, язвенный колит) — в качестве адъюванта.
  • Аллергические и аутоиммунные состояния — за счёт модуляции иммунного ответа.
  • Поддержка микробиоты у веганов и вегетарианцев.

Практическое применение: сценарии использования

Сценарий 1: Хронические запоры и СРК-З
Пациент страдает от регулярных запоров, вздутия, чувства неполного опорожнения. После обследования диагностирован СРК. Выбирают штамм JS за счёт его способности вырабатывать пропионовую кислоту, которая стимулирует моторику толстого кишечника и улучшает барьерную функцию. Ожидается накопительный эффект — улучшение стула через 2–4 недели. Важно подчеркнуть, что пробиотик дополняет, но не заменяет диету и, при необходимости, слабительные.

Сценарий 2: Дефицит B12 у вегана
Пациент-веган с признаками усталости, мегалобластной анемии. Уровень B12 в пределах нижней нормы. Врач назначает дополнительный приём B12, а пациент интересуется натуральными источниками. Штамм JS рассматривается как потенциальный помощник в синтезе витамина в кишечнике. Однако важно подчеркнуть: пробиотики не заменяют приём B12 при клиническом дефиците, но могут играть профилактическую роль.

Сценарий 3: Восстановление после антибиотиков
После курса антибиотиков — диарея, диспепсия. Штамм JS выбирают за счёт его устойчивости к антибиотикам (особенно к β-лактамам) и способности выживать в ЖКТ. Он помогает восстановить баланс микробиоты и предотвратить антибиотикоассоциированную диарею. Эффект — постепенный, в течение 2–3 недель.

Схемы дозирования и формы выпуска

Форма выпуска Концентрация (КОЕ/г или мл) Рекомендуемая доза Длительность курса Условия хранения
Капсулы с лиофилизатом 1–10 млрд КОЕ/капсула 1 капсула 1–2 раза в день 4–12 недель Холодильник (2–8 °C), защищать от влаги
Ферментированный йогурт / напиток 10⁷–10⁸ КОЕ/мл 100–200 мл в день Постоянное употребление Холодильник, до даты окончания срока годности
Порошок для приёма 5–20 млрд КОЕ/доза 1 доза в день 4–8 недель Прохладное, сухое место, либо холодильник

Особенности приёма:
— Детям (старше 3 лет) — та же доза, что и взрослым, или по рекомендации производителя.
— Приём — во время или после еды, чтобы снизить воздействие кислоты желудка.
— Совместим с большинством антибиотиков, но рекомендуется соблюдать интервал 2–3 часа между приёмом.

Побочные эффекты и реакция Герксхаймера

Побочные эффекты редки и обычно слабо выражены. Возможны:

  • Временное вздутие живота
  • Увеличение газообразования
  • Незначительные изменения стула (в сторону уплотнения или разжижения)

Практические стратегии минимизации

  • Титрование дозы: начинать с 1/2 дозы в день, постепенно увеличивая до полной в течение 5–7 дней.
  • При усилении симптомов: снизить дозу или временно прервать приём на 2–3 дня, затем возобновить с меньшей дозы.
  • Когда прекратить приём: при появлении сильной боли, хронического вздутия, признаков СИБР (например, симптомы усиливаются после приёма пребиотиков и клетчатки). В таких случаях — консультация с врачом.

Противопоказания и предостережения

Абсолютные:

  • Синдром короткой кишки (риск бактериального перероста)
  • Острый панкреатит
  • Тяжёлый иммунодефицит (включая ВИЧ на поздних стадиях, химиотерапию)
  • Индивидуальная непереносимость компонентов препарата

Относительные:

  • СИБР (мало информации о безопасности при избыточном росте бактерий в тонком кишечнике)
  • Недоношенные дети

Особые группы:
— Беременность и лактация: данные о безопасности ограничены, но штаммы P. freudenreichii традиционно употребляются в сырах, что считается безопасным. Решение — индивидуально, после консультации.
— Дети до 3 лет: не рекомендуется без назначения врача из-за недостатка клинических данных.

Аналоги и синергисты

Штамм / группа Зона действия Устойчивость к ЖКТ Доказательная база (РКИ) Совместимость
Bifidobacterium longum subsp. infantis Толстый кишечник Средняя Высокая Да — синергия по SCFA
Lactobacillus acidophilus Тонкий кишечник Высокая Высокая Да — в синбиотиках
Akkermansia muciniphila (лиофилизованная) Слизистый слой толстой кишки Низкая (требует защитных форм) Средняя (активно изучаются) Возможна — оба улучшают барьер
Saccharomyces boulardii Вся кишка (дрожжи) Очень высокая Очень высокая Да — при диарее, антибиотиках

Штамм JS отличается уникальным профилем метаболитов (пропионат, B12), что делает его комплементарным к классическим пробиотикам. Наиболее эффективен в комбинациях с бифидобактериями и лактобактериями.

Питание и пребиотики на фоне приёма

Для поддержки колонизации и активности P. freudenreichii subsp. shermanii JS рекомендуется:

  • Пребиотики: инулин, фруктоолигосахариды (ФОС), резистентный крахмал (из охлаждённого картофеля, бананов, бобовых).
  • Продукты: цельнозерновые, лук, чеснок, топинамбур, бананы, бобовые, ферментированные овощи (квашеная капуста, солёные огурцы).
  • Ограничить: сахар, ультраобработанную пищу, трансжиры — они подавляют рост полезной флоры.
  • Ферментированные продукты: натуральные сыры (с пропионовыми бактериями), кефир, йогурты — могут усиливать эффект.

Выращивание в домашних условиях

Штамм P. freudenreichii subsp. shermanii JS теоретически культивируем, но требует строгого контроля условий. Домашнее выращивание возможно, но с высоким риском контаминации.

  • Питательная среда: обезжиренное молоко (10–12%) или растительные отвары (овёс, рис) с добавлением витаминов и солей.
  • Источники углеводов: лактоза (5–10 г/л), глюкоза (5 г/л), инулин (2–3 г/л).
  • Температурный режим: 30–37 °C.
  • Длительность инкубации: 48–72 часа.
  • Аэрация: анаэробные условия предпочтительны. Использовать герметичные ёмкости с гашеткой или водяным затвором (как в домашнем пивоварении).
  • Признаки успеха: повышение pH (до 6,0–6,8), образование пузырьков CO₂, слабокислый вкус, отсутствие плесени или гнилостного запаха.
  • Меры стерильности: стерилизация ёмкостей (кипячение или автоклавирование), использование чистых инструментов, изоляция от других ферментаций.
  • Хранение маточной культуры: в холодильнике в виде закваски, с пассированием каждые 7–10 дней в свежую среду.

⚠️ Предупреждение: домашнее культивирование не гарантирует стерильность, отсутствие патогенов или точную концентрацию КОЕ. Для терапевтических целей предпочтительны сертифицированные препараты с подтверждённой жизнеспособностью.

Сохранение эффекта после отмены

Propionibacterium freudenreichii subsp. shermanii JS — транзиторный штамм. Он не колонизирует кишечник надолго и вымывается в течение нескольких недель после прекращения приёма. Однако исследования показывают, что даже кратковременное введение может вызывать функциональные изменения в микробиоте: увеличение продукции пропионата, улучшение состава сообщества.

Для закрепления эффекта рекомендуются:

  • Периодический приём (например, 1 месяц в квартал).
  • Длительные курсы (8–12 недель) при хронических состояниях.
  • Изменение диеты в пользу клетчатки и ферментированных продуктов.

При стойких нарушениях (например, СРК, воспалительные заболевания) может потребоваться постоянный или циклический приём.

Долгосрочная безопасность

Данные по многолетнему приёму штамма JS ограничены, но вид P. freudenreichii имеет длительную историю безопасного употребления в молочных продуктах. Риски горизонтального переноса генов устойчивости к антибиотикам теоретически возможны, но в штамме JS не описаны плазмиды с такими генами. Производители проводят скрининг на устойчивость к клинически значимым антибиотикам.

Рекомендуется мониторинг при длительном приёме у лиц с ослабленным иммунитетом. В остальных случаях — безопасность подтверждается многолетним применением в функциональных продуктах.

Заключение

Propionibacterium freudenreichii subsp. shermanii JS — представитель «следующего поколения» пробиотиков, сочетающий традиционную безопасность с уникальными метаболическими свойствами. Его способность синтезировать витамин B12 и пропионовую кислоту делает его ценным инструментом в профилактике метаболических, воспалительных и онкологических заболеваний.

Штамм находит место в протоколах восстановления микробиоты, особенно у пациентов с СРК-З, после антибиотиков и у веганов. Перспективы исследований связаны с его противоопухолевым потенциалом и применением в синбиотических форматах.

Перед началом приёма рекомендуется обсудить с врачом, особенно при хронических заболеваниях или иммунных нарушениях.