Prebióticos e Probióticos – Atualização e Prospecção, 2ª ed. | Célia L. L. Ferreira

Célia Lúcia de Luces Fortes Ferreira

Integrantes dos alimentos e dos ingredientes funcionais, os probióticos, os prebióticos e

Pós-doutorado em Aplicações Clínicas de Probióticos no Functional Foods Forum (FFF) da Universidade de Turku, Finlândia.

e animal, a partir da ação de microrganismos benéficos. Por isso, os cientistas e a indústria

os simbióticos são suplementos que nutrem e proporcionam vantagens às saúdes humana têm pesquisado cada vez mais os procedimentos adequados para sintetizar tais produtos.

Devido à importância do assunto, Prebióticos e Probióticos – Atualização e Prospecção

Mestre em Ciência dos Alimentos pela Universidade de Wisconsin, Madison, EUA.

surge em nova edição, a fim de promover uma discussão mais aprofundada sobre os

Professora titular no Departamento de Tecnologia de Alimentos da UFV.

aplicação no homem e nos animais; uso em alimentos cárneos e na produção de vacinas; e

Curadora do banco de culturas de interesse para a saúde e para a indústria de alimentos humano e animal, que abriga a Coleção de Culturas da Universidade Federal de Viçosa (UFVCC), MG. Handling editor do periódico FEMS Microbiology Letters com ênfase em microbiota intestinal, probióticos, prebióticos e simbióticos.

Júlia Dubois Moreira

Vitaminas, Minerais e Eletrólitos – Aspectos Fisiológicos, Nutricionais e Dietéticos Maria Eliana Madalozzo Schieferdecker Rubia Daniela Thieme Daniela Barbieri Hauschild

Alimentação Vegetariana – Atualidades na Abordagem Nutricional

aspectos envolvidos. Bactérias lácticas que limitam espécies probióticas, estratégias de mecanismos de ação em diversas situações são alguns dos tópicos abordados. Enfatizamse, também, o papel do yacon como fonte de prebióticos e o de bactérias bífidas na microbiota de recém-nascidos, assim como, o potencial dos probióticos na modulação da Cronobacter sakazakii, na doença inflamatória intestinal, em vários tipos de diarreias, e no manejo de aves. No capítulo final da obra, são relacionados os principais desafios que estimulam as pesquisas na área.

Nesta segunda edição, espera-se que os dados fornecidos aqui estimulem novos esclarecimentos que possibilitem sempre o melhor uso de probióticos, prebióticos e simbióticos para o bem-estar das populações. Sem dúvida, é um trabalho de inestimável valor para estudantes e profissionais que desejam se especializar no tema.

Áreas de interesse Ciência dos Alimentos Nutrição Microbiologia

prebióticos e probióticos

Ex-pesquisadora da Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária (Embrapa) no Centro de Pesquisa em Gado de Leite (CNPGL), Juiz de Fora, MG.

Nutrigenômica

CÉLIA L. L. FERREIRA

Pós-doutorado em Bactérias Probióticas e Anaeróbios no Food Research Institute da Universidade de Wisconsin, Madison, EUA.

Doutora em Ciência dos Alimentos pela Universidade de Oklahoma, Stillwater, EUA.

Outros títulos de interesse

Organizadora

Sobre a Organizadora

Eliana Carla Gomes de Souza Maria Sônia Lopes Duarte Lisiane Lopes da Conceição

prebióticose probióticos

Ciência dos Alimentos – Princípios de Bromatologia Cassiano Oliveira da Silva Érika Maria Marcondes Tassi Grazieli Benedetti Pascoal

Alimentos Funcionais – Componentes Bioativos e Efeitos Fisiológicos, 2a ed.

Neuza Maria Brunoro Costa Carla de Oliveira Barbosa Rosa

ATUALIZAÇÃO E PROSPECÇÃO

Organizadora

CÉLIA L. L. FERREIRA

Saiba mais sobre estes e outros títulos em nosso site: www.rubio.com.br

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Organizadora Célia Lúcia de Luces Fortes Ferreira Pós-doutorado em Bactérias Probióticas e Anaeróbios no Food Research Institute da Universidade de Wisconsin, Madison, EUA. Pós-doutorado em Aplicações Clínicas de Probióticos no Functional Foods Forum (FFF) da Universidade de Turku, Finlândia.

Doutora em Ciência dos Alimentos pela Universidade de Oklahoma, Stillwater, EUA. Mestre em Ciência dos Alimentos pela Universidade de Wisconsin, Madison, EUA. Graduada em Economia Doméstica pela Universidade Federal de Viçosa (UFV), MG. Professora titular no Departamento de Tecnologia de Alimentos da UFV. Ex-pesquisadora da Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária (Embrapa) no Centro de Pesquisa em Gado de Leite (CNPGL), Juiz de Fora, MG. Curadora do banco de culturas de interesse para a saúde e para a indústria de alimentos humano e animal, que abriga a Coleção de Culturas da Universidade Federal de Viçosa (UFVCC), MG. Handling editor do periódico FEMS Microbiology Letters com ênfase em microbiota intestinal, probióticos, prebióticos e simbióticos.

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Prebióticos e Probióticos: Atualização e Prospecção – 2a edição Copyright © 2018 Editora Rubio Ltda.

ISBN 978-85-8411-087-2 Todos os direitos reservados. É expressamente proibida a reprodução desta obra, no todo ou em parte, sem autorização por escrito da Editora.

Produção Equipe Rubio Editoração Eletrônica Elza Ramos Capa Thaissa Fonseca Imagens de capa © iStock.com / Dr_Microbe

CIP-BRASIL. CATALOGAÇÃO-NA-FONTE SINDICATO NACIONAL DOS EDITORES DE LIVROS, RJ P932 2. ed.

Prebióticos e probióticos: atualização e prospecção/organização Célia Lúcia de Luces Fortes Ferreira. – 2. ed. – Rio de Janeiro: Rubio, 2018.

220p.: il.; 24cm.

Inclui bibliografia e índice ISBN 978-85-8411-087-2 1. Prebióticos. 2. Probióticos. I. Ferreira, Célia Lúcia de Luces Fortes.

18-50207

CDD: 615.329 CDU: 615.33

Editora Rubio Ltda.

Av. Franklin Roosevelt, 194 s/l 204 – Castelo 20021-120 – Rio de Janeiro – RJ Telefax: 55(21) 2262-3779 • 2262-1783 E-mail: rubio@rubio.com.br www.rubio.com.br Impresso no Brasil Printed in Brazil

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Aline Costa e Silva Mestre em Ciência e Tecnologia de Alimentos pela Universidade Federal de Viçosa (UFV), MG. Professora da Faculdade Mineirense (Fama), GO. Graduada em Nutrição pela UFV. Amanda Dione Silva Mestre em Zootecnia pela Universidade Federal de Viçosa (UFV), MG. Graduada em Zootecnia pela UFV. Ana Cristina Persichini Rodrigues Doutora em Bioquímica pela Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG).

Mestre em Microbiologia pela UFMG. Graduada em Biologia pela UFMG. Professora adjunta em Biologia da UFMG. Ana Paula Vendramini Mestre em Análises Clínicas pela Universidade Estadual Paulista Júlio de Mesquita Filho (Unesp).

Consultora de Qualidade e professora convidada do curso de pós-graduação em Análises Clínicas da Universidade Federal do Amazonas (Ufam).

Graduada em Farmácia – Bioquímica pela Universidade Estadual de Londrina (UEL), PR.

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Anderson Miyoshi Doutor em Ciências Biológicas pela Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG).

Mestre em Genética pela UFMG. Professor adjunto do Departamento de Biologia Geral do Instituto de Ciências Biológicas da UFMG. Graduado em Ciências Biológicas pela UFMG. Andreia Marçal Silva Doutora em Microbiologia pela Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG).

Mestre em Medicina Veterinária pela UFMG. Graduada em Veterinária pela UFMG. Professora adjunta da Universidade Federal de São João Del-Rey (UFSJ), MG. Cláudia de Mello Ribeiro Doutora em Medicina Veterinária pela Universidade Estadual Paulista Júlio de Mesquita Filho (Unesp), campus Botucatu, SP. Especialista em Biologia Molecular pela Universidade de Taubaté (Unitsu), SP. Mestre em Ciências Biológicas do Vale do Paraíba (Univap), SP. Graduada em Medicina Veterinária pela Unesp, campus Botucatu, SP. Professora da Universidade Paulista (Unip).

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Colaboradores

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Danielle Cardoso Geraldo Maia Doutora em Ciências Farmacêuticas pela Universidade Estadual Paulista Júlio de Mesquita Filho (Unesp).

Graduada em Farmácia Bioquímica pela Universidade do Sagrado Coração (USC), SP. Denise Cara Carmona Doutora e Mestre em Patologia pela Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG).

Graduada em Medicina Veterinária pela UFMG. Professora-associada da UFMG. Driene Gomes Gonzaga Doutora em Ciência e Tecnologia de Alimentos pela Universidade Federal de Viçosa (UFV), MG. Mestre em Ciência dos Alimentos pela Universidade Federal de Lavras (Ufla), MG. Graduada em Nutrição pela Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri (UFVJM), campus Diamantina, MG.

Fabiana Carvalho Rodrigues Doutora em Ciência e Tecnologia de Alimentos pela Universidade Federal de Viçosa (UFV), Viçosa, MG. Mestre em Agroquímica pela UFV. Graduada em Tecnologia de Laticínios pela UFV. Professora do Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Espírito Santo.

Fernando de Castro Tavernari Doutor em Zootecnia pela Universidade Federal de Viçosa (UFV), MG. Mestre em Zootecnia pela Universidade Federal Rural de Pernambuco (UFRPE).

Pesquisador A da Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária (Embrapa), Suínos e Aves, SC. Graduado em Zootecnia pela Universidade Estadual de Maringá (UEM), PR.

Eduardo Alves Bambirra Doutor e mestre em Patologia pela Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG).

Professor titular da UFMG. Graduado em Medicina pela UFMG.

Flaviano dos Santos Martins Pós-doutorado pela Universidade de Alberta, Canadá.

Doutor em Microbiologia pela Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG).

Mestre em Microbiologia pela UFMG. Graduado em Biologia pela UFMG. Professor adjunto da UFMG.

Elisa Teshima Doutora e mestre em Ciência e Tecnologia de Alimentos pela Universidade Federal de Viçosa (UFV), MG. Graduada em Engenharia de Alimentos pela Universidade Estadual Paulista Júlio de Mesquita Filho (Unesp).

Professora adjunta da Universidade Estadual de Feira de Santana (UEFS), BA.

Horácio Santiago Rostagno Doutor e mestre em Ciência Animal pela Universidade de Purdue, EUA. Graduado em Agronomia pela Universidad Católica de Santa Fé (UCFS), Argentina.

Professor titular do Departamento de Zootecnia da Universidade Federal de Viçosa (UFV), MG.

Elisabeth Neumann Doutora em Bioquímica pela Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG).

Mestre em Ciência e Tecnologia de Alimentos pela Universidade Federal de Viçosa (UFV), Viçosa, MG. Professora adjunta IV da UFMG. Graduada em Farmácia e Bioquímica pela UFMG.

Hudsara Aparecida de Almeida Paula Doutora em Ciência da Nutrição pela Universidade Federal de Viçosa (UFV), MG. Mestre em Ciência da Nutrição pela UFV. Graduada em Nutrição pela UFV. Professora adjunta da Universidade Federal de Alfenas (Ufal), MG.

Elizeu Antonio Rossi Pós-doutorado em Microbiologia Aplicada pelo Centro de Referência para Lactobacillus (Cerela), Argentina.

Doutor em Tecnologia de Alimentos pela Universidade Estadual de Campinas (Unicamp), SP. Mestre em Ciência de Alimentos pela Universidade Estadual de Londrina (UEL), PR. Graduado em Farmácia-Bioquímica da Faculdade de Ciências Farmacêuticas da Universidade Estadual Paulista Júlio de Mesquita Filho (Unesp).

Professor titular da Unesp.

Iracilda Zeppone Carlos Doutora em Ciências na área de Bioquímica pela Universidade de São Paulo (USP).

Mestre em Farmácia na área de Análises Clínicas pela USP. Graduada em Farmácia-Bioquímica pela Universidade Estadual Paulista Júlio de Mesquita Filho (Unesp).

Professora titular da Unesp.

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Jacques Robert Nicoli Pós-doutorado em Ecologia Microbiana pelo Institut National de La Recherche Agronomique (INRA) de Jouyen-Josas, França.

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João Thomas Borges Doutor em Ciência dos Alimentos pela Universidade Federal de Viçosa (UFV), MG. Mestre em Ciência e Tecnologia de Alimentos pela Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro (UFRRJ).

Especialista em Administração em Serviços de Alimentação pela UFRRJ. Professor do Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Estado de Minas Gerais, campus São João Evangelista.

Graduado em Economia Doméstica pela UFRRJ. Joice de Fátima Laureano Martins Doutora e mestre em Ciência dos Alimentos pela Universidade Federal de Viçosa (UFV), MG. Graduada em Nutrição pela UFV. José Vitor Moreira Lima Filho Doutor e mestre em Microbiologia pela Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG).

Professor-associado da UFMG. Graduado em Biologia pela Universidade Federal do Ceará (UFC).

Leda Quércia Vieira Doutora e mestre em Bioquímica pela Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG).

Professora titular da UFMG. Graduada em Biologia pela UFMG. Lívia Carolina de Abreu Ribeiro Doutora e mestre em Biociências e Biotecnologia Aplicada à Farmácia pela Universidade de Ciências Farmacêuticas da Universidade Estadual Paulista Júlio de Mesquita Filho (Unesp).

Graduada em Biomedicina pela Universidade Federal do Triângulo Mineiro (UFTM).

Lorena Maria Ybarra Doutora em Ciência dos Alimentos pela Universidade Federal de Viçosa (UFV), MG. Mestre em Medicina Veterinária e Inspeção de Alimentos pela Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG).

Graduada em Veterinária pela UFMG. Gerente de Garantia da Qualidade da GlaxoSmithKline, Reino Unido.

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Luciana Maria Borba Doutora em Ciência dos Alimentos pela Universidade Federal de Viçosa (UFV), MG. Mestre em Ciência dos Alimentos pela Universidade Estadual de Londrina (UEL), PR. Graduada em Farmácia e Bioquímica na área de Análises Clínicas da Universidade Estadual de Ponta Grossa (UEPG), PR. Professora adjunta da UEPG. Luiz Fernando Teixeira Albino Doutor e mestre pela Universidade Federal de Viçosa (UFV), MG. Professor titular do Departamento de Zootecnia da UFV. Graduado em Zootecnia pela UFV. Marcela Santiago Pacheco de Azevedo Doutora em Genética pela Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG), com período cutela no Institut National de La Recherche Agronomique (INRA), França.

Mestre em Genética pela UFMG. Graduada em Ciências Biológicas pela Pontifícia Universidade Católica de Minas Gerais (PUC-MG).

Marcelo Alvarenga Bonnet Doutor e mestre em Ciência dos Alimentos pela State University of New Jersey at Rutgers, EUA. Graduado em Engenharia de Alimentos pela Universidade Federal de Viçosa (UFV), MG. Pesquisador da Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária (Embrapa) em Gado de Leite (CNPGL).

Maria da Penha Píccolo Doutora e mestre em Ciência e Tecnologia de Alimentos pela Universidade Federal de Viçosa (UFV), MG. Engenheira de Alimentos pela UFV. Professora-associada do Departamento de Engenharia de Alimentos, Universidade Federal do Espírito Santo (UFES).

Mônica de Souza Lima Sant’Anna Pós-doutorado em Grain Science and Industry pela Kansas State University e USDA, EUA. Doutora em Grain Science and Industry pela Kansas State University (KSU), EUA. Mestre em Ciência dos Alimentos pela Universidade Federal de Lavras (Ufla), MG Professora-associada no Departamento de Tecnologia de Alimentos da Universidade Federal de Viçosa (UFV), MG. Graduada em Agronomia pela Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro (UFRRJ).

Mônica Ribeiro Pirozzi Doutora em Ciência e Tecnologia des Alimentos pela Universidade Federal de Viçosa (UFV), MG. Mestre em Ciência da Nutrição pela UFV. Especialista em Nutrição pela UFV.

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Doutor em Bioquímica – Imunologia pela Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG).

Mestre em Biologia pela Faculté des Sciences de Marseille-Luminy, França.

Professor titular do Departamento de Microbiologia da UFMG. Graduação pela Diplome Universitaire D’etudes Scientifiques Chimi, França.

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Professor adjunto do curso de Nutrição da Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ).

Graduada em Nutrição pela UFV. Neuza Maria Brunoro Costa Pós-doutorado em Ciência e Tecnologia de Alimentos pela Purdue University, EUA. Doutora em Ciência e Tecnologia de Alimentos pela University of Reading, Inglaterra.

Mestre em Ciência e Tecnologia de Alimentos pela Universidade Federal de Viçosa (UFV), MG. Professora titular da Universidade Federal do Espírito Santo (Ufes).

Graduada em Nutrição pela UFV. Rosa Maria Esteves Arantes Pós-doutorado pela Universidade de Queen e pela Yale School of Medicine, EUA. Doutora em Biologia Celular pela Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG).

Mestre em Patologia pela UFMG. Professora-associada da UFMG. Graduada em Medicina pela UFMG. Sarah Carolina Zanetti e Viguetti Mestre em Genética pela Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG).

Graduada em Ciências Biológicas, com ênfase em Meio Ambiente e Biotecnologia, pelo Centro Universitário UNA, MG.

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Simone Vasconcellos Generoso Pós-doutorado pela Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG).

Doutora em Ciência de Alimentos pela UFMG. Professora adjunta da Escola de Enfermagem da UFMG. Graduada em Farmácia pela UFMG. Tessália Diniz Luerce-Saraiva Pós-doutorado em Bioinformática pela Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG).

Doutora e mestre em Genética pela UFMG. Graduada pela Universidade Federal de Pelotas (Ufpel), RS. Valberto Nascimento Cardoso Doutor e mestre em Farmácia pela Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG).

Professor-associado da UFMG. Graduado em Farmácia pela UFMG. Vasco Ariston de Carvalho Azevedo Doutor e mestre em Genética de Micro-organismos pelo Institut National Agronomique Paris-Grignon, França.

Professor titular da Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG).

Graduado em Medicina Veterinária pela Universidade Federal da Bahia (UFBA).

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A meus fi lhos, Cláudia, Cimara e Rodrigo; e a meus netos, Nicholas e Emilly.

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Dedicatória

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Ao terminar a segunda edição deste livro, é imprescindível expressar os agradecimentos a todos que contribuíram, de alguma maneira, para a realização da obra.

Minha gratidão a Ferlando Silva Santos e Lorena Maria Ybarra, que representaram meus alunos de pós-graduação e bolsistas no período de 2002/2003 e não mediram esforços para tornarem realidade o evento que originou os tópicos originais de uma pré-publicação, disponibilizada durante o Primeiro Simpósio Internacional de Prebióticos e Probióticos: Atualização e Prospecção, (I Sinpro) realizado em Viçosa (18 e 19/03/2003). Minha gratidão aos colaboradores que, em meio a tantas outras atividades, se prontifi caram a desenvolver os temas sugeridos, disponibilizando seus manuscritos. Minha gratidão à Universidade Federal de Viçosa, em especial ao Departamento de Tecnologia de Alimentos, à Fundação Arthur Bernardes (Funarbe) e à Pró-reitoria de Extensão pela colocação da máquina administrativa à nossa disposição.

Agradecemos também aos patrocinadores que acreditaram em nossa proposta, representados aqui pela Boa Sorte Agropecuária Com. Imp. Exp. e Administração Ltda. Ela se prontifi cou a fomentar a publicação do manuscrito que deu origem à primeira edição desta obra.

Nossos agradecimentos à Editora Rubio, que preparou com carinho e profi ssionalismo as edições deste livro.

Finalmente, agradeço a meus fi lhos, que se privaram de minha companhia, a fi m de esta proposta se tornar realidade.

A Organizadora

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Agradecimentos

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Probióticos, prebióticos e simbióticos fazem parte dos alimentos e ingredientes funcionais. Além da capacidade de nutrir, os alimentos funcionais exercem um papel específi co no organismo do hospedeiro, passível de ser comprovado. Atualmente, cientistas, pesquisadores, indústrias e consumidores interagem amplamente para que tais alimentos inteligentes possam ser produzidos de maneira adequada e preservada, trazendo os benefícios e registrando uma nova fase para esse setor. O presente livro surgiu como fruto desse desafi o, quando 15 anos atrás, a Universidade Federal de Viçosa reuniu representantes de diferentes equipes brasileiras e internacionais no I Simpósio Internacional de Prebióticos e Simbióticos (I Sinppro) para uma discussão aberta sobre os diversos aspectos que envolvem a concepção, os mecanismos de ação, a produção e a utilização de pré- e probióticos na área humana e animal. Contou-se com o inestimável apoio dos pesquisadores que atenderam ao nosso apelo e de patrocinadores, em especial a Indústria Boa Sorte Agropecuária Com. Imp. Exp. e Adm. Ltda.

Representam alguns aspectos para a contribuição dessa publicação: a discussão sobre o grupo de bactérias lácticas que limitam as espécies probióticas dentro do grupo com ênfase em suas características e estratégias de aplicação no homem e nos animais; as possibilidades de uso na produção de alimentos cárneos e na produção de vacinas; e possíveis mecanismos de ação em diferentes situações, como na biodisponibilidade de minerais no sistema imunológico do hospedeiro. Enfatiza-se, ainda, o papel do yacon (Smallanthus sonchifolius) como fonte de prebióticos e o de bactérias bífi das na microbiota intestinal de recém-nascidos, assim como o potencial dos probióticos na modulação da Cronobacter sakazakii, na doença infl amatória intestinal, em diferentes tipos de diarreias, no manejo de aves. Os principais desafi os que estimulam pesquisas na área de prebióticos, probióticos e simbióticos são destacados em Prospecção, capítulo fi nal desta publicação.

Nesta segunda edição, espera-se que as informações aqui veiculadas sirvam de estímulo para novas buscas e novos esclarecimentos que possibilitem sempre o melhor uso de probióticos, prebióticos e simbióticos para o bem-estar das populações.

A Organizadora

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Apresentação

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AGCC

ácidos graxos de cadeia curta

ECN

enterocolite necrosante

AGCR

ácidos graxos de cadeia ramificada

FAO

Food and Agriculture Organization

AMP

peptídios antimicrobianos

FDA

Food and Drug Administration

AMPc

monofosfato de adenosina cíclica

FID

fórmulas infantis desidratadas

Anvisa

Agência Nacional de Vigilância Sanitária

FOS

fruto-oligossacarídeos

ATCC

American Type Culture Collection

GALT

tecido linfático associado ao intestino

Aw

atividade de água (water activity)

GBF

base de cevada fermentada

BAL

bactérias ácido lácticas/bactérias do ácido láctico

GC

guanina e citosina

GLP-1

peptídio-1 tipo glucagon

BL

bactérias lácticas

GOS

galacto-oligossacarídeos

BLH

bancos de leite humano

GPR41

receptor 41 acoplado à proteína-G

CWA

sinal de ancoramento (cell wall anchor)

GRAS

DAA

diarreias associadas a terapias com antibióticos

produtos reconhecidos como seguros (generally recognized as safe)

HPI

hiperplasia da parede intestinal

DC

doença de Crohn

HU/USP

DII

doença inflamatória intestinal (IBD, inflammatory bowel disease)

Hospital Universitário da Universidade de São Paulo

DNA

ácido desoxirribonucleico

IFF/ Fiocruz

Instituto Fernandes Figueira da Fundação Oswaldo Cruz

DPTA

ácido dietilenotriamino pentacético (diethylenetriamine pentacetic acid)

IFN-gama

interferon-gama

IgA

imunoglobulina A

dextrana sulfato de sódio

IL

interleucina

DSS

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Lista de abreviaturas

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iNOS

óxido nítrico sintetase induzível

ONOO–

LCS

Lactobacillus casei Shirota

Rede BLH

Rede Nacional de BLH

LFB

leite fermentado com Bifidobacterium

RN

recém-nascido

LGG

Lactobacillus rhamnosus GG

SM

salinomicina

LH

leite humano

SP

peptídio sinalizador (signal peptide)

LPS

lipopolissacarídeo bacteriano

SUS

Sistema Único de Saúde

MCS

sítios de clonagem múltipla (multiple cloning site)

T

timina

TNF-alfa

fator de necrose tumoral alfa

UFC

unidades formadoras de colônias

Unisoja

Unidade de Desenvolvimento e Produção de Derivados de Soja

UTIN

unidades de tratamento intensivo neonatais

MOS

mananoligossacarídeos

NF-κB

fator nuclear kappa B

NOS

óxido nítrico sintetase

OMS

Organização Mundial da Saúde

OND

oligossacarídeos não digeríveis

173 – Probiótico e Prebiótico - 00.indd 16

peroxinitrito

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1

Grupo de Bactérias Lácticas e Aplicação Tecnológica de Bactérias Probióticas .................

2

Aspectos Terapêuticos de Probióticos, Prebióticos e Simbióticos ........................................... 19

3

Probióticos e Prebióticos na Absorção de Minerais ...................................................................... 37

4

Probióticos em Bancos de Leite Humano .......................................................................................... 49

5

Probióticos, Prebióticos e Pós-bióticos no Controle de Enterocolite Necrosante ............. 57

6

Probióticos e Antagonismo à Cronobacter sakazakii .................................................................... 65

7

Probiótico, Prebiótico e Simbiótico na Doença Infl amatória Intestinal .................................. 73

8

Probióticos, Prebióticos e Simbióticos no Controle de Diarreias ............................................. 91

9

Potencial Probiótico e Tecnológico das Bactérias do Ácido Láctico no Desenvolvimento de Embutidos Cárneos Fermentados .............................................................. 101

10

Yacon como Alimento Funcional e Fonte de Prebiótico ............................................................... 115

11

Modelos Animais Gnotobióticos e Convencionais para a Seleção e a Avaliação de Probióticos ..................................................................................................................................................... 131

12

Infl uência de Nutrientes no Sistema Imunológico: Papel das Citocinas, do Peróxido de Hidrogênio e do Óxido Nítrico ..................................................................................... 145

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1

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Sumário

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13

Bactérias Lácticas como Vacinas Vivas de Mucosa.......................................................................... 153

14

Probióticos e Prebióticos na Alimentação de Aves......................................................................... 171

15

Revisão Sistemática e Metanálise como Estratégia na Implementação de Probióticos, Prebióticos e Simbióticos................................................................................................. 187

16

Prebióticos, Probióticos e Simbióticos: Prospecção........................................................................ 195

Índice ............................................................................................................................................................................. 199

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Grupo de Bactérias Lácticas e Aplicação Tecnológica de Bactérias Probióticas Célia Lúcia de Luces Fortes Ferreira

INTRODUÇÃO n

O grupo de bactérias lácticas, também conhecidas como bactérias ácido lácticas ou bactérias do ácido láctico (BAL), constitui um dos mais importantes para o homem, tanto pelo papel que exerce na produção e na preservação dos alimentos quanto pelo envolvimento em diferentes aspectos das saúdes humana e animal. A evolução de técnicas moleculares tem possibilitado a identificação inequívoca dos componentes desse grupo. No entanto, existe um hiato entre as denominações das espécies indicadas nos estudos recentes e as denominações anteriores, ainda em uso em algumas situações.

Este capítulo procurou repassar informações dos diferentes componentes do grupo BAL com ênfase em seus fenótipos e sua relação com as novas denominações, aceitas ou sugeridas, com base em estudos envolvendo, principalmente, técnicas moleculares, tão difundidas e imprescindíveis nas identificações microbianas.

Deu-se ênfase às bactérias lácticas probióticas,

173 – Probiótico e Prebiótico - cap-01.indd 1

pelo papel que representam atualmente na consolidação dos alimentos funcionais. Como indicado por Klein et al. (1998),1 “A taxonomia e a fisiologia de bactérias lácticas probióticas somente podem ser entendidas por meio da utilização da taxonomia polifásica, combinando-se características morfológicas, bioquímicas e fisiológicas, com fenótipos e genótipos baseados em técnicas moleculares.”

A aplicação de bactérias lácticas probióticas exige o conhecimento dos fenótipos responsáveis por sua funcionalidade e, consequentemente, de sua aplicação tecnológica. Procurou-se, portanto, também abordar alguns aspectos tecnológicos envolvidos na veiculação de bactérias lácticas probióticas utilizadas na produção de alimentos.

GRUPO DE BACTÉRIAS LÁCTICAS n

O grupo BAL compõe-se de gêneros microbianos que apresentam alguns fenótipos comuns:

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2

Prebióticos e Probióticos: Atualização e Prospecção

Gram-positivos, catalase negativos (algumas espécies podem produzir pseudocatalase; outras, podem apresentar reação positiva em meios contendo hematina ou sangue como um dos componentes). São asporogênicos e o ácido láctico é acumulado no meio como produto do metabolismo primário. O grupo BAL é composto, atualmente, por 15 gêneros que resultaram de agregação, desagregação e reclassificação, além do surgimento de novas propostas (Tabela 1.1).2-4 As BAL foram definidas, inicialmente, como um grupo de microrganismos com capacidade de coagular ou de fermentar o leite. Espécies dos gêneros Lactobacillus e Escherichia faziam parte desse grupo. Orla-Jensen (1919),5 utilizando descritores morfológicos, fisiológicos e bioquímicos mais específicos, agrupou as BAL em sete grupos. Os componentes desses grupos foram descritos como cocos/bacilos grampositivos asporogênicos, isentos de motilidade ou revelavam essa característica em raras ocasiões e fermentavam açúcares produzindo,

principalmente, ácido láctico ou ácido láctico acompanhado de ácido acético, etanol e dióxido de carbono (CO2) (Tabela 1.2).5,6 As BAL são fastidiosas e estão presentes em ambientes nutricionalmente ricos como vegetais, produtos de laticínios e produtos cárneos, além dos tratos gastrintestinais humano e animal. São anaeróbias, anaeróbio-facultativas ou microaerofílicas. Os componentes do grupo são quimio-organotróficos e catalase negativos ou podem apresentar pseudocatalase. Alguns componentes, como as bactérias bífidas, em sangue ou hematina, podem produzir catalase verdadeira ou citocromos, formando uma cadeia de transporte de elétrons ativa e, assim, respirar.4 Alguns membros pertencem a habitats específicos, como boca, vagina e intestinos de mamíferos. Bactérias lácticas isoladas do intestino humano ou animal, principalmente espécies dos gêneros Lactobacillus e Bifidobacterium, são os principais constituintes do grupo de bactérias probióticas. Estas, quando consumidas em quantidades adequadas, ofe-

Tabela 1.1 Bactérias do grupo láctico e sua morfologia Gêneros

Números espécie/subespécie

Morfologia

Aerococcus

8/0

Cocos, pares/tétrades

Atopobium

6/0

Bacilos, pares

Bifidobacterium

61/10

Bastão, forma de Y, de V, pleomorfos

Brochothrix

2/0

Cocos, ovoides/tétrades

Carnobacterium

12/2

Bacilos, pares

Enterococcus

57/2

Cocos, isolados/cadeia

Lactobacillus

225/29

Bacilos, isolados/pares/cadeias curtas, cocos, pares/ cadeias curtas

Lactococcus

12/6

Cocos, pares/cadeias curtas

Leuconostoc

25/8

Cocos, ovoides/pares/cadeias curtas

Oenococcus

3/0

Cocos, ovoides/pares

Pediococcus

15/0

Cocos, tétrades

Streptococcus

123/23

Cocos isolados, cadeias, tamanhos variados

Tetragenococcus

5/2

Cocos, ovoides, pares/tétrades

Vagococcus

10/0

Cocos, ovoides, isolados/pares/cadeias curtas

Weissella

22/0

Cocos, ovoides, pares

Fonte: adaptada de Holt et al., 1994;2 Euzéby, 2015;3 Dellagio et al., 1994.4

173 – Probiótico e Prebiótico - cap-01.indd 2

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Tabela 1.2 Grupo de bactérias lácticas segundo Orla-Jensen5 Nomenclatura (grupos)

Morfologia

Fermentação

Catalase

Redução de nitrato

Betabacterium

Bacilo/G+

Heteroláctica

–

–

Betacoccus

Coco/G+

Heteroláctica

–

–

Microbacterium

Bacilo/G+

Homoláctica

+

+

Tetrabacterium

Coco/G+

Homoláctica

+*

NI

Thermobacterium

Bacilo/G+

Homoláctica

–

–

Streptobacterium

Bacilo/G+

Homoláctica

–

–

Thermobacterium

Bacilo/G+

Heteroláctica

–

–

*Pseudocatalase. NI: não identificado; +: presença de crescimento e/ou do fenótipo; –: ausência de crescimento e/ou do fenótipo.

Fonte: adaptada de Heineman, 1920.6

recem inúmeros benefícios ao hospedeiro, por terem as propriedades de: Repor a microbiota intestinal desbalancea-

da, prevenindo diversos tipos de diarreias.7 Modular favoravelmente a resposta imuno-

lógica do hospedeiro.8 Favorecer o metabolismo de algumas subs-

tâncias, como o da lactose, em indivíduos lactase não persistentes,9 entre outros benefícios.

Uma descrição simplificada dos gêneros de BAL está indicada na Tabela 1.3, iniciando com o gênero Streptococcus.10

nn Gênero Streptococcus

Considerando-se a classificação de Sherman, a maioria das espécies estreptocócicas patogênicas foi reunida no grupo piogênico. Aquelas empregadas como fermento láctico mesofílico pertencem ao grupo láctico (atualmente redistribuídas, principalmente, nos gêneros Lactococcus e Leuconostoc) e Viridans (Streptococcus thermophilus [S. thermophilus]). Após essa primeira classificação sistemática, Sharpe (1979)11 renomeou alguns desses agrupamentos definidos por Sherman (1937).10 Nessa reclassificação, S. thermophilus passou a integrar o grupo dos lácticos.

Outros gêneros pertencentes a este grupo são

Tabela 1.3 Classificação do gênero Streptococcus Descritores

Grupos Viridans

Piogênios

Lácticos

Enterococos

Eliminar essa linha que foi substituída pelas duas acima por indicar erro

–

–

–

–

Grupos de Lancefield

A, B, C, D

–

N

D

Hemólise

β

α

–

–

10ºC

–

+

+

Crescimento –

45ºC

+

+

–

+

pH 9,6

–

–

–

+

0,1% de azul de metileno

–

–

+

+ (–)*

Resistência a 60ºC/30min

–

+

Variável

+

*Espécie/estirpe dependente. +: presença de crescimento e/ou do fenótipo; –: ausência de crescimento e/ou do fenótipo.

Fonte: adaptada de Sherman, 1937.10

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Prebióticos e Probióticos: Atualização e Prospecção

conhecidos hoje por Lactococcus e Leuconostoc.

Posteriormente, os componentes do grupo de Lancefield D foram reclassificados como Enterococcus.11 A nomenclatura atualizada dos componentes agrupados por Orla-Jensen (1919)5 está indicada na Tabela 1.4.2,3,12-14 Streptococcus thermophilus diferencia-se fenotipicamente de espécies do gênero Lactococcus, principalmente pela elevada sensibilidade ao cloreto de sódio (NaCl [<2,5%]) e por tolerar temperaturas acima de 45ºC (cresce bem a temperaturas próximas a 50ºC).

A maioria das espécies de Streptococcus está associada à patogenia humana e animal, sendo S. thermophilus a única espécie do gênero empregada na produção de alimentos. Produz ácido láctico na forma L(+) e está presente na composição da maioria dos fermentos termofílicos empregados em diferentes tipos de queijos e leites fermentados. Juntamente com o Lactobacillus delbrueckii ssp. bulgaricus (L. bulgaricus), entra na composição do fermento Tabela 1.4 Nomenclatura atual de alguns componentes classificados por Orla-Jensen em 19195 Grupo Betabacterium

Nomenclatura atualizada3

Lactobacillus Weissella

Leuconostoc Oenococcus Weissella

Microbacterium

Brochothrix

Streptobacterium

Lactobacillus Carnobacterium

Betacoccus

Streptococcus Enterococcus Lactococcus Vagococcus

Thermobacterium

Lactobacillus

Tetracoccus

Pediococcus Tetragenococcus

Streptococcus

Fonte: adaptada de Holt et al., 1994;2 Euzéby, 2007;3 Schleifer e Kilper-Balz, 1984;12 Schleifer et al., 1985;13 Hammes et al., 1992.14

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utilizado na fabricação de iogurte. Sua proporção entre as espécies no fermento é essencial na produção do acetaldeído, componente de sabor característico desse alimento (Figura 1.1). Streptococcus thermophilus tem também a importante função bioajustadora de pH em processos fermentativos, como na fabricação de produtos lácteos probióticos. nn Gênero Enterococcus

Espécies do grupo D Lancefield, (enterococos da classificação de Sherman 1937),10 foram reclassificadas para o gênero Enterococcus.11 Algumas das espécies do gênero estão indicadas na Tabela 1.5.3,12 Os enterococos são resistentes a situações extremas de pH e temperatura, conforme indicado na Tabela 1.3. São homofermentativos, produzem ácido láctico L(+) e mostram-se pouco acidificantes. Estão presentes nos queijos como contaminantes naturais, sobretudo nos queijos artesanais, em que contribuem na textura e no sabor. Atualmente, as principais espécies de interesse alimentar e de saúde pública são Enterococcus faecium (E. faecium), Enterococcus faecalis (E. faecalis) e Enterococcus durans (E. durans). O gênero é ainda conhecido pela resistência a antibióticos, o que torna

nn

Figura 1.1 Streptococcus thermophilus Nota: espaços vazios causados pelo polissacarídio exocelular, removido durante a preparação da amostra (seta) Fonte: imagem gentilmente cedida por M. Kalab, Agri Food Canada.

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nn

Figura 1.2 Lactobacillus delbrueckii ssp. bulgaricus Barra = 5µm.

Fonte: imagem gentilmente cedida por M. Kalab, AgriFood Canada.

(L. plantarum), Lactobacillus curvatus (L. curvatus) e Lactobacillus ruminis (L. ruminis) podem apresentar motilidade.16 A primeira espécie do gênero Lactobacillus foi descrita como L. acidophilus por Ernst Moro em 190020 e está registrada na American Type

7

Culture Collection (ATCC), em Rockville, nos EUA, sob o número 4.356. Devido às poucas informações sobre o gênero Lactobacillus durante quase sete décadas, todos os bacilos gram-positivos, asporogênicos, isolados da boca, da vagina e dos intestinos foram identificados como L. acidophilus até que Hansen e Mocquot (1970)20 descreveram a espécie de forma mais detalhada. A Tabela 1.93,4,20 indica algumas espécies do gênero Lactobacillus nos respectivos grupos. Foi o primeiro gênero utilizado na bactoprofilaxia, que surgiu em função dos estudos de Metchnikoff (1910)21 no início do século 20. O pesquisador atentou para a importância dos lactobacilos na manutenção de uma microbiota intestinal equilibrada, elaborando a teoria da “longevidade”, segundo a qual a predominância de Lactobacillus diminui os processos putrefativos. Assim, reduz o acúmulo de substâncias nocivas no trato gastrintestinal, o que promove uma vida mais saudável para o hospedeiro. Essa teoria teve como base a observação do pesquisador, que relacionou a longevidade dos caucasianos com o elevado consumo de leite fermentado com um lactobacilo, não identificado à época, mas que se presume ter sido o L. acidophilus.

Tabela 1.9 Classificação do gênero Lactobacillus e algumas espécies componentes Grupo I

Grupo II

Grupo III

Homofermentativo obrigatório

Heterofermentativo facultativo

Heterofermentativo obrigatório

Thermobacterium L. acidophilus L. amylovorus L. cryspatus L. gallinarum L. gasseri L. johnsonii L. delbrueckii ssp. bulgaricus L. delbrueckii ssp. delbrueckii L. delbrueckii ssp. lactis L. helveticus L. gallinarum L. kefiranofaciens L. salivarius

Streptobacterium L. acetololerans L. sakei ssp. sakei L. casei L. curvatus L. intestinalis L. murinus L. pentosus L. paracasei ssp. paracasei L. paracasei ssp. tolerans L. plantarum L. rhamnosus

Betabacterium L. brevis L. buchneri L. fermentum L. fructivorans L. hilgardii L. kefiri L. panis L. sanfrancisco

Fonte: adaptada de Euzéby, 2015;3 Dellagio, 1994;4 Hansen & Mocquot, 1970.20

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Grupo de Bactérias Lácticas e Aplicação Tecnológica de Bactérias Probióticas

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Prebióticos e Probióticos: Atualização e Prospecção

Oenococcus

Streptococcus Lactococcus Leuconostoc

Enterococcus

Vagococcus

Weissella

Carnobacterium Aerococcus

Lactobacillus

Propionibacterium

10%

Bifidobacterium nn

Figura 1.3 Árvore filogenétca consensual dos principais componentes do grupo de BAL* Árvore filogenética consensual baseada em 16S rRNA indicando os principais grupos filogenéticos de BAL com baixa % mol de guanina + citocina e os gram-positivos não relacionados, Bifidobacterium e Propionibacterium.

*

Fonte: adaptada de Holzapfel et al., 2001.37

lares, sendo liderado pelo Japão, responsável por mais de 50% desse total. Em 2007 e 2008, a movimentação foi de 13 e 15 bilhões de dólares, respectivamente.42 Em 2011, alcançou cifras de 27,9 bilhões, e estimam-se 44,9 bilhões para 2018.43 Entre os fatores que têm estimulado esse mercado, são citados: Aumento no preço dos planos de saúde.

Preocupação do consumidor com a manu-

tenção da saúde e a prevenção de doenças.

Acúmulo de evidências dos benefícios dos

alimentos probióticos respaldadas em estudos científicos.

Para a FAO/OMS (2007),44 os “prebióticos são ingredientes não digeríveis que afetam

173 – Probiótico e Prebiótico - cap-01.indd 12

beneficamente o hospedeiro pelo estímulo seletivo do crescimento e/ou atividade de uma ou de um número limitado de bactérias no cólon”. A indústria de laticínios é a que apresenta maior disponiblidade de alimentos probióticos, em especial nos segmentos de iogurtes e outros leites fermentados. Nestes, essa funcionalidade é efetivada por meio da utilização de fermentos probióticos e/ou pela adição de ingredientes prebióticos. Os principais ingredientes prebióticos são:45 Dissacarídeos: lactulose e lactitol.

Oligossacarídeos: fruto-oligossacarídeos

(FOS), galacto-oligossacarídeos (GOS) e oligossacarídeos de soja.

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Outros oligossacarídeos produzidos comer-

cialmente: isomalto-oligossacarídeos, xilo-oli gossacarídeos, lactossacarose e palatinose.

Polissacarídeos: amido resistente.

A indústria de alimentos funcionais é peculiar, pois a colocação desses produtos no mercado, devidamente rotulados, implica conhecimento não somente de tecnologia, mas também de nutrição e de outros aspectos da área da saúde. A comprovação dos benefícios desses produtos deve ser documentada, e convém essas informações estarem disponíveis para as instituições governamentais, para a indústria e o consumidor. A base da funcionalidade nos diferentes produtos probióticos e simbióticos (que contêm um microrganismo probiótico e um ingrediente prebiótico) deve ser conhecida e difundida para que a tecnologia empregada resulte em produtos com a funcionalidade esperada, durante a vida de prateleira indicada.

Sabe-se que, universalmente, os probióticos são consumidos para manter ou promover o balanceamento da microbiota intestinal.46 Uma microbiota desejável equilibrada influencia: A transformação de moléculas produzidas

pelo hospedeiro.

O estado fisiológico do trato gastrintestinal,

como por meio da modulação da taxa de renovação de células epiteliais.

A modulação do estado imunológico do

hospedeiro.

O trato gastrintestinal apresenta, em diferentes segmentos, grupos específicos de microrganismos, como bactérias bífidas (predominantes no cólon) e lactobacilos (predominantes no intestino delgado), que modulam a microbiota em microambientes, por meio de seus produtos de metabolismo.47 O intestino delgado tem a estabilidade microbiana comprometida pelas secreções luminais e pela dieta que, além de sua diversidade, é também responsável pela introdução de bactérias exógenas. As contínuas

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13

renovações do epitélio intestinal também comprometem o fenômeno de adesão das bactérias nesse sítio. Tal região, no entanto, é suscetível a mudanças. A aplicação desse conhecimento é traduzida pela prática do consumo repetido de doses de Lactobacillus spp., quando o probiótico tem sua funcionalidade inferida por espécies de tal gênero. Dessa maneira, quando o alimento carreia lactobacilos, sua funcionalidade exige um consumo diário do probiótico por determinado período. O intestino grosso, por sua vez, é uma região estável, de difícil alteração em razão do consumo de bactérias exógenas, mas é a primeira região a ser afetada pela administração de antibióticos. A estratégia de balanceamento dessa região é, preferencialmente, promovida por meio do consumo de prebióticos.

Esse consumo possibilita o aumento de bactérias bífidas e/ou outras bactérias desejáveis no cólon, já residentes. Por essa razão, os prebióticos são também conhecidos como fatores bifidogênicos.

No entanto, sabe-se que os benefícios dos prebióticos vão além da bifidogênese.

Entre os prebióticos, os frutanos FOS e a inulina são os mais estudados. O FOS consiste em moléculas de sacarose, nas quais uma, duas ou três unidades adicionais de frutose são acrescentadas por ligações glicosídicas beta-(21) à molécula de frutose da sacarose. O grau de polimerização de um FOS varia de 2 a 10 unidades. Já na inulina, o grau de polimerização é de 11 a 60 unidades monoméricas.48 Outra estratégia para aumentar o número de bactérias bífidas no cólon é por meio do consumo de alimentos simbióticos (que carreiam, ao mesmo tempo, um microrganismo probiótico e um ingrediente prebiótico). As espécies probióticas mais utilizadas para inferir funcionalidade aos produtos lácteos e alguns de seus produtos de metabolismo estão indicados na Tabela 1.18.

Para que possam alcançar os sítios intestinais específicos e exercer sua função, as bactérias probióticas devem apresentar uma ou mais das seguintes características:38

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Grupo de Bactérias Lácticas e Aplicação Tecnológica de Bactérias Probióticas

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Prebióticos e Probióticos: Atualização e Prospecção

Tabela 1.18 Espécies probióticas predominantes no mercado e alguns de seus produtos de metabolismo a partir da glicose

Espécie

Produto de metabolismo

Bifidobacterium adolescentis

L(+) lactato, acetato*

Bifidobacterium breve

L(+) lactato, acetato

Bifidobacterium bifidum

L(+) lactato, acetato

Bifidobacterium infantis

L(+) lactato, acetato

Bifidobacterium longum

L(+) lactato, acetato

Enterococcus faecium

L(+) lactato

Lactobacillus acidophilus

DL lactato

Lactobacillus casei

L(+) lactato

Lactobacillus paracasei

L(+) lactato

Lactobacillus rhamnosus

L(+) lactato

Lactobacillus reuterii

DL lactato, CO2

*Ácido acético: ácido láctico na proporção 3:2.

Origem humana.

Resistência ao suco gástrico.

Resistência à bile.

Funcionalidade esperada, nicho ecológico

da espécie, relacionada com o intestino grosso/delgado.

Capacidade de adesão ao epitélio.

Sobrevivência na matriz alimentar.

Capacidade de agregação.

Produção de ácido na taxa esperada ou ser

Resistência à lisozima.

Resistência às condições de processamento

e armazenamento.

Concentração adequada no momento do

consumo. nn Adição de Bactérias Probióticas aos

Produtos Lácteos As bactérias probióticas nos produtos lácteos podem afetar a palatabilidade dos alimentos, assim como aumentar o tempo de fermentação envolvido na elaboração do produto. Além disso, é desejável que os produtos lácteos probióticos sejam fabricados com as mesmas tecnologias empregadas no processamento daqueles não probióticos, para não descaracterizá-los, e ainda assim garantir sua funcionalidade. Alguns fatores podem ser citados para o direcionamento da estirpe utilizada e o processamento de tais produtos: Adequação da cultura levando em conta o

público-alvo: criança/adulto/idoso.

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carreamento na forma concentrada.

Ausência de alteração do sabor e da textu-

ra característicos do produto.

Tolerância à acidez do produto e às rápidas

alterações de pH após a ingestão.

Tolerância às concentrações de bile e a ou-

tras secreções intestinais.

O produto deverá ser eficaz no carreamen-

to da cultura, cujos níveis mínimos de unidades formadoras de colônias (UFC) deverão ser 106UFC/mL ou g para Lactobacillus e 107UFC/mL ou g para Bifidobacterium.

De modo geral, as bactérias probióticas, principalmente as do gênero Bifidobacterium, crescem devagar em leite, prolongando o tempo de fermentação. Para iniciar o crescimento na matriz alimentar, exigem um ambiente com baixo potencial de oxirredução (Eh), além de fatores de crescimento. A taxa de produção de ácido é crítica para a qualidade e a vida de prateleira do produto lácteo fermentado. Daí a

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Probiótico, Prebiótico e Simbiótico na Doença Inflamatória Intestinal Celia Lúcia de Luces Fortes Ferreira

INTRODUÇÃO n

A doença inflamatória intestinal (DII), conhecida como IBD (inflammatory bowel disease), contempla várias condições inflamatórias, sendo as mais significativas a doença de Crohn (DC) e a retocolite ulcerativa (RCU).1,2 É uma doença multifatorial que envolve a predisposição genética, a microbiota intestinal e seus metabólitos e os fatores ambientais, assim como a interação desses fatores com o sistema imunológico, o que leva a um processo inflamatório crônico característico.1,3 A DII tem sido considerada um problema de saúde pública, sendo característicos os períodos de relapsos e de remissões,4 com elevado comprometimento econômico dos pacientes, pois o tratamento envolve medicamentos de alto custo e acompanhamento ao longo da vida. A doença é tida como um “defeito” na relação que existe entre o homem e sua microbiota intestinal, que se apresenta desequilibrada, culminando com a inflamação típica.5,6 Na terapia da DII, são utilizados agentes anti-

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inflamatórios, imunomoduladores e antibióticos. Cada um desses agentes está relacionado a vários efeitos colaterais, o que justifica a busca de novas alternativas terapêuticas.7 Desse modo, probióticos, prebióticos e simbióticos que atuam manipulando seletivamente a microbiota intestinal têm sido considerados adjuntos alternativos importantes na manutenção da remissão e na diminuição da recorrência da DII.3,4,8 Os probióticos são “microrganismos que, quando consumidos em concentrações adequadas, atribuem um benefício ao hospedeiro”.9 Os prebióticos são “ingredientes não digeridos por enzimas humanas e que modulam favoravelmente a microbiota do intestino grosso, em especial, do cólon”.10 Os simbióticos carreiam, ao mesmo tempo, probióticos e prebióticos.

Neste capítulo, serão enfatizadas as principais características da DII, o papel de uma microbiota intestinal equilibrada e os principais microrganismos probióticos avaliados na modulação da doença, assim como os modos de ação conhecidos desses microrganismos, dos

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Prebióticos e Probióticos: Atualização e Prospecção

prebióticos e dos simbióticos, na manutenção da remissão e/ou na diminuição da recorrência da DII. Os leitores devem consultar os estudos originais sobre os tópicos aqui abordados para complementar as informações referenciadas na literatura (ver Capítulo 2, Aspectos Terapêuticos de Probióticos, Prebióticos e Simbióticos e Capítulo 5, Probióticos, Prebióticos e Pós-bióticos no Controle de Enterocolite Necrosante).

FUNÇÕES DA MICROBIOTA INTESTINAL ENDÓGENA nn

A microbiota comensal que habita o trato gastrintestinal tem sido reconhecida como responsável por exercer funções vitais à saúde do homem. Assim, adquire o status de um órgão que precisa ser mantido saudável como qualquer outro.11,12 O ecossistema microbiano intestinal atua de várias formas, beneficiando o hospedeiro com funções diversas, protegendo contra patógenos, contribuindo na digestão dos alimentos e modulando o sistema imunológico intestinal.13 As atividades de uma microbiota intestinal desequilibrada afetam a relação dos componentes desta no mesmo habitat. Seus metabólitos alcançam regiões mais distantes, como as que têm sido reveladas pelas atividades no eixo cérebrointestino.14 Uma microbiota abundante e diversa depende da ação de diferentes fatores, como peristaltismo, atividade mucinogênica, velocidade na renovação do epitélio, produção de ácidos orgânicos e atividade enzimática endógena, entre outros.15,16 Em indivíduos geneticamente suscetíveis, os distúrbios em alguns desses componentes contribuem para a instalação de doenças, entre elas a DII.17 Diferenças na microbiota de pacientes com DII têm sido identificadas com a ajuda de técnicas moleculares.18 Muitos estudos têm revelado aumento ou diminuição de algumas variáveis do ambiente intestinal em situações de eubiose (equilíbrio) e de disbiose (desequilíbrio), conforme indicado na Figura 7.1.

O equilíbrio microbiano é primordial no ambiente intestinal, em que alguns fatores têm

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a capacidade de promover instabilidade, quase sempre levando a diferentes morbidades. Estas vão desde um desarranjo intestinal passageiro até situações crônicas, como a DII. Mudanças bruscas de dieta, situações de estresse, quimioterapia, antibioticoterapia, entre outras, podem causar equilíbrio. Os probióticos, os prebióticos e os simbióticos podem atuar contribuindo para a manutenção de uma relação benéfica nos diferentes compartimentos do trato gastrintestinal, contribuindo para o estado de eubiose.20 A proteção da DII tem sido comprovada em vários estudos experimentais e clínicos, constituindo uma estratégia potencial na terapia da doença.4,6,8,17,21,22

INCIDÊNCIA E CARACTERÍSTICA MULTIFATORIAL DA DOENÇA INFLAMATÓRIA INTESTINAL nn

A DII tem sido definida, de uma forma simplificada, como um desequilíbrio crônico da resposta inflamatória nos intestinos, caracterizado pela exacerbação da microbiota endógena. Em termos mundiais, a incidência é maior na Europa e nos EUA, onde são encontrados acima de 300 por 100.000 casos para RCU e 90 a 505 por 100.000 para DC.23 Cerca de 20% a 30% dos casos são diagnosticados na área pediátrica.24 Na África do Sul, na Austrália e na Nova Zelândia, a incidência mostra-se moderada, sendo que na Ásia e na América do Sul25,26 a incidência é considerada baixa. No Brasil, a maior propensão tem sido observada em indivíduos brancos, na faixa de 20 a 40 anos, e a partir dos 55 anos de idade, em que a DII apresenta prevalência em áreas urbanas, nas classes econômicas mais elevadas, em parentes de primeiro grau dos indivíduos que carreiam a doença e nos fumantes. A distribuição é semelhante em ambos os sexos, embora a DC prevaleça em mulheres.27 A doença reúne várias condições inflamatórias, sendo as mais significativas a RCU e a DC. A Figura 7.2 indica a relação das principais condições no estabelecimento da DII.

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Microbiota gastrintestinal

Eubiose

Disbiose

Mediadores inflamatórios Proteção contra patógenos Níveis de ocludinas Permeabilidade intestinal Translocação bacteriana Firmicutes: bacteroidetes Faecalibacterium prausnitzii Ruminococcus, Clostridium Bifidobacterium Eubacterium

Mediadores inflamatórios Proteção contra patógenos Níveis de ocludinas Permeabilidade intestinal Translocação bacteriana Firmicutes: bacteroidetes Faecalibacterium prausnitzii Ruminococcus, Clostridium Bifidobacterium Eubacterium

Inflamação crônica

Equilíbrio

Obesidade e outras

Doença inflamatória intestinal

nn

Figura 7.1 Algumas variáveis e sua relação com o estado de eubiose e disbiose da microbiota intestinal e doença Fonte: adaptada de Rajilic-Stojanovic et al., 2011;18 Kanauchi et al., 2005;19 Sokol et al., 2008.20

Predisposição genética

Predisposição genética

Disfunção imunológica

Inflamação crônica

Doença de Crohn

Retocolite ulcerativa

DII nn

Figura 7.2 Relação da predisposição genética, ambiente (microbiota intestinal) e estado imunológico na doença inflamatória intestinal (DII)

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Probiótico, Prebiótico e Simbiótico na Doença Inflamatória Intestinal

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Prebióticos e Probióticos: Atualização e Prospecção

Em comum, a RCU e a DC apresentam diarreia, fezes sanguinolentas, perda de peso, dor abdominal, febre, fadiga2 e diferentes graus de anemia, que estão relacionados com a gravidade da doença.28 Alguns aspectos da etiopatologia da RCU e da DC podem ser ressaltados: Na RCU, a resposta inflamatória atinge a

mucosa e a submucosa do cólon. Na DC, a resposta inflamatória pode comprometer toda sua extensão, da mucosa à serosa, podendo apresentar-se normal em algumas áreas da mucosa.29 Na RCU são encontrados níveis aumentados

de certos mediadores imunológicos e dos sinais de estresse oxidativo, disbiose do ambiente colônico, conteúdo anormal de glucosaminoglicano na mucosa, diminuição da oxidação de ácidos graxos de cadeia curta (AGCC), permeabilidade intestinal aumentada e aumento da produção de sulfito.30

Em decorrência da exacerbação da micro-

biota, na RCU são comuns danos epiteliais com predominância de neutrófilos e abscessos nas criptas.31 A DII caracteriza-se por modulação de di-

ferentes citocinas e mediadores inflamatórios. Assim, enquanto as lesões da DC estão relacionadas com a prevalência das células mediadoras T-helper 1 (Th1) (imunidade celular), na RCU a prevalência é de Th2 (imunidade humoral). Vários nutrientes e substâncias, como minerais (selênio e zinco), hormônios (esteróis de plantas, progesterona, melatonina) e probióticos, têm a capacidade de influenciar a relação Th1/ Th2.31 A Tabela 7.1 compara os perfis de citocinas no soro e mucosa na RCU e na DC, conforme indicado por MacDonald e Murch (1994).32

Tabela 7.1 Comparação do perfil de citocinas presentes no soro e na mucosa intestinal na RCU e na DC Citocina

Local

Retocolite ulcerosa

Doença de Crohn

Doença IL-1 IL-2 IL-6 IL-8 INF-gama TNF-alfa

Soro

Não alterada

Não alterada

Mucosa

↑

↑

Soro

Não alterada

↑

Mucosa

Não alterada

↑

Soro

Não alterada

↑

Mucosa

↑

↑

Soro

Não detectado

Não detectado

Mucosa

↑

Não reportado

Soro

Desconhecido

Desconhecido

Mucosa

Não alterada

↑

Soro

↑

↑

Mucosa

↑

↑

↑: aumento; IL: interleucina; IFN-gama: interferon gama; TNF-alfa: fator de necrose tumoral alfa.

Fonte: adaptada de MacDonald & Murch, 1994.32

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Além de uma exacerbação de mediadores infamatórios na DII, Halstensen et al. (1993)33 detectaram complemento ativo e imunoglobulina G1 (IgG1) corrigidos e localizados com um antígeno apical (40kD) na superfície do epitélio em indivíduos com RCU (mas não com DC). Isso sugere o caráter autoimune do dano ao epitélio e a persistência da inflamação nessa doença.

O tratamento da DII objetiva imunossupressão geral (corticosteroides) ou supressão específica de mediadores inflamatórios (anti-TNF-alfa e anticorpos anti-IL-6, entre outros). As substâncias usadas na terapia da DII são agentes antiinflamatórios como mesalazina, sulfasalazina, corticosteroides, imunosupressivos (azatioprina, 6-mercaptopurina) e antibacterianos (metronidazola, ornidazola, claritromicina). Também têm sido utilizados como adjuntos ao tratamento da DII outras alternativas, como Artemisia absinthium (substância de origem vegetal),34 óleo

de emu (substância de origem animal)35 e probióticos exemplificados pelos efeitos observados com a suplementação de Saccharomyces boulardii (S. boulardii), E. coli Nissle 1917 e espécies de Lactobacillus e Bifidobacterium,36 entre outros. Os agentes anti-inflamatórios, imunomoduladores e antibióticos afetam a microbiota do ambiente intestinal.1,7 Observa-se, ainda, que os antibióticos não são efetivos para a maioria dos pacientes com DII. Algumas pessoas são intolerantes aos agentes anti-inflamatórios, e estudos clínicos/experimentais indicam um comprometimento da função “barreira” nos distúrbios intestinais presentes na doença.3,7,28,37,38 O comprometimento da função “barreira” como resultado do desequilíbrio da microbiota pode ser resultante do acúmulo de H2S, cujo papel na renovação do epitélio colônico e consequente contribuição no estabelecimento da RCU estão indicados na Figura 7.3.

Microbiota intestinal

Eubiose

Disbiose

Bactérias redutoras de sulfato no cólon

Bactérias redutoras de sulfato no cólon

H 2S

H 2S Inibição

Metabolismo normal do ácido butírico e outros AGCC

Metabolismo normal do ácido butírico e outros AGCC Inibição

Renovação de colonócitos

Renovação de colonócitos

Equilíbrio

Retocolite ulcerativa

nn

Figura 7.3 Acúmulo de H2S como resultado de disbiose, papel da renovação do epitélio colônico e consequente contribuição no estabelecimento da retocolite ulcerosa (RCU)

AGCC: ácidos graxos de cadeia curta.

Fonte: adaptada de Head & Jurenka, 2003.2

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Probiótico, Prebiótico e Simbiótico na Doença Inflamatória Intestinal

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Prebióticos e Probióticos: Atualização e Prospecção

Tabela 7.2 Mecanismos de ação de probiótico, prebiótico e simbiótico na modulação de DII Modulação bacteriana que favorece a homeostase

Aumento da modulação da microbiota residente (homeostase) ~~Acúmulo de metabólitos como o H O 2 2 ~~Ácidos orgânicos, bacteriocinas ~~Diminuição do pH luminal ~~Aumento da exclusão competitiva ~~Bloqueio de sítios de adesão a patógenos ~~Modulação da expressão gênica de patógenos Função barreira do epitélio aumentada

Aumento da integridade epitelial ~~Diminuição da permeabilidade epitelial ~~Aumento da produção de mucina ~~Produção de ácidos graxos de cadeia curta, em especial, de ácido butírico ~~Diminuição da concentração de bactérias produtoras de sulfito ~~Manutenção da taxa de expressão da ocludina ~~Prevenção de aumento na taxa apoptótica na colite aguda ~~Ativação de substâncias sinalizadoras de repressão de expressão de virulência Regulação imunológica estimulada

Estímulo do sistema imunológico inato e específico ~~Estímulo da produção da imunoglobulina A ~~Estímulo de produção de citocinas anti-inflamatórias ~~Indução da homeostase ~~Repressão de reguladores chave de virulência

Fonte: adaptada de Bienestok et al., 2013;16 Menningen et al., 2009;50 Kruis et al., 2004;55 Sasaki et al., 1994;72 Sasaki et al., 1994;73 O’Toole & Cooney, 2008;74 De Keersmaecker et al., 2005;75 Ellemeier & Slauch, 2007;76 Roediger et al., 1997;77 Mazmanian et al., 2008;78 Tanner et al., 2016.79

bloqueio dos sítios de adesão, modulando a expressão de fenótipos de virulência. Os probióticos produzem proteínas específicas que direta e indiretamente competem por sítios de aderência, impedindo a adesão de patógenos.80 Com o aporte de ácidos orgânicos, contribuem diretamente para a diminuição do pH

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luminal, constituindo mais uma barreira para patógenos, reforçada pelo acúmulo de H2O2 e bacteriocinas, além de outros antimicrobianos, como defensinas e catelicidinas.81,82 Os probióticos atuam ainda na produção de moléculas sinalizadoras, possibilitando a comunicação bactéria-bactéria,83 função importante no início da invasão por enterobactérias. Isso porque essas moléculas atuam diminuindo a motilidade, a formação de biofilme e a expressão gênica de virulência.84 A homeostase estabelecida pelos probióticos e prebióticos inibe o crescimento de microrganismos responsáveis pelo acúmulo de HS, como os do gênero Desulfovibrio, que atuam promovendo a desestabilização da barreira intestinal. nn Manutenção da Função “Barreira”

Um balanço entre a proliferação e a morte celular é necessário para a manutenção da barreira intestinal.85 Os probióticos e os prebióticos promovem a manutenção dessa função principalmente pelo acúmulo de ácido butírico, que atua como fonte de energia na renovação epitelial, contribuindo para a diminuição da taxa apoptótica de grande importância na retocolite aguda.68 O bissulfeto acumulado pela ação de bactérias redutoras de sulfato compromete a função barreira.30 Os principais mecanismos envolvidos no aumento da barreira intestinal, com ênfase no papel do ácido butírico estimulado pela ação de probióticos, prebióticos e simbiótico, estão indicados na Figura 7.4.

A integridade da barreira epitelial é também reforçada pela capacidade de o probiótico estimular a produção de mucina,86 potente inibidor da adesão e da translocação bacteriana. Além disso, em situação de homeostase estabelecida pelo probiótico e pelo prebiótico, os microrganismos produtores de H2S são desestimulados. Na RCU, os níveis de HS– são elevados, inibindo a oxidação de butirato, o que impede sua ação como fonte de energia para a renovação dos colonócitos,77 com efeito adverso na patogênese da RCU.30 Modelos expe-

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Prebiótico Probiótico Simbiótico

Regulação imunológica

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Homeostase microbiana

Barreira epitelial

Butirato

Bactérias redutoras de sulfato

AGCC

Oxidação de butirato

Renovação de colonócitos

H 2S

Metabolismo de butirato

Modulação da doença inflamatória intestinal nn

Figura 7.4 Principais mecanismos envolvidos nos benefícios de probióticos, prebióticos e simbióticos na modulação da DII com ênfase na barreira epitelial AGCC: ácido graxo de cadeia curta.

rimentais têm sido testados para o entendimento da via de sinalização molecular e celular envolvida na renovação epitelial. No entanto, esse mecanismo ainda não se encontra totalmente esclarecido.48,87,88 Os probióticos e ou os prebióticos diminuem ou inibem a translocação bacteriana,89,90 sendo que o mecanismo envolvido nessa ação também não se encontra definido. nn Estímulo da Regulação Imunológica

A DII caracteriza-se por uma resposta imunológica exacerbada. Assim, o tratamento clássico requer a ação de substâncias com atividade de imunossupressão geral (corticosteroides) e mediadores de supressão específica (anti-TNFalfa, anticorpos anti-IL-6, e outros).2,44 O reconhecimento da microbiota comensal pelos receptores toll-like (TRL) é essencial para a manutenção da homeostase, sendo esses receptores imprescindíveis para a defesa do organismo contra infecções.87 Ao promover a homeostase, probióticos e prebióticos promovem modulação benéfica do sistema imunológico por meio de diferentes mecanismos, como:

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Aumento da produção de IgA, IL-10, TGF-

beta e citocinas pró-inflamatórias IL-12, FNgama e TNF-alfa.3,91 Regulação da secreção de citocinas, que

inibem a ativação de NF-kB, modulando a atividade de PepT1, reduzindo o número de linfócitos CD4 intraepiteliais, regulando o efeito anti-inflamatório via sinalização da via TLR9, modulando a apoptose e a proliferação de células imunes via sinalização de TLR2 e diminuindo a expressão gênica dos fatores de virulência.79 Restrição da indução da secreção de citoci-

nas pró-inflamatórias nos enterócitos intestinais que é estimulada pelo DNA de probióticos,92 mecanismo ainda não completamente definido.93 Há relatos de que a B. breve ativa células dendríticas do cólon e induz as Tr1, células produtoras de IL-10. Estas células dendríticas, por sua vez, produzem IL-10 e IL-17, que ativam as células T naïve para se tornarem Tr1 produtoras de IL-10. Tal observação sugere que a B. bre-

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Probiótico, Prebiótico e Simbiótico na Doença Inflamatória Intestinal

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Modelos Animais Gnotobióticos e Convencionais para a Seleção e a Avaliação de Probióticos Flaviano dos Santos Martins Simone Vasconcellos Generoso Ana Cristina Persichini Rodrigues Andreia Marçal Silva Elisabeth Neumann José Vitor Moreira Lima Filho Eduardo Alves Bambirra Rosa Maria Esteves Arantes Denise Cara Carmona Valberto Nascimento Cardoso Leda Quércia Vieira Jacques Robert Nicoli

INTRODUÇÃO n

A microbiota indígena associada ao trato digestório humano, por seu tamanho (total estimado em 1013 células viáveis e 1,5kg de peso) e pela atividade metabólica (similar à de um fígado), é considerada como um dos ecossistemas mais complexos e menos controlados que se conhecem. Pela dimensão, muitas vezes essa microbiota é considerada um órgão complementar que atua na superfície das mucosas do hospedeiro. É responsável por três funções importantes para a saúde do hospedeiro: a resistência à colonização, a imunomodulação e a contribuição nutricional.1 A instalação desta microbiota inicia-se logo após o nascimento e necessita de um ano e meio a dois anos para se completar. Além de proteger contra infecções, essa colonização é também fundamental para a maturação dos sistemas imunológico, nervoso entérico e digestivo do recém-nascido.2-5 A mãe tem papel fundamental nessa colonização, fornecendo

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não somente os componentes da microbiota (provenientes de suas microbiotas vaginal e fecal, e provavelmente do seu leite) como também fatores nutricionais de crescimento para esses componentes (fatores bífidos presentes no leite materno).1 Por essas informações, fica evidente a necessidade de uma colonização rápida do recém-nascido por microrganismos adequados, assim como, uma vez instalada, a preservação da composição e das funções da microbiota intestinal para obter dela o máximo de benefícios.

Infelizmente, vários fatores podem perturbar tanto a colonização (tempo de gestação, via do parto, tipo de amamentação, uso de antibiótico)6-9 quanto a manutenção (uso de antibiótico, mudança alimentar, estresse)3 dessa microbiota no trato digestório. No caso de utilização excessiva e inadequada de antibióticos, esses distúrbios da microbiota gastrintestinal são acompanhados por indução de multirresistência e aumento da virulência em microrganismos patogênicos.10 Desse modo, há um esforço

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Prebióticos e Probióticos: Atualização e Prospecção

atual para procurar métodos de intervenção no ecossistema gastrintestinal, a fim de reforçar as funções da microbiota ou compensar suas falhas, em particular nas situações de infecções ou inflamações intestinais.11 Um desses métodos é o uso de probióticos.

PROBIÓTICOS nn

Os probióticos são definidos pela Organização Mundial da Saúde/Food and Agriculture Organization (OMS/FAO) como “microrganismos vivos que quando administrados em quantidade adequada conferem um benefício para a saúde do hospedeiro”.12 Sua utilização tem como finalidades instalar, reforçar ou compensar as funções da microbiota normal do trato digestório ou de outras superfícies corporais. A sugestão de utilizar microrganismos vivos para obter benefícios para a saúde não é recente.

Assim, a versão persa do Antigo Testamento (Gênesis 18:8) relata que “Abraão atribuiu sua longevidade ao consumo de leite azedo”. Posteriormente, em 76 a.C., o historiador romano Plínio recomendou o uso de produtos lácteos fermentados para o tratamento de gastrenterites.13 Contudo, uma abordagem científica reconhecendo o papel benéfico de microrganismos vivos foi somente aplicada nas primeiras décadas do século 20, com as sugestões do uso de Lactobacillus (Elie Metchnikoff, biólogo russo, atribuiu a longevidade dos búlgaros ao consumo de iogurte em 1907), de Bifidobacterium (Henri Tissier, do Instituto Pasteur, na França, observou bifidobactérias em grandes quantidades nas fezes de crianças amamentadas no seio em 1906) e de levedura (Henri Boulard, microbiologista francês, notou a ingestão de lichia colonizada por levedura como tratamento da diarreia pelas populações da Indochina durante uma epidemia de cólera em 1920).14 Portanto, os microrganismos probióticos mais frequentemente utilizados são bactérias produtoras de ácido láctico (Lactobacillus, Bifidobacterium) e levedura (Saccharomyces).

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Segundo uma metanálise sobre ensaios clínicos com probióticos, evidenciou-se um claro efeito protetor, que não variou significativamente entre os produtos à base de Saccharomyces boulardii (S. boulardii), Lactobacillus rhamnosus GG (L. rhamnosus GG), L. acidophilus, L. bulgaricus, L. casei, Bifidobacterium longum (B. longum), B. bifidum e B. lactis.15 Os principais mecanismos de ação propostos para os probióticos são: O antagonismo pela produção de substân-

cias ou de metabólitos que inibem ou matam o microrganismo patogênico.16 A imunomodulação do hospedeiro, que

aumenta sua resistência à infecção e reduz a inflamação.17 As competições por sítio de adesão ou

fonte nutricional com o microrganismo patogênico,18 a inibição da produção ou da ação de toxinas bacterianas19 e a coagregação com patógeno.20 No início do século 21, observa-se uma aceleração considerável nos trabalhos visando a esclarecer os mecanismos de ação dos probióticos já comercializados e procurando novos microrganismos candidatos a este uso. Segundo o Guidelines for the Evaluation of Probiotics in Food, publicado em conjunto pela OMS e pela FAO, após a identificação e a seleção in vitro de probióticos e antes dos ensaios clínicos, a utilização de modelos animais é recomendada para a avaliação das características funcionais e da segurança desses probióticos.12

MODELOS ANIMAIS GNOTOBIÓTICOS E CONVENCIONAIS nn

Em comparação com os modelos in vitro, a vantagem do uso do modelo animal em experimentos é de trabalhar com condições simulando toda a complexidade do ser humano.

Portanto, a distância de extrapolação dos resultados do modelo animal (in vivo) para o ser humano é bem menor e mais confiável do que

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vado na Figura 11.1C. A Figura 11.2 mostra o efeito protetor da B. longum demonstrado por maior sobrevida em camundongos desafiados com S. Typhimurium.38

A

135

Muitas das bactérias patogênicas já citadas são invasoras, e seu processo de penetração ocorre, geralmente, por translocação. A proteção oferecida por um probiótico contra o

B

C nn

Figura 11.1 (A a C) Aspectos da mucosa do intestino delgado de ratos normais (A), desafiados com Vibrio cholerae (B) ou tratados com Saccharomyces boulardii e desafiados com V. cholerae (C) Fonte: adaptada de Dias et al., 1995.30 100 90

Sobrevivência (%)

80 70 60 50 40 30 20 10 0 0

4

8

12

16

20

24

28

Tempo (dias) nn

Figura 11.2 Sobrevida de camundongos tratados (▲) ou não (○) com Bifidobacterium longum e desafiados com Salmonella Typhimurium P <0,05.

Fonte: adaptada de Silva et al., 2004.38

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Modelos Animais Gnotobióticos e Convencionais para a Seleção e a Avaliação de Probióticos

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Prebióticos e Probióticos: Atualização e Prospecção

fenômeno de translocação pode ser avaliada no modelo animal por cultura de órgãos (geralmente linfonodos mesentéricos, fígado e baço)39,40 ou por medida de uma bactéria marcada com radioativo inoculada por via oral em camundongos submetidos à obstrução intestinal. A Tabela 11.1 mostra que o tratamento prévio com a levedura S. boulardii reduziu para níveis fisiológicos a translocação bacteriana provocada pela obstrução intestinal.41

testinais, é importante tentar identificar o mecanismo responsável por esse bom resultado.

Existem várias possibilidades para explicar um efeito protetor, sendo que as capacidades de antagonismo, imunomodulação e coagregação são as mais frequentemente levantadas. O modelo animal é importante para poder responder a essa pergunta.

Para demonstrar um efeito protetor contra inflamações intestinais (retocolite ulcerativa, doença de Crohn, obstrução intestinal), o modelo animal pode ser também utilizado.

A Figura 11.3 mostra o efeito protetor da S. boulardii na integridade da mucosa epitelial intestinal de camundongos submetidos a uma obstrução intestinal (OI). A OI aumenta a permeabilidade da mucosa, facilitando a passagem de moléculas antigênicas (e bactérias) que provocam inflamação. No exemplo apresentado, determinou-se a permeabilidade pela passagem no compartimento interno do ácido dietileno triaminopentacético (DPTA) marcado com tecnécio.41

A capacidade de antagonismo de um probiótico costuma resultar da produção de substâncias (bacteriocinas, antibióticos-like); ou de metabólitos (ácidos orgânicos, sulfeto de hidrogênio [H2S], peróxido de hidrogênio [H2O2]) que antagonizam os microrganismos patogênicos; ou ainda da competição por sítios de adesão no epitélio intestinal ou por nutrientes. No caso, a população do probiótico deve eliminar do trato digestório a população do alvo patogênico. Em modelo animal convencional (com microbiota indígena complexa e desconhecida), é impossível observar o comportamento dessas duas populações no meio de centenas de outras crescendo nos mesmos meios de cultura, por mais seletivos que sejam.

Já no animal gnotobiótico, no qual somente esses dois microrganismos estão presentes, é fácil observar as relações entre os dois. Na Figura 11.4, podemos ver os níveis populacionais fecais de S. Typhimurium em camundongos gnotobióticos previamente tratados ou

Capacidade de antagonismo

nn Tipo de Mecanismo Responsável

pelo Efeito Protetor Após ter selecionado um microrganismo para uso probiótico e ter demonstrado seu efeito benéfico, por exemplo, na prevenção ou no tratamento de infecções ou inflamações in-

Tabela 11.1 Efeito da obstrução intestinal experimental e do tratamento oral com S. boulardii (viva ou morta) na translocação bacteriana determinada pela biodistribuição de 99mTc E. coli nos órgãos e no sangue (contagens por min/g ou mL) Órgão/sangue

Simulado

OI

OI + Sb viva

OI + Sb morta

LNM

85,22

a

Baço

23,75

a

Fígado

473,26a

1794,14b

649,69a

691,38a

Pulmão

152,08

a

629,58

b

252,09

a

251a

Sangue

140,80

a

465,81

b

184,33

a

171,25a

845,83

b

676,25

b

160,41

a

190,21a

193,33

a

213a

99 mTc: tecnécio 99 metaestável; OI: obstrução intestinal; Sb: S. boulardii; LNM: linfonodos mesentéricos; a,b: letras diferentes na mesma linha indicam diferenças estaticamente significantes (p <0,05).

Fonte: adaptada de Generoso et al., 2011.42

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137

0,2 OINT Sham

Dose (%)

0,15

0,1

0,05

0 4

8

A

18

Tempo (h)

0,2 OINT S. boulardii

Dose (%)

0,15

0,1

0,05

0 4

B

8

18

Tempo (h)

nn

Figura 11.3 (A e B) Efeito do tratamento com Saccharomyces boulardii na permeabilidade intestinal de camundongos controle simulado (sham), submetidos a obstrução intestinal sem ou após tratamento com S. boulardii, por medida do 99mTc-DPTA (ácido dietileno triaminopentacético) no sangue dos animais OINT: obstrução intestinal não tratada.

Fonte: adaptada de Generoso et al., 2011.41

não com B. longum.35 Os resultados demonstram que, apesar de o tratamento com B. longum proteger contra a infecção experimental (ver Figura 11.2), o antagonismo não parece ser responsável pelo efeito protetor, já que os níveis populacionais de S. Typhimurium são iguais nos animais controles e experimentais.

Outra utilização dos animais gnotobióticos, caso haja antagonismo, é a possibilidade de demonstrar a produção in vivo de uma substância antagonista difusível. A produção por um probiótico de um composto inibitório contra uma

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bactéria patogênica reveladora é de fácil detecção em ensaio in vitro (ensaio de difusão em camada dupla). Contudo, fica a dúvida da extrapolação dessa produção para condições in vivo.

Tal dúvida pode ser eliminada com o modelo animal gnotobiótico, no qual é possível conduzir um ensaio de antagonismo ex vivo, conforme mostrado na Figura 11.5. Uma substância antagonista contra Clostridium perfringens (C. perfringens A) é produzida por um Ruminococcus gnavus (R. gnavus) da microbiota fecal humana quando essa bactéria é monoassociada a

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Prebióticos e Probióticos: Atualização e Prospecção

1 0,9 0,8

Conteúdo (log CFU/g)

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0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0 0

4

8

12

16

20

24

28

Tempo (dias) nn

Figura 11.4 Níveis populacionais fecais de Salmonella Typhimurium em camundongos tratados () com Bifidobacterium longum ou não. Inoculação S. Typhimurium (↓) Fonte: adaptada de Silva et al., 2004.38

Capacidade de imunomodulação

nn

Figura 11.5 Fezes de animais monoxênicos associados a Ruminococcus gnavus. A reveladora é a C. perfringens A Fonte: adaptada de Nicoli et al., 2011.42

camundongos sem germes.42 A substância difunde-se a partir das fezes dos camundongos monoassociados após sua inclusão no centro da placa de Petri, provocando um halo de inibição da bactéria reveladora C. perfringens A. As fezes dos animais sem germes não provocam antagonismo. Silva et al. (2001)31 apresentaram um experimento ex vivo entre um Lactobacillus sp. de origem fecal humana e o V. cholerae.29

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O modelo animal gnotobiótico é único na detecção das capacidades de imunomodulação de probiótico sem a interferência de uma microbiota indígena complexa e incontrolada. Assim, a influência de um probiótico sobre o tecido linfoide associado ao intestino (GALT) ou sobre o sistema imunológico sistêmico pode ser avaliada, bem como a influência sobre a imunologia humoral ou celular. Vários resultados obtidos usando o modelo gnotobiótico para avaliar a capacidade imunomoduladora de probióticos podem ser encontrados nos trabalhos de Podoprigora et al. (1999),43 Rodrigues et al. (2000),44 Martins et al. (2007),40 Martins et al. (2009b),45 Neumann et al. (1998)46 e Neumann et al. (2009).47 Um exemplo do efeito de estimulação da imunologia humoral local pode ser visto na Figura 11.6, com o aumento da produção de imunoglobulina A (IgA) intestinal após tratamento de camundongos com S. boulardii.44 Como exemplo de modulação benéfica da imunologia sistêmica celular, a Figura 11.7 mostra a estimulação da capacidade de clareamento (clearance de E. coli B41) de um desafio venoso após um tratamento dos camundongos com B. longum.38

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10 10

GF S. boulardii GF S. boulardii

8 8

lgAlgA (mg)/g (mg)/g fluido intestinal no no fluido intestinal

139

6 6 4 4 2 2

A A

0 0

S. boulardii (mg)/g antilgAlgA antiS. boulardii (mg)/g fluido intestinal no no fluido intestinal

3 3 2,5 2,5 2 2 1,5 1,5 1 1 0,5 0,5 0 0

B B nn

Figura 11.6 (A e B) Níveis de IgA no fluido intestinal de camundongos tratados ou não com Saccharomyces boulardii *P <0,05.

Porcentagem de E. coli B41 (log CFU/mL de sangue)

Fonte: adaptada de Rodrigues et al., 2000.43

100

10

1

0,1

0,01 0

15

30

45

60

75

90

Tempo (min) nn

Figura 11.7 Clareamento de Escherichia coli B41 na corrente sanguínea de camundongos isentos de germes (s), convencionais (●) e tratados com Bifidobacterium (h) Fonte: adaptada de Silva, 2004.38

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Prebióticos e Probióticos: Atualização e Prospecção

Capacidade de coagregação Conforme citado anteriormente, alguns probióticos são capazes de captar em sua superfície toxinas bacterianas, impedindo que elas se liguem a seus receptores específicos em uma mucosa epitelial. É o caso de S. boulardii para a toxina do cólera.19 Um trabalho recente mostrou que, além das toxinas, os probióticos podem prender bactérias patogênicas, impedin-

do a adesão delas em mucosas, passo inicial da invasão. Desse modo, os ensaios in vitro demonstram uma agregação de S. boulardii e S. cerevisiae UFMG 905 com S. Typhimurium, como pode ser visto na Figura 11.8B. Contudo, fica a dúvida se tal fenômeno ocorre também in vivo. Neste tipo de situação, o modelo animal gnotobiótico mostra toda sua importância para esclarecer a dúvida. Na Figura 11.8C,

A

B

C

D

nn

Figura 11.8 (A a D) Ensaios in vitro e in vivo de adesão (agregação) entre leveduras e Salmonella Typhimurium. Ausência de adesão in vitro entre uma levedura não probiótica (Saccharomyces cerevisiae W303) e a bactéria (A); adesão in vitro entre uma levedura probiótica (S. cerevisiae UFMG 905) e a bactéria (B); aspecto da superfície da mucosa intestinal de um camundongo isento de germes monoassociados a S. Typhimurium (C); aspecto da superfície da mucosa intestinal de um camundongo isento de germes diassociados a S. Typhimurium e uma levedura probiótica (S. cerevisiae UFMG 905) (D) Fonte: adaptada de Tiago et al., 2012.20

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Prebióticos, Probióticos e Simbióticos: Prospecção Célia Lúcia de Luces Fortes Ferreira

INTRODUÇÃO n

A formatação dos alimentos probióticos e simbióticos lhes dá a dimensão de alimentos modernos, uma vez que o conceito de um alimento moderno fundamenta-se naquele que atende às ansiedades do consumidor não só pela função básica de nutrir, mas pelos aspectos de manter sua qualidade de vida, diminuindo riscos de doenças, tendo preço acessível e sendo ainda de fácil disponibilidade e preparo.1 Alimentos probióticos e simbióticos encontram-se atualmente disponíveis para todo tipo de orçamento e faixa etária, podendo ser encontrados direcionados para crianças, idosos, gestantes e com diversidade de apelos e em diferentes situações. A presença desses alimentos no mercado tem exigido esforços, principalmente de toda a Ciência dos Alimentos e áreas relacionadas, como a Nutrição, Microbiologia, Tecnologia, Engenharia e a própria indústria.

Constata-se que grande parte dos desafios tecnológicos já foi superada, restando desdobra-

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mentos ligados ao impacto na saúde humana/ animal e à definição dos mecanismos de ação associados à maioria dos benefícios observados.

PROSPECÇÃO n

Nesta obra, procurou-se abranger, de forma simples, diferentes aspectos de probióticos, prebióticos e simbióticos direcionando-os para as aplicações atuais e delineando perspectivas na sua aplicação.

Os alimentos lácteos têm sido considerados os carreadores universais de microrganismos probióticos e de ingredientes prebióticos.2 Tal característica tem facilitado o alcance cada vez maior desses alimentos, considerando-se que a adição do microrganismo probiótico ou do ingrediente prebiótico é feita, na maioria das vezes, agregando-se valor aos produtos já conhecidos e estabelecidos no mercado, como iogurtes e outros leites e produtos lácteos fermentados ou não. Neste aspecto, verifica-se

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Prebióticos e Probióticos: Atualização e Prospecção

como a tecnologia antecedeu a ciência, pois uma diversidade de produtos funcionais está disponível no mercado com os benefícios na maioria das vezes já conhecido e observado, mas sem o mecanismo decodificado. Portanto, um grande número de benefícios é inferido aos prebióticos e probióticos, embora nem todos os mecanismos de ação já estejam esclarecidos. Este tem sido e continua sendo um grande desafio relacionado a este grupo de alimentos. Como exemplo, a raiz tuberosa do yacon (Smallantus sonchifolius) (capítulo adicionado nesta edição), que está inserida na lista das “plantas perdidas dos Andes”,3 praticamente era conhecida pelas propriedades de modulação do diabetes.4 No entanto, nas duas últimas décadas, uma gama de outras funções foi adicionada aos efeitos de seu consumo, podendo ser considerado o prebiótico mais consumido como alimento. A planta pode ser utilizada das folhas às raízes,5,6 com formatações disponíveis na forma de xaropes, chips, chás desidratados, floconetes, geleias, drágeas e farinhas, entre outras.3,5,6, As funções variam de diminuição do risco do diabetes4 e modulação da constipação intestinal7 à diminuição de risco de certos tipos de canceres8 e da obesidade, sendo que neste último, os resultados dos estudos in vitro e in vivo têm direcionado para alteração favorável da microbiota intestinal do hospedeiro. Contudo, o acúmulo de informação sobre os componentes microbianos dominantes nas diversas morbidades e síndromes, têm permitido a formação de bancos de dados que podem direcionar a elaboração de probióticos e simbióticos para uso em situações alternativas de tratamento e coadjuvantes na diminuição de risco de diversas doenças crônicas não transmissíveis.9,10 Existe uma real expectativa nos estudos dos microbiomas humano11 e animal uma vez que o conhecimento gerado é imprescindível para o aprimoramento da aplicação desses alimentos e ingredientes.

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Importa lembrar que, embora benefícios já sejam amplamente difundidos, os resultados com os probióticos nas diversas áreas são controversos em algumas situações. Considerando-se que as características probióticas são estirpe-específicas, essas em grande parte dos estudos não são indicadas, ou não são descritas e identificadas de forma adequada, dificultando a reprodução dos resultados divulgados.

Além do estabelecimento dos mecanismos de ação dos prebióticos e probióticos nas diversas situações em que os benefícios são observados, podem ainda ser consideradas como principais expectativas nesta área: Definição de técnicas eficientes e práticas

que determinem as concentrações de diferentes espécies probióticas nos produtos comercializados.

Seleção de estirpes com atividades pro-

bióticas bem definidas e ainda assim com boa taxa de produção de ácido em leites fermentados.

Seleção de estirpes resistentes aos proces-

sos de liofilização, secagem, concentração e congelamento, que favoreçam o processamento de alimentos para o consumo humano e a produção de ração animal, e também a manutenção da viabilidade celular até o momento do consumo.

Aplicação da engenharia metabólica na

produção de estirpes com atividades enzimáticas potencializadas para utilização na ração animal, o que aumenta a eficiência alimentar e ganho de peso.

Definição de parâmetros para seleção de

diferentes espécies microbianas para uso na substituição de antibióticos empregados em doses subclínicas no manejo animal Identificação das melhores combinações

de estirpes bacterianas e manejo no controle de diferentes tipos de diarreias que acometem a espécie humana e animal

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A

Absorção de minerais, 37 Ácido(s) - acético, 23, 24 - butírico, 23, 24 - graxos de cadeia curta (AGCC), 21, 23, 24 - láctico, 23 - pirúvico, 23 - propiônico, 23 - succínico, 23 Aerococcus, gênero, 5 Alimentação de aves, 171 Alimentos funcionais, 101, 115, 188 Análise e apresentação dos resultados, 191 Antagonismo, 136 - a grupos microbianos indesejáveis, 83 - direto, 174 Antibióticos, 171 Aprimoramento e atualização da revisão, 192 Aspectos terapêuticos, 19 Avaliação crítica dos estudos, 191

B

Bactérias - do ácido láctico - - bioprotetoras para embutidos cárneos fermentados, 106

173 – Probiótico e Prebiótico - cap-17-Indice.indd 199

- - com potencial probiótico em embutidos cárneos, 107 - - como fermentos para embutidos cárneos fermentados, 102 - - morfologia, 2 - - no desenvolvimento de embutidos cárneos fermentados, 101 - lácticas, 1, 154 - - aplicação tecnológica de, 11 - - como vacinas vivas de mucosa, 153 - - como veículos vacinais, 162 - - e aplicação tecnológica de bactérias probióticas, 1 - - modelo das, 157 - - na saúde e nutrição, 154 - - novas e futuras utilizações das, 155 - probióticas - - aos produtos lácteos, adição de, 14 - - e microbiota endógena do homem, 94 Bancos de leite humano, 52 Barreira intestinal, melhora da integridade da, 175 Bifidobacterium, gênero, 9 Biodisponibilidade de minerais, 26 Brochothrix, gênero, 9

C

Cálcio, 38

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Índice

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Prebióticos e Probióticos: Atualização e Prospecção

Capacidade - de antagonismo, 136 - de coagregação, 140 - de imunomodulação, 138 Carboidratos, 22 Carnobacterium, gênero, 9 Células - da resposta imunológica, 146 - epiteliais da mucosa colônica, 23 Cianocobalamina, 25 Citocina, 146 Coagregação, 140 Coleta de dados, 191 Cronobacter sakazakii, 65, 67

D

Deficiência de ferro, 39 Desafios infecciosos ou patológicos, 134 Diarreia(s), 91 - aguda associada a rotavírus, 93 Dieta, probióticos e sistema imunológico, 149 Dissacarídeos, 12 Doença inflamatória intestinal, 73, 83 - característica multifatorial da, 74 - incidência, 74 - modulação da remissão, 78 - recorrência de, 78

E

Efeito - anticarcinogênico, 28 - barreira, 27 - do leite humano pasteurizado no crescimento de bactérias bífidas, 53 - hipolipidêmico, 29 - na encefalopatia portal sistêmica, 31 - na intolerância à lactose, 30 - nutricional, 177 Embutidos cárneos fermentados, 102, 106, 107 Encefalopatia portal sistêmica, 31 Enterite necrótica, 182 Enterococcus, gênero, 4 Enterocolite necrosante, 57 - avaliação da, 59 Etanol, 23 Exclusão competitiva, 174 Expressão gênica de Lactococcus lactis, 158

F

Fermentação, 15 Fermento, 15

173 – Probiótico e Prebiótico - cap-17-Indice.indd 200

Ferramentas genéticas para a produção de proteínas heterólogas em L. lactis, 158 Ferro, 38 Formulação da pergunta, 190 Fórmulas infantis desidratadas, 66 Fruto-oligossacarídeos, 118, 179

G

Gênero - Aerococcus, 5 - Bifidobacterium, 9 - Brochothrix, 9 - Carnobacterium, 9 - Enterococcus, 4 - Lactobacillus, 6 - Lactococcus, 5 - Leuconostoc, 6 - Oenococcus, 6 - Pediococcus, 5 - Streptococcus, 3 - Weissella, 8

H

Hidrogênio, 23

I

IFN-gama, 147, 151 IL-1, 147 IL-12, 147 Imunidade, 145 - inata, 146 Imunomodulação, 138 Infecção intestinal em crianças e recémnascidos, 69 Inovação, 188 Integridade da mucosa, modulação da, 179 Interpretação dos resultados, 191 Intestino, 19 Intolerância à lactose, 30 Inulina, 118, 179 Invenção, 188

L

Lactobacillus, gênero, 6 Lactobacillus delbrueckii ssp. bulgaricus, 7 Lactococcus, gênero, 5 Lactococcus lactis, 157 - controle da expressão gênica de, 158 - genética de, 157 - genoma de, 157 Lactulose, 32

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Leite humano, 49, 58 Leuconostoc, gênero, 6 Linfócitos B e T, 146 Localização e seleção dos estudos, 190

M

Macrófagos, 146 Magnésio, 38 Mananoligossacarídeos, 178 Manutenção da função “barreira”, 84 Mecanismo responsável pelo efeito protetor, 136 Mediadores da resposta imunológica, 146 Melhora da integridade da barreira intestinal, 175 Metanálise, 190 Microbiota - gastrintestinal na nutrição do hospedeiro, 21 - indígena associada ao trato digestório humano, 131 - intestinal, 19, 67 - - do recém-nascido - - - desenvolvimento da, 50 - - - importância da, 51 - - endógena, funções da, 74 - - modulação da, 173, 179 - - Probióticos e, 50 Minerais, biodisponibilidade de, 26 Mineralização óssea, 39 Modelo(s) - animal gnotobiótico, 131, 132, 138 - convencionais, 132 - das bactérias lácticas, 157 Modulação - da integridade da mucosa, 179 - da microbiota intestinal, 173, 179 - do sistema imune, 175, 180 Morfologia do trato gastrintestinal, 176 Mucosa do trato gastrintestinal, 19

N

Neutralização de toxinas, 177 NO, 147 Nutrição otimizada, 37 Nutrientes e sistema imunológico, 145, 148

O

Oenococcus, gênero, 6 Oligossacarídeos, 12

P

Pasteurização, 53 Pediococcus, gênero, 5

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201

Pediococcus halophilus, 5 Plasmídeos de L. lactis, 157 Polissacarídeos, 13 Pós-biótico, 59 - no controle de enterocolite necrosante, 57 Prebióticos, 11, 21, 38, 59, 116, 177, 181 - aspectos terapêuticos de, 19 - doença inflamatória intestinal controle por, 83 - e aumento da biodisponibilidade de minerais, 40 - e doença inflamatória intestinal, 73 - e minerais, 39 - efeitos benéficos dos, 179 - efeitos da ingestão em longo prazo, 43 - efeitos terapêuticos de, 27 - em alimentos, 118 - modulação da remissão e recorrência de doença inflamatória intestinal, 78 - na absorção de minerais, 37 - na alimentação de aves, 171 - na modulação de diarreias, 96 - no controle de diarreias, 91 - no controle de enterocolite necrosante, 57 - prospecção, 195 - revisão sistemática e metanálise como estratégia na implementação de, 187 Probióticos, 11, 21, 38, 132, 172, 180 - aspectos de segurança de, 94 - aspectos terapêuticos de, 19 - e antagonismo à Cronobacter sakazakii, 65 - e aumento da biodisponibilidade de minerais, 40 - e diarreia aguda associada - - a rotavírus, 93 - - à terapia com antibióticos, 92 - e microbiota intestinal, 50 - efeitos benéficos dos, 176 - efeitos da ingestão em longo prazo, 43 - efeitos terapêuticos de, 27 - efetividade do, 95 - em bancos de leite humano, 49 - mecanismos de ação dos, 173 - microrganismos vivos, 95 - modulação da remissão e recorrência de doença inflamatória intestinal, 78 - na absorção de minerais, 37 - na alimentação de aves, 171 - na doença inflamatória intestinal, 73 - na modulação de diarreias, 96 - na reposição da microbiota intestinal, 68 - no controle - - de diarreias, 91 - - de enterocolite necrosante, 57

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Índice

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202

Prebióticos e Probióticos: Atualização e Prospecção

- prospecção, 195 - Revisão sistemática e metanálise como estratégia na implementação de, 187 Produção - de ácidos graxos de cadeia curta, 21 - de proteínas - - dentro dos alimentos, 155 - - em fermentadores, 155 Produto - à base de cevada fermentada (GBF), 82 - fermentado de soja e sistema imunológico, 150 Propiônico, 24 Prospecção, 195

R

Regulação imunológica, estímulo da, 85 Resposta imunológica, mediadores da, 146 Resultados de pesquisas, 180 Revisão sistemática, 190

S

Segurança de probióticos, 94 Simbióticos, 13, 21, 180, 182 - aspectos terapêuticos de, 19 - efeitos terapêuticos de, 27 - na doença inflamatória intestinal, 73 - - controle por, 83 - - na modulação da remissão e recorrência, 78 - no controle de diarreias, 91 - prospecção, 195 - revisão sistemática e metanálise como estratégia na implementação de, 187 Síntese de vitaminas, 25 Sistema imunológico - modulação do, 175, 180 - nutrientes e, 145, 148 - produto fermentado de soja e, 150 Sistemas de expressão e endereçamento celular de proteínas heterólogas, 159

173 – Probiótico e Prebiótico - cap-17-Indice.indd 202

Streptococcus, gênero, 3 Streptococcus thermophilus, 4 Substratos, 22 Supressão da produção de amônia, 177

T

Tecido linfoide associado ao intestino (GALT), 24 TNF-alfa, 147 Tradução, 158 Transcrição, 158 Transporte - paracelular, 39 - transcelular, 39 Trato - digestório com ausência de patogenicidade, 133 - gastrintestinal - - morfologia do, 176 - - mucosa do, 19

U

Utilização e importância industrial das bactérias lácticas, 154

V

Vacinas vivas de mucosa, 153 - construção de, 156 Vetores de clonagem, 158 Vitamina - B12, 25 - K, 25

W

Weissella, gênero, 8

Y

Yacon - como alimento funcional e fonte de prebiótico, 115, 123 - características e composição, 120

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Célia Lúcia de Luces Fortes Ferreira

Integrantes dos alimentos e dos ingredientes funcionais, os probióticos, os prebióticos e

Pós-doutorado em Aplicações Clínicas de Probióticos no Functional Foods Forum (FFF) da Universidade de Turku, Finlândia.

e animal, a partir da ação de microrganismos benéficos. Por isso, os cientistas e a indústria

os simbióticos são suplementos que nutrem e proporcionam vantagens às saúdes humana têm pesquisado cada vez mais os procedimentos adequados para sintetizar tais produtos.

Devido à importância do assunto, Prebióticos e Probióticos – Atualização e Prospecção

Mestre em Ciência dos Alimentos pela Universidade de Wisconsin, Madison, EUA.

surge em nova edição, a fim de promover uma discussão mais aprofundada sobre os

Professora titular no Departamento de Tecnologia de Alimentos da UFV.

aplicação no homem e nos animais; uso em alimentos cárneos e na produção de vacinas; e

Curadora do banco de culturas de interesse para a saúde e para a indústria de alimentos humano e animal, que abriga a Coleção de Culturas da Universidade Federal de Viçosa (UFVCC), MG. Handling editor do periódico FEMS Microbiology Letters com ênfase em microbiota intestinal, probióticos, prebióticos e simbióticos.

Júlia Dubois Moreira

Vitaminas, Minerais e Eletrólitos – Aspectos Fisiológicos, Nutricionais e Dietéticos Maria Eliana Madalozzo Schieferdecker Rubia Daniela Thieme Daniela Barbieri Hauschild

Alimentação Vegetariana – Atualidades na Abordagem Nutricional

aspectos envolvidos. Bactérias lácticas que limitam espécies probióticas, estratégias de mecanismos de ação em diversas situações são alguns dos tópicos abordados. Enfatizamse, também, o papel do yacon como fonte de prebióticos e o de bactérias bífidas na microbiota de recém-nascidos, assim como, o potencial dos probióticos na modulação da Cronobacter sakazakii, na doença inflamatória intestinal, em vários tipos de diarreias, e no manejo de aves. No capítulo final da obra, são relacionados os principais desafios que estimulam as pesquisas na área.

Nesta segunda edição, espera-se que os dados fornecidos aqui estimulem novos esclarecimentos que possibilitem sempre o melhor uso de probióticos, prebióticos e simbióticos para o bem-estar das populações. Sem dúvida, é um trabalho de inestimável valor para estudantes e profissionais que desejam se especializar no tema.

Áreas de interesse Ciência dos Alimentos Nutrição Microbiologia

prebióticos e probióticos

Ex-pesquisadora da Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária (Embrapa) no Centro de Pesquisa em Gado de Leite (CNPGL), Juiz de Fora, MG.

Nutrigenômica

CÉLIA L. L. FERREIRA

Pós-doutorado em Bactérias Probióticas e Anaeróbios no Food Research Institute da Universidade de Wisconsin, Madison, EUA.

Doutora em Ciência dos Alimentos pela Universidade de Oklahoma, Stillwater, EUA.

Outros títulos de interesse

Organizadora

Sobre a Organizadora

Eliana Carla Gomes de Souza Maria Sônia Lopes Duarte Lisiane Lopes da Conceição

prebióticose probióticos

Ciência dos Alimentos – Princípios de Bromatologia Cassiano Oliveira da Silva Érika Maria Marcondes Tassi Grazieli Benedetti Pascoal

Alimentos Funcionais – Componentes Bioativos e Efeitos Fisiológicos, 2a ed.

Neuza Maria Brunoro Costa Carla de Oliveira Barbosa Rosa

ATUALIZAÇÃO E PROSPECÇÃO

Organizadora

CÉLIA L. L. FERREIRA

Saiba mais sobre estes e outros títulos em nosso site: www.rubio.com.br

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