PARADIGMAS DEL USO DE PROBIÓTICOS EN PEDIATRÍA 25/03/2017 PARADIGMAS DEL USO DE PROBIÓTICOS EN PEDIATRÍA Nenna Lung de Martínez MD. Pediatra Nutrióloga Pontificia U. Javeriana – U. El Bosque

DESARROLLO DE LA MICROBIOTA INTESTINAL 25/03/2017 DESARROLLO DE LA MICROBIOTA INTESTINAL preparto nacimiento 4 días 20 días 4-6 meses Influencia en la dieta Inoculación oral con flora intestinal/vaginal materna lactancia materna bifidus- flora dominante aséptico Flora diversa How does the intestinal flora develop? The aseptic gastro-intestinal tract of the fetus is inoculated during birth by the mother’s intestinal and vaginal flora. This leads to a diverse flora of bifidobacteria, enterobacteria, bacteroides, clostridia and gram-positive cocci. After this first inoculation, the flora changes rapidly, presumably under the influence of the diet. In entirely breast-fed infants, the flora is predominantly bifidobacteria, which is possibly caused by selective components that are present in human milk. In contrast, the flora of formula-fed infants is more diverse and does not show the predominance of bifidobacteria. The introduction of solid food leads to the bifidobacteria becoming less predominant in breast-fed infants. At 12 months of age, the anaerobic bacterial population of the large bowel of breast-fed and formula-fed infants begin to resemble the microflora of adults in both number and composition. References: Stark PL, Lee A. J Med Microbiol 1982; 15(2):189-203 Orrhage K, Nord CE. Acta Paediatr 1999; suppl. 430:47-57 Harmsen H et al. J Pediatr Gastroenterol Nutr 2000; 30:61-67 destete: transición de la flora como la del adulto fórmula: flora diversa According to Stark & Lee, 1982; Orrhage & Nord, 1999; Harmsen et al., 2000

MICROBIOTA INTESTINAL Y SALUD 25/03/2017 MICROBIOTA INTESTINAL Y SALUD Fermentación de carbohidratos no digeridos por la flora intestinal (resistente al almidón, pectina, oligosácaridos no digeridos) Síntesis de ácidos y otras sustancias Mantenimiento de la barrera del intestino al promo-ver el crecimiento de células intestinales Balance y maduración del sistema inmune Undigested components of the diet, such as resistant starch, pectin and non-digestible oligosaccharides, provide substrate for the colonic microflora. These substances stimulate the growth and metabolism of the bacteria present, giving rise to several beneficial effects:- synthesis of acids and a resultant reduction in pH, promotion of enterocyte growth which strengthens the gut barrier, stimulation of maturation of the immune system. The overall beneficial effect of these changes is a reduction in colonisation of the colon by pathogenic microorganisms. Redución de patógenos ( Las bacterias residentes previenen la invasión de patógenos en el tracto gastro intestinal)

Microbiota Intestinal 25/03/2017 Microbiota Intestinal 1000 bacterias por gramo 10,000 y 1 millón de bacterias por gramo Entre 100 mil millones y un billón de bacterias por gramo.

COLONIZACIÓN CUANTITATIVA DEL TRACTO GI. 25/03/2017 COLONIZACIÓN CUANTITATIVA DEL TRACTO GI. Recuento total de bacterias (cfu/ml) estómago 0-103 Yeyuno 0-105 Ileon 103-107 Colon 1010-1013 What does the quantitative colonisation of the GI-tract look like? Due to the acidic pH in the stomach its colonisation with bacteria is low with numbers of 0 to 103 CFU per ml. The small intestine constitutes a zone of transition between the sparsely populated stomach and the luxuriant bacterial flora of the colon. The main factors limiting bacterial growth in the upper parts of the small bowel are rapid transit of the contents and the secretion of bile and pancreatic juice. The highest bacterial counts are found in the colon with up to 1013 colony forming units (cfu) per ml gut content. Reference: Simon GL & Gorbach SL. Gastroenterol 1984; 86:174-193 According to Simon & Gorbach, 1984

Absorción de Nutrientes 25/03/2017 Reducido Ácido Clorhídrico Absorción de Nutrientes neurotransmisor Acetilcolina Colina- Complejo B Metabolismo Energía S. Nervioso Central Generar A. Clorhídrico Mantenimiento Mucosa Gástrica. Deficiencia Demencia Depresiones Ataxia Biotina

COMPOSICIÓN DE LA MICROBIOTA INTESTINAL 25/03/2017 COMPOSICIÓN DE LA MICROBIOTA INTESTINAL Efectos patógenos/perjudiciales Funciones promotoras de salud 2 Ps-Aeruginosa Producción patógena de toxinas Diarrea constipación Infecciones Daño Hepático Cancer Encefalopatía Proteus Inhibidores del crecimiento de bacterias perjudiciales Staphylococci Clostridia Veillonellae Estimulación de funciones inmunes Enterococci Producción de carcinógenos E. coli The large intestine can be described as a complex microbial eco-system. It has been recognised for many years that the different species of the intestinal flora may exert beneficial as well as harmful effects on health. The potentially harmful effects comprise the production of pathogenic or toxic substances, potentially resulting in diarrhoea, constipation, liver damage, cancer, encephalopathy and gastro-intestinal putrefaction. The beneficial effects include inhibiting the growth of exogenous and harmful bacteria, stimulation of immune functions, aiding the digestion and absorption of food ingredients and minerals, and the synthesis of vitamins. Whereas some species might exert only harmful effects such as pseudomonas or clostridia, others may have harmful as well as beneficial effects such as E. coli and bacteroides. However, there are also some groups which only have beneficial effects such as lactobacilli and bifidobacteria. The central vertical axis indicates the approximate bacterial counts of different species in adults. Bacteroides and bifidobacteria are the most common species. Reference: Gibson GR, Roberfroid MB. J Nutr 1995; 125:1401-1412 Putrefacción Intestinal 8 Lactobacilli Ayuda en digestion y/o absorción de ingredientes de la comida/ minerales Streptococci Eubacteria Bifidobacteria Síntesis de vitaminas Bacteroides 11 Gibson & Roberfroid, 1994 Number/g faeces (log 10 scale)

ECOSISTEMA INTESTINAL 25/03/2017 ECOSISTEMA INTESTINAL Depende de: Medio ambiente Alimentación Patrimonio genético

FACTORES QUE AFECTAN LA MICROBIOTA INTESTINAL 25/03/2017 FACTORES QUE AFECTAN LA MICROBIOTA INTESTINAL Intrínsecos: Carga genética Fisiología del huésped Nutrición endógena Extrínsecos: Carga microbiana del medio ambiente Hábitos alimentarios Tipo de alimentos Composición de la microflora materna

MODULACIÓN NUTRICIONAL DE LA MICROBIOTA INTESTINAL 25/03/2017 MODULACIÓN NUTRICIONAL DE LA MICROBIOTA INTESTINAL Prebiótico: aumentando el aporte de substratos utilizables por poblaciones endógenas. Probiótico: aumentando el aporte de microorganismos exógenos.

25/03/2017 PROPIEDADES PROTECTORAS DE UNA MICROBIOTA DOMINADA POR BACILLUS CLAUSSI Inhibición de patógenos Activación del sistema inmune Síntesis de vitaminas What is the relevance of the bifido-dominant flora in breast-fed infants? Several health-promoting and protective properties have been attributed to bifidobacteria such as: lowering the pH by production of acids such as acetic and lactic acids, leading to an antibacterial environment, the inhibition of pathogens by the secretion of substances which directly inhibit many other bacteria, activation of the immune system, as described before, production of digestive enzymes such as casein phosphatase and lysozyme, the production of vitamins, largely of the B-group. The overall benefit of these effects is to protect infants from the growth of pathogenic micro-organisms in the intestine during a phase of insufficient immune response. For these reasons, it seems very desirable to also increase the numbers of bifidobacteria in the intestinal flora of formula-fed infants. References: Gibson GR, Roberfroid M. J Nutr 1995; 1256:1401-1412 Koletzko B et al. Br J Nutr 1998; 80 (suppl1):S5-S45 Salminen S et al. Br J Nutr. 1998; 80 (suppl1):S147-S171 Kalliomäki M et al. J Allergy Clin Immunol 2001; 107:129-34 Björksten B et al. J Allergy Clin Immunol 2001; 108: 516-20 Disminución del ph en el ambiente Síntesis de enzimas digestivas

ORIGEN DE LOS PROBIÓTICOS 25/03/2017 ORIGEN DE LOS PROBIÓTICOS Elie Metchnikoff (1.845 - 1.916) “Ciertas células son capaces de engullir cuerpos extraños”. Probiótico: “a favor de la vida”

PROBIÓTICOS 25/03/2017 ”Probióticos son microbios vivos en la comida suplementaria (incluyendo leche fermentada y productos OTC) que afectan benéficamente el huesped al mejorar su balance intestinal microbiano.“ Collins MD, Gibson GR, 1999 Pre- and probiotic supplements are the only efficient methods available to increase the bifidogenicity of infant formulas. What kind of substances are described as pro- and prebiotics? A probiotic is defined as a live microbial food supplement, including fermented milk and over-the counter preparations that contain lyophilised bacteria, that beneficially affect the host by improving its intestinal microbial balance. In other words, live beneficial microorganisms are administered, they remain in a viable form during transit through the gastrointestinal tract and become active on reaching the colon, where appropriate physiochemical conditions for their growth occur. References: Collins MD et al. Probiotics, prebiotics, and synbiotics: approaches for modulating the microbial ecology of the gut. Am J Clin Nutr 1999; 69:1052S-1057S Fuller R. A review: probiotics in man and animals. J Appl Bacteriol 1989; 66:365-738

PROBIÓTICOS: REQUISITOS (I) 25/03/2017 PROBIÓTICOS: REQUISITOS (I) De origen humano No ser patógena No ser sensible a enzimas proteolíticas Ser capaz de vivir en tránsito gástrico No conjugarse con sales biliares Capacidad de adhesión y colonización Adherencia a células epiteliales

PROBIÓTICOS: REQUISITOS (II) 25/03/2017 PROBIÓTICOS: REQUISITOS (II) Sobre vivencia en el ecosistema intestinal Producción de componentes antimicrobianos Permanencia prolongada y estable Inmunoestimulación

INMUNOMODULACIÓN Reconocimiento del antígeno Destrucción del mismo 25/03/2017 INMUNOMODULACIÓN Se basa en tres principios: Reconocimiento del antígeno Destrucción del mismo Regulación del material destruido

FUNCIÓN INMUNOLÓGICA Aumenta actividad fagocítica 25/03/2017 FUNCIÓN INMUNOLÓGICA Aumenta actividad fagocítica Aumenta producción de linfocitos Aumenta actividad de células NK Reduce producción de citoquinas Aumenta producción de Interleuquinas Inhibición de agentes carcinogénicos Incremento de IgA total y específica

FACTORES QUE DISMINUYEN LA POBLACIÓN DE PROBIÓTICOS 25/03/2017 FACTORES QUE DISMINUYEN LA POBLACIÓN DE PROBIÓTICOS Estrés Envejecimiento Antibioticoterapia Quimioterapia y radioterapia Anticonceptivos Alcohol Diarrea intermitente Desnutrición

25/03/2017 PREBIÓTICOS ”UN prebiótico es un ingrediente selectívamente fermentado que permite cambios específicos, tanto en la composición y/o actividad en la microflora gastrointestinal, que confiere beneficios en la salud del huesped.” Gibson GR, Probert HM et al., submitted (2003) The definition of a prebiotic has recently been redefined by Gibson and Probert as a selectively fermented ingredient that allows specific changes, both in the composition and/or activity in the gastrointestinal microflora, that confers benefits upon host well-being and health. This definition is broader than the previous one by Gibson and Roberfroid (1995) which referred only to the specific effects of prebiotics on colonic bacteria. In other words, a prebiotic is a food ingredient which is undigested and serves as a growth substrate for beneficial bacteria in the GI tract, thereby providing one or more health benefits. References: Gibson GR et al. J Nutr, submitted 2003 Gibson GR, Roberfroid MB. J Nutr 1995; 125:1401-1412

SIMBIÓTICOS (ALIMENTOS FUNCIONALES) PROBIÓTICOS + PREBIÓTICOS

PROBIÓTICOS PREBIÓTICOS SIMBIÓTICOS (1.965) PREBIÓTICOS (1.995) SIMBIÓTICOS (2.001)

25/03/2017 COMPONENTES DE UNA NUEVA MEZCLA DE PREBIÓTICOS : GALACTO-OLIGOSACÁRIDOS GOS (I) 90% de la mezcla Cadenas de galactosa con una de glucosa al final 3 a 7 unidades [ ] Gal Gal Glc GOS The first component comprises galacto-oligosaccharides. These are carbohydrates which are built up from galactose and glucose. This fraction consists of a mixture of linear molecules with a chain length of two to six sugar molecules. n = 1-5 Producción: Síntesis enzimática de lactosa

Productos de leche fermentada Alimentos con reducción de lactosa 25/03/2017 COMPONENTES DE UNA NUEVA MEZCLA DE PREBIÓTICOS: GALACTO-OLIGOSACÁRIDOS GOS(II) Efecto comprobado probiótico Inocuo para el consumo humano Fuentes naturales de GOS: Galacto-oligosaccharides are consumed by infants in several naturally occurring forms. They are components of human milk and are also by products of lactose hydrolysis in fermented milk and milk products. Therefore, they are a natural part of the human infant diet. Leche humana Productos de leche fermentada (e.g. yoghurt) Alimentos con reducción de lactosa

25/03/2017 COMPONENTES DE UNA NUEVA MEZCLA DE PREBIÓTICOS: FRUCTO-OLIGOSACÁRIDOS FOS (II) Comprobado efecto prebiótico Inocuo para el consumo humano Fuente natural de FOS: Fructo-oligosaccharides are natural storage carbohydrates present in many plants such as chicory, banana, wheat and leeks. These oligosaccharides are therefore natural food components. Achicoria Bananos Trigo Puerro

PRINCIPALES FUNCIONES DE LA MICROBIOTA INTESTINAL 25/03/2017 PRINCIPALES FUNCIONES DE LA MICROBIOTA INTESTINAL TRÓFICAS Control de la proliferación y diferenciación de células epiteliales; desarrollo y homeostasis del sistema inmunitario. PROTECTORAS Protección contra patógenos (el Efecto Barrera). METABÓLICAS Fermentación de los residuos alimentarios no digeridos y moco endógeno: recuperación de energía en forma de ácidos grasos de cadena corta, producción de vitamina K, absorción de iones.

AGENTES BIOTERAPÉUTICOS 25/03/2017 AGENTES BIOTERAPÉUTICOS CARACTERISTICAS DE LOS PROBIÓTICOS Propiedades no Patógenas Resistencia a Productos tecnológicos Viabilidad en Productos Comerciales Estable en secreciones gástricas y biliares Adherencia al epitelio intestinal Producción de sustancias antimicrobianas Influir en las actividades metabólicas

AGENTES BIOTERAPÉUTICOS 25/03/2017 AGENTES BIOTERAPÉUTICOS TIPO DE PROBIÓTICOS Naturales: Presentes en la alimentación; Yogurt suero de leche (fermentados) Comercializados Suplementos alimenticios que contienen probióticos Productos medicinales Agentes bioterapéuticos

PROBIÓTICOS NATURALES: Lácteos fermentados Bífido bacterias 25/03/2017 PROBIÓTICOS NATURALES: Lácteos fermentados Bífido bacterias Lactobacilus acidófilos y Bulgaris Estreptococos lactus y cremoris Bacillus Clausii BACTERIAS VIABLES:

AGENTES BIOTERAPÉUTICOS 25/03/2017 AGENTES BIOTERAPÉUTICOS PROBIÓTICOS QUE SE USAN EN MEDICINA CARACTERÍSTICA DE LOS BIOTERAPÉUTICOS. Efectos terapéuticos Efectos múltiples: Inhibición de adhesión de patógenos Inmuno moduladores Competencia con las toxinas (Por los receptores) (Por los nutrientes)

AGENTES BIOTERAPÉUTICOS 25/03/2017 AGENTES BIOTERAPÉUTICOS PROBIÓTICOS QUE SE USAN EN MEDICINA TIPOS DE AGENTES BIOTERAPÉUTICOS: . Bacterianos . No bacterianos Bacillus Clausii Enterococcus Faeciun Lactobacilos acidophilus Lactobacilos acidophilus OCT Streptococcus lactis Lactubacilos OCT Bifidobacterium longumy Bacterianos:

EFICACIA DE LOS PROBIÓTICOS 25/03/2017 EFICACIA DE LOS PROBIÓTICOS RECOMENDACIÓN DE GRADO A (Datos de nivel 1A) Tratamiento de la diarrea infecciosa aguda en niños Prevención de la diarrea asociada a los antibióticos Prevención de la diarrea nosocomial y adquirida en niños Diarrea en niños Tratamiento de la mal absorción de lactosa RECOMENDACIÓN DE GRADO A (Datos de nivel 1B) Prevención de la infecciones del postoperatorio Prevención y gestión de las enfermedades atópicas pediátricas RECOMENDACIÓN DE GRADO B (Datos de nivel 2B) Prevención de la diarrea del viajero Prevención de la sepsis asociada a la pancreatitis aguda Mantenimiento de la remisión de la colitis ulcerosa Reducción del colesterol en sangre

BACILLUS CLAUSII PRINCIPIO ACTIVO: 25/03/2017 BACILLUS CLAUSII PRINCIPIO ACTIVO: Microorganismo gram positivo, aerobio estricto, con tolerancia alcalina (capacidad de crecer a un ph = 7 y superior), no patógeno y ubicuo, encontrándose incluso en el intestino humano. Puede existir en forma de esporas resistente a condiciones físicas y química adversas. 80% de sujeto sanos (heces) 104107 x gr. de heces

ESPORAS DE BACILLUS CLAUSII LA ESPORA ES UN TIPO DE CÉLULA MUY RESISTENTE EN UNA ETAPA O FASE DE LATENCIA

PROPIEDADES DEL BACILLUS CLAUSII 25/03/2017 PROPIEDADES DEL BACILLUS CLAUSII Capaz de colonizar y sobrevivir en el tracto gastrointestinal. Produce inhibición en la adherencia de bacterias patógenas. Produce sustancias antimicrobianas. Resistente a diversos antibióticos y al mismo tiempo no trasmite esta resistencia a gérmenes patógenos. Tiene efecto inmunomodulador.

ESPORAS BACTERIANAS (BACILLUS CLAUSII) 25/03/2017 ESPORAS BACTERIANAS (BACILLUS CLAUSII) PROPIEDADES Resistencia al ácido: Sobrevive a la exposición de jugos gástricos naturales y artificiales. Resistencias a sales biliares. Resistencia al calor.

CARACTERÍSTICAS GENERALES 25/03/2017 BACILLUS CLAUSII CARACTERÍSTICAS GENERALES CRECIMIENTO Entre 20°c- 45 °c en medio líquido 50°c en medio sólido Óptimo 35 °c- 40 °c No crecen ≥ 55 °c PH 7 (39 MIN) PH 8 (30 MIN) PH 9 (37 MIN) PH 10 (41 MIN) ALCALITOLERANTE Senesi S et al. Appl Env Microbiol 2001; 67: 834-839

BACILLUS CLAUSII CARACTERÍSTICAS GENERALES 25/03/2017 BACILLUS CLAUSII CARACTERÍSTICAS GENERALES Cuatro cepas: O/C N/R T SIN Cloramfenicol Novobiocina- Rifampicina Tetraciclina Neomicina-Estreptomicina Senesi S et al. Appl Env Microbiol 2001;67: 834-839

INDICACIONES Diarrea infecciosa Diarrea del viajero 25/03/2017 INDICACIONES Diarrea infecciosa Diarrea del viajero Diarrea secundaria a antibióticos Trastorno inflamatorio intestinal Colon irritable Deficiencia de lactasa Reducción de colesterol Enfermedad Alérgica Infección por H. Pylori Pancreatitis ?

Infección por H. Pylori Efectos de los Probioticos 25/03/2017 Efectos de los Probioticos Nista y col. Evidenciaron: Uso concomitante del B. Clausii con el Tto. Tri/ Tetra conjugado para H. Pylori reducía los síntomas como: Diarrea, nausea, dolor epigástrico y alteración del apetito, incrementando la tasa de éxito en la adherencia al tto. y la eliminación del H. Pylori. Ejerce competencia directa con los receptores del H. Pylori. Estimulación la producción de mucina y estabiliza la función de barrera de la membrana. Modifica la respuesta inflamatoria causada por H. Pylori. Modula la secreción de sustancia y reducen la actividad inflamatoria gástrica. Aumenta la expresión de la Ig A de la mucosa.

Evidencia basada en metaánalisis con B. Clausii 25/03/2017 Evidencia basada en metaánalisis con B. Clausii Estudio DIAMANTE (Diseases Infections Analisis Microflora Antibiotic Effect)- Fase Selección de pacientes. Objetivo: Probar la seguridad en el uso de B. Clausii y determinar las recomendaciones especificas de dosis e intervalo de uso en niños y adultos. Estudio MacFarland y col. Finalizado, en el cual se evaluó evidencia del uso de varias Cepas de Probioticos en diarrea asociada al C. Difficile. Conclusión: Ayuda a optimizar el tto. de la diarrea y previene la recurrencia de la Infección. Ciprandi y col. Enfermedades alérgicas en niños. Evaluación del patrón de citokinas expresadas en las secreciones respiratorias. Conclusión: Disminución notable de los niveles de IL 4. Interferón, factor de crecimiento transformador e Interleucinas.

Evidencia basada en metaánalisis con B. Clausii Síndrome de intestino irritable: O´Mahony y col. y Whorwel y col. han Realizado dos estudios clínicos amplios: Demostraron mejoría en todos los síntomas del SCI y la frecuencia de la defecación, debido a la relación directa con los mecanismos inmunes de los niveles de IL-10 EFFESO (Efficacy Enterogermina Small Intestinal Bacterial Overgrowth) Fase selección de pacientes. Objetivo: Eficacia del B. Clausii asociado al metronidazol con el fin de disminuir la traslocación bacteriana intestinal.

BACILLUS CLAUSII CONTRAINDICACIÓN: HIPERSENSIBILIDAD CONOCIDA A SU COMPOSICIÓN. PRECAUCIÓN: DURANTE LA ANTIBIOTICOTERAPIA, ADMINISTRARLO EN EL INTERVALO DE DOS DOSIS.

BACILLUS CLAUSII NO SE CONOCEN. NO ESTÁ CONTRAINDICADO. NO INTERFIERE. INTERACCIÓN: NO SE CONOCEN. EMBARAZO Y LACTANCIA: NO ESTÁ CONTRAINDICADO. CAPACIDAD DE CONDUCCIÓN: NO INTERFIERE.

BACILLUS CLAUSII EFECTOS INDESEADOS: NO SE HAN REPORTADO. SOBREDOSIS: NO SE HAN DESCRITO.

BACILLUS CLAUSII

25/03/2017 CONCLUSIONES Por sus características biológicas Bacillus Clausii es una alternativa eficaz y segura en el tratamiento o prevención de la diarrea por antibióticos Las evidencias hasta ahora sugieren que Bacillus Clausii probablemente tenga una influencia positiva en todas aquellas entidades relacionadas con desequilibrio en la microflora intestinal: * sobrecrecimiento bacteriano (intestino irritable, síndrome intestino corto, trastornos en la motilidad intestinal)

RECOMENDACIÓN DE ESPGHAN 25/03/2017 RECOMENDACIÓN DE ESPGHAN ESPGHAN:European Society of Pediatric Gastroenterology, Hepatology and Nutrition Committee on Nutrition. Agostoni C, Axelsson I, Bregger C, et al. Probiotic bacteria in dietetic products for infants: a commentary by the ESPGHAN Committee on Nutrition. J. Pediatr Gastroenterol Nutr 2004;38(4):365-74

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