Probiotyki

Mikroflora endogenna jelita człowieka reprezentowana jest przez 400-700 gatunków bakterii komensalnych

96-99% – beztlenowce

  •  Bacteroides fragilis, Bacteroides sp., Bilpohila micron, Porphyromonas sp., Fusobacterium sp., Peptostreptococcus sp, Peptococcus sp., Clostridium perfringens, Clostridium difficile, Eubacterium sp., Bifidobacterium sp.

 

2-4% bakterie tlenowe i względnie beztlenowych

  •  pałeczki Gram-ujemne należące do rodziny Enterobacteriaceae (z wyjątkiem bakterii patogennych), Lactobacilius sp., ziarniaki gramdodatnie z rodzaju Enterococcus (paciorkowce kałowe), Staphylococcus epidermidis, Streptococcus α-hemolizujące, Corynebacterium sp., Staphylococcus aureus (śladowo), Candida sp. (śladowo), Pseudomonas aeruginosa (przejściowo).

 

Ważnym elementem dla prawidłowego funkcjonowania ekosystemu przewodu pokarmowego jest zachowanie właściwych proporcji między trzema zasadniczymi grupami drobnoustrojów: bakterii tlenowych i beztlenowych oraz bakterii z rodzaju Lactobacillus i Bifidobacterium.

Stosunek bakterii beztlenowych do tlenowych wynosi 10:1, natomiast w jelicie grubym zdrowego człowieka proporcje te są znacznie wyższe, gdzie (przykładowo) stosunek Bacteroides fragilis (bezwzględny beztlenowiec) do E. coli (względny beztlenowiec) wynosi 1000:1. Prawidłowe funkcjonowanie ekosystemu przewodu pokarmowego zależy od zachowanie właściwych proporcji między trzema grupami drobnoustrojów:

Przewód pokarmowy noworodka już w kilka godzin po porodzie zasiedlany jest bakteriami pochodzenia matczynego, wśród których w pierwszej fazie dominuje E. coli, a w następnej kolejności bakterie z rodzaju Lactobacillus. U dzieci karmionych piersią zaczynają dominować bakterie z rodzaju Bifidobacterium. Dopiero około drugiego roku życia mikroflora jelitowa tworzy skomplikowany ekosystem jelitowy, ukształtowany podobnie jak u osoby dorosłej, z przewagą bakterii bezwzględnie beztlenowych z rodzaju Bacteroides.

Definicje probiotyku:

definicja wg WHO

„żywe mikroorganizmy, które podawane w odpowiednich ilościach wywierają korzystne działanie w organizmie gospodarza”

 

Produkt probiotyczny musi zawierać w 1g 10 mln jednostek Bifidobacterium lub 100 mln jednostek Lactobacillus

Probiotyki możemy podzielić na:

- probiotyki spożywcze – poprawiają funkcjonowanie przewodu pokarmowego, natomiast ich właściwości lecznicze są wątpliwe

probiotyki medyczne – ich właściwości lecznicze są potwierdzone naukowo

 

Rolę odkrywcy bakterii probiotcznych można przypisać rosyjskiemu zoologowi i mikrobiologowi Miecznikowi, który wykazał, że spożywanie jogurtów i kefirów korzystnie wpływa na zdrowie dzięki zawartym w nich bakteriom fermentacji mlekowej.

 

Cechy idealnego probiotyku to:

  •  oporność na działanie kwaśnego pH żołądka i soli żółci
  •  zdolność do adhezji do komórek nabłonka jelita
  •  zdolność do kolonizacji przewodu pokarmowego człowieka
  •  produkcja substancji antybakteryjnych
  •  dobry wzrost
  •  wykazywanie korzystnych właściwości na zdrowie człowieka

11 gatunków z rodzaju Lactobacillus oraz 4 gatunki rodzaju Bifidobacterium są stosowane są jako probiotyki. Oprócz tych bakterii jeden gatunek z rodzaju Streptococcus tj. S. thermophilus oraz drożdże Saccharomyces boulardii (wchodzi w skład Enterolu) znalazły również zastosowanie w leczeniu różnego rodzaju dolegliwości związanych z zaburzeniem prawidłowej flory jelita.

Mówiąc o probiotykach należy wspomnieć o prebiotyku i symbiotyku, otóż:

probiotyk + prebiotyk = symbiotyk

prebiotyk – substancja lub zespół substancji sprzyjających rozwojowi symbiotycznej, naturalnej mikroflory układu pokarmowego, ułatwiających zasiedlenie przewodu pokarmowego przez pożyteczne mikroorganizmy (definicja wg Gibsona i Roberfroida, 1995).

 

Do prebiotyków należą:

  • polisacharydy (gł. fruktooligosacharydy, FOS) pochodzenia roślinnego, ale również niektóre składniki mleka i jego przetworów.

Prebiotyki muszą spełniać następujące warunki:

  •  nie ulegać hydrolizie ani wchłanianiu w jelicie cienkim,
  •  stanowić selektywny substrat dla jednego lub ograniczonej liczby pożytecznych gatunków bakterii,
  •  powinny stymulować rozwój korzystnej dla zdrowia flory przewodu pokarmowego,
  •  powinny powodować wystąpienie korzystnych dla gospodarza skutków miejscowych w świetle przewodu pokarmowego.

 

Przykład prebiotyku: inulina – wchodzi w składach chem. ~ 36 tys. gatunków roślin; odkryta w korzeniu omanu – Radix Inulae (Inula helenium L.), ale obecna w korzeniu cykorii Radix Cichorii (do 60%), korzeniu mniszka – Radix Taraxaci (do 40%), bulwach słonecznika bulwiastego – topinambur – Tuber Helanthi tuberosi (40-50%).

Inulina – polimer b-D-fruktofuranozy z niewielkim udziałem D-glukozy (fruktan).

Produkt spożywczy łączące w sobie cechy pro- i prebiotyczne są określane mianem symbiotyku albo żywności funkcjonalnej.

Jeśli chodzi o taksonomię to bakterie rodzaju Lactobacillus (poznano 56 gatunków) należą do typu Firmicutes, natomiast baterie rodzaju Bifidobacterium (i tu znamy 30 gatunków) należą do typu Actinobacteria.

Właściwości probiotyków:

  • produkcja witaminy PP, kwasu foliowego, witaminy H i witaminy B6
  •  produkcja związków metabolizowanych przez komórki nabłonka jelita
  •  skracanie czasu nosicielstwa pałeczek Salmonella
  •  redukcja wzrostu H. pylori
  •  przywracanie równowagi naturalnej mikroflory jelitowej, np. po kuracji antybiotykowej
  •  leczenie i zapobieganie biegunkom
  •  uczestnictwo w obniżaniu poziomu złego cholesterolu LDL
  •  wpływ na obniżenie produkcji fibrynogenu, którego nadmiar we krwi przyczynia się do powstawania zakrzepów, powodujących np. zawał serca
  •  poprawa mechanizmów obronnych śluzówkowych i systemowych
  •  działanie przeciwzapalne
  •  podnoszenie odporności organizmu
  •  modulacja nieprawidłowej reakcji na pokarm (alergia pokarmowa)
  •  łagodzenie objawów nietolerancji laktozy
  •  zapobieganie nowotworom (w określonym zakresie)

 

Właściwości kwasu mlekowego:

  •  przyspiesza trawienie białek mleka
  •  zwiększa wchłanianie wapnia, żelaza,

fosforu i innych pierwiastków

  •  pobudza wydzielanie soków żołądkowych
  •  przyspiesza perystaltykę jelit

 

Mechanizm działania probiotyków:

Oddziaływania typu probiotyk – patogen (antagonistyczne)

ü   Konkurencja o substraty metaboliczne niezbędne do wzrostu

np. bakterie rodzaju Lactobacillus mogą skutecznie wypierać enterokokki wytwarzające toksyny ponieważ obydwie grupy drobnoustrojów metabolizują laktozę

ü   Konkurencja o receptory gospodarza (miejsce adhezji) – więcej na ten temat później

ü   Produkcja substancji hamujących wzrost konkurentów

    Do tych substancji należą:

     związki niespecyficzne – kwasy ograniczne (kwas mlekowy, octowy, mrówkowy, propionowy), krótkołańcuchowe kwasy tłuszczowe

     związki specyficzne – proteazy, bakteriocyny

L. acidophilus jest producent laktacyny B i acidolinu, związki te hamują wzrost enteropatogennych bakterii

 

Oddziaływania typu probiotyk – prawidłowa mikroflora jelita (symbiotyczne)

ü   Syntrofia – dostarczanie substratów dla sprzymierzeńców

końcowe produkty fermentacji mlekowej wykorzystywane przez inne, przyjazne bakterie

ü   Tworzenie nowych miejsc adhezji

np. wytwarzanie zewnątrzkomórkowych polisacharydów oferujących nowe miejsca przyczepu dla pożytecznych bakterii

ü   Zmiany warunków środowiskowych

środowisko bardziej przyjazne dla niektórych szczepów

 

Oddziaływania typu probiotyk – organizm gospodarza (symbiotyczne)

ü   Produkcja metabolitów wykorzystywanych przez gospodarza

Kom. jelita człowieka należą do najszybciej dzielących się w całym organizmie; cechują się dużą aktywnością metaboliczną; produkty końcowe metabolizmu fermentacyjnego czyli mleczan, octan, propionian czy diacetyl dostarczają jeszcze sporo energii dla enterocytów (zw. te są spalane w mitochondrialnym cyklu Krebsa)

Bakterie probiotyczne mogą wspomagać trawienie, chodzi o związki, z którymi nie radzą sobie nasze enzymy trawienne

ü   Unieszkodliwianie toksyn, karcynogenów

Bakterie probiotyczne produkują enzymy, które neutralizują karcynogeny, radzą sobie również z reaktywnymi formami tlenu potencjalnie mutagennymi tj. wytwarzają katalazy i dysmutazy nadtlenkowe; inne enzymy np. transferaza glutationowa utrudnia wchłanianie karcynogenów poprzez sprzęganie ich z tripeptydem; wiele enzymów bakteryjnych (proteaz) jest w stanie trawić otoczki białkowe wirusów np. rotawirusów, które często odpowiadają za biegunki u ludzi

proteza S. boulardii jest w stanie trawić toksynę Clostridium difficile odpowiadającą m. in. za uporczywe biegunki u ludzi po antybiotykoterapii

ü   Poprawa perystaltyki jelit

Propionian wytwarzany przez bakterie nasila ruchy mięśniówki jelita, z tego może również wynikać potencjalne działanie przeciwnowotworowe ponieważ szybsza perystaltyka to krótszy okres kontaktu karcynogenów z szybko dzielącymi się enterocytami

ü   Utrzymanie prawidłowej gospodarki wodnej

ü  Modulacja odpowiedzi obronnej gospodarza

Bakterie probiotyczne wpływają na układ immunologiczny przez aktywacje tkanki limfatycznej, związanej z błonami śluzowymi układu pokarmowego.

Probiotyki:

  • stymulują produkcję przeciwciał wydzielniczych IgA,
  • uszczelniają barierę jelitową,
  • aktywują produkcję cytokin regulujących odpowiedź zarówno pozapalną jak i proalergiczną.

 

Ciekawostki:

  • W większości krajów Europy Zachodniej oraz w USA roczne spożycie mlecznych napojów fermentowanych wynosi ok. 10-20 kg/osobę, w krajach skandynawskich prawie 40 kg, natomiast w Polsce zaledwie 2-3 kg.
  •  U noworodków bifidobakterie są jedną z pierwszych grup mikroorganizmów, które kolonizują przewód pokarmowy. Niemowlęta karmione mlekiem krowim mają około dziesięciokrotnie mniej tych bakterii.
  •  Probiotykami wzbogaca się paszę dla zwierząt gospodarskich.
  •  Probiotyki stanowią dodatek do diety koni wyścigowych.
  •  Organizm człowieka zawiera 10 razy więcej bakterii niż wszystkich komórek budujących ciało.