Rejestracja

Please leave these two fields as-is:
UWAGA: Prosimy o rozwiązanie prostego równania matematycznego!
zamknij

Zaloguj się

Zapomniałeś hasła?

Jeżeli nie pamiętasz swojego hasła, wyślemy Ci nowe - wystarczy skorzystać ze specjalnego formularza
Przypomnij mi hasło

Zarejestruj się
Napisano: 24 listopada 2016

Liczba komentarzy: 0
Przyjazne mikroby – co warto wiedzieć o probiotykach

Autor wpisu
magister Martyna Franczuk
magister Martyna Franczuk

Dbają o nastrój, prawidłową sylwetkę, a nawet mogą przedłużać życie. Wraz z rozwojem mikrobiologii zaczęliśmy nie tylko wygrywać z groźnymi zarazkami, ale też likwidować nasz dobroczynny mikroinwentarz. Nowe badania pokazują, że czas w końcu zadbać o symbiotyczne bakterie.

Probiotykami nazywamy mikroorganizmy wywierające korzystny wpływ na funkcjonowanie i stan zdrowia człowieka. Tym samym pojęciem określa się również preparaty zawierające drobnoustroje o właściwościach probiotycznych, w zdefiniowanych dawkach, wpływające na skład mikroflory określonej części ciała i wywierające w miejscu działania korzystne efekty. Definicja ta może zostać rozszerzona, ponieważ badania naukowe prowadzone na modelach zwierzęcych wskazują, że efekty zdrowotne są obserwowane również po podaniu ekstraktów, czy materiału genetycznego probiotycznych mikroorganizmów[1]. Termin został wprowadzony przez noblistę Ilyę Metchnikoffa, który przypisywał długowieczność mieszkańców Półwyspu Bałkańskiego spożywaniu dużych ilości jogurtu[2]. Jako pierwszy w 1907 roku zaproponował, by leczyć przez zastępowanie szkodliwej mikroflory tą użyteczną[3].

Na rynku polskim probiotyki dostępne są w postaci  leków, suplementów diety oraz żywności funkcjonalnej. Do mikroorganizmów probiotycznych zaliczane są głównie bakterie kwasu mlekowego (LAB), do których należą rodzaje Lactobacillus, Bifidobacterium, Lactococcus, Leuconostoc. W jogurtach, kefirach i suplementach diety najczęściej można spotkać właśnie te mikroorganizmy w towarzystwie Streptococcus thermophilus i drożdży.

Kefir mleczny jest najbogatszym źródłem organizmów probiotycznych na rynku spożywczym. Foto: Martyna Franczuk©

Kefir mleczny jest najbogatszym źródłem mikroorganizmów probiotycznych na rynku spożywczym. Foto: Martyna Franczuk©

Zapomniany organ

Wielkoskalowe metagenomowe projekty, takie jak Human Microbiome Project pozwalają ugruntować rolę mikrobiomu w kształtowaniu zdrowia ludzkiego.

Łączna pula genów mikroorganizmów zasiedlających układ pokarmowy ponad stupięćdziesięciokrotnie przewyższa liczbę genów człowieka.  Ze względu na tak imponujące statystyki coraz częściej mikroflora przewodu pokarmowego nazywana jest „zapomnianym organem”.

Układ pomiędzy probiotycznymi szczepami a człowiekiem ma charakter mutualizmu, co oznacza, że zarówno jedna, jak i druga strona czerpie z niego korzyści. Z punktu widzenia człowieka mikrobiom jest ważnym czynnikiem wspomagającym kształtowanie się naturalnych mechanizmów odpornościowych, reguluje perystaltykę jelit, homeostazę barier w świetle jelita, absorpcję składników odżywczych i tłuszczu.

Pomiędzy organizmem człowieka a jego mikroflorą zachodzi komunikacja bilateralna: mikrobiom reguluje funkcjonowanie centralnego układu nerwowego (CNS), a on z kolei wpływa na skład mikroflory poprzez działania skierowane na układ pokarmowy – stąd np. chroniczny stres ma tak zgubny wpływ na florę. W trakcie narażenia na długotrwały stres maleje frakcja dobroczynnych bakterii, a wzrasta liczba niebezpiecznych bakterii z rodzaju Clostridium. Badania wskazują na znaczne zmiany w składzie flory fizjologicznej w wielu związanych ze stresem chorobach psychicznych, np. depresji, czy autyzmie [4].

Okazuje się, że bakterie żyjące w naszym układzie pokarmowym mają zdolność do syntezy ludzkich neurotransmiterów. Badacze z Irlandii dowiedli, że bakterie jelitowe z rodzajów Bifidobacterium i Lactobacillus syntezują duże ilości inhibitorowego neuroprzekaźnika GABA [5]. Późny horyzontalny transfer genów może wyjaśniać istnienie genów zaangażowanych w produkcję cząsteczek sygnałowych ważnych z punktu widzenia fizjologii organizmu ludzkiego. Prawdopodobnie cząsteczki, których bakterie używały do komunikowania się między sobą, z biegiem czasu uległy modyfikacji i stały się cząsteczkami sygnałowymi, na które odpowiadają receptory znajdujące się w komórkach ludzkiego organizmu. W podobny sposób na mikrobiom oddziałują cząsteczki powstałe w organizmie gospodarza. Przykładowo w szczepie Escherichia coli O157:H7, kinaza sensorowa QseC jest bakteryjnym receptorem reagującym na działanie epinefryny lub norepinefryny z ciała gospodarza, które z kolei aktywują transkrypcję genów wirulencji[6].

Skład mikrobiomu jest indywidualny dla każdej osoby. Zakłada się, że skład flory fizjologicznej częściowo determinują czynniki genetyczne. Inną składową, mającą wpływ na mikrobioróżnorodność jest dieta. Charakterystyczne dla diety wysokobiałkowej i wysokotłuszczowej jest występowanie bakterii z rodzaju Bacteroides spp., natomiast u osób preferujących posiłki bogate w węglowodany przeważa rodzaj Prevotella spp.  Na tej podstawie wyróżniono dwa różne enterotypy. Nowsze badania krytykują ten podział, uznając go za zbyt tendencyjny i ograniczony [7]. Pozostałe czynniki mające również znaczenie w kształtowaniu indywidualnego mikrobiomu to przebyte antybiotykoterapie, choroby, infekcje i wiek.

Alternatywa dla antybiotykoterapii?

Probiotyki ograniczają wzrost drobnoustrojów chorobotwórczych w żywym organizmie przez utrudnianie im przylegania do nabłonka jelitowego i konkurencję o substancje odżywcze. Dodatkowo, unieczynniają bakteryjne toksyny. Produkują substancje ograniczające aktywność patogenów, tj. bakteriocyny lub kwasy organiczne (mlekowy, octowy, czy masłowy). Zgodnie z zaleceniami Światowej Organizacji Zdrowia bakterie probiotyczne powinny produkować kwas mlekowy, w tym ponad 50% tego produktu powinien stanowić jego izomer L(+). Kwas ten jest całkowicie metabolizowany przez organizm ludzki, a zakwaszenie treści jelitowej, czy wnętrza pochwy sprzyja utrzymaniu prawidłowego składu jakościowego mikroflory tych miejsc. Kwas octowy ma jeszcze większą „siłę rażenia” niż kwas mlekowy. Inne kwasy organiczne powstają w niewielkich ilościach i działają wspomagająco [1].

Często bakterie probiotyczne „łączą swoje siły” w preparatach wieloskładnikowych, wykazując większą efektywność działania. Każdy produkt powinien być sprawdzony pod względem wzajemnego oddziaływania zawartych w nim mikroorganizmów. Aktywność przeciwdrobnoustrojową probiotyków określa się w stosunku do szczepów referencyjnych.

Doktor Dash, były dyrektor oddziału FDA w Południowej Dakocie (lata 1973-1979) twierdzi, że probiotyki są równie skuteczne, co efektywna dawka antybiotyku, ale w odróżnieniu od leków nie wykazują tak szkodliwych efektów ubocznych [8].

Rozwój rynku antybiotyków spowodował zarzucenie badań nad probiotykami. Obecnie, w dobie nadużywania środków przeciwdrobnoustrojowych, problemem stają się wielolekooporne szczepy patogennych mikroorganizmów. Bakterie szybciej nabywają oporność niż odkrywane są nowe substancje o działaniu przeciwbakteryjnym. Naukowcy gorączkowo powrócili do badań alternatywnych form leczenia: terapii fagowej, autoszczepionek i probiotyków.

Lactobacilli z ziaren kefiru wodnego otoczone wielocukrem, który produkują. Foto: Martyna Franczuk©

Lactobacilli z ziaren kefiru wodnego otoczone wielocukrem, który produkują. Foto: Martyna Franczuk©

Wybierz to, co dla ciebie najlepsze

W 1974 roku w Stanach Zjednoczonych powołano Narodowy Komitet ds. Oceny Bezpieczeństwa i Efektywności Probiotyków, w skład którego wchodzili przedstawiciele środowisk akademickich, przemysłu, chemików, przedstawicieli władz i prawników.

Zgodnie z ustaleniami tej komisji szczep mikroorganizmu można uznać za probiotyczny, jeżeli spełnia standardy bezpieczeństwa, produkcji, podawania i zastosowania, przetrwania oraz kolonizacji[8].

Nad jakością i sposobem oznakowania czuwa stowarzyszenie IPA (International Probiotic Association).

Podczas selekcji szczepów probiotycznych mikroorganizmy skriningowane są pod względem aktywności przeciwdrobnoustrojowej. Działanie probiotyczne zależy od szczepu, dawki i formy podania. Szczepy należące do tego samego gatunku mogą wykazywać zróżnicowane efekty działania, dlatego istotne jest, by kupując probiotyk zwracać uwagę na pełny opis zawartych w nich mikroorganizmów. Na przykład L.casei DN-114 001 hamuje wzrost H. pylori, podczas gdy L.casei rhamnosus Lcr35 jest stosowany w leczeniu zaparć[1]. Należy rozgraniczyć probiotyki wpływające na ogólną poprawę stanu zdrowia (te zawarte w żywności) od produktów leczniczych. Wybieramy probiotyki zgodnie z naszymi potrzebami terapeutycznymi!

WHO zaleca, by wykorzystany w preparacie szczep był zdeponowany w międzynarodowych kolekcjach mikroorganizmów. Mało tego, jego tożsamość powinna być potwierdzona metodami fenotypowymi i genotypowymi (hybrydyzacja DNA-DNA, sekwencjonowanie 16S rRNA). Na opakowaniu powinny się znaleźć tylko aktualne nazwy mikroorganizmów.

Częstą przyczyną zmian zachodzących w składzie mikrobiomu jelitowego są naturalne procesy. Przesuwanie się treści pokarmowej powoduje oderwanie się słabo przytwierdzonych bakterii, bądź skrawków nabłonka wraz z zasiedlającymi go drobnoustrojami. W ten sposób tworzą się nowe miejsca gotowe do zasiedlenia. O możliwościach adhezyjnych komórek bakteryjnych decydują właściwości fizykochemiczne: hydrofobowość i ładunek powierzchniowy oraz obecność struktur biologicznych: rzęsek, fimbrii, białek i wielocukrów powierzchniowych [1].

Zależy nam, by mikroorganizmy o dobroczynnym działaniu dotarły do miejsca, w którym mają do wykonania swoje zadanie, dlatego istotną cechą probiotyków jest oporność na działanie kwasu żołądkowego i soli żółci tak, by mogły przetrwać podróż przez układ pokarmowy i dotrzeć do jelita [8].

Na opakowaniu musi znaleźć się informacja o minimalnej ilości żywych komórek. CFU (ang. colony forming units) czyli liczba jednostek tworzących kolonie oznacza po prostu ilość komórek zawartych w preparacie, z których po wysianiu na podłoże stałe powstaną widoczne kolonie. Minimalna dawka terapeutyczna wynosi od 106-109 do 108-1010 CFU dziennie (w zależności od szczepu )[9]. Minimalna długość stosowanej terapii powinna wynosić 5 dni, jednak w większości przypadków, aby uzyskać efekt terapeutyczny należy stosować probiotyki przez kilka tygodni albo nawet miesięcy.

Często słyszę pytanie o przyjmowanie probiotyków z antybiotykami. To w końcu „3 godziny po”, czy razem? Większość probiotyków jest niestety wrażliwa na działanie antybiotyków, stąd zaleca się ich przyjmowanie w odstępie od dawki leku. Jedynym wyjątkiem są preparaty zawierające (wyłącznie!) tropikalny szczep Saccharomyces boulardii, naturalnie oporny na większość antybiotyków.

Czy dobre znaczy bezpieczne?

Drobnoustroje wykorzystywane do produkcji probiotyków powinny posiadać status GRAS (generally recognized as safe) i nie wywoływać efektów toksycznych. Zakłada się, że bezpieczna dawka probiotyków dla dorosłej osoby ważącej 70 kg to 35g suchej masy bakterii [10]. Probiotyki nie tylko nie mają działania karcynogennego, ale wręcz hamują rozwój nowotworów spowodowanych czynnikami mutagennymi czy stresem oksydacyjnym [11, 12]. Jednak nie są one przeznaczone dla osób z chorobami trzustki, uszkodzoną śluzówką jelit i dużym upośledzeniem odporności [8]. Drożdże Saccharomyces boulardii nie mogą być stosowane u osób z poważnymi zaburzeniami układu odpornościowego lub przyjmujących leki immunosupresyjne, ponieważ znane się śmiertelne przypadki fungemii u takich pacjentów [13]. Terapia probiotykami o działaniu leczniczym często na początku wiąże się ze wzdęciami i nudnościami, jednak po kilku tygodniach lub miesiącach objawy ustępują.

Na rynku pojawiają się już kosmetyki z żywymi probiotykami lub z prebiotykami. W laboratoriach trwają prace nad farmabiotykami – ulepszonymi szczepami probiotycznymi. Za pomocą metod inżynierii genetycznej, klonowania genów naukowcy nadają probiotykom pożądane cechy np. odporności na stres temperaturowy i osmotyczny (klonowanie genu  betL z L. monocytogenes do Lactobacillus salivarius UCC118)[14].

Od czasu publikacji wyników Human Microbiome Project ilość danych dotyczących „przyjaznych mikrobów” rośnie lawinowo. Amerykański zespół ogłosił w kwietniu kompletne wyniki badań mikrobiomów i metabolomów 7 osób, które wykonał… w zaledwie 48 godzin[15]. Ośmielę się powiedzieć, że jesteśmy świadkami prawdziwej rewolucji.

Już Hipokrates wiedział, o tym, że „wszelka choroba ma swoje źródło w trzewiach”. Współczesna medycyna wraca do korzeni: odkrywamy nowe właściwości znanych szczepów probiotycznych i znajdujemy nowe mikroorganizmy o dobroczynnym działaniu. Naukowcy uszlachetniają znane szczepy, nadając im jeszcze lepsze własciwości. Świat zwrócił szczególną uwagę na związek między zdrowiem i dobrym samopoczuciem a prawidłowym składem mikroflory ciała ludzkiego. Być może już niedługo lekarze będą mieli możliwość poznać pełne mikrobiomy swoich pacjentów, a my przestaniemy zajadać się antybiotykami. Nie wiem jak was, ale mnie bardzo by ucieszył taki obrót spraw.

Piśmiennictwo:

1. Jach M. , Los R. , Maj M. , A. M. Probiotics – technological and manufacturing aspects. Postępy mikrobiologii 2013; 52(2): 161-170.

2. Brown AC, Valiere A. Probiotics and medical nutrition therapy. Nutr Clin Care 2004; 7(2): 56–68.

3. Metchnikoff II. The prolongation of life: Optimistic studies. New York: Springer, 2004.

4. Cryan JF, Dinan TG. Mind-altering microorganisms: the impact of the gut microbiota on brain and behaviour. Nat Rev Neurosci 2012; 13(10): 701-712.

5. Barrett E, Ross RP, O’Toole PW, Fitzgerald GF, Stanton C. gamma-Aminobutyric acid production by culturable bacteria from the human intestine. J Appl Microbiol 2012; 113(2): 411-417.

6. Clarke MB, Hughes DT, Zhu C, Boedeker EC, Sperandio V. The QseC sensor kinase: a bacterial adrenergic receptor. Proc Natl Acad Sci U S A 2006; 103(27): 10420-10425.

7. Gorvitovskaia A, Holmes SP, Huse SM. Interpreting Prevotella and Bacteroides as biomarkers of diet and lifestyle. Microbiome 2016; 4: 15.

8. Dash SK. Selection criteria for probiotics. XXXVII Dairy Industry Conference 2009.

9. Fric P. Probiotics and prebiotics — renaissance of a therapeutic principle. Open Medicine 2007; 2(3): 237-270.

10. Zhou JS, Shu Q, Rutherfurd KJ, Prasad J, Gopal PK, Gill HS. Acute oral toxicity and bacterial translocation studies on potentially probiotic strains of lactic acid bacteria. Food Chem Toxicol 2000; 38(2-3): 153-161.

11. Femia AP et al. Antitumorigenic activity of the prebiotic inulin enriched with oligofructose in combination with the probiotics Lactobacillus rhamnosus and Bifidobacterium lactis on azoxymethane-induced colon carcinogenesis in rats. Carcinogenesis 2002; 23(11): 1953-1960.

12. Lin MY, Chang FJ. Antioxidative effect of intestinal bacteria Bifidobacterium longum ATCC 15708 and Lactobacillus acidophilus ATCC 4356. Dig Dis Sci 2000; 45(8): 1617-1622.

13. Ellouze O, Berthoud V, Mervant M, Parthiot JP, Girard C. Septic shock due to Saccharomyces boulardii. Med Mal Infect 2016; 46(2): 104-105.

14. Sheehan VM, Sleator RD, Fitzgerald GF, Hill C. Heterologous expression of BetL, a betaine uptake system, enhances the stress tolerance of Lactobacillus salivarius UCC118. Appl Environ Microbiol 2006; 72(3): 2170-2177.

15. Quinn RA et al. From Sample to Multi-Omics Conclusions in under 48 Hours. mSystems 2016; 1(2).

image_pdfimage_print
Podziel się ze znajomymi
Skocz do formularza

Komentarze 0

Nikt jeszcze nie skomentował tego wpisu, napisz coś!
  1. Dodaj komentarz
    (wymagany)
    (wymagany)
    (wymagany)

    Pola oznaczone znaczkiem W są obowiązkowe. Musisz wypełnić wszystkie pola wymagane, aby dodać komentarz.
    Twój adres email, który podasz nie zostanie opublikowany z Twoim komentarzem.

    W treści komentarza dozwolone są tagi XHTML: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <s> <strike> <strong>

do góry