Probiotyki i ich znaczenie cz.4 - Znaczenie probiotyków w diecie

Znaczenie probiotyków w diecie

Oddziaływanie między mikroorganizmami jelitowymi a organizmem gospodarza ma charakter symbiotyczny. Jelita w dużej mierze odpowiadają za odporność organizmu człowieka, aż 60-70 % komórek odpornościowych związanych jest z podśluzówką jelita. Układ immunologiczny zapobiega alergiom pokarmowym, jak również negatywnemu oddziaływaniu ze strony mikroorganizmów patogennych (wirusy, bakterie, pasożyty). Uważa się, iż probiotyki wykazują właściwości takie same jak cechujące mikroorganizmy jelitowe, dzięki czemu wywierają korzystny wpływ na zdrowie. Bakterie probiotyczne przywracają naturalny i właściwie funkcjonujący zespół mikroorganizmów jelitowych poprzez [13]:

➤ współzawodnictwo o substancje odżywcze i miejsca receptorowe z mikroorganizmami patogennymi,

➤ syntezę niektórych witamin (głównie z grupy B),

➤ ochronę przed kolonizacją przez szkodliwe bakterie poprzez wytwarzanie na drodze fermentacji, głównie kwasu mlekowego i octowego, obniżających kwasowość środowiska, co hamuje rozwój bakterii patogennych,

➤ stymuluje produkcje śluzu.

Udokumentowano zapobiegawcze działanie probiotyków w przypadku biegunek bakteryjnych i wirusowych, łagodzą one także stany zapalne jelit, zmniejszają ryzyko rozwoju nowotworów jelita i żołądka oraz są pomocne w leczeniu zaparć [20,6,1,23]. Szczepy Lactobacillus rhamnosus GG i Bifidobacterium lactis BB-12 zapobiegają i są pomocne w leczeniu dziecięcej biegunki rotawirusowej [23,6]. Lactobacillus rhamnosus GG zapobiega także biegunkom wywołanym przez antybiotykoterapię, zakażenia szpitalne oraz niedożywienie [12]. Po antybiotykoterapii zniszczeniu ulega część mikroflory jelitowej oraz osłabienie odporności na kolonizację, przez co dochodzi do kolonizacji jelita przez Clostridiumdifficile. Probiotyki mogą hamować rozwój tej patogennej bakterii, uwalniając substancje hamujące jej wzrost. Najlepszy efekt w zapobieganiu nawrotom biegunek uzyskano stosując Saccharomyces boulardii oraz Lactobacillus rhamnosus GG [4]. Martwicze zapalenie jelit jest najczęściej występującą chorobą przewodu pokarmowego u noworodków, jest to zwykle powikłanie niedotlenienia płodu, niedokrwienia lub czynników zakaźnych sumujących się przy niedojrzałości systemu obronnego dziecka. Probiotyki mogą zapobiegać powstawaniu martwiczego zapalenia jelit poprzez hamowanie rozwoju patogennych mikroorganizmów i działanie immunomodulujące. Wpływają one na regulację odpowiedzi immunologicznej oraz uszczelniają barierę jelitową. Wykazano, iż podawanie mieszaniny probiotyków wcześniakom zmniejsza częstotliwość występowania martwiczego zapalenia jelit oraz przyczynia się do łagodniejszego przebiegu choroby. Brak jest jednak nadal pełnych danych odnośnie optymalnej dawki oraz optymalnego składu szczepów probiotyku, który powinien być stosowany u wcześniaków [24]. Na rysunku 1 przedstawiono schematycznie na co mogą wpływać bakterie obecne w przewodzie pokarmowym człowieka.

Rysunek 1. Na co mogą wpływać bakterie w przewodzie pokarmowym [29]

Probiotyki odgrywają ważną role w profilaktyce stanów zapalnych żołądka oraz nowotworów żołądka lub dwunastnicy. Bakterie probiotyczne odgrywają także ważną rolę w ograniczeniu wzrostu w żołądku chorobotwórczej bakterii Helicobacter pylori (rysunek 2) [20]. Zdolność hamowania rozwoju Helicobacter pylori wykazuje m. in. szczep Bifidobacterium bifidum CECT 7366 [1]. Lactobacillus rhamnosus GG zmniejsza również prawdopodobieństwo zachorowania na biegunkę podróżnych, w tym przypadku może być alternatywą dla leków przeciwbakteryjnych [10]. Probiotyki znajdują także wykorzystanie w leczeniu przewlekłych biegunek u chorych na AIDS. Efekt leczniczy został zaobserwowany po podaniu Saccharomyces boulardii [17]. Probiotyki stosuje się w leczeniu przewlekłych zapaleń jelit (choroba Crohna, wrzodziejące zapalenie jelit). Stosuje się tutaj głównie szczepy Lactobacillus rhamnosus GG i Escherichia coli Nissle [21].

Rysunek 2. Helicobacter pylori [28]

Podawanie probiotyków odgrywa ważną rolę w profilaktyce chorób układu krążenia. Bakterie probiotyczne Streptococcus thermophilus oraz Enterococcus faecium korzystnie zmieniają stosunek lipoprotein przez obniżenie poziomu cholesterolu LDL, nie wpływając jednocześnie na stężenie cholesterolu HDL. Spowodowane jest to zmniejszaniem ekspresji genów dla białka NPC1L1 (Niemann-Pick C1-like 1) przez te mikroorganizmy. Białko to odgrywa ważną rolę w absorpcji cholesterolu pokarmowego. Oprócz tych właściwości wykazano, iż szczep Lactobacillus helvetius jest zdolny do syntezy białka będącego inhibitorem konwertazy angiotensyny. Synteza tego białka zachodzi podczas fermentacji mleka, a po jego spożyciu prowadzi do obniżenia ciśnienia tętniczego krwi [7].

Przeprowadzono obiecujące próby, w których użyto bakterii fermentacyjnych do przygotowania żywności o obniżonej zawartości glutenu w produktach przeznaczonych dla chorych na celiakię. Wypieki, w tym chleb przygotowane z użyciem bakterii probiotycznych z rodzaju Lactobacillus były dobrze tolerowane przez pacjentów z chorobą trzewną [8].

W obecnych czasach obserwuje się wzrost zachorowalności na choroby alergiczne. Przyczyną tego może być postępujący wzrost zanieczyszczenia środowiska inna prawdopodobną przyczyną jest wzrost higieny życia. Mikroflora jelitowa jest ściśle powiązana z układem odpornościowym organizmu, oddziałuje ona na cały organizm za pośrednictwem układu immunologicznego GALT, ściśle powiązanego z przewodem pokarmowym. Probiotyki zwiększają tolerancję na antygeny, zmniejszają przepuszczalność błony śluzowej jelita oraz wzmacnia barierę immunologiczną. Wykazano także, że bakterie probiotyczne zmniejszają wrażliwość organizmu na alergeny pochodzące z białek pokarmowych. U osób z objawami alergii pokarmowej zmniejszeniu ulega liczba bakterii Lactobacillus oraz Bacterioides. Badania wskazują na skuteczność szczepu Lactobacillus casei Shirota w łagodzeniu objawów alergii na pyłki traw. W leczeniu oraz zapobieganiu zmian atopowych (atopowe zapalenie skóry, astma oskrzelowa, alergiczny nieżyt nosa oraz alergiczne zapalenie spojówek), zastosować można następujące szczepy probiotyczne: Lactobacillus rhamnosus GG, Escherichia coli O83, Lactobacillusreuteri DSM 122460, Bifidobacterium lactis Bb-12. W chwili obecnej probiotyki odgrywają ważną rolę w terapii, jak i profilaktyce alergii. Skuteczność w prewencji choroby wydaje się być wyższa niż łagodzenie objawów [22].

Istnieją badania [9] wskazujące na działanie antykancerogenne i antymutagenne bakterii probiotycznych Lactobacillus casei i Bifidobacteriumlongum. Aktywacja mutagenów i prokanacerogenów przez enzymy kałowe jest hamowana przez metabolity bakterii probiotycznych [25, 26]. W trakcie fermentacji bakteriami probiotycznymi następuje wzrost substancji chemoprewencyjnych w fermentowanym produkcie. Dzieje się tak w mleku sojowy fermentowanym przez bifidobakterie – zwiększa się zawartość genisteiny i daidzeiny, które działają chemoprewencyjnie w stosunku do raka sutka [14]. Rozpad zmienionych nowotworowo komórek ściany jelita indukowany jest przez działanie produkowanych przez szczepy probiotyczne krótko łańcuchowych kwasów tłuszczowych [2].

Długotrwałe podawanie Lactobacillus rhamnosus GG może zmniejszać ryzyko powstawania próchnicy u dzieci, dzięki zdolności do rozkładu cukrów prostych oraz zmniejszenie liczby patogennych gronkowców w jamie ustnej oraz zapobieganie ich przylegania do szkliwa zębów [5]. Wykazano, że Lactobacillus reuteri może redukować zapalenia dziąseł i krwawienie dziąseł [13]. Stosowanie probiotyków znajduje swoje miejsce także w leczeniu reumatoidalnego zapalenia stawów [3].

Probiotyki mogą znaleźć, także potencjalne zastosowanie w leczeniu chorób psychicznych takich jak depresja. Związane jest to z jedną z przyczyn powstawania tych zaburzeń tj. powstawania stanów zapalnych w jelitach i ich negatywne oddziaływanie na ośrodkowy układ nerwowy. Probiotyki mają właściwości ochronne dla jelita m.in. poprzez utrzymywanie ciągłości nabłonka jelita i zapobieganiu powstawania stanów zapalnych. Dlatego suplementacja probiotyków w diecie chorych na depresje może przynosić pozytywne efekty w leczeniu tego zaburzenia [18]. Pozytywne efekty działania probiotyków obserwuje się także w innych chorobach na tle psychicznych takich jak autyzm oraz zaburzeniach psychicznych na tle depresyjno-lękowych, a także wspomagają organizm w czasie stresu [19].

Stosowanie szczepów probiotycznych jest skuteczne w profilaktyce zakażeń dróg moczowo-płciowych, wywołanych przez bakterie lub grzyby drożdżopodobne. Szczepy z rodzaju Lactobacillus charakteryzują się zdolnością do adhezji do komórek nabłonka pochwy i dróg moczowych, wytwarzając warstwę ochronną. Innym czynnikiem zapobiegającym rozwojowi zakażeń dróg moczowo-płciowych jest wytwarzanie przez probiotyki metabolitów (H₂O₂, bakteriocyny, kwas mlekowy), które niszczą szkodliwe drobnoustroje. W profilaktyce stosuje się głównie szczepy Lactobacillus rhamnosus GR-1 oraz Lactobacillus fermentum RC-14. Hamują one rozwój grzybów drożdżopochodnych, które są główną przyczyną infekcji dróg moczowych [16].

Jednym z najbardziej powszechnych problemów związanych z odżywianiem jest nadmierna masa ciała. Otyłość i choroby z nią związane stają się poważnym problemem szczególnie w krajach wysoko rozwiniętych. Zaczęto wnikliwie doszukiwać się przyczyn otyłości oprócz czynników genetycznych, środowiskowych i żywieniowych, wiele zainteresowania poświęcono roli przewodu pokarmowego w powstawaniu tego zdrowotnego problemu. Badania na myszach wykazały, iż bakterie ekosystemu jelitowego zwiększają wchłanianie węglowodanów prostych ze światła jelita z następową indukcją lipogenezy de novo w wątrobie. Odbywa się to poprzez supresję białkowego czynnika nazywanego „indukowanym głodem czynnikiem adipocytów” (FIAF – ang. fasting-inducted adipocyte factor). Wskazuje to na to, iż jelitowy ekosystem może być regulatorem magazynowania energii. Kolejne badanie wskazują na związek między otyłością a zaburzeniami w składzie i właściwościach drobnoustrojów jelitowych. Dieta bogata w tłuszcze i cukry proste powoduje zmianę mikroflory jelit co skutkuje zwiększeniem poboru energii pochodzącej z diety, efekt ten jest całkowicie odwracalny po powrocie do prawidłowej diety. Badania na ludziach potwierdzają wyniki uzyskane na drodze doświadczalnej. W grupie otyłych pacjentów z obniżonym w stosunku do grupy kontrolnej odsetkiem Bacterioides i przewagą Firmicutes, po przejściu na dietę niskotłuszczową i niskowęglowodanową uzyskano wzrost populacji Bacterioides i redukcję masy ciała. Manipulacje składu i proporcji mikroflory jelit może okazać się nową formą walki z otyłością i chorobami z nią związanymi [15,27]. Rola mikroflory jelitowej w patogenezie otyłości u ludzi nie została dotychczas odpowiednio udokumentowana. Najważniejsze jest przeprowadzenie wieloośrodkowych badań z udziałem dużej liczby osób, które miałyby określić czy różnice w składzie mikroflory pierwotnej przyczyniają się do rozwoju otyłości [27]. Wybrane pozytywne aspekty stosowania probiotyków oraz proponowany mechanizm działania przedstawiony został w tabeli 1.

Tabela 1. Wybrane pozytywne aspekty regularnego przyjmowania bakterii probiotycznych przez człowieka wraz z proponowanymi mechanizmami działania [11].

Znoszenie efektu nietolerancji laktozy	- rozkład laktozy przez bakteryjną β-galaktozydazę do D-glukozy i D-galaktozy.
Zachowanie równowago endogennej mikroflory	- eliminacja bądź obniżenie liczebności drobnoustrojów szkodliwych, - obniżenie produkcji szkodliwych metabolitów,
Profilaktyka zakażeń jelit	- zwiększenie produkcji przeciwciał, - stymulacja odpowiedzi immunologicznej lub systemowej, - zmiana warunków panujących w jelitach (obniżenie pH), - stymulacja produkcji śluzu jelitowego, - obniżenie liczebności drobnoustrojów patogennych, - blokada translokacji drobnoustrojów patogennych przez ścianę jelita.
Korzystny wpływ na układ immunologiczny	- stymulacja syntezy limfocytów T i B, makrofagów oraz komórek NK (ang. natural killer) w przewodzie pokarmowym, - stymulacja powstawania przeciwciał, szczególnie immunoglobulin A (IgA) oraz komórek syntetyzujących IgA, - regulacja czynności limfocytów T-pomocniczych (Th).
Działania przeciwalergiczne	- przywracanie homeostazy układu odpornościowego, - zapewnienie homeostazy ekosystemu jelitowego, - ustalenie równowagi między cytokinami prozapalnymi i przeciwzapalnymi, - kształtowanie anatomicznej bariery jelitowej, - zapobieganie przedostaniu się antygenu do krwi, - transformacja antygenów i zmniejszanie ich immunogenności, - indukcja mechanizmów tolerancji.
Aktywność przeciwnowotworowa	- wiązanie mutagenów i kancerogenów, - inhibicja nitroreduktaz bakteryjnych, - usuwanie azotanów (III), - hamowanie wzrostu komórek rakowych, - obniżanie stężenia II rzędowych kwasów żółciowych.
Profilaktyka chorób układu krążenia	- obniżanie poziomu cholesterolu we krwi, - efekt antyoksydacyjny, - obniżanie ciśnienia.
Zapobieganie infekcjom układu moczowo-płciowego	- adhezja do komórek nabłonka dróg moczowych i pochwy, tworzenie biofilmu, - ograniczają kolonizację pochwy przez patogenne pałeczki jelitowe i drożdżaki, - aktywność antagonistyczna w stosunku do mikroorganizmów patogennych, - produkcja specyficznych inhibitorów rozwoju drobnoustrojów patogennych.
Profilaktyka próchnicy	- udział w rozkładzie cukrów, - zmniejszenie liczby patogennych gronkowców w jamie ustnej, - zapobieganie przylegania patogennych gronkowców do szkliwa zębów,

Literatura:

1. Chenoll E., Casinos B., Bataller E., Astals P., Echevarria J., Iglesias J. R., Balbarie P., Ramón D., Genovés S., 2011, Novel Probiotic Bifidobacterium bifidum CECT 7366 Strain Active against the Pathogenic Bacterium Helicobacter pylori, Applied and Environmental Microbiology, 77, 1335-1343
2. Cieślik E., Gębusia A., 2011, Żywność funkcjonalna z dodatkiem fruktanów, Żywność Nuka Technologia Jakość, 2, 75, 27-37.
3. Dylus E., Buda B., Górska-Frączek S., Brzozowska E., Gamian A., 2013, Białka powierzchniowe bakterii z rodzaju Bifidobacterium, Postępy Higieny i Medycyny Doświadczalnej, 67, 402-412.
4. Garlicki A. M., Leśniak M. R., 2009, Leczenie chorób biegunkowych o etiologii zakaźnej u dorosłych, Przegląd epidemiologiczny, 63, 395-400.
5. Gawęcki J., Libudzisz Z., Mikroorganizmy w żywności i żywieniu, Wydawnictwo Uniwersytetu Przyrodniczego w Poznaniu, Poznań 2010.
6. Huang J. S., Bousvaros A., Lee J. W., Diaz A., Davidson E. J., 2002, Efficacy of probiotic use in acute diarrhea in children: a meta-analysis, Digestive Diseases and Sciences, 47, 11, 2625-2634.
7. Kapka-Skrzypczak L., Niedźwiedzka J., Wojtyła A., Kruszewski M., 2012, Probiotyki i prebiotyki jako aktywny składnik żywności, Pediatric Endocrinology, Diabetes and Metabolism, 18, 2, 79-83.
8. Kędzia A., 2009, Działanie probiotyków na organizm człowieka. Cz. II. Zastosowanie probiotyków w leczeniu i profilaktyce chorób, Postępy Fitoterapii, 1, 50-57.
9. Lee J. W., Shin J. G., Kim E. H., Kang H. E., Yim I. B., Kim J. Y., Joo H. G., Woo H. J., 2004, Immunomodulatory and antitumor effects in vivo by the cytoplasmic fraction of Lactobacillus casei and Bifidobacterium longum, Journal of veterinary science, 5, 1, 41-48.
10. Mach T., 2011, Biegunka podróżnych, Gastroenterologia Kliniczna, 3, 3, 121-126.
11. Maniecka M., 2014, Probiotyki – „dla życia”, dla zdrowia, http://laboratoria.net/artykul/13077.html - dostępny 21.11.2018r.
12. Nova E., Wärnberg J., Gómez-Martínez S., Díaz L. E., Romeo J., Marcos A., 2007, Immunomodulatory effects of probiotics in different stages of life, British Journal of Nutrition, 98, 90-95.
13. Nowak A., Śliżewska K., Libudzisz Z., Socha J., 2010, Probiotyki – efekty zdrowotne, Żywność Nauka Technologia Jakość, 4, 71, 20-36.
14. Ochta T., Nakatsugi S., Watanabe K., Kawamori T., Ishikawa F., Morotomi M., Sugie S., Toda T., Sugimura T., Wakabayashi K., 2000, Inhibitory effects of Bifidobacterium - fermented soy milk on 2-amino-1-methyl-6-phenylimidazo(4,5-b) pyridine-induced rat mammary carcinogenesis, with a partial contribution of its component isoflavones, Carcinogenesis, 21, 5, 937-941.
15. Radwan P., Skrzydło-Radomańska B., 2013, Rola mikroflory jelitowej w zdrowiu i chorobie, Gastroenterologia Praktyczna, 2, 1-11.
16. Reid G., 2008, Probiotic Lactobacilli for Urogenital Health in Women, Journal of Clinical Gastroenterology, 42, 3, 234-236.
17. Rolfe R. D., 2000, The role of probiotic cultures in the control of gastrointestinal health, Journal of Nutrition, 130, 2, 396-402.
18. Rudzik L., Frank M., Szulc A., Gałęcka M., Szachta P., Barwinek D., 2012, Od jelit do depresji – rola zaburzeń ciągłości bariery jelitowej i następcza aktywacja układu immunologicznego w zapalnej hipotezie depresji, Neuropsychiatria i Neuropsychologia, 7, 2, 1-9.
19. Rudzik L., Szulc A., 2013, Wpływ jelitowej flory bakteryjnej na ośrodkowy układ nerwowy i jej potencjalne znaczenie w leczeniu zaburzeń psychicznych, Farmakoterapia w psychiatrii i neurologii, 2, 69-77.
20. Sachdeva A., Naqpal J., 2009, Effect of fermented milk-based probiotic preparations onHelicobacter pylori eradication: a systematic review and meta-analysis of randomized-controlled trials, European Journal of Gastroenterology and Hepatology, 21, 1, 45-53.
21. Steinka I., 2011, Wybrane aspekty stosowania probiotyków, Annales Academiae Medicae Gedanensis, 47, 97-108.
22. Szachta P., Adamska A., Gałęcka M., Cichy W., Roszak D., 2011, Rola probiotyków w chorobach alergicznych, Pediatria Współczesna Gastroenterologia, Hepatologia i Żywienie Dziecka, 13, 3, 180-182
23. Szajewska H., Skórka A., Ruszczyński M., Gieruszak-Białek D., 2007, Meta-analysis:Lactobacillus GG for treating acute diarrhoea in children, Alimentary Pharmacology and Therapeutics, 25, 8, 871-881.
24. Wagner A., Banaszkiewicz A., Cukrowska B., Kierkuś J., Orłowska E., Socha P., 2012, Zastosowanie probiotyków w terapii chorób układu pokarmowego, Terapia, 3, 3-11.
25. Wasilewska E., Złotkowska D., Pijagin M. E., 2013, Rola mikroflory jelitowej i bakterii probiotycznych w profilaktyce i rozwoju raka jelita grubego, Postępy Higieny i Medycyny Doświadczalnej, 67, 837-847.
26. Zaręba D., Ziarno M., 2011, Alternatywne probiotyczne napoje 
27. Żak-Gołąb A., Olszanecka-Glinianowicz M., Kocełak P., Chudek J., 2014, Rola mikroflory jelitowej w patogenezie otyłości, Postępy Higieny i Medycyny Doświadczalnej, 68, 84-90.warzywne i owocowe, Bromatologia i Chemia Toksykologiczna, 44, 2, 160-168.
28. https://www.focus.pl/artykul/helicobacter-czarny-charakter-1 - dostęp 23.11.2018r.
29. http://poradnikbiegacza.pl/2016/06/bakterie-jelitowe-a-trening-biegowy/ - dostęp 11.12.2018r.