Mikrobiom, zróżnicowana społeczność mikroorganizmów zamieszkujących nasze ciała, stał się fascynującym polem badań, które ujawnia imponujący zakres wpływu na nasze zdrowie i samopoczucie. W tym mikrokosmosie mikroorganizmów w ostatnich latach wzrosło zainteresowanie probiotykami.
Co to są probiotyki i jakie są ich działanie?
Agencja ds. Żywności i Leków (FDA) oraz Światowa Organizacja Zdrowia (WHO) definiują probiotyki jako „żywe mikroorganizmy, które podane w wystarczających ilościach zapewniają gospodarzowi korzyści zdrowotne”. Najczęściej stosowane probiotyki należą do rodzaju Lactobacillus , Bacillus , Bifidobacterium i Saccharomyces . Informacje o dawce w probiotycznych suplementach diety są zawsze podawane w „jednostkach tworzących kolonie (cfu)”. Opisuje to liczbę żywych i aktywnych mikroorganizmów w porcji suplementu probiotycznego.
Znane są różne potencjalne mechanizmy działania probiotyków, ale efekt zależy od rodzaju lub gatunku bakterii. Mechanizmy te obejmują modulację układu odpornościowego, bezpośrednią interakcję z mikrobiomem jelitowym, wspieranie funkcji barierowej, a także produkcję krótkołańcuchowych kwasów tłuszczowych, enzymów i cząsteczek o działaniu ogólnoustrojowym, takich jak neuroprzekaźniki.(1 )
Potencjalne mechanizmy działania probiotyków (1)
Jak probiotyki wpływają na nasze zdrowie?
Probiotyki mogą poprawiać funkcję odpornościową poprzez stymulację limfocytów B do wytwarzania IgA. Wpływają także na szlaki sygnałowe cytokin pro- i przeciwzapalnych, które modulują funkcję odpornościową. Niektóre probiotyki, takie jak Streptococcus i Lactobacillus , mogą redukować cytokiny prozapalne, takie jak TNF-alfa i interleukina-6, inne zwiększają produkcję cytokin przeciwzapalnych, takich jak interleukina-10 lub TGF-beta. Probiotyki wpływają również na funkcję bariery jelitowej, ponieważ niektóre bakterie probiotyczne zwiększają produkcję mucyn i białek połączeń ścisłych, które są ważne dla utrzymania funkcji bariery jelitowej.(2)
Bakterie probiotyczne należące do rodzaju Bifdobacterium i Lactobacillus wytwarzają kwas mlekowy i kwas octowy, jako główne produkty końcowe metabolizmu węglowodanów. Różne systemy modeli in situ wykazały, że te kwasy organiczne obniżają wartość pH w świetle jelita i hamują rozwój mikroorganizmów chorobotwórczych. Lactobacillus i Bifidobacterium nie wytwarzają maślanu, ale żerowanie na innych bakteriach komensalnych, takich jak Faecalibacterium, może zwiększać poziom maślanu i innych krótkołańcuchowych kwasów tłuszczowych w jelitach. Może to mieć wpływ na różne aspekty fizjologii i jest związane na przykład z lepszą odpowiedzią na insulinę.(3)
„Interakcje zachodzące na osi jelitowo-mózgowej umożliwiają również zastosowanie probiotyków w tym przypadku”.
Istnieje coraz więcej dowodów na to, że stan naszego mikrobiomu jelitowego ma wpływ na zdrowie psychiczne. Interakcje poprzez oś jelitowo-mózgową umożliwiają także i tutaj zastosowanie probiotyków. Zespół jelita drażliwego (IBS) to złożona choroba, która może powodować różnorodne objawy, takie jak ból brzucha, wzdęcia, biegunka lub zaparcia. Dokładna przyczyna zespołu jelita drażliwego nie jest jeszcze w pełni poznana, ale istotna jest tutaj również oś jelitowo-mózgowa (4). Badania wykazały, że Lactobacillus plantarum może pomóc w leczeniu objawów jelita drażliwego, takich jak wzdęcia i bóle brzucha (5). , (6 )
Przyszłość probiotyków
W miarę poszerzania się wiedzy o ludzkim mikrobiomie i jego funkcjach przyszłość oferuje szereg potencjalnych nowych bakterii probiotycznych, takich jak Roseburia jelitowe , Faecalibacterium prausnitzii , Eubacterium spp ., Bacteroides spp. i Akkermansia muciniphila .(7) Te gatunki bakterii pełnią funkcje fizjologiczne nieobjęte przez gatunki Bifidobacterium ani Lactobacillus , takie jak wytwarzanie maślanu i propionianu krótkołańcuchowych kwasów tłuszczowych.(8).
Akkermansia muciniphila cieszy się coraz większym zainteresowaniem ze względu na swoje działanie prozdrowotne i rolę w chorobach metabolicznych, takich jak otyłość i insulinooporność. Na przykład w jednym badaniu z udziałem uczestników z nadwagą i insulinoopornością suplementacja Akkermansia muciniphila wykazała zwiększoną wrażliwość na insulinę.(9)
Mechanizmy działania probiotyków są złożone, heterogeniczne i w większości specyficzne dla bakterii i nie wszystkie mechanizmy zostały potwierdzone w badaniach na ludziach. Chociaż ocenie poddano wiele probiotyków, nadal istnieje potrzeba lepszego zrozumienia, w szczególności wyjaśnienia struktury i funkcji obserwowanych skutków zdrowotnych i skutków długoterminowych. Konieczne są dalsze badania kliniczne, aby potwierdzić korzystny wpływ probiotyków w leczeniu określonych chorób.(10)
Referencje
- ME Sanders, DJ Merenstein, G Reid, GR Gibson i RA Rastall, „Probiotyki i prebiotyki w zdrowiu i chorobie jelit: od biologii do kliniki”, Nat Rev Gastroenterol Hepatol, tom. 16, nr 10, s. 605–616, paź. 2019, doi: 10.1038/s41575-019-0173-3.
- C. Mazziotta, M. Tognon, F. Martini, E. Torreggiani i JC Rotondo, „Mechanizm działania probiotyków na komórki odpornościowe i korzystny wpływ na zdrowie człowieka”, Cells, tom. 12, nr 1. MDPI, 01 stycznia 2023 r. doi: 10.3390/cells12010184.
- S. Sanna i wsp., „Związki przyczynowe między mikrobiomem jelitowym, krótkołańcuchowymi kwasami tłuszczowymi i chorobami metabolicznymi”, Nature Genetics, tom. 51, nr 4. Nature Publishing Group, s. 600–605, 01.04.2019. doi: 10.1038/s41588-019-0350-x.
- E. Simon, LF Călinoiu, L. Mitrea i DC Vodnar, „Probiotyki, prebiotyki i synbiotyki: implikacje i korzystne skutki przeciwko zespołowi jelita drażliwego”, Nutrients, tom. 13, nr 6. MDPI, 01 czerwca 2021 r. doi: 10.3390/nu13062112.
- P. Ducrotté, P. Sawant i V. Jayanthi, „Badanie kliniczne: Lactobacillus plantarum 299v (DSM 9843) poprawia objawy zespołu jelita drażliwego”, World J Gastroenterol, tom. 18, nr 30, s. 4012–4018, 2012, doi: 10.3748/wjg.v18.i30.4012.
- K. Niedzielin, H. Kordecki i B. Birkenfeld, „A kontrolowane, podwójnie ślepe, randomizowane badanie dotyczące skuteczności Lactobacillus plantarum 299V u pacjentów z zespołem jelita drażliwego”, European Journal of gastroenterology & hepatology, tom. 13, nr 10, s. 13. 1143-1147, październik. 2001, doi: 10.1097/00042737-200110000-00004.
- M. Cunningham i wsp., „Kształtowanie przyszłości probiotyków i prebiotyków”, Trends in Microbiology, tom. 29, nr 8. Elsevier Ltd, s. 667–685, 01.08.2021. doi: 10.1016/j.tim.2021.01.003.
- EE Blaak i wsp., „Krótkołańcuchowe kwasy tłuszczowe w jelitach człowieka i zdrowiu metabolicznym”, Beneficial Microbes, tom. 11, nr 5, s. 411–455, sierpień 2020.
- C. Depommier i wsp., „Suplementacja Akkermansia muciniphila u ochotników z nadwagą i otyłością: badanie eksploracyjne weryfikujące koncepcję”, Nat Med, tom. 25, nr 7, s. 1096–1103, lipiec 2019, doi: 10.1038/s41591-019-0495-2.
- J. Suez, N. Zmora, E. Segal i E. Elinav, „Zalety, wady i wiele niewiadomych probiotyków”, Nature Medicine, tom. 25, nr 5. Badania natury, s. 716–729, 01 maja 2019 r. doi: 10.1038/s41591-019-0439-x.
