Beata Sokół-Leszczyńska

Transkrypt

1 Zastosowanie probiotyków i prebiotyków w profilaktyce i leczeniu schorzeń przewodu pokarmowego. Beata Sokół-Leszczyńska beata.sokol-leszczynska@wum.edu.pl Katedra i Zakład Mikrobiologii Lekarskiej WUM w Warszawie

2 Noworodek rodzi się jałowy Kolonizacja przewodu pokarmowego noworodka wpierw przez bakterie tlenowe, np.; niepatogenne E. coli, enterokoki potem prze beztlenowce np.: Bifidobacterium, Bacteroides, i in. sposób karmienia niemowlęcia (mleko matki, mieszanka) stabilizacja składu mikroflory jelitowej ok. 2 r. ż. Mikroflora jelitowa ulega zmianie wraz z wiekiem, o czym mogą świadczyd różnice pomiędzy składem flory jelitowej dzieci, osób dorosłych i w podeszłym wieku. Mikroflora jelitowa noworodków zdominowana jest przez bakterie z rodzaju Bifidobacterium, ale w ciągu życia ulega ona dynamicznym zmianom, tworząc ostatecznie bardzo złożony ekosystem. Między 3 a 52 tygodniem życia zmniejsza się liczebnośd populacji Staphylococcus, Lactobacillus, Bifidobacterium i Clostridium. W mikroflorze jelit dzieci w wieku 3-12 lat wykazano wzrost liczebności populacji Bacteroides fragilis. Skład mikroflory jelitowej, a między 2 a 18 rokiem życia nie ulega już większym wahaniom. Porównanie flory jelitowej młodzieży i osób dorosłych wykazało zwiększoną zawartośd Bifidobacterium i Clostridium w mikroflorze młodzieży. U osób starszych obserwuje się zwiększoną liczebnośd bakterii z rodzaju Bacteroidetes, mniejszą różnorodnośd drobnoustrojów w porównaniu z osobami dorosłymi oraz obniżoną zawartośd bakterii z rodzaju Bifidobacterium i Clostridium.

3 Skład prawidłowej mikroflory jelita grubego osoby dorosłej Sposób odżywiania wegetarianie - przewaga bakterii tlenowych mięsożerni - przewaga beztlenowców Czynniki wpływające na skład mikroflory przewodu pokarmowego: stężenie tlenu, wiek, stres, choroby, leczenie antybiotykami, zmiany w diecie Wpływ różnych czynników na skład mikroflory jelitowej Dieta najistotniejszym czynnikiem wpływającym na skład mikroflory jelitowej. Przeprowadzone badania wykazują, że zmiana diety z nisko- na wysokotłuszczową powodowała znaczące różnice ilościowe w składzie mikroflory. Obserwowano spadek liczebności bakterii należących do typu Bacteroidetes przy jednoczesnym, znaczącym wzroście liczebności Firmicutes i Proteobacteria.

4 Rola mikroflory stałej Hamowanie kolonizacji przez bakterie chorobotwórcze bezpośrednie: współzawodnictwo o substraty, współzawodnictwo o receptory, tworzenie zamkniętego środowiska, wytwarzanie bakteriocyn, zmiana ph pośrednie: modulacja reakcji gospodarza na skutek zmian chemicznych żółci, modulacja reakcji gospodarza na skutek zmian chemicznych śluz, stymulacja perystaltyki, wytwarzanie lizozymu, wytwarzanie fosfolipazy A2, wytwarzanie defenzyn Mikroflora stała bierze udział w wytwarzaniu i dezaktywacji mutagenów i karcynogenów w wytwarzaniu witamin w wchłanianiu cholesterolu w detoksykacji substancji toksycznych biotransformacji niektórych leków

5 Korzyści wynikające z posiadania mikroflory Najważniejszą korzyścią z normalnej flory jest to, że zajmują miejsce i składników odżywczych, które mogłyby zostad wykorzystane przez patogeny. Prawidłowa flora aktywnie uczestniczy poprzez produkcję substancji, które hamują lub zabid. Drobnoustroje produkują substancje, od niespecyficznych kwasów tłuszczowych i peroksydazy do bardzo konkretnych bakteriocyn, które hamują lub zabijają inne bakterie. Obecnośd prawidłowej flory zapewnia stałą stymulację układu immunologicznego, produkty tej stymulacji reaguje krzyżowo z gatunków patogennych. Reakcje odpornościowe biorą udział w walce zakażenia oportunistyczne przez składniki normalnej flory. Prawidłowa mikroflora przewodu pokarmowego syntetyzuje witaminę K i B Drobnoustroje wytwarzają produkty metabolizmu szkodliwe dla nas.

6 Rola jelitowej flory bakteryjnej Masa bakterii obecnych w jelicie grubym jest u osób dorosłych oceniana na 1-2 kg. Liczba bakterii oceniana jest na 10^11-10^12 komórek/g kału. Wśród drobnoustrojów przeważają bakterie beztlenowe (m.in. Bacteroides, Fusobacterium, Bifidobacterium, Eubacterium, Clostridium) w stosunku 100:1 do bakterii tlenowych (m.in. Enterobacteriaceae, Staphylococcus, Bacillus, Pseudomonas). Bakterie kwasu mlekowego np. Bifidobacterium, Lactobalillus produkują krotkołaocuchowe kwasy tłuszczowe: octowy, propionowy i masłowy. Kwas masłowy jest głównym materiałem energetycznym dla nabłonka jelita grubego dostarczając 70% energii dla kolonocytów. Bakterie te uczestniczą w procesie trawienia pokarmów, m.in. laktozy (przy niskiej aktywności laktazy jelitowej) oraz oligosacharydów i niektórych rodzajów błonnika. Bakterie probiotyczne hamują rozwój drobnoustrojów, poprzez stwarzanie niekorzystnych warunków środowiskowych (obniżenie ph treści jelitowej), konkurują z innymi drobnoustrojami o substraty oraz o miejsca adhezji na nabłonku jelitowym

7 Choroby, w których stwierdzono związek ze zmienioną mikroflorą przewodu pokarmowego Atopia (alergia) i astma Celiakia ILSI Europe, 2013 Rak jelita grubego Cukrzyca typu I Cukrzyca typu II Zakażenie HIV Zapalenie jelit Zespół jelita drażliwego Zakażenia przewodu pokarmowego Biegunka związana z przyjmowaniem antybiotyków Martwicze zapalenie jelit Otyłośd Reumatoidalne zapalenie stawów 7

8 Związek pomiędzy dysbiozą a chorobami spoza przewodu pokarmowego. Otyłość- skład mikrobioty jelitowej (stosunek Bacteroidetes i Firmicutes) wpływa na pozyskiwanie energii ze składników odżywczych. Zjadasz tyle samo, ale w zależności od składu mikrobioty jelitowej tyjesz albo nie. W badaniach wykazano różnice w składzie mikrobioty jelitowej u osób otyłych i szczupłych. Wciąż nie ma odpowiedzi na pytanie, czy różnice w składzie mikroflory są przyczyną otyłości, czy raczej z niej wynikają. U osób z otyłością i cukrzycą typu 2 obserwuje się zmniejszoną liczebność Akkermansia muciniphila, bakterii wpływającej na barierę jelitową. W badaniu przeprowadzonym na otyłych myszach, u których stosowano dietę bogatotłuszczową, bakterie Akkermansia muciniphila spowodowały zmniejszenie masy ciała oraz zapewniały lepszą kontrolę wydzielania insuliny. Wyniki te wskazują, że Akkermansia muciniphila wpływa na wydzielanie śluzu i poprawia barierę śluzową, a tym samym przepuszczalność jelit, co w konsekwencji prowadzi do zmniejszenia stanu zapalnego towarzyszącego otyłości. Czy preferencje pokarmowe mogą byd zakaźne??? Skład mikrobioty jelitowej jest bardzo zbliżony u mieszkających razem członków rodziny w porówaniu z osobami mieszkającymi pojedynczo Jeśli preferencje żywieniowe jednego z domowników mają wpływ na sposób na dietę pozostałych wówczas bakterie jelitowe zaadaptowane do tej diety będą występowad/rozprzestrzeniad się rozwijad także u innych członków gospodarstwa domowego Czy otyłośd może byd zakaźna jako wynik transmisji drobnoustrojów powodujących otyłośd??

9 Wykazanie związku pomiędzy dysbiozą a chorobami spoza przewodu pokarmowego. Zaburzenia mikrobioty mogą również mied wpływ na występowanie chorób ze spektrum autyzmu W 2013 roku w badaniach na zwierzętach wykazano, że objawy autyzmu są wywoływane przez zmianę składu drobnoustrojów przewodu pokarmowego i towarzyszącej jej aktywności metabolicznej. W tym samym badaniu wykazano, że zmiany ulegają złagodzeniu po podaniu probiotyku Bacteroides fragilis. W badaniu przeprowadzonym na otyłych myszach, u których stosowano dietę bogatotłuszczową, bakterie Akkermansia muciniphila spowodowały zmniejszenie masy ciała oraz zapewniały lepszą kontrolę wydzielania insuliny. Według autorów, wyniki te wskazują, że Akkermansia muciniphila wpływa na wydzielanie śluzu i poprawia barierę śluzową, a tym samym przepuszczalnośd jelit, co w konsekwencji prowadzi do zmniejszenia stanu zapalnego towarzyszącego otyłości.

10 Różnice w składzie mikroflory jelitowej u szczupłych i otyłych osobników Badaniach na myszach wykazały że różnice te mogą byd powiązane m.in. z wiekiem osobników, u których przeprowadza się badania. Nie ma wyraźnej korelacji między składem mikroflory jelitowej a liczbą spożywanych kalorii. Obserwowane różnice między florą jelitową otyłych i szczupłych osobników są bardziej złożone niż dotychczas uważano i sugerują istnienie wielu innych czynników przyczyniających się do patogenezy otyłości, które jednocześnie wpływają na skład mikroflory jelitowej i utrudniają prawidłową interpretację wyników. Inną różnicą obserwowaną w mikroflorze otyłych osobników jest wzrost liczby bakterii metanogennych, które usuwając szkodliwy nadmiar H 2 ze środowiska, usprawniają procesy fermentacyjne przeprowadzane przez bakterie. Wzrost pozyskiwania energii z pożywienia z udziałem bakterii metanogennych może byd czynnikiem przyczyniającym się do rozwoju otyłości. U chorych na cukrzycę wykazano znaczne zredukowanie liczebności Faecalibacterium prausnitzii bakterii prawidłowo występujących w mikroflorze jelit, należących do typu Firmicutes. Badana grupa była zakwalifikowana do operacyjnego leczenia otyłości i po wykonaniu zabiegu, u chorych na T2D liczebnośd F. praustnitzii wzrosła, chod nadal była mniejsza niż u pozostałych badanych. Dodatkowo wzrostowi liczebności F. praustnitzii towarzyszył spadek markerów stanu zapalnego, tj. białka CRP i IL-6.

11 Kluczowe informacje o probiotykach Skutecznośd (zależy od szczepu i dawki) najprawdopodobniej skuteczne w AAD i zakaźnej biegunce; prawdopodobnie skuteczne w zmniejszaniu objawów w zespole jelita drażliwego i atopowym zapaleniu skóry u niemowląt z grupy ryzyka Działanie uboczne częste wzdęcia, łagodne dolegliwości w jamie brzusznej; ciężkie/rzadko sepsa Interakcje nie znane Przeciwwskazania zespół krótkiego jelita (zachowad ostrożnośd); ciężkie niedobory odporności Dawka identyczna jaką podano w badaniach klinicznych, w których udokumentowano skutecznośd: 5-10 mld CFU/dzieo/dziecko; mld cfu/dzieo/dorosły Probiotyki to mikroorganizmy, które, po spożyciu, zwykle przynoszą korzyści dla zdrowia ludzi. Bakterie kwasu mlekowego, bifidobakterii i Lactococci są na ogół uważane za bezpieczne. Negatywne skutki przyjmowania bakterii probiotycznych: (1) bakteriemia (fungemia)lub zapalenia wsierdzia; (2) tworzenie substancji toksycznych lub metaboliczne skutki w przewodzie pokarmowym; (3) przeniesienie antybiotykooporności mikroflorze przewodu pokarmowego 11

12 Probiotyk powinien mied następujące cechy: Opornośd na kwas solny, zdolnośd do adherencji do nabłonka jelitowego, zdolnośd przeżycia w jelicie, wykazywad korzystne działanie biologiczne, nie posiadad własności toksycznych. łatwy w produkcji przemysłowej, stabilny zdolnośd namnażania się po rozpakowaniu z ampułki lub kapsułki. Probiotyk korzystne działanie wykazuje poprzez: produkcja składników pokarmowych ważnych dla jelita, produkcję mikroskładników pokarmowych dla gospodarza, zapobieganie przerostowi potencjalnie patogennych mikroorganizmów, stymulację obrony immunologicznej jelita, eliminacja toksyn, udział w regulacji czynności jelita.

13 Probiotyki Preparaty lub ich produkty zawierające wystarczającą ilość żywych ściśle zdefiniowanych drobnoustrojów, które wpływają na mikroflorę określonego organizmu gospodarza i dzięki temu wywierają korzystny efekt zdrowotny Bioterapeutyki Saccharomyces boulardii - nie stanowi normalnej mikroflory jelitowej)

14 Skutecznośd kliniczna probiotyków Zapobiega i skraca czas trwania biegunki wywołanej przez rotawirusy Ogranicza atopowe zapalenie skóry Pobudza remisję w zapaleniach jelit Ogranicza objawy w zespole jelita drażliwego Opóźnia początek cukrzycy u zwierząt Zmniejsza częstośd występowania raka jelita grubego u zwierząt Zapobiega lub ogranicza zakażenia wywołane przez Helicobacter u zwierząt Ogranicza częstośd występowania i nasilenie sepsy wywodzącej się z trzustki i zwierząt z zapaleniem trzustki Ogranicza częstośd występowania i nasilenie sepsy u pacjentów w OIT Ogranicza tworzenie się biofilmu 14

15 Stymulacja produkcji siga Hamowanie produkcji IgE Modulacja odpowiedzi Th1/Th2 Modulacja reakcji cytokin Stymulacja produkcji tlenku azotu Stymulacja działania makrofagów Stymulacja aktywności komórek NK Stymulacja apoptozy stymuluje wzrost i regenerację Skutki działania probiotyków Regulacja leukocytów wielojądrzastych Redukcja produkcji endotoksyn Redukcja procesów mutagennych Produkcja antyutleniaczy oraz czynników wzrostu oraz czynników krzepnięcia 15

16 Probiotyki w leczeniu otyłości Probiotyki to niepatogenne mikroorganizmy, które po spożyciu przynoszą korzyści zdrowotne organizmowi gospodarza. Na myszach z otyłością indukowaną dietą przebadano działanie Lactobacillus rhamnosus, bakterii bytującej w jelicie ludzkim i wytwarzającej kwas linolowy. Pozytywny wpływ wytwarzanego przez L. rhamnosus kwasu linolowego na redukcję tkanki tłuszczowej. Wyniki badao nie były jednak analogiczne do przeprowadzonych na zwierzętach i nie wykazały pozytywnego wpływu metabolitu wytwarzanego przez L. rhamnosus na redukcję masy ciała i tkanki tłuszczowej u ludzi. Podawanie probiotyków powodowało zmiany w obrębie mikroflory jelitowej oraz związane z tym zmiany metabolizmu w obrębie różnych tkanek, np.: zmieniony profil metabolizmu lipidów w wątrobie, skutkujący obniżonym poziomem lipoprotein w osoczu oraz nasilenie procesu glikolizy.

17 Psychobiotyk żywy mikroorganizm powodujący korzyść zdrowotną u osób chorych psychicznie. Klasa probiotyków drobnoustroje zdolne do produkcji neuroaktywnych związków np.: kwas gamma amino masłowy i serotonina działających na osi mózg przewód pokarmowy. Bifidobacterium infantis łagodzi objawy depresji i zespołu przewlekłego zmęczenia poprzez hamowanie aktywności przeciwzapalnej, redukcji aktywności na osi podwzgórze przysadka nadnercza.

18 Zaobserowano zmniejszoną różnorodność mikroflory jelitowej u osób z wysokim BMI, wysokim poziomem trógliceryów oraz niskim poziomem HDL Stwierdzono związek między występowaniem 34 gatunków bakterii jelitowych a wartością BMI i poziomem lipidów. Nie stwierdzono takiego związku z poziomem LDL i całkowitym cholesterolem Mniejsza różnorodność bakterii w jelicie może być nowym czynnikiem ryzyka chorób serca. U osób otyłych występują bakterie z rodzaju Akkermansia, gromady Firmicutes, gromady Tenericutes, Niska liczebność bakterii z rodzin Christensenellaceae i Rikenellaceae, Mollicutes, rodzaju Dehalobacterium i królestwo Archaea jest związana z wysokim BMI Rodzaj Eggerthella u osób z wysokim poziomem trójglicerydów i niskim HDL Rodzina Pasteurellaceae u osób z niskim poziomem trójglicerydów. Ustanowienie stopnia w jakim mikroflora jelitowa wpływa na masę ciała i poziom lipidów jest istotne, ponieważ daje możliwość kontrolowania masy ciała i poziomu lipidów poprzez ingerencję mikrobiom Mikrobiom osoby może modulować dietę oraz farmakokinetykę leków i należy go traktować jako kluczowy element medycyny spersonalizowanej.

19 Korzyści wynikające z konsumpcji probiotyków Większają odporność na zakażenia jelit skrócenie czasu trwania biegunki obniżenie ciśnienia krwi obniżenie poziomu cholesterolu w surowicy redukcja alergii stymulacja fagocytozy przez leukocyty krwi obwodowej modulacja ekspresji cytokin efekt adiuwantu regresja nowotworów redukcja tworzenia karcynogenów i ko-karcynogenów

20 Mechanizm działania probiotyków (c. d.) wytwarzanie substancji o właściwościach cytoprotekcyjnych, np.: krótkołańcuchowych kwasów tłuszczowych: octowego, propionowego i masłowego. bakterie z rodzajów Bifidobacterium i Lactobacillus uczestniczą w procesie trawienia pokarmów, m. in. laktozy (przy niskiej aktywności laktazy jelitowej) oraz oligosacharydów i pewnych rodzajów rozpuszczalnego błonnika zakwaszenie treści jelitowej hamującej wzrost niektórych bakterii chorobotwórczych modyfikacja receptorów dla toksyn na drodze enzymatycznej, NP.. Saccharomyces boulardii ma receptor dla toksyny A wytwarzanej przez Clostridium difficile eliminacja toksyn lub innych substancji, NP..:pałeczki kwasu mlekowego przetwarzają cholesterol w pochodne steroidy, korzystnie wpływają na obniżenie stężenia cholesterolu we krwi modulacja odpowiedzi immunologicznej (komórkowej i humoralnej), NP..: aktywacja limfocytów, stymulowanie fagocytozy, pobudzanie syntezy przeciwciał, stymulowanie produkcji cytokin zwiększona sekrecja mucyn

21 Zastosowanie bioterapeutyków Saccharomyces boulardii Saccharomyces boulardii - biegunka o etiologii Clostridium difficile - zdefiniowana dawka dobowa (defined daily dose); S. boulardii obniża liczbę komórek Clostridium difficile Białko 54kD (proteaza) wywołuje proteolizę toksyny A i jej receptora hamuje aktywnośd enterotoksyczną i cytotoksyczną - Hamuje wiązanie toksyny A i B z ich receptorami na powierzchni kosmków jelitowych Białko 120 kd obniża poziom camp, hamuje hipersekrecję jelitową wywołana przez Vibrio cholerae, gdy probiotyk zostanie podany wcześniej niż patogen Hamuje wzrost Candida albicans, Yersinia enterocolitica, Salmonella typhymurium, Pseudomonas aeruginosa, Staphyloccus aureus, Entameba histolytica Stymuluje wzrost i różnicowanie się komórek nabłonka jelitowego Hamuje apoptozę enterocytów w odpowiedzi na czynniki troficzne Obniża sekrecję IL-8 Zwiększa szczelnośd bariery śluzówkowej jelita Stymuluje wydzielanie siga. Wzrost aktywności enzymów jelitowych (laktazy, sacharazy, alfa-glukozydazy, fosfatazy zasadowej) stymulujące działanie poliamin Redukuje liczbę zakażonych przez EPEC i EHEC komórek oraz stymuluje wzrost i róznicowanie się komórek jelitowych w odpowiedzi na unsulinę i IGF-1, przez aktywację kinaz ERK-1 i 2 (extracellular regulating protein kinase 1 i 2)

22 Podstawy patogenetyczne stosowania probiotyków w zaparciach dotyczą zmiany składu mikroflory jelitowej, obniżania ph środowiska jelita grubego z wytworzeniem krótko łaocuchowych kwasów organicznych, które stymulują zakooczenie nerwowe w błonie śluzowej, pobudzają motorykę. Czas stosowania probiotyków 2-12 tygodnie Dawka probiotyków 8x10^8 do 25 x 10^9 cfu/ml Wyniki: U dorosłych podawanie Bifidobacterium lactis DN , Lactobacillus casei Shirota oraz E. coli Nisssle1917 mają korzystny wpływ na częstośd wypróżnieo i konsystencję stolca

23 Zmiany we florze jelita zmieniają mechanizmy sygnalizacji, zachowanie emocjonalne, trzewne receptory czucia u gryzoni. Jak dotychczas nie wykazano, by zmiany w mikroflorze jelitowej spowodowane antybiotykoterapią lub przyjmowaniem probiotyków u ludzi (Bifidobacterium animalis susp Lactis, Streptococcus thermophilus, Lactobacillus bulgaricus, Lactococcus lactis subsp lactis) Zbadano, czy konsumpcja produktów mlecznych fermentowanych zawierających probiotyki prze 4 tygodnie przez zdrowe kobiety wpływała na łącznośd wewnętrzna mózgu na odczuwanie emocji U badanych wykonano rezonans magnetyczny przed i po podaniu probiotyków badano zmiany w mózgu - pojawiające się po pokazaniu twarzy z różnymi emocjami. Wniosek: 4-tygodniowa konsumpcja w/w produktów wpływa na aktywnośd badanych regionów mózgu, odpowiadających za emocje i uczucia.

24 Alergia pokarmowa W leczeniu niemowląt z potwierdzoną alergia na białko pokarmowe należy całkowicie wyeliminować z diety uczulające białko Podawanie probiotyków (Lactobacillus GG, Bifidobacteerium lactis Bb-12) powoduje zmiejszenie nasilenia i rozległości atopowego zapalenia skóry Można zapobiec zachorowaniu na atopowe zapalenie skóry w ciągu pierwszych 2 lat życia u co piątego dziecka przyjmującego probiotyk. 1. zmniejszenie przepuszczalności błony śluzowej jelita i penetracji antygenu normalizacja mikroflory jelitowej konkurencja o receptory lub przyleganie do komórek nabłonkowych uniemożliwia dostęp patogenów do nabłonka jelitowego, a tym samym ogranicza stan zapalny w obrębie błony śluzowej jelita) 3. pobudza syntezę wydzielniczych przeciwciał klasy Ig A w kępkach Peyer a (Ig A wytwarzane w błonie śluzowej przewodu pokarmowego mogą uczestniczyć w eliminowaniu antygenów pokarmowych przedostających się do błony śluzowej ze światła jelita) 4. zmiana immunogenności alergenów pokarmowych pod wpływem enzymów proteolitycznych wytwarzanych przez probiotyki 5. stymulowanie odpowiedzi typu Th1 (np.: pobudzanie wytwarzania IL-12, IL-2, INF-gamma) 6. hamowanie odpowiedzi typu Th2 7. stymulowanie tolerancji pokarmowej 8. stymulowanie wytwarzania IL-10 mającej antagonistyczne działanie wobec syntezy Ig E

25 Czy probiotyki pełnią rolę w zapobieganiu alergii??? Wyniki kilku metaanaliz wskazywały na skutecznośd probiotyków (jako grupy, bez wskazania konkretnego szczepu lub szczepów) w zmniejszaniu ryzyka chorób alergicznych, zwłaszcza atopowego zapalenia skóry. WAO w 2012 roku i European Academy of Allergy and Clinical Immunology w probiotyki nie mają jeszcze potwierdzonej roli w zapobieganiu alergii.

26 Mechanizm obniżania poziomu cholesterolu przez probiotyki Stymulacja wytwarzania krótkołaocuchowych kwasów tłuszczowych: octanu, propionianu, maślanu, mleczanu Obniżanie układowego poziomu lipidów we krwi - hamowanie syntezy cholesterolu w wątrobie - redystrybucja cholesterolu z osocza do wątroby - absorpcja cholesterolu z przewodu pokarmowego na drodze dekoniugacji soli żółci

27 Biegunki związane z antybiotykoterapią Clostridium difficile Saccharomyces boulardii w dawce 250 mg podany 2 razy dziennie zapobiega lub skraca czas trwania biegunki w trakcie lub po leczeniu dziecka antybiotykiem Skuteczność Lactobacillus rhamnosus GG w leczeniu biegunki wywołanej przez rotawirusy

28 Zakażenie wywołane przez Helicobacter pylori Wywołuje przewlekłe zapalenie błony śluzowej żołądka, chorobę wrzodową, jest czynnikiem karcinogennym, dlatego dąży się do jej eradykacji za pomocą antybiotykoterapii. Jednoczesne podanie S. boulardii zwiększa skutecznośd eradykacji i łagodzi te objawy lub im zapobiega Korzystny wpływ jogurtu zawierającego bakterie z rodzaju Lactobacillus i Bifidobacteria na eradykację Helicobacter pylori i zwiększenie liczebności Bifidobacterium w stolcu. Podawanie jogurtu zawierającego Lactobacillus acidophilus La5 i Bifidobacterium lactis Bb12 przez 6 tygodni ochotnikom, u których stwierdzono obecnośd H. pylori za pomocą testu oddechowego ze znakowanym mocznikiem, skutkowało znacznym zmniejszeniem wydalania 13 CO 2, co wskazywało na hamujący wpływ probiotyków na H. pylori Mleko fermentowane zawierające Lactobacillus casei DN w zakażeniu H. pylori u dzieci wykazuje większą skutecznośd eradykacji w porównaniu z dziedmi nieotrzymującymi probiotyku

29 Probiotyki w nieswoistych zapaleniach jelit Pozytywne wyniki badao na zwierzętach stały się impulsem do podejmowania kontrolowanych prob stosowania probiotyków u ludzi. Porównano skutecznośd utrzymania remisji w przebiegu wrzodziejącego zapalenia jelita grubego za pomocą doustnie podawanego niepatogennego szczepu E. coli (Nissle 1917) i mesalazyny. Stwierdzono, że częstośd nawrotów wynosiła 16% (probiotyk) i 11,3% (mesalazyna) Po roku remisja występowała u 66 % (probiotyk) i 75% (mesalazyna) Nie obserwowali przy tym zmian w zakresie całkowitej zawartości bakterii tlenowych i beztlenowych w kale. Nie udało się wykazad skuteczności probiotyków w utrzymaniu remisji w chorobie Leśniowskiego-Crohna.

30 Probiotyki w zaparciach Istotnym czynnikiem zapobiegającym zaparciom jest zachowana równowaga mikroflory jelitowej, zwłaszcza obecnośd bakterii fermentacyjnych. U dzieci z zaparciami stolca wykazano znamienny wzrost liczby bakterii z rdzaju Clostridium i Bifidobacterium w porównaniu do osób zdrowych. Powstające krótkołaocuchowe kwasy tłuszczowe działają stymulująco na motorykę jelita. Bakterie te wpływając na hamowanie procesów gnilnych, zmniejszają zawartośd nitrozamin i innych karcinogenów, które przy rozluźnieniu stolca ulegają rozcieoczeniu, a przy przyspieszeniu pasażu szybszej są eliminowane z przewodu pokarmowego. Obniżona zostaje aktywnośd enzymów wywołujących efekty kancerogenne (glukuronidaza, nitroreduktaza, nitratreduktaza, azoreduktaza).

31 Probiotyki w zespole jelita drażliwego (IBS) W patogenezie zespołu jelita drażliwego (postad biegunkowa) ważną rolę odgrywa niedostateczna produkcja kwasów tłuszczowych U pacjentów charakteryzujących się słabą tolerancją laktozy występującej w mleku, korzystne działanie bakterii jogurtowych wynika z zawartej w nich laktazy oraz ze zwalniania motoryki jelita. Saccharomyces cerevisiae zawierają sacharazę ułatwiającą trawienie cukru trzcinowego. Korzystnie na produkcję SCFA wpływa obecnośd prebiotyków, głownie rozpuszczalnych frakcji błonnika, co sprzyja namnażaniu się Bifidobacteria w jelicie. Podawano 40 pacjentom z IBS Lactobacillus plantarum 299V przez 4 tygodnie - ustąpiły bole brzucha, a u otrzymujących placebo tylko u 50%. Poprawę wypróżnieo uzyskali u 6/10 z zaparciami stolca, podczas gdy u otrzymujących placebo tylko u 2/11 pacjentów. W podsumowaniu autorzy stwierdzili poprawę u 95% przyjmujących Lactobacillus plantarum, podczas gdy jedynie u 15% otrzymujących placebo. Bifidobacterium bifidum BGN4 oraz Lactobacillus acidophilus AD031 u pacjentów z IBS powoduje poprawę wypróżnieo. Po 8 tygodniach stwierdzono ogólną poprawę w zakresie objawów u osób przyjmujących probiotyki, chociaż nie miały one wpływu na poszczególne objawy ani nie zmieniały składu flory bakteryjnej stolca Częściową poprawę kliniczną u chorych z tą samą postacią uzyskano też przy użyciu preparatu, który jest mieszaniną 8 szczepów probiotycznych Wiele preparatów probiotycznych ma rzeczywisty, statystycznie istotny wpływ na objawy, zmniejszając bóle i wzdęcie brzucha oraz ilośd wydalanych gazów Nie wszystkim preparatom można przypisad działanie lecznicze w tym zespole. Bakterie z rodzaju Lactobacillus są nieskuteczne, słaby wpływ na objawy mają szczepy Bifidobacterium, najlepsze działanie wykazują kombinacje kilku szczepów bakteryjnych. Pozycja probiotyków w leczeniu IBS nie została jeszcze ustalona.

32 Zastosowanie probiotyków w profilaktyce nowotworu jelita grubego Zmiany w składzie (jakościowe i ilościowe) mikroflory jelitowej mogą być źródłem choroby. W procesie karcynogenezy ważną rolę odgrywają enzymy bakteryjne np. glukuronidaza, nitroreduktaza, azoreduktaza. Szczepy probiotyczne mogą zmniejszać aktywność działania karcynogenów np. szczep Lactobacillus acidophilus powoduje spadek aktywności 1,2- dimetylohydrozyny, szczep Bifidobacterium longum obniża aktywność 2- amino-3-metylo-limidazal[4,5-t] choliny. Antygeny ściany komórkowej szczepu Bifidobacterium infantis hamują aktywność nowotworową, a zabite szczepy Lactobacillus casei (LC9018) indukują mechanizmy odpowiedzi immunologicznej przeciw komórkom nowotworowym. Ludzka linia nowotworowa HT-29 hodowana w podłożu z dodatkiem mleka zawierającego szczepy probiotyczne: Lactobacillus helveticus, Bifidobacterium oraz Lactobacillus acidophilus lub Streptococcus thermophilus i Lactobacillus delbrueckii subsp. bulgaricus charakteryzowała się zwiększoną aktywnością peptydu dipeptydylowego, co prowadziło do zahamowania wzrostu nawet do 50% komórek nowotworowych. Karcynogeneza może być modyfikowana przez probiotyki, nie tylko w wyniku zmiany składu flory bakteryjnej, ale także przez wpływ na gospodarkę tłuszczową. Zmniejszenie lipogenezy wątrobowej przez szczepy probiotyczne i prebiotyki może być pomocne w leczeniu chorób nowotworowych.

33 Dawkowanie probiotyków???? Nie wiadomo, jaka jest minimalna skuteczna dawka probiotyków. Stosowane dawki (nie wynika to z danych naukowych) w poszczególnych produktach i badaniach wahają się od 10 6 do 10 9 cfu/ml Według niektórych autorów, w większości sytuacji klinicznych skuteczna dawka to 5 10 x 10 9 CFU, a w przypadku S. boulardii mg/dzieo. Obecnie nie ma ogólnych zasad dawkowania probiotyków, uzasadnione wydaje się byd stosowanie takiej dawki, która w badaniu przeprowadzonym u ludzi, z określonym szczepem probiotycznym, wykazała korzystny efekt

34 Biegunka podróżnych Probiotyki, w porównaniu z placebo, jedynie nieznacznie zmniejszają ryzyko wystąpienia biegunki podróżnych. Korzystny efekt dotyczył wyłącznie S. boulardii oraz kombinacji L. acidophilus, B. bifidum, L. bulgaricus i Str. thermophilus. Ze względu na niewielką liczbę badanych wyniki dotyczące tej ostatniej kombinacji należy traktowad jako wstępne, wymagające dalszego potwierdzenia.

35 Prebiotyk wg FAO/WHO niezdolne dożycia składniki pokarmowe, które wywierają korzystny wpływ na zdrowie gospodarza w związku z modulacją zespołu mikroorganizmów jelitowych Właściwości prebiotyków: Selektywnie stymulują wzrost i aktywność wybranych szczepów bakterii mających korzystny wpływ na zdrowie Obniżają ph treści jelitowej Wykazują korzystne dla człowieka działanie miejscowe w przewodzie pokarmowych Są oporne na hydrolizę i działanie enzymów przewodu pokarmowego Nie ulegają wchłanianiu w górnym odcinku przewodu pokarmowego Stanowią selektywny substrat dla jednego lub określonej liczby pożytecznych mikroorganizmów w okrężnicy Są stabilny w procesie przetwórstwa spożywczego

36 Prebiotyk nie ulega strawieniu, selektywnie stymuluje wzrost probiotyków obecnych w przewodzie pokarmowym Prebiotyki naturalne: czosnek, cebula, ziemniaki, karczochy, cykoria, kasze, płatki: owsiane, jęczmienne, ryżowe, oligosacharydy sojowe (WYJĄTEK - PRODUKT NATURALNY) Prebiotyki syntetyczne: 1) dwusacharydy - syntetyczne pochodne laktozy, np.: laktuloza, laktitol 2) oligosacharydy - glikozydy zawierające 3-10 reszt cukrowych. Uzyskiwane na drodze hydrolizy polisacharydów lub syntezy małych cukrów przy pomocy transglikozydaz: frukto - oligosacharydy, galakto - oligosacharydy, ksylo - oligosacharydy, izomalto oligosacharyd, beta- gliko - oligosacharydy

37 Prebiotyki Celuloza: warzywa, owoce, ziarna zbóż, len, Przeciwdziała zaparciom, powstawaniu raka jelita grubego i wzrostowi masy ciała, normalizuje poziom glukozy, zwiększa sorpcje wody oraz ilośd usuwanych odpadów, usuwa toksyny i niebezpieczne metabolity Hemiceluloza: nasiona, otręby Przeciwdziała zaparciom i wzrostowi masy ciała, obniża ryzyko raka okrężnicy Pektyny: owoce i warzywa Reguluje gospodarkę kwasów żółciowych, zmniejsza ryzyko raka okrężnicy powstawaniu kamieni żółciowych, obniża boziom cholesterolu

38 Spośród wielu oligosacharydów (np. FOS, GOS, LA, IOS, SOS, XOS), w badaniach z udziałem ludzi najpełniej dowiedziono skuteczności fruktooligosacharydów (FOS). FOS są hydrolizowane i trawione w jelicie grubym przez te bakterie, które wytwarzają enzym -fruktozydazę, a przez to stymulują wzrost Bifidobacterium infantis i B. adolescentis, jednak nie B. bifidum) i Lactobacillus, a także hamują wzrost Clostridium, Veillonella, E. coli oraz Klebsiella. 10-krotny wzrost liczby cfu Bifidobakterium po spożyciu od 1 do 20 gramów FOS na dzieo. Poprawa ogólnych funkcji jelitowych, złagodzenie zapard oraz biegunek Badania wykazują przeciwnowotworowe działanie FOS, ich wpływ na poprawę pracy wątroby, poprawę działania układu odpornościowego, choroby układu krążenia oraz cukrzycę. Potrzebne są duże badania z udziałem ludzi, aby w pełni udokumentowad to działanie.

39 OLIGOSACHARYDY W POKARMIE KOBIECYM W skład węglowodanów pokarmu kobiecego, poza laktozą, wchodzą oligosacharydy, pentozy nukleotydowe, glikolipidy i glikoproteiny. Oligosacharydy stanowią bardzo zróżnicowaną frakcję około 130 związków pochodnych kwasu sialowego, N-acetyloglukozoaminy, galaktozy, fruktozy oraz glukozy. Ich stężenie wynosi średnio 1,3-1,8 g w 100 ml, a najwyższe wartości osiągają w pierwszym tygodniu laktacji. Oligosacharydom przypisuje się szereg funkcji fizjologicznych stanowią substraty do syntezy gangliozydów i sialoglikoprotein w procesie dojrzewania mózgu. Ze względu na podobieostwo struktury chemicznej do węglowodanów w cząsteczkach glikoprotein i glikolipidów na powierzchni komórek mogą odgrywad ważną rolę w zapobieganiu adhezji patogenów do receptorów i w wiązaniu toksyn, co sprzyja ochronie niemowlęcia przed zakażeniem. Oligosacharydy pokarmu kobiecego stanowią podstawowy substrat do fermentacji dla bifidobakterii w jelicie grubym, selektywnie pobudzając ich wzrost. Dominacja bifidobakterii w składzie mikroflory jelitowej niemowlęcia stanowi dodatkową barierę przed kolonizacją szczepów patogennych. Inne czynniki sprzyjające rozwojowi bifidobakterii w pokarmie kobiecym to: niskie stężenie białka, laktoferryna, lizozym i immunoglobuliny.

40 OLIGOSACHARYDY W MLEKU MODYFIKOWANYM Dodatek fruktooligosacharydów (FOS) do mleka modyfikowanego jest kolejnym etapem w tworzeniu nowoczesnego produktu do sztucznego żywienia niemowląt, wzorowanego na składzie pokarmu kobiecego. Wykazany w obserwacjach klinicznych korzystny wpływ niestrawnych oligosacharydów w diecie, głównie fruktooligosacharydów, na wzrost bifidobakterii, prowadzący w krótkim czasie do dominacji korzystnej mikroflory, otwiera możliwośd poprawy ochrony organizmu niemowlęcia przed zakażeniami przewodu pokarmowego i ostrą biegunką. Pozytywnie wpływa na odpornośd organizmu, poprzez stymulację jelitowego układu immunologicznego, poprawę funkcji jelita grubego i redukcję szkodliwego działania toksyn, itp.

41 MECHANIZMY DZIAŁANIA PREBIOTYKÓW Oligosacharydy nie ulegają hydrolizie w górnym odcinku przewodu pokarmowego. Służą jako substrat do fermentacji dla endogennej mikroflory jelitowej, główne jej produkty krótkołaocuchowe kwasy tłuszczowe dostarczają energii dla organizmu gospodarza, działają troficznie na nabłonek jelitowy i obniżają ph poniżej wartości jeszcze tolerowanych przez szczepy patogenne. Stymulacja wzrostu bifidobakterii korzystnie wpływa na produkcję naturalnych antybiotyków o szerokim spektrum działania (nizyna, laktocina) i hamuje rozwój flory patogennej w mechanizmie konkurencji o receptory adhezji i o składniki odżywcze. Chociaż badao klinicznych dotyczących prebiotyków jest niewiele, obecnie można uznad, że ich korzystne działanie sprowadza się do regulacji motoryki przewodu pokarmowego (biegunki/zaparcia) i równowagi mikroflory jelitowej, poprawy wchłaniania wapnia oraz zapobiegania nowotworom jelita i miażdżycy naczyo.

42 Prebiotyki Za korzystną mikroflorę jelita grubego naukowcy uważają taki jej skład, w którym dominują bifidobakterie. Stosuje się probiotyki, które po spożyciu wywierają korzystny wpływ na organizm gospodarza poprzez poprawę równowagi mikroflory jelitowej), ale po zaprzestaniu ich podaży bifidobakterie w kale szybko zanikają. Inulina i oligofruktoza występują w naturze głównie w warzywach, takich jak cykoria, pory, karczochy, czosnek, szparagi, cebula, banany Aktualne badania naukowe idą w kierunku zwiększenia ilości i pobudzenia aktywności szczepów korzystnych, poprzez taką modyfikację składu diety, by dostarczad substraty do fermentacji dla bifidobakterii i innych szczepów probiotycznych. Suplementacja diety w inulinę i FOS stymuluje selektywnie wzrost bifidobakterii, ale także ma wpływ na redukcję populacji innych rodzajów Bacteroides, Clostridium i Fusobacterium.

43 Prebiotyki a masa ciała Mikroflora jelitowa jako cel terapeutyczny Wyniki pierwszego randomizowanego badania oceniającego długotrwałe efekty suplementacji oligofruktozy u ludzi potwierdziły obserwacje poczynione na modelach zwierzęcych. Stosowanie tego prebiotyku przez 12 tygodni spowodowało ubytek masy ciała o 1,0 ± 0,4 kg, podczas gdy w grupie stosującej placebo doszło w tym czasie do jej przyrostu o 0,4 ± 0,3 kg. Wniosek działanie oligofruktozy na zmiany masy ciała zależą od dawki.

44 Prebiotyki Prebiotyki to nieulegające trawieniu związki chemiczne, głównie oligosacharydy, które są pokarmem bakterii zasiedlających jelita. Przyspieszają one wzrost pożytecznych grup organizmów komensalnych, takich jak np. Bifidobacterium i Lactobacillus. Fruktooligosacharydy, do których zalicza się m.in. inulina i oligofruktoza, nie mogą ulec strawieniu w górnym odcinku przewodu pokarmowego, ale mogą byd metabolizowane przez pewne grupy drobnoustrojów wchodzących w skład mikroflory jelitowej. Związki te uczestniczą w modulacji wzrostu innych pożytecznych drobnoustrojów bytujących w jelicie grubym. U otrzymujących oligofrukozę myszy, żywionych wysokotłuszczową dietą, występuje dodatnia korelacja między kolonizacją Bifidobacterium a lepszą tolerancją glukozy, wydzielaniem insuliny pod wpływem zwiększonego stężenia glukozy oraz normalizacja stężenia czynników prozapalnych.

45 Synbiotyk probiotyk + prebiotyk Np.: Preparaty mleczne fermentowane zawierające płatki ryżowe, jęczmienne, owsiane oraz szczepy bakterii probiotycznych

46 Synbiotyki W NIESWOISTYCH ZAPALENIACH JELIT Ocena wpływu podaży synbiotyku na przebieg i nasilenie toczącego się stanu zapalnego jelita grubego u chorych z aktywną postacią W grupie badanej 9 chorym podawano 2 razy dziennie prebiotyk Synergy 1 (6 g mieszaniny oligofruktozy i inuliny) oraz probiotyk ( Bifidobacterium longum). W powyższym badaniu nie stwierdzono istotnie statystycznych różnic zmian obrazu endoskopowego w sigmoidoskopii oraz aktywności klinicznej choroby między grupami pod wpływem przeprowadzonego leczenia.

47 Przeszczepianie mikrobioty jelitowej a zakażenia Clostridium difficile Wykazano skutecznośd przeszczepiania mikrobioty jelitowej (fecal microbiota transplant FMT) w leczeniu nawrotów zakażenia C. difficile. Metoda ta polega na wprowadzaniu (doodbytniczo lub przez zgłębnik nosowo-dwunastniczy) do jelita chorego zawiesiny stolca pobranego od zdrowego dawcy. spektakularna skutecznośd (94%) w grupie eksperymentalnej w porównaniu z grupami kontrolnymi. Aktualnie prowadzone są kolejne badania oceniające skutecznośd w/w metody u dorosłych i dzieci zarówno w leczeniu zakażenia C. difficile nieswoistych chorób zapalnych jelit zespołu jelita drażliwego w zespole metabolicznym chorobach autoimmunizacyjnych i metabolicznych