Komu wzmacniacz, komu probiotyki i prebiotyki - krytycznie o dodatkach w żywieniu doustnym noworodków i niemowląt

Transkrypt

1 Komu wzmacniacz, komu probiotyki i prebiotyki - krytycznie o dodatkach w żywieniu doustnym noworodków i niemowląt Marek Szczepański Klinika Neonatologii i Intensywnej Terapii Noworodka Uniwersytet Medyczny w Białymstoku

2 Flora bakteryjna - w czasie ciąży przewód pokarmowy płodu pozostaje jałowy - od chwili porodu na skutek stałego kontaktu z bakteriami dochodzi do kolonizacji skóry jamy ustnej górnych dróg oddechowych przewodu pokarmowego dolnych odcinków układu moczowego tworzy się specyficzna mikroflora autochtoniczna przyjazne dla człowieka szczepy bakteryjne homeostaza immunostymulacja ochrona immunologiczna zdrowie

3 Flora bakteryjna - obserwuje się zależną od wieku fluktuację bakteryjnej flory jelitowej okres pierwszych 2 tygodni życia kolonizacja E. coli i Streptococcus spp. mało Bacteroides spp. Bifidobacterium spp., Clostridium spp. okres wyłącznego karmienia piersią dominacja Bifidobacterium spp., okres rozszerzania diety i zakończenia karmienia piersią zwiększenie odsetka Bacteroides spp., (flory beztlenowej) okres wyłącznego karmienia sztucznego

4 Mikroflora przewodu pokarmowego - rozkład flory bakteryjnej w przewodzie pokarmowym nie jest równomierny zależy m.in. od: aktywności motorycznej charakteru aktywności motorycznej tempa przemieszczania się treści pokarmowej obecności enzymów trawiennych ślina, wydzielina żołądkowa sok trzustkowy, wydzielanie wątrobowe ph zawartości przewodu pokarmowego ilości tlenu w przewodzie pokarmowym

5 Mikroflora przewodu pokarmowego - rozkład flory bakteryjnej w przewodzie pokarmowym: żołądek i początkowy odcinek jelita cienkiego niskie ph (ok. 2), szybki przepływ, dużo tlenu bakterii (CFU) na gram/ml Lactobacillus spp., Streptococcus spp., końcowy odcinek jelita cienkiego wyższe ph, wolniejszy przepływ, mniej tlenu 10 8 bakterii (CFU) na gram/ml ( ) Lactobacillus spp., Streptococcus spp., Bifidobacterium spp., Bacteroides spp., Enterobacterium spp., jelito grube wolny pasaż treści pokarmowej, ph 7-8, mało lub brak tlenu bakterii (CFU) na gram/ml ( ) Bacteroides spp., Bifidobacterium spp., Eubacterium spp., Propionibacterium spp., Proteus spp., Clostridium spp., Veillonella spp., Staphylococcus spp.

6 Mikroflora przewodu pokarmowego - zidentyfikowano od 500 do 1000 różnych szczepów bakteryjnych - 45 rodzajów, 17 rodzin (zwykle ) - wykazano, że liczba komórek bakteryjnych wynosi = liczba komórek bakteryjnych w organizmie człowieka jest razy większa niż populacja ludzi na kuli ziemskiej - w jelicie grubym bakterie beztlenowe stanowią 99,9% mikroflory ok. 99,0% bakterii należy do ok gatunków - rozmieszczenie bakterii w przewodzie pokarmowym: światło przewodu pokarmowego warstwa śluzu pokrywająca nabłonek śluz na dnie krypt jelitowych powierzchnia komórek nabłonka jelitowego

7 Stała obecność bakterii w przewodzie pokarmowym jest możliwa dzięki: tolerancji immunologicznej antygenów bakteryjnych bakterii komensalnych obecności treści pokarmowej w tym m.in. prebiotyków odpowiednim warunkom fizyko-chemicznym ph, potencjał oksydo-redukcyjny prężność tlenu obecność składników odżywczych interakcjom pomiędzy bakteriami i ustrojem człowieka obecność składników śliny obecność składników soku żołądkowego, trzustkowego, jelitowego obecność składników żółci wpływ układu immunologicznego obecność składników odżywczych interakcjom pomiędzy komórkami bakteryjnymi wytwarzanie substancji toksycznych wytwarzanie substancji o działaniu antybiotycznym

8 Rozwój flory bakteryjnej jelit w pierwszym roku życia niewiele wiadomo o kolonizacji bakteryjnej łożyska - należy założyć, że bakterie są obecne w świetle jelita noworodka kolonizacja po porodzie - jest bardzo szybka, zwykle fakultatywnymi anaerobami - początkowa kolonizacja kreuje środowisko wspierające rozwój bakterii anaerobowych: Bacteroides, Clostridium, and Bifidobacterium spp. kolonizacja w okresie noworodkowym - charakteryzuje się niewielką różnorodnością szczepów - dominują Proteobacteria (E. coli) i Actinobacteria ( Bifidobacterium ) kolonizacja w okresie niemowlęcym - charakteryzuje się większą różnorodnością szczepów - dominują Firmicutes (Bacillus, Clostridium, Stachylococcus) i Bacteroides kolonizacja pod koniec 1-go roku życia - indywidualna, charakterystyczna osobniczo flora bakteryjna uwarunkowania genetyczne, sposób żywienia, środowisko, leki suplementy diety, infekcje

9 Aktywność metaboliczna bakterii przewodu pokarmowego - mikrobiom jelitowy potencjał enzymatyczny to m.in. biotransformacja hydroksylacja redukcja degradacja aromatyzacja synteza powstają związki, które mogą oddziaływać toksycznie w stosunku do gospodarza w stosunku do innych bakterii biodegradacja oligosacharydów, skrobi, włóknika fermentacja powstawanie krótkołańcuchowych kwasów tłuszczowych octowy (CH3 COOH) propionowy (CH3 CH2 COOH) masłowy (CH3 (CH2)2 COOH) krótkołańcuchowe kwasy tłuszczowe źródło energii dla enterocytów zwiększenie indeksu mitotycznego, proliferacja synteza kwasów tłuszczowych glukoneogeneza hamowanie wzrostu bakterii patogennych

10 Wrażliwość mikrobiomu jelitowego niewłaściwa dieta antybiotykoterapia dodatki do żywności (konserwanty, barwniki) związki toksyczne zawarte w wodzie i pokarmach Konsekwencja dysbioza

11 Probiotyki (gr. pro bios dla życia) bakterie jelitowe które po podaniu doustnym w odpowiedniej liczbie, mogą namnażać się i bytować w przewodzie pokarmowym, wywierając korzystny wpływ na organizm gospodarza idealny probiotyk bezpieczny (rozpoznawany jako bezpieczny) wytrzymały (kwas solny, sole żółciowe, enzymy) ekspansywny (zdolność adhezji i kolonizacji) produkuje substancje hamujące rozwój bakterii patogennych, wirusów, grzybów działa immunostymulująco, immunomodulująco może być dodawany do produktów spożywczych stabilny w trakcie przechowywania

12 Probiotyki najczęściej stosowane bakterie kwasu mlekowego rodzaju Lactobacillus L. rhamnosus GG, L. salivarius, L. casei, L. plantarum, L. acidophilus, L. ferementum, L. bulgaricus, L. reuteri rodzaju Bifidobacterium B. bifidum, B. breve, B. infantis, B. lactis, B. longum Streptococcus thermophilus Enterococcus faecium Bacillus subtilis Saccharomyces boulardii

13 Probiotyki działanie korzystne gęste przyleganie do powierzchni błony śluzowej kompetytywne hamowanie adhezji bakterii patogennych wykorzystanie składników pokarmowych kompetytywne hamowanie wzrostu bakterii patogennych produkcja kwasu mlekowego obniżenie ph treści jelitowej hamowanie rozwoju bakterii patogennych zmniejszeni aktywności enzymatycznej zmniejszenie powstawania substancji potencjalnie szkodliwych zwiększenie aktywności motorycznej jelit

14 Probiotyki działanie korzystne produkcja substancji o aktywności antybiotycznej - bakteriocyn działanie bakteriobójcze / bakteriostatyczne acidofilina hamuje szczególnie wzrost patogennych szczepów E. coli, Salmonella, Shigella, Staphylococcus laktobacilina hamuje szczególnie wzrost patogennych szczepów Salmonella, Shigella, Staphylococcus, Proteus, Pseudomonas, E. coli, laktalina aktywność antyenterotoksyczna nisina policykliczny antybiotyk peptydowy acidolina (antybiotyk)

15 Probiotyki działanie korzystne Enterococcus faecium hamuje wzrost szczepy E. Coli enteropatogenne 80% szczepy E. Coli enterotoksyczne 75% szczepy Salmonella 62% szczepy Schigella 50% szczepy Pseudomonas 50% szczepy Clostridium perfringens 100%

16 Probiotyki działanie korzystne produkcja H 2 O 2 działanie bakteriobójcze / bakteriostatyczne działanie immunostymulujące / immunomodulujące stymulacja proliferacji limfocytów B stymulacja aktywności fagocytarnej stymulacja syntezy siga, IgG hamowanie syntezy IgE działanie cytoprotekcyjne działanie krótkołańcuchowych kwasów tłuszczowych działanie glutaminy, argininy, cysteiny, poliamin

17 Probiotyki działanie korzystne syntetyzują witaminy grupy B tiamina, niacyna, ryboflawina, kwas pantotenowy syntetyzują witaminę H (biotyna) syntetyzują prekursory witaminy K syntetyzują prekursory kwasu foliowego zwiększają biodostępność i wchłanianie wapnia zwiększają wchłanianie magnezu, fosforu, cynku, żelaza syntetyzują aminokwasy m.in. lizynę

18 Probiotyki zastosowanie Produkt może być uznany za źródło probiotyków jeśli zawiera minimum 10 6 aktywnych biologicznie komórek bakteryjnych w 1 mililitrze zawiera co najmniej 10 7 Bifidobacterium lub 10 8 Lactobacillus w 1 gramie

19 Probiotyki zastosowanie Od roku 2000 opublikowano: artykułów, w których użyto słowa probiotyk 870 artykułów, w których wystąpiło skojarzenie słowa probiotyk i noworodek 240 artykułów, w których wystąpiło skojarzenie słowa probiotyk i wcześniak Rynek probiotyków na świecie wartość globalnego rynku probiotyków 2010 r. - 21,6 mld dolarów 2015 r. - 31,1 mld dolarów 2017 r. - 35,1 mld dolarów 90,7% - żywność 6,1% - suplementy probiotyczne (3,26 mld dolarów) 3,2% - składniki probiotyczne

20 Probiotyki zastosowanie wykazano korzystne działanie w ostrej biegunce infekcyjnej skrócenie czasu trwania biegunki wykazano korzystne działanie w biegunce poantybiotykowej skrócenie czasu trwania biegunki zmniejszenie ryzyka wystąpienia jeśli prebiotyki podaje się w trakcie antybiotykoterapii zastosowanie prewencyjne zmniejszenia ryzyka wystąpienia biegunki zmniejszenie częstości epizodów odwodnienia zmniejszenie częstości wizyt u lekarza zmniejszenie częstości kuracji antybiotykowych zmniejszenie częstości wystąpienia zespołów nietolerancji pokarmowej zmniejszenie częstości występowania chorób atopowych

21 Probiotyki zastosowanie w neonatologii Zastosowanie u wcześniaków - aspekty, które brano pod uwagę częstość wystąpienia NEC przepuszczalność jelit przyspieszenie dojrzewania jelit zwiększenie przyrostów masy ciała zwiększenie syntezy siga

22 Probiotyki zastosowanie w neonatologii Zastosowanie u wcześniaków zmniejszenie przepuszczalności jelit wykazane testem laktulozowo-mannitolowym u wcześniaków (śr g) 1 dzień życia 7 dzień życia 30 dzień życia Grupa kontrolna ± ± ± Bifidobacterium lactis ± ± ± Stratiki E. i wsp. 2006

23 Probiotyki zastosowanie w neonatologii Zastosowanie u wcześniaków zwiększenie przyrostów masy ciała u wcześniaków (śr g) 35 dzień życia (21 dni podaży) Masa ciała p < ph stolca p < Średniołańcuchowe kwasy tłuszczowew stolcu (po 3 tygodniach) Grupa kontrolna Bifidobacterium lactis 1811 g 1924 g µmola/g 22.3 µ mol/g Mohan R. i wsp. 2006

24 Probiotyki zastosowanie w neonatologii Zastosowanie u wcześniaków zwiększenie przyrostów masy ciała u noworodków matek HIV pozytywnych, karmionych sztucznie (6-miesięczna obserwacja) Przyrost masy ciała (g/dobę) p = 0.04 Grupa kontrolna Ch ± 4.08 Dz ± 6.30 Bifidobacterium lactis ± ± 6.60 Cooper PA. i wsp. 2002

25 Probiotyki zastosowanie w neonatologii Zastosowanie u wcześniaków zmniejszenie częstości wystąpienia NEC Janvier A, Malo J, Barrington KJ. Cohort study of probiotics in a North American neonatal intensive care unit. J Pediatr (2014) 164: noworodków <32 tygodnia Bifidobacterium breve Bifidobacterium bifidum Bifidobacterium infantis Bifidobacterium longum Lactobacillus rhamnosus Znamienne statystycznie zmniejszenie częstości występowania NEC. Oncel MY, Sari FN, Arayici S, Guzoglu N, Erdeve O, Uras N. Lactobacillus reuteri for the prevention of necrotizing enterocolitis in very low birth weight infants: a randomized controlled trial. Arch Dis Child Fetal Neonatal Ed (2014) 99:F noworodki <32 tygodnia Lactobacillus reuteri Stosowanie probiotyków nie miało wpływu na częstość występowania NEC czy zgon dziecka.

26 Probiotyki zastosowanie w neonatologii Zastosowanie u wcześniaków zmniejszenie częstości wystąpienia NEC Jacobs SE, Tobin JM, Opie GF, Donath S, Tabrizi SN, Pirotta M. Probiotic effectsonlate-onset sepsis in very preterm infants: a randomized controlled trial. Pediatrics (2013) 132: noworodków <32 tygodnia Bifidobacterium infantis Bifidobacterium lactis Streptococcus thermophilus Znamienne zmniejszenie częstości występowania NEC. Bez wpływu na częstość infekcji późnych i śmiertelność. Serce O, Benzer D, Gursoy T, Karatekin G, Ovali F. Efficacy of Saccharomyces boulardii on necrotizing enterocolitis or sepsis in very low birth weight infants: a randomized controlled trial. Early Hum Dev (2013) 89: noworodków <32 tygodnia Saccharomyces boulardii Stosowanie probiotyków nie miało wpływu na częstość występowania NEC czy sepsy.

27 Probiotyki zastosowanie w neonatologii Zastosowanie u wcześniaków zmniejszenie częstości wystąpienia NEC Fernandez-Carrocera LA, Solis-Herrera A, Cabanillas-Ayon M, Gallardo-Sarmiento RB, Garcia-Perez CS. Double-blind, randomized clinical assay to evaluate the efficacy of probiotics in preterm newborns weighing less than 1500 g in the prevention of necrotizing enterocolitis. Arch Dis Child Fetal Neonatal Ed (2013) 98:F wcześniaków Bifidobacterium infantis Lactobacillus rhamnosus Lactobacillus acidophilus Lactobacillus casei Streptococcus thermophilus Stosowanie probiotyków zmniejszyło częstość występowania NEC. Rojas MA, Lozano JM, Rojas MX, Rodriguez VA, Rondon MA, Bastidas JA. Prophylactic probiotics to prevent death and nosocomial infection in preterm infants. Pediatrics (2012) 130:e noworodków < 2000 g Lactobacillus reuteri Nieznamienne zmniejszenie częstość występowania NEC.

28 Probiotyki zastosowanie w neonatologii Zastosowanie u wcześniaków zmniejszenie częstości wystąpienia NEC Al-Hosni M, Duenas M, Hawk M, Stewart LA, Borghese RA, Cahoon M. Probiotics-supplemented feeding in extremely low-birth-weight infants. J Perinatol (2012) 32: noworodków <1000g Lactobacillus rhamnosus Bifidobacterium infantis Stosowanie probiotyków nie wpływało na częstość występowania NEC i śmiertelność. Stosowanie probiotyków zwiększyło przyrosty masy ciała. Braga TD, DaSilva GA, de Lira PI,de Carvalho Lima M. Efficacy of Bifidobacterium breve and Lactobacillus casei oral supplementation on necrotizing enterocolitis in very-low-birth-weight preterm infants: a double-blind, randomized, controlled trial. Am J Clin Nutr (2011) 93: noworodków <1500g Bifidobacterium breve Znamienne statystycznie zmniejszenie częstość występowania NEC.

29 Probiotyki zastosowanie w neonatologii Zastosowanie u wcześniaków zmniejszenie częstości wystąpienia NEC Samanta M, Sarkar M, Ghosh P, Ghosh J, Sinha M, Chatterjee S. Prophylactic probiotics for prevention of necrotizing enterocolitis in very low birth weight newborns. J Trop Pediatr (2009) 55: noworodków <32 tygodnia z masą ciała <1500g Bifidobacterium bifidum Bifidobacterium infantis Bifidobacterium longum Lactobacillus acidophilus Znamienne statystycznie zmniejszenie częstość występowania NEC i zgonu. Zmniejszenie częstość występowania nietolerancji żywienia. Lin HC, Hsu CH, Chen HL, Chung MY, Hsu JF, Lien RI. Oral probiotics prevent necrotizing enterocolitis in very low birth weight preterm infants: a multicenter, randomized, controlled trial. Pediatrics (2008) 122: noworodki <34 tygodnia z masą ciała <1500g Bifidobacterium bifidum Lactobacillus acidophilus Znamienne statystycznie zmniejszenie częstość występowania NEC i zgonu.

30 Probiotyki zastosowanie w neonatologii Zastosowanie u wcześniaków zmniejszenie częstości wystąpienia NEC Dlaczego wyniki są różne i nieporównywalne? różny charakter prac różna liczebność grup objętych analizą różna masa ciała i wiek płodowy wcześniaków różny odsetek porodów drogą naturalną i cięciem cesarskim podobne, choć różne kryteria klasyfikacji klinicznej powikłań różna farmakoterapia w okresie objętym analizą podobne, choć różne zasady żywienia parenteralnego czy troficznego podobne, choć różne metody analizy statystycznej różne szczepy probiotyków, stosowane w różnej liczbie

31 Wpływ drogi porodu na mikrobion jelita noworodka noworodki urodzone drogą naturalną kolonizują jelita głównie szczepami Lactobacillus i Prevotella (Bacteroides), czyli florą pochwową noworodki urodzone drogą cięcia cesarskiego kolonizują jelita głównie szczepami Staphylococcus, Clostridium, Propionobacterium, Corynebacterium, czyli florą skórną Różnice mikrobiomu jelitowego wynikające z drogi porodu utrzymują się: przez pierwszy rok życia Jakobsson HE, Abrahamsson TR, Jenmalm MC, Harris K, Quince C, Jernberg C. Decreased gut microbiota diversity, delayed Bacteroidetes colonization and reduced Th1 responses ininfants delivered by caesarean section. Gut (2014) 63: a nawet 7 lat Salminen S, Gibson GR, McCartney AL, Isolauri E. Influence of mode of delivery on gut microbiotac omposition in seven year old children. Gut (2004) 53:

32 Jak działa szczep probiotyczny? Tu i teraz konkretna osoba w określonej sytuacji klinicznej, dzisiaj Nie dzisiaj nie u tej osoby, nie w tej sytuacji, nie dzisiaj Ponadto Mikrobiota jelitowe można podzielić na różne typy (enterotypy) które różnią się rodzajem bakterii dominujących. Bacteroides (enterotyp 1) Prevotella (enterotyp 2) Ruminococcus (enterotyp 3)

33 Jak działa szczep probiotyczny?

34 Prebiotyki - bezpieczeństwo składniki pożywienia, które przechodzą przez przewód pokarmowy w formie niezmienionej wykorzystywane są przez bakterie, pobudzając wzrost i aktywność prawidłowej flory jelitowej prebiotykami, substancjami stymulującymi mogą być: białka tłuszcze oligosacharydy polisacharydy najczęściej stosowanymi i najlepiej poznanymi prebiotykami są oligosacharydy m.in. fruktooligosacharydy galaktooligosacharydy izomaltooligosacharydy maltooligosacharydy inulina

35 Prebiotyki - bezpieczeństwo w mleku kobiecym stwierdzono obecność ok. 200 różnych oligosacharydów (3-22 reszt cukrowych) w indywidualnych próbkach mleka od 23 do 130 stężenie oligosacharydów jest największe w siarze nieco mniejsze w mleku dojrzałym 8-20 mg/l mg/l oligosacharydy, które nie uległy strawieniu w jelicie cienkim ulegają fermentacji w jelicie grubym stymulując rozwój, głównie Bifidobakterii w chwili obecnej na rynku znajduje się wiele mlek modyfikowanych suplementowanych prebiotykami stosuje się również mieszaniny probiotyków i prebiotyków - synbiotyki W chwili obecnej nie ma przesłanek przemawiających za stosowaniem prebiotyków u noworodków karmionych pokarmem własnej matki.

36 Dziękuję za uwagę