KAMPTOTECYNA* Komórki KWAS FOLIOWY macierzyste I SK ADNIK TAKSOL** Rodzaje AKTYWNY i w³aœciwoœci HISTORIA KOSMETYKÓW ODKRYCIA I PERSPEKTYWY Materiał promocyjny Kaszel klasyfikacja Nr i leczenie 2/2008 PROBIOTYKI NOWE ZASTOSOWANIA W TERAPII Probiotics a new application in therapy Dr n. med. Adam Kwieciñski, Specjalista farmakolog Katedra i Zak³ad Farmakologii i Toksykologii Wydzia³ Lekarski w Zabrzu SUM w Katowicach Streszczenie Probiotyki, są to żywe drobnoustroje, które korzystnie wpływają na organizm gospodarza. Uważa się, że probiotyki nie tylko poprawiają funkcjonowanie śluzówki układu pokarmowego, ale także poprawiają czynność układu odpornościowego, syntetyzują substancje odżywcze i zwiększają ich biodostępność, redukują objawy nietolerancji laktozy, zmniejszają częstotliwość występowania alergii u osobników podatnych oraz redukują ryzyko rozwoju niektórych nowotworów. Słowa kluczowe: probiotyki, biegunki, immunologia, alergia, karcinogeneza. Abstract Probiotics are live micoro-organisms exerting beneficial effect on their host s organism. It is believed that probiotics not only improve the function of the alimentary tract mucosa, but also improve the immunological system function, synthesise nutritional substances and increase their bioavailability, reduce the symptoms of lactose intolerance, reduce the frequency of allergic reactions in susceptible individuals and reduce the risk of the development of selected carcinomas. Key words: probiotics, diarrhoea, immunology, allergy, carcinogenesis. Probiotyki, są to żywe drobnoustroje zdolne do przeżycia pasażu przez przewód pokarmowy, które korzystnie wpływają na organizm gospodarza. Mikroby od wieków były częścią pożywienia człowieka, ale stosunkowo niedawno stały się przedmiotem intensywnych badań ze względu na ich potencjalne możliwości poprawy oraz leczenia chorób. Obecnie uważa się, że nie tylko poprawiają funkcjonowanie śluzówki układu pokarmowego, ale także poprawiają czynność układu odpornościowego, syntetyzują substancje odżywcze i zwiększają ich biodostępność, redukują objawy nietolerancji laktozy, zmniejszają częstotliwość występowania alergii u osobników podatnych oraz redukują ryzyko rozwoju niektórych nowotworów. Mechanizm działania probiotyków nie jest w pełni poznany, ale może polegać na modyfikacji ph jelit, na antagonizmie w stosunku do patogenów, przez produkcję czynników przeciwbakteryjnych i przeciwmikrobowych na kompetycji z patogenami do receptorów oraz dostępnych substancji odżywczych i czynników wzrostu, a także stymulowaniu komórek immunomodulujących oraz na produkcji laktozy. 14 Niektóre szczepy, między innymi Lactobacillus GG, Lactobacillus reuteri i Saccharomyces boulardii, wydają się być najbardziej obiecującymi czynnikami wpływającymi korzystnie na przebieg biegunek u dzieci. Stosowanie innych szczepów bakterii, szczególnie Bifidobacterium, dodawanych regularnie do pożywienia niemowląt może mieć profilaktyczne działanie przeciw ostrym chorobom biegunkowym. Dowody na pozytywne oddziaływanie pałeczek Lactobacillus na zdrowie człowieka istnieją jedynie dla kilku szczepów wykorzystywanych komercyjnie. Istnieje ogólne zgoda, że probiotyk musi być zdolny do kolonizacji całego układu pokarmowego, aby wpływać na zdrowie człowieka. Wymagania wobec szczepów bakteryjnych z uwzględnieniem ich oddziaływania na organizm człowieka: Łatwość kolonizacji w warunkach przewodu pokarmowego człowieka Trwałość w warunkach niskiego ph, kontaktu z solami żółciowymi Nikłe możliwości kolonizacji innych obszarów Adherencja do komórek nabłonka jelitowego Brak toksycznych metabolitów, zdolności wywoływania reakcji alergicznych, działania mutagennego i kancerogennego bakterii i metabolitów ich przemiany materii, a także rozkładu Pokrewieństwo z występującymi fizjologicznie
Nr 2/2008 KAMPTOTECYNA* I TAKSOL** HISTORIA ODKRYCIA I PERSPEKTYWY 15
PROBIOTYKI NOWE ZASTOSOWANIA W TERAPII 16 szczepami (powinny pochodzić od naturalnej mikroflory bakteryjnej) Jednocześnie bakterie muszą spełniać kryteria wynikające ze względów technologicznych: Wzrost na tanich podłożach Genetyczna stabilność Dobra przeżywalność w warunkach przechowalniczych Odporność na wysokie stężenia kwasu mlekowego Dobre cechy sensoryczne. Ze względów bezpieczeństwa zdrowotnego probiotyki powinny spełniać określone warunki: Wszystkie szczepy muszą zostać przebadane a badania muszą być właściwie udokumentowane Badania powinny być prowadzone w sposób zbieżny do badania leków: z udziałem placebo i w warunkach podwójnej ślepej próby Gatunek i szczep bakteryjny muszą być dobrze zdefiniowane (stabilne). Te wymagania dyskwalifikują wiele szczepów obecnie stosowanych w fermentowanych produktach nabiałowych. Lactobacillus GG, wariant L. casei sps rhamnosus jest obecnie jednym z najintensywniej badanych probiotyków. Spożywany w produktach nabiałowych kolonizuje układ pokarmowy w ciągu 3 dni u większości osobników. Zastosowanie Lactobacillus korzystnie oddziaływuje u pacjentów z biegunką podróżnych, z biegunką zależną od antybiotykoterapii oraz z nawrotowym zapaleniem jelit spowodowanym Clostridium difficile. Mleko sfermentowane przez LGG zmniejsza defekty przepuszczalności wywołane ekspozycją na białka mleka krowiego lub infekcją rotawirusową. Ma też udowodniony korzystny wpływ na odporność miejscową jelit. Zwiększa on stężenie IgA oraz komórki wydzielające immunoglobuliny w śluzówce jelit. Stymuluje także miejscowe uwalnianie interferonu. Ułatwia transport antygenów do niżej leżących komórek limfoidalnych, które powodują zwiększony wychwyt antygenów w kępkach Peyer a. Nr 2/2008 BIEGUNKA PO ANTYBIOTYKOTERAPII Jednym z najlepiej zbadanych efektów stosowania probiotyków jest ich najstarsze zastosowanie w trakcie i po antybiotykoterapii. Łagodne lub ciężkie epizody biegunki związanej z antybiotykoterapią są częstym działaniem niepożądanym leczenia. Częstotliwość występowania tego powikłania zależy od zastosowanego antybiotyku i waha się od 5 do 25%. Najcięższą formą schorzenia jelit jest w tym przypadku rzekomobłoniaste zapalenie jelit związane z rozwojem Clostridium difficile, które występuje w 10-20% wszystkich biegunek poantybiotykowych. W większości przypadków skuteczna może być zmiana antybiotyku lub zaprzestanie jego stosowania. W cięższych przypadkach konieczne jest zastosowanie leczenia wankomycyną lub metranidazolem. U wszystkich jednak pacjentów konieczne jest wprowadzenie leczenia lub profilaktyki tego powikłania poprzez podawanie niepatogennych kultur mikroorganizmów, zdolnych do odtworzenia równowagi ekosystemu jelit. Do tego zadania wykorzystuje się takie mikroorganizmy jak Lactobacillus acidophilus i Bifidobacterium longum. BIEGUNKI INFEKCYJNE, ROTAWIRUSOWE. W roku 200 Guandalini i wsp. opublikowali wyniki wieloośrodkowego europejskiego badania nad zastosowaniem płynu nawadniającego, zawierającego Lactobacillus. W badaniu tym dzieci z ostrą biegunką były losowo przydzielane do grupy A otrzymującej płyn nawadniający z placebo lub do grupy B otrzymującej płyn nawadniający z Lactobacillus. Po nawodnieniu w ciągu pierwszych 4-6 godzin, dzieci otrzymywały normalne jedzenie oraz nadal płyny nawadniające. Czas trwania biegunki wynosił w grupie A średnio 71,9 godzin w porównaniu ze średnio 59,3 godzin w grupie B. U dzieci z rotawirusową biegunką biegunka ustawała po średnio 76,6 godzinach w grupie A oraz po 56,2 godzinach w grupie B. Przedłużająca się biegunka, do 7 dni, występowała u 10,7% dzieci w grupie A oraz u 2,7% w grupie B. Także okres hospitalizacji był krótszy u dzieci z grupy B. Inny badacz Guarino wykazał, że Lactobacillus skraca czas trwania biegunki z 6 dni do 3, bez względu na etiologię. Także Oberhelman i wsp. wykazali skuteczność Lactobacillus w zapobieganiu biegunkom, szczególnie w grupie wiekowej 18-29 miesięcy dzieci niedożywionych. Kolejnym ważnym zastosowaniem probiotyków jest profilaktyka biegunek wewnątrzszpitalnych u niemowląt. Szajewska i wsp. przeprowadzili randomizowane badanie kliniczne z podwójnie ślepą próbą, kontrolowane placebo, dotyczące zastosowania profilaktyki doustnym Lactobacillus w profilaktyce wewnątrz-
Nr 2/2008 szpitalnych biegunek u dzieci w wieku 1 do 36 miesięcy. Dzieci włączone do badania były hospitalizowane z innych powodów niż biegunki. Profilaktykę szczepem Lactabacillus otrzymało 45 dzieci natomiast 36 dzieci otrzymało placebo dwa razy dziennie przez cały czas trwania hospitalizacji. Zastosowanie Lactabacillus zredukowało ryzyko biegunek wewnątrzszpitalnych w porównaniu do placebo (6,7% vs 33,3%). Częstotliwość występowania zakażenia rotawirusem był podobna w obu grupach, ale zastosowanie profilaktyki probiotykiem zmniejszyło znamiennie ryzyko wystąpienia zapalenia żołądka i jelit. WP YW IMMUNOMODULACYJNY PROBIO- TYKÓW Należy tu wspomnieć o stosunkowo nowej sugestii, o wpływie mlek probiotycznych w zapobieganiu infekcjom u dzieci. Wiadomo, że dzieci pozostawiane pod opieką ośrodków zbiorowej opieki dziennej są 1, 5 3 razy bardziej narażone na zakażenia dróg oddechowych oraz układu pokarmowego, dlatego poszukiwane są metody skutecznej profilaktyki tych infekcji. Hatakka i wsp. przeprowadzili randomizowane badanie kliniczne z podwójną ślepą próbą, kontrolowane placebo, trwające ponad 6 miesięcy. W badaniu tym wzięło udział 571 zdrowych dzieci w wieku 1-6 lat: 282 (średni wiek 4,6 roku) w grupie poddawanej interwencji oraz 289 (średni wiek 4,4 roku) w grupie kontrolnej z 18 ośrodków opieki dziennej w Helsinkach. Interwencję przeprowadzono w ciągu 7 miesięcy w sezonie, w którym zwykle jest największe nasilenie infekcji. Dzieciom podawano mleko zawierające szczepy Lactobacillus lub bez nich. Średnia dzienna porcja spożywanego mleka wynosiła w obu grupach 260 ml. Dzieci w grupie otrzymującej mleko z Lactobacillus miały mniej dni nieobecności w ośrodku ze względu na chorobę (4,9 vs 5,8 dnia). Stwierdzono także względną redukcję o 17% liczby dzieci doświadczających zakażeń układu oddechowego z powikłaniami i zakażeniami dolnych dróg oddechowych oraz 19% względną redukcję częstotliwości konieczności zastosowania antybiotykoterapii z powodu zakażenia układu oddechowego. W grupie otrzymującej probiotyczne mleko stwierdzono 21% redukcję częstotliwości występowania zapalenia ucha środkowego. Dzieci otrzymujące Lactobacillus miały też mniejszą liczbę dni absencji z powodu choroby, co sugeruje, że probiotyki mogą łagodzić przebieg zakażeń układu oddechowego. PROBIOTYKI NOWE ZASTOSOWANIA W TERAPII ALERGIE W dwóch ostatnich dziesięcioleciach w krajach rozwiniętych znamiennie wzrosła częstotliwość występowania chorób alergicznych, dlatego poszukiwane są nowe metody profilaktyki i leczenia tych schorzeń. Przeprowadzono więc badania, które wykazały, że podawanie doustne Lactobacillus rhamnosus GG przez 5 dni do 4 tygodni może łagodzić kliniczne stanu zapalnego w układzie pokarmowym oraz atopowego zapalenia skóry. Stwierdzono znamienne różnice w poziomie IL-10 w surowicy krwi między próbkami przed rozpoczęciem suplementacji, we wczesnej fazie badania (2 tydzień) i w później (4 i 8 tydzień od rozpoczęcia). Produkcja interleukiny 10 in vivo, substancji o właściwościach przeciwzapalnych, może być przyczyną zalecania stosowania niektórych gatunków probiotyków u pacjentów ze stanem, zapalnym śluzówki jelit. Wyniki tego badania wymagają jednak potwierdzenia na większych grupach pacjentów. Inne badanie dotyczyło suplementacji silnie hydrolizowanych białek serwatki Lactobacillus u dzieci z alergią na białka mleka krowiego i wypryskiem atopowym. Uzyskano znamienna poprawę stanu skóry dzieci otrzymujących Lactobacillus w ciągu pierwszego miesiąca suplementacji. Stężenie alfa 1-antytrypsyny uległo statystycznie znamiennemu obniżeniu jedynie w grupie otrzymującej Lactabacillus. Średnie stężenie czynnika martwicy nowotworów w kale uległo znamiennemu obniżeniu w tej grupie z 709 pg/g do 34 pg/g. KARCINOGENEZA Jest to obiecujący kierunek badań nad probiotykami. Hipotezy nad mechanizmem wpływu probiotyków twierdzą, że mogą one wiązać się z mutagenami w świetle jelita, zmniejszając ich wchłanianie lub poprzez hamowanie wzrostu bakterii przetwarzających prokarcinogeny w karcinogeny. Praca Zabali i wsp. dotyczy wpływu szczepów bakterii kwasu mlekowego na komórki szpiczaka. Autorzy badali dwadzieścia szczepów wyizolowanych z kału ludzkiego i oceniali zdolność hamowania wzrostu linii komórek szpiczaka. Wykazali oni, że dwa z badanych szczepów hamują proliferację linii komórkowych szpiczaka. Autorzy wiążą ten korzystny efekt ze zdolnościami immunomodulacyjnymi probiotyków. Natomiast w grupach osób dorosłych wykazano opóźnienie nawrotu raka pęcherza moczowego po zastosowaniu Lactobacillus. Ze względu na wzrastającą oporność, coraz częściej pojawiają się prace nad nowymi zakażeniami Helico- 17
PROBIOTYKI NOWE ZASTOSOWANIA W TERAPII Nr 2/2008 bacter Pylori. Po pierwszych latach skutecznej terapii, wprowadzane są obecnie już kolejne zestawy antybiotyków w połączeniu z IPP lub blokerami receptorów H2. pomimo szybkiego rozwoju nowych możliwości terapeutycznych w zwalczaniu tego zakażenia okazuje się, że wciąż nie są one wystarczające dla trwałej eradykacji patogenu ze względu na wzrost jego oporności. Natomiast probiotyki wykazują in vitro interesującą aktywność przeciw H. Pylori. Ze względu na to, że u dzieci rzadko występuje zakażenie tym patogenem, stanowią one właściwą grupę, w której można zastosować i oceniać nowe nieagresywne terapie. Bakterie z rodzaju Lactobacillus stanowią istotny składnik flory ludzkiego przewodu pokarmowego. Wiele prac doświadczalnych przeprowadzonych in vitro i in vivo wskazuje, że bakterie z rodzaju Lactobacillus wykazują ponadto działanie ochronne wobec wielu czynników patogennych, dzięki wykluczaniu ich z połączeń z receptorami na powierzchni nabłonka jelitowego, działaniu antagonistycznemu wobec ich kolonizacji oraz wpływowi na odporność ustroju ludzkiego. Wykazano także, że podawanie probiotycznych szczepów Lactobacillus wywiera korzystny wpływ na przebieg biegunek powodowanych przez rotawirusy. Zatem obecność nienaruszonej, natywnej flory zawierającej Lactobacillus ma istotne znaczenie dla podtrzymywania stanu zdrowia człowieka. PIŒMIENNICTWO: 18 1. Arshad SH. Food allergen avoidance in primary prevention of food allergy. Allergy 2001; 56: 113-6. 2. Bjorksten B. Risk factors in early childhood for the development of atopic diseases. Allergy 1994; 49: 400-7. 3. Danysz A. Probioza w profilaktyce i leczeniu niektórych chorób przewodu pokarmowego. Nowa Med 1997; 4 (5): 17-23. 4. Ochmański W, Barabasz W. Probiotyki oraz ich terapeutyczne działanie. Przegląd Lekarski 1999; 56: 211-5. 5. Socha J, Stolarczyk A, Socha P. Probiotyki w pediatrii. CZD, Warszawa 2000. 6. Szajewska H, Albrecht P. Probiotyki. Ped Pol 1997; 72 (6): 535-39. 7. Szajewska H, et al. Lactobacillus GG in prevention of diarrhea in hospitalized children. J Pediatr 2001; 138: 361-5. 8. Szajewska H. Probiotyki w leczeniu i profilaktyce ostrej biegunki i alergii pokarmowej u dzieci. Mikrobiologia Medycyna 2002; 2: 3-8.