Probiotyki, a układ immunologiczny. Mikrobom jelitowy człowieka, mimo iż intensywnie badany, szczególnie w ostatnich latach, nadal jest swego rodzaju zagadką. Ilość informacji dostępna w opracowaniach naukowych jest ograniczona i niewystarczająca. Zespół mikroorganizmów bytujących w przewodzie pokarmowym jest ogromny i liczy około 100 bilionów bakterii, reprezentowanych przez około 500 szczepów, pochodzących z 40-50 rodzin. Jego największą złożoność zaobserwować możemy w jelicie grubym tam jego skład sięga kilkuset gatunków. Znaczna część mikroorganizmów tam bytujących okazuje się być niemożliwą do wykrycia tradycyjnymi metodami stosowanymi w mikrobiologii z prozaicznego względy są to gatunki niehodowane. Mimo niepełnych, niecałkowicie scharakteryzowanych informacji dotyczących owej flory, wiadomo iż jest ona niesamowicie różnorodna, a jej skład jest cechą indywidualną wręcz niepowtarzalną u każdego człowieka. Fakt ten wynika między innymi z tego, iż skład mikrobiotę jelitowej nie jest stały modyfikowany on być może poprzez różnego rodzaju zabiegi: zmianę sposobu żywienia, stosowanie farmakoterapii, czy włączenia dodatkowej formy aktywności fizycznej do naszego codziennego planu dnia. Wzrost świadomości żywieniowej konsumentów następuje w znacznym tempie. Szeroko zakrojone akcje edukacyjne, a także moda na życie fit przynoszą efekty w postaci wzrostu poziomu wiedzy żywieniowej, a co za tym idzie świadomości o wpływie żywności na nasz organizm, w tym florę jelitową, i jego funkcję. Stan ten prowadzi do aprecjacji zainteresowania konsumentów produktami spożywczymi, które niosą za sobą nie tylko możliwość zaspokojenia uczucia głodu, ale których spożycie skutkuje także ukierunkowanym, celowym wpływem na organizm. Początki żywności probiotycznej sięgać mogą czasów starożytnych. Najwcześniejsze opisy dotyczące człowieka zawarte w Biblii poruszają tematykę kwaśnego mleka, opisy starożytnych Greków i Rzymian natomiast traktują o sposobach przygotowywania mleka fermentowanego. Egipcjanie również spożywali mleko kwaśne, pochodzące od krów, kóz lub bawołów, podobnie mieszkańcy półwyspu bałkańskiego.
Właściwości lecznicze w chorobach żołądka oraz działanie przeciwmiażdżycowe przypisywali kwaśnemu mleku już Hipokrates, Avicenna i Galen. Starożytni lekarze pochodzący z Bliskiego i Środkowego Wschodu traktowali je natomiast (wraz z jogurtem i innymi produktami fermentowanymi) jako leki w chorobach jelit, żołądka i wątroby, a także jako stymulanty apetytu. Powód fermentacji odkrył Pasteur w 1857r. drobnoustroje ją powodujące określił mianem ferment lub levure lactique. Niestety wydzielenie czystej kultury bakterii mlekowych nie udało się mu, czego zaś 20 lat później dokonał Lister izolując Bacterium lactis. Wpływ mikroorganizmów na odporność organizmu zaobserwowano i opisano niemal 100 lat temu. Serkowski w pozycji z 1930r, cytując Cybulskiego użył sformułowania: można stanowczo twierdzić, ze drobnoustroje kwasu mlecznego są w ekonomii naszego ustroju czynnikiem w wysokim stopniu pożytecznym i że, troszcząc się o hodowanie ich w przewodzie pokarmowym, przyczyniamy się do wyrobienia pewnej odporności ustroju i zapobiegamy rozwojowi tych wszystkich szkodliwych wytworów, które według wszelkiego prawdopodobieństwa przyspieszają starość, a tem samym skracają życie. Termin probiotyk wprowadzony został najprawdopodobniej przez Ferdinanda Vergina w 1954r. W swoim artykule użył on określenia Probiotica, jako oddziaływanie korzystne wywierane przez pożyteczne bakterie. W 1965r. Stillwell i Lilly użyli, jako opisu probiotyków, sformułowania mikroorganizmy stymulujące wzrost innych mikroorganizmów. Samo słowo probiotyk wywodzi się z greki. Pro bios oznacza dar życia. Definicja i charakterystyka probiotyków zmieniała się wielokrotnie, najnowsza opracowana w 2004 roku przez opisuje je jako żywe mikroorganizmy, które konsumowane przez ludzi lub zwierzęta wywierają korzystny efekt na zdrowie poprzez ilościowy i jakościowy wpływ na mikroflorę jelitową i/lub modyfikację układu immunologicznego. Organizacja Narodów Zjednoczonych ds. Wyżywienia i Rolnictwa oraz Światowa Organizacja Zdrowia (FAO i WHO) w roku 2002 zaprezentowały natomiast definicję probiotyku brzmiącą żywe drobnoustroje, które podane w odpowiedniej ilości wywierają korzystny wpływ na zdrowie gospodarza.
Najczęściej jako probiotyki wykorzystywane są bakterie, szczególnie bakterie kwasu mlekowego, z rodzin Lactobacillus i Bifidobacterium, jednak nie tylko. Zalicza się do nich także drożdże z rodziny Saccharomycces cerevisiae ssp boulardi, czy Aspergillus niger, a także niektóre gatunki z rodziny Enterococcus, Escherichia coli oraz Bacillus. By szczep mikroorganizmu mógł zostać uznany probiotycznym należy bezwzględnie wykazać klinicznie jego korzyści zdrowotne. Działanie to odniesione musi być jednak jedynie do konkretnego, poddanego doświadczeniu szczepu, nie zaś do całości gatunku, rodzaju czy ogółu mikroorganizmów (np. bakterii fermentacji mlekowej). Nadmienić należy, iż badania dokumentujące skuteczność kliniczną danego szczepu muszą być prowadzone z użyciem dawek tożsamych z zalecanymi. Inną istotną kwestią godną naświetlenia w kontekście produktów zawierających mikroorganizmy probiotyczne jest fakt, iż dawka faktycznie docierająca do jelit nie jest równa dawce efektywnie działającej. Mimo, iż probiotyki zalicza się do mikroflory allochtonicznej (przejściowej), faktem jest iż posiadają one zdolność do kolonizacji jelita, a co za tym idzie ilość bytująca w jelicie w porównaniu z ilością dostarczona wraz z preparatem/produktem może wzrosnąć od 10 do nawet 100 razy (tempo i rozmiar zwielokrotnienia zależny jest od osobniczych warunków organizmu oraz zastosowanego preparatu/szczepu mikroorganizmów).
Mechanizm działania i immunostymulacja Za działanie o charakterze symbiotycznym uznać należy prawidłowe oddziaływanie mikrobiomu jelitowego z całością organizmu gospodarza. Kępki Peyera pełnią w tej kwestii szczególną funkcję. Są one elementami układu immunologicznego, bezpośrednio związanego z warstwą błony śluzowej przewodu pokarmowego, których zadaniem jest m.in. odtwarzanie uszkodzonych kosmków i krypt jelitowych. Układ odpornościowy człowieka dojrzewa dopiero po jego narodzeniach. Mikrobiom odgrywa w tym procesie zasadniczą rolę zapewnia gotowość fizjologiczną do procesu pobudzenia odpowiedzi odpornościowej, a także utrzymania jej na odpowiednim poziomie. Kolonizacja przewodu pokarmowego młodego człowieka powoduje interakcje pomiędzy florą komensalną, a komórkami dendrycznymi jelit oraz komórkami nabłonka. Z podśluzówką jelita, w organizmie ludzkim, związane jest około 60-70% komórek układu odpornościowego (GALT jest najbardziej znaczącym elementem MALT). 80% immunoglobulin jest produkowanych w jelicie, a około 50% limfocytów zlokalizowanych w tkankach do niego przyległych. W połączeniu z faktem, iż śluzówki wyściełające przewód pokarmowy narażone są na ciągły kontakt z różnorodnymi składnikami pożywienia, pozwala to bezsprzecznie stwierdzić, iż jelita są organem odpowiadającym w znaczny sposób za odporność organizmu. W świetle dotychczasowych badań udowodniono bezsprzecznie, iż dodatek szczepów probiotycznych do codziennej diety wspomaga/umożliwia powrót zespołu mikroorganizmów bytujących w przewodzie pokarmowym do stanu naturalnego, umożliwiając jego właściwe funkcjonowanie. Udokumentowane działania umożliwiające zaistnienie takiej współzależności to między innymi: Współzawodnictwo flory symbiotycznej z patogenną o miejsca receptorowe Współzawodnictwo flory symbiotycznej z patogenną o składniki pokarmowe (np. zużywanie monosacharydów) Wytwarzanie przez florę symbiotyczną związków działających przeciwbakteryjnie i przeciwwirusowo (kwas pirogronowy,, kwas mlekowy, kwas octowy, kwas masłowy powodujące zakwaszenie treści pokarmowej ograniczając rozwój flory patologicznej oraz wywierając efekt troficzny na śluzówkę jelit (kwas masłowy), nadtlenek wodoru)
Wytwarzanie przez florę symbiotyczną związków działających cytoprotekcyjnie (np. krótkołańcuchowe kwasy tłuszczowe będące pożywką enterocytów, arginina, glutamina, cysteina, poliaminy) Synteza witamin (witamina PP, prawdopodobnie witamina K, jednak w głównej mierze witaminy z grupy B) Wpływ na maksymalizację produkcji śluzu Możliwość modyfikacji receptorów dla toksyn na drodze enzymatycznej Eliminacja toksyn (np. przetwarzanie cząstek cholesterolu przez bakterie kwasu mlekowego) Bezpośrednia modulacja odpowiedzi immunologicznej ustroju (stymulacja fagocytozy leukocytarnej, aktywacja limfocytów, zwiększenie produkcji przeciwciał, leukocytów, limfocytów, komórek plazmatycznych i komórek bójczych (NK)) Zapewnienie zrównoważonej aktywności subpopulacji limfocytów Th1 i Th2 (uregulowana produkcja cytokin/mediatorów przeciw- i prozapalnych w badaniach in vitro na modelach zwierzęcych z użyciem L. casei Shirota wykazano obniżenie poziomu przeciwciał klasy IgE i cytokin Th2 Il 2,4 i 6 oraz wzrost syntezy przeciwciał Th1 IFN - [interferonu ] oraz IL 2 w surowicy) Zmniejszanie ryzyka przedostania się antygenu do krwi Zwiększenie wydalania/usuwanie azotanów (III) Hamowanie nitro reduktaz bakteryjnych, które katalizują procesy syntezy nitrozoamin Wiązanie kancero- i mutagenów Osłabienie odpowiedzi astmatycznej (L. reuteri, LGG) mysi model zwierzęcy Obniżenie syntezy przeciwciał IgE i IgG1 w surowicy i IgA w kale, spadek IL-4, wzrost IL-10 i IFN - (L.acidophilus AD031 i/lub B. lactis AD011) Podsumowując probiotyki mają niebanalny i niezaprzeczalny wpływ na stan naszego organizmu jako całości, ze szczególnym uwzględnieniem układu immunologicznego. W literaturze naukowej znaleźć można coraz większą ilość opracowań traktujących o problematyce mikrobiomu, jego roli, metodach wspomagania i odbudowy chociażby po stosowaniu antybiotykoterapii. Największe nadzieje pokłada się w regulacji odpowiedzi immunologicznej ustroju, a także profilaktyce i leczeniu chorób alergicznych (gł. w okresach perienteralnym i ponarodzeniowym w AZS atopowym zapaleniu skóry oraz alergicznym nieżycie nosa). Inne z badanych schorzej to m.in. choroby nowotworowe przewodu pokarmowego, IBS (Zespół jelita nadwrażliwego). Tematyka badań jest bardzo rozległa,
a wyniki wysoce heterogenne ze względu na znaczne rozbieżności w doborze grup badanych. Większość dostępnej literatury dowodzi skuteczności stosowania probiotyków w stymulacji układu immunologicznego, jednak ustalenie konkretnych schematów, dawek, zasad łączenia oraz pewnych ograniczeń w stosowaniu probiotyków wymaga dalszych badań by zapewnić pacjentom maksymalne bezpieczeństwo oraz skuteczność terapii preparatami probiotycznymi.
Literatura: 1. Gróska S., Jarząb A., Gamian A.: Bakterie probiotyczne w przewodzie pokarmowym człowieka jako czynnik stymulujący układ odpornościowy. Postępy Hig Med. Dosw. (online). 2009, 63, 653-667. 2. Gleeson M., Nieman D., Pedersen B.: Exercise, nutrition and immune function. J Sport Sci. 2004, 22, 115-125. 3. Róży A., Jaguś J., Chorostowska-Wynimko J.: Rola probiotyków w profilaktyce i leczeniu chorób alergicznych. Pneumonol. Alergol. Pol. 2012, 80, 1, 65-76. 4. Pyne D., West N., Cox A., Cripps A.: Probiotics supplementation for athletes Clinical and physiological effects. Eur J Sport Sci. 2014, 15, 1, 63-72. 5. Jach M., Łoś R., Maj M., Malm A.: Probiotyki aspekty funkcjonalne i technologiczne. Post. Mikrobiol. 2013, 52, 2, 161-170. 6. Nowak A., Śliżewska K., Libudzisz Z.: Probiotyki historia i mechanizm działania. Żywność. Nauka. Technologia. Jakość. 2010, 4, 71, 5-19. 7. Gleeson M., Bishop N., Oliveira M., Tauler P.: Daily probiotic s (Lactobacillus casei Shirota) reduction of infection incidence in athletes. Int J Sport Nutr Exe. 2011, 21, 55-64. 8. Kaźmierska A.: Probiotyki recepta na zdrowie? Kosmos. Problemy nauk biologicznych. 2014, 6, 3, 304, 455-472. 9. Kwit M.: Znaczenie probiotyków w diecie człowieka. Journal of NutriLife. 2015, 04, ISSN:2300-8938, url:http://www.nutrilife.pl/index.php?art=164 [dostęp: 2015.12.17]