Probiotyki

Wiedzieliście o tym? Nasi przodkowie spożywali przodków dzisiejszych probiotyków!¹ W neolicie stwierdzili oni, że fermentacja niektórych pokarmów ma niewątpliwe zalety. Mleko, zboże lub warzywa stawały się łatwiejsze do przechowywania, smaczniejsze, łatwiej strawne… i zdrowsze^1,2.

U progu epoki antycznej, co najmniej 5000 lat temu, Egipcjanie, Rzymianie i Hindusi już doceniali sfermentowane mleko². Co do starożytnych Turków, uważali je oni za eliksir życia. Czy to sekret ich legendarnej siły? Trzy wieki przed naszą erą chińscy robotnicy budujący Wielki Mur jadali sfermentowaną kapustę, aby czuć się dobrze². Sławny Hipokrates, „ojciec medycyny”, zalecał sportowcom olimpijskim jedzenie sera¹. Nawet dla żołnierzy groźnego Czyngis Chana sfermentowane mleko było źródłem siły i witalności, pozwalającej zwyciężać w bitwach!³ Dopiero na początku XX wieku, w szczególności w następstwie prac Louisa Pasteura, odkryto, że zalety te wynikały z obecności dobroczynnych drobnoustrojów¹.

Czym jest probiotyk?

Probiotyki to „żywe drobnoustroje które, jeśli są podawane w odpowiednich ilościach, mają dobroczynny wpływ na stan zdrowia gospodarza”!^4,5. Potrzebujesz objaśnień do tej oryginalnej wersji specjalistów?

Probiotyk to nie…

• …antybiotyk, wprost przeciwnie! Pojęcie „probiotyk” (dla życia) zostało zaproponowane przez badaczy w latach 60. właśnie po to, aby uzyskać przeciwieństwo dla pojęcia „antybiotyk” (przeciwko życiu)¹.
• … mikrobiota; to pojęcie opisuje wszystkie drobnoustroje obecne w danym środowisku, na przykład w jelitach. Mikrobiom to po prostu genom (wszystkie geny) wszystkich tych drobnoustrojów!⁷
•  … prebiotyk, błonnik pokarmowy nieulegający trawieniu, który specyficznie „odżywia” dobre bakterie mikrobioty i dzięki temu wpływa korzystnie na zdrowie⁸. Jeżeli są dodawane do probiotyków w konkretnych produktach, noszą nazwę symbiotyków⁹.
• … sfermentowana żywność, czyli żywność uzyskana za pomocą wybranych żywych drobnoustrojów, dzięki pewnym przemianom enzymatycznym: jogurt, ser, kiszona kapusta… Sfermentowana żywność, nawet jeśli korzystnie wpływa na zdrowie, niekoniecznie musi być probiotykiem¹⁰.
• … przeszczep mikrobioty jelitowej, metoda leczenia polegająca na poprawie stanu mikrobioty osoby chorej poprzez przeszczepienie mikrobioty od zdrowego dawcy. Ta metoda jest obecnie używana wyłącznie przy nawracającej infekcji jelitowej powodowanej przez bakterię „Clostridioides difficile”¹¹.

Co to są drobnoustroje probiotyczne?

Drobnoustroje, określane też jako „mikroorganizmy”, potocznie „mikroby” lub „zarazki” to „mikroskopijne” istoty żywe, co oznacza, że nie można ich zobaczyć gołym okiem¹². Często składają się tylko z jednej komórki!

Wśród nich wyróżniamy bakterie, które żyją wszędzie w naszym otoczeniu: na ziemi, w wodzie, a także w naszym ciele i wewnątrz niego!^12,13 Istnieją również mikroskopijne grzyby (od drożdży piekarniczych, Saccharomyces, do Candida odpowiedzialnych za grzybice) lub pleśnie (takie jak Penicillium, która nadaje serowi Roquefort niebieski kolor, ale również umożliwia wytwarzanie penicyliny, słynnego antybiotyku)^12,14,15,16. Wirusy to również drobnoustroje, ale ponieważ nie są w stanie przeżyć bez infekowania komórki, nie zawsze traktuje się je jako „organizmy żywe”^12,17. Mamy również ameby, mikroglony…^18,19 Ten malutki świat jest gigantyczny: w łyżeczce gleby znajduje się miliard bakterii! Nie martwcie się: ponad 99% z nich jest dla nas nieszkodliwych^12,20.

Drobnoustroje najczęściej wykorzystywane jako probiotyki to:

• bakterie pochodzące z mikrobioty ludzkiej lub sfermentowanych produktów mlecznych, bakterie kwasu mlekowego (sidenote: Lactobacillus Bakterie w kształcie pałeczki, których najważniejszą cechą jest wytwarzanie kwasu mlekowego. Dlatego nazywa się je „bakteriami mlekowymi”. 
  Bakterie te są obecne u człowieka w jamie ustnej, pochwie i jelitach. Bytują również na roślinach oraz w organizmach zwierząt. Można je przyjmować, spożywając produkty fermentowane – mleczne, takie jak niektóre sery i jogurty, a także kiszone ogórki, kiszoną kapustę itp.
  Pałeczki kwasu mlekowego są także przyjmowane w produktach zawierających probiotyki, ponieważ niektóre ich gatunki są znane z korzystnego działania.   W. H. Holzapfel et B. J. Wood, The Genera of Lactic Acid Bacteria, 2, Springer-Verlag, 1st ed. 1995 (2012), 411 p. « The genus Lactobacillus par W. P. Hammes, R. F. Vogel Tannock GW. A special fondness for lactobacilli. Appl Environ Microbiol. 2004 Jun;70(6):3189-94. Smith TJ, Rigassio-Radler D, Denmark R, et al. Effect of Lactobacillus rhamnosus LGG® and Bifidobacterium animalis ssp. lactis BB-12® on health-related quality of life in college students affected by upper respiratory infections. Br J Nutr. 2013 Jun;109(11):1999-2007. ) (Lactobacillus) i bifidobakterie (sidenote: Bifidobakterie Bakterie w kształcie pałeczki i litery Y. Większość gatunków jest pożyteczna dla człowieka. Znajdują się w ludzkich jelitach, a także w niektórych jogurtach.  Bakterie te:
  - chronią barierę jelitową, 
  - uczestniczą w rozwoju układu odpornościowego i pomagają w walce ze stanami zapalnymi, 
  - wspomagają trawienie i łagodzą objawy zaburzeń żołądkowo-jelitowych. Sung V, D'Amico F, Cabana MD, et al. Lactobacillus reuteri to Treat Infant Colic: A Meta-analysis. Pediatrics. 2018 Jan;141(1):e20171811.  O'Callaghan A, van Sinderen D. Bifidobacteria and Their Role as Members of the Human Gut Microbiota. Front Microbiol. 2016 Jun 15;7:925. Ruiz L, Delgado S, Ruas-Madiedo P, et al. Bifidobacteria and Their Molecular Communication with the Immune System. Front Microbiol. 2017 Dec 4;8:2345. ) (Bifidobacterium)^3,21;
• drożdże, takie jak Saccharomyces boulardii, uzyskane ze skórki liczi^3,15.

Za trudne?

Pomyśl o sałatce owocowej zawierającej śliwki, czereśnie, brzoskwinie i nektarynki. Wszystkie pochodzą z drzew tego samego rodzaju Prunus! Na przykład gatunek Prunus avium daje czereśnie, a Prunus persica, brzoskwinie – które do tego mogą występować w różnych odmianach: żółte, białe, gładkie lub z meszkiem, okrągłe lub płaskie!²²

Jak dobiera się probiotyki?

Znalezienie „szczęśliwych wybrańców” wśród miliardów gatunków drobnoustrojów: trudne zadanie dla badaczy! Być może dlatego, aby docenić ich wysiłki, gatunki probiotyczne często są nazywane od nich: Saccharomyces boulardii zostały wyizolowane przez Henriego Boularda²³, a Lactobacillus reuterii (którego nowa nazwa to Limosilactobacillus reuteri²⁴) przez Gerharda Reutera²⁵.

Niezależnie od tego, czy pochodzą z mleka, z owoców czy z ciała człowieka, potencjalnie dobroczynne gatunki drobnoustrojów są badane na różne sposoby, tak, aby znaleźć najbardziej interesujące szczepy.

• Pierwszy etap to identyfikacja, następująca według cech genomu. Drobnoustroje są klasyfikowane. Przypisuje się im nazwę wraz z numerem szczepu.^4,26
• W drugim etapie zaczyna się stopniowe zmniejszanie listy potencjalnych kandydatów, na podstawie ich dobroczynnych właściwości, takich jak działanie zwalczające patogeny, przeciwcholesterolowe lub regulujące pasaż jelitowy itp.^4,26
• W trzecim etapie, sprawdza się ich bezpieczeństwo, czyli to, czy nie stanowią zagrożenia dla zdrowia; badacze sprawdzają zatem, czy nie mają one genów oporności na antybiotyki, nie wytwarzają toksyn albo nie powodują działań niepożądanych, ale również to, czy organizmy będące kandydatami na probiotyki są w stanie przetrwać w pewnych skrajnych warunkach, takich jak środowisko jelit (temperatura, pH, kwasy żółciowe itp.).^4,26
• W czwartym, nie mniej ważnym etapie, sprawdza się skuteczność probiotyku u ludzi; mowa zatem o „badaniach klinicznych”, które powinny przebiegać zgodnie z precyzyjnymi zaleceniami organów ds. zdrowia lub agencji naukowych (lokalnych/krajowych). To na tym etapie badany drobnoustrój może zostać określony jako probiotyk.^4,26
• W ostatnim etapie następuje upewnienie się, czy probiotyk pozostaje żywy i w skutecznej dawce przez cały okres przydatności produktu. Szczepy probiotyków są umieszczane w „międzynarodowym banku szczepów drobnoustrojów”.^4,27

Do czego służą probiotyki?

W naszym ciele znajdują się różne mikrobioty. Najważniejsza zamieszkuje jelita (to „flora jelitowa”), ale istnieje również mikrobiota skóry, pochwy, jamy ustnej, dróg oddechowych itp.^28,29 W tych mikrobiotach współpracują harmonijnie miliardy drobnoustrojów^28,30. Większość z nich jest nieszkodliwa lub ma dobroczynny wpływ na zdrowie³¹. Niektóre są potencjalnie patogenne, czyli mogłyby wywoływać choroby, ale ich rozwój jest hamowany przez „przyjazne” drobnoustroje³². Z różnych powodów, takich jak niezbyt zdrowe odżywianie, stres lub leczenie antybiotykami, może dojść do zaburzenia równowagi mikrobioty: mówimy wówczas o „dysbiozie (sidenote: Dysbioza Dysbioza nie jest zjawiskiem jednorodnym; przybiera różne formy zależne od stanu zdrowia danej osoby. Zazwyczaj definiuje się ją jako zaburzenie składu i funkcjonowania mikrobioty spowodowane przez zestaw czynników środowiskowych i osobniczych zakłócających ekosystem mikroorganizmów. Levy M, Kolodziejczyk AA, Thaiss CA, et al. Dysbiosis and the immune system. Nat Rev Immunol. 2017;17(4):219-232. ) ”^28,30. Skład mikrobioty się zmienia, staje się ona uboższa, zawiera mniej dobroczynnych drobnoustrojów, a patogeny wykorzystują to, kolonizując przestrzeń i namnażając się³³…

Przychodząc „na odsiecz” mikrobiocie, probiotyki mogą pomóc jej utrzymać lub odzyskać równowagę, wpłynąć na nasz układ odpornościowy, zmniejszając stan zapalny, ochronić nas, atakując patogeny (sidenote: Patogen To mikroorganizm, który powoduje lub może spowodować chorobę Pirofski LA, Casadevall A. Q and A: What is a pathogen? A question that begs the point. BMC Biol. 2012 Jan 31;10:6. ) lub wytwarzane przez nie toksyny²⁶. W ten sposób mogą zapobiec problemom i chorobom powiązanym z dysbiozą lub pomóc je wyleczyć^34,35,36. Jednak probiotyki, zależnie od szczepu, mają różne sposoby działania, zatem nie można ekstrapolować konkretnego dobroczynnego wpływu, w większości przypadków, dla jednego szczepu na podstawie drugiego³⁷.

Dlaczego przyjmować probiotyki?

Jakie są korzyści? Co mi to daje?

Korzyści dla naszego zdrowia płynące z zastosowania probiotyków są liczne. Jednak, zgodnie ze skutecznością wykazaną przez każdy ze szczepów probiotyków w badaniach na ludziach, wykazały one działanie w sytuacjach bardzo wyraźnie sprecyzowanych^5,38:

• problemy z układem trawiennym, takie jak biegunki poantybiotykowe³⁹, biegunki spowodowane C. difficile⁴⁰, zapalenia żołądka i jelit⁴¹, biegunka podróżnych⁴², czynnościowe problemy jelitowe (lub „jelito wrażliwe”)^43,44, problemy z trawieniem laktozy²¹, choroby zapalne jelit (IBD)⁴⁵…;
• zakażenia dróg oddechowych w sezonie zimowym⁴⁶;
• choroby skórne⁴⁷;
• zakażenia układu moczowego⁴⁸;
• zakażenia pochwy⁴⁹.

Za kulisami probiotyków: jak powstają?

Produkcja probiotyków wymaga opanowania delikatnego procesu technologicznego i ścisłej kontroli przeprowadzanej na każdym etapie łańcucha produkcyjnego. Musi on bowiem zagwarantować konsumentowi produkt końcowy spełniający wszystkie normy jakości i bezpieczeństwa. Mikroorganizmy probiotyczne muszą pozostać żywe, w wystarczającej liczbie i stabilne do końca okresu trwałości produktu. Muszą być odpowiednio dawkowane, aby uzyskać zapowiadane korzyści, i pozbawione zanieczyszczeń.^5,6,51

Ta infografika jest uproszczonym i niewyczerpującym przedstawieniem procesu selekcji i produkcji probiotyków z teoretycznymi przykładami punktów kontroli.

Poszczególne etapy produkcji:^6,52

Ten opis procesu jest uproszczonym i niewyczerpującym przykładem produkcji probiotyków.

Na każdym etapie produkcji, a nawet kilkakrotnie w trakcie tego samego etapu, należy przeprowadzać kontrole próbek, aby zapewnić zgodność produktu, tj. optymalną jakość i czystość.⁶ Konieczne jest, aby mikroorganizmy były nadal żywe i bezpieczne do spożycia.⁶ Aby konsumenci mieli maksymalne zaufanie do jakości produktów, niektóre laboratoria oprócz przeprowadzania własnych kontroli angażują niezależne podmioty zewnętrzne, które sprawdzają, czy wszystkie procesy produkcji i kontroli jakości są zgodne z przepisami i dobrymi praktykami.²⁷

Co ma dla nas nauka?

Od kilku lat badania mikrobioty ludzkiej i probiotyków prężnie się rozwijają. Stymulują je postępy technologiczne w dziedzinie biologii. Przynoszą nam one nową wiedzę naukową, niekiedy zaskakującą, o subtelnych, złożonych interakcjach zachodzących w ekosystemach złożonych z drobnoustrojów. Precyzyjne probiotyki, mikroRNA, konsorcja probiotyków, postbiotyków… Badania otwierają drogę do nieznanych dotąd, obiecujących propozycji, które mogą być obecnie i w przyszłości odpowiedzią na potrzeby zdrowotne każdego z nas.

Nauka zdradziła nam już niektóre sekrety działania probiotyków na nasze zdrowie. Obecnie wiemy, że korzystne działanie probiotyku zależy jednocześnie od szczepu i od niektórych cech stosującej je osoby, takich jak wiek, dieta, stan zdrowia, przyjmowane leki, a także mikrobiota ⁵⁴ . Działanie to może zatem być u każdego inne ⁵⁵ . W ostatnich latach dokonano znacznych postępów w zrozumieniu interakcji między mikrobiotami a organizmem człowieka. Sugerują one, że modulacja tych ekosystemów mikrobowych może przynieść nowe rozwiązania wielkich problemów dietetycznych i zdrowotnych ⁵⁶ .

Co zatem trzeba zrobić, żeby w przyszłości probiotyki były jednocześnie skuteczniejsze, precyzyjniej dobrane i lepiej dostosowane do mikrobioty poszczególnych pacjentów? Tym olbrzymim obszarem badań zajęło się już wiele zespołów naukowców. Oto narzędzia ułatwiające poruszanie się po nim.

• Różne „-omiki” współczesnej biologii.

Genomika (sidenote: Genomika Dyscyplina badająca całość genów istoty żywej (genom) oraz interakcje genów z ich otoczeniem. https://www.genome.gov/about-genomics/fact-sheets/A-Brief-Guide-to-Genomics   ) , transkryptomika (sidenote: Transkryptomika Dyscyplina badająca wszystkie cząstki RNA obecne w komórce. RNA jest kopiowane z fragmentów DNA. Zawiera ono informacje umożliwiające wytwarzanie białek i pełnienie innych ważnych funkcji w komórce. Transkryptomika pozwala poznawać sposób aktywacji genów (ich regulację, ekspresję) w komórkach różnych typów. https://www.cancer.gov/publications/dictionaries/cancer-terms/def/transcriptomics https://www.nature.com/subjects/transcriptomics ) , proteomika (sidenote: Proteomika Dyscyplina badająca białka obecne w komórce, tkance lub organizmie (proteom) lub budowę i funkcjonowanie określonego białka. https://academic.oup.com/chromsci/article/55/2/182/2333796     ) , metabolomika (sidenote: Metabolomika Dyscyplina badająca całość metabolitów – substancji generowanych przez procesy biologiczne w trakcie metabolizmu. Umożliwia otrzymanie ich specyficznego śladu chemicznego. Clish CB. Metabolomics: an emerging but powerful tool for precision medicine. Cold Spring Harb Mol Case Stud. 2015;1(1):a000588.   ) , ⁵⁶ … Razem dyscypliny te obejmują całość procesów i wymian międzykomórkowych uczestniczących w funkcjonowaniu różnych układów organizmu, takich jak mikrobiota ludzka. Natomiast bioinformatyka umożliwia przetwarzanie ogromnych ilości danych generowanych przez te nowe narzędzia.

• Określenie kluczowych organizmów zawartych w mikrobiocie

Wiedza naukowa pochodząca z tych nowych metod pozwala naukowcom dużo lepiej poznać organizację mikrobioty – jej funkcjonowanie, interakcje mikroorganizmów między sobą i ze swoim gospodarzem ⁵⁶ … Po co to wszystko? Żeby określić mikroorganizmy kluczowe dla jej równowagi. Dzięki temu badacze są w stanie wyizolować specyficzne szczepy wyszukiwane pod kątem potencjalnych korzyści dla mikrobioty i dla zdrowia. Mogą oni również obserwować  działanie tych przyszłych probiotyków w komórkach, ich interakcje z mikrobiotą oraz odpowiedź gospodarza ^54,57 .

• Probiotyki „nowej generacji” 

Te nowe metody naukowe i technologiczne umożliwiły rozpoznanie probiotyków „nowej generacji” (NGP) (sidenote: Probiotyki „nowej generacji” Mikroorganizmy żywe zidentyfikowane w drodze analiz porównawczych mikrobioty i działające korzystnie na zdrowie gospodarza, o ile są podawane w odpowiednich ilościach. Martín R, Langella P. Emerging Health Concepts in the Probiotics Field: Streamlining the Definitions. Front Microbiol. 2019;10:1047. ) . Wśród ostatnio wynalezionych znajdują się Roseburia intestinalis, Faecalibacterium prausnitzii, Akkermansia muciniphila… Pochodzące od tych ważnych dla mikrobioty ludzkiej gatunków szczepy oddziałują na procesy fizjologiczne (metabolizm, odporność), na które nie zawsze działają klasyczne probiotyki ⁵⁶ , a także na niektóre konkretne mechanizmy patologiczne zachodzące na przykład w przypadku nowotworów, otyłości, cukrzycy, chorób serca i układu krążenia, chorób zapalnych, chorób autoimmunologicznych, bólu…^56,58,59,60 Mogą one również wejść w skład żywych produktów bioterapeutycznych (LBP) (sidenote: Produkt lub czynnik bioterapeutyczny Produkt biologiczny zawierający organizmy żywe, takie jak bakterie, przeznaczony do zapobiegania zaburzeniom lub chorobom i ich leczenia (szczepionki nie należą do tej kategorii). Rouanet A, Bolca S, Bru A, et al. Live Biotherapeutic Products, A Road Map for Safety Assessment. Front Med (Lausanne). 2020;7:237. ) , czyli leków zawierających żywe organizmy. Probiotyki nowej generacji zajmują pierwsze miejsce wśród szczepów nigdy wcześniej nieużywanych. Może jednak chodzić również o probiotyki znane, ale genetycznie zmodyfikowane w celu wytwarzania określonych interesujących badaczy cząsteczek, takich jak krótkołańcuchowe kwasy tłuszczowe (SCFA), żeby przedłużyć ich życie w przewodzie pokarmowym albo poprawić ich metabolizm, właściwości immunomodulacyjne, zdolność do zwalczania niektórych patogenów itp ⁶⁰ .

Precyzyjne probiotyki, spersonalizowana medycyna 

Zatem era „precyzyjnych probiotyków” już się zaczęła. A dzięki zyskaniu przewagi nad zmiennością odpowiedzi gospodarza zapowiada się już era spersonalizowanych probiotyków! Koncepcja spersonalizowanej medycyny opiera się na uwzględnianiu w leczeniu specyfiki poszczególnych pacjentów, zatem probiotyki „nowej generacji” mogą naturalnie stać się jej częścią dzięki swojej zdolności do modulowania mikrobioty gospodarza zależnie od jej cech ⁵⁴ .

Żeby ustalić, który probiotyk jest najwłaściwszy, badacze myślą obecnie o metodach analizy mikrobioty jelitowej każdej osoby, która mogłaby korzystać z probiotyków. Planuje się już opracowanie zminiaturyzowanych urządzeń doustnych do pobrania próbki mikrobioty w celu poznania jej cech. Naukowcy uważają również, że dzięki medycznej demokratyzacji wysokowydajnego sekwencjonowania każdy z nas może wkrótce dysponować genomem swojej mikrobioty i otrzymać dzięki temu zalecenia „na miarę”, które pomogą utrzymać dobry stan zdrowia dzięki diecie i probiotykom lub prebiotykom ⁵⁴.

Nowe zastosowania w dziedzinie zdrowia publicznego

Probiotyki są obecnie badane pod kątem rozwiązywania problemów z zakresu zdrowia publicznego, zwłaszcza w sytuacjach, gdy klasyczne opcje terapeutyczne nie wystarczą. Na przykład wobec niepokojącego wzrostu częstotliwości antybiotykooporności na świecie bada się probiotyki o działaniu antymikrobowym lub immunomodulacyjnym jako alternatywę dla antybiotyków. Badany jest też potencjał terapeutyczny probiotyków w przypadku innych sporych problemów zdrowotnych, takich jak otyłość, choroby wątroby, problemy z płodnością, zbyt wysoki poziom cholesterolu lub zaburzenia nastroju ⁵⁶ . Ponadto probiotyki mogą pomóc w lepszym leczeniu nowotworów. Wygląda na przykład na to, że niektóre szczepy optymalizują działanie leków (i/lub zmniejszają ich toksyczność) w przypadku nowotworów jelita grubego, płuc, nerek…^60,62

Poznaj świat mikrobiotów!

Zwielokrotniona moc probiotyków: konsorcja

Probiotyki również zmieniają wizerunek – naukowcy poddają je eksperymentom w grupach... lub w kawałkach! Równowaga mikrobioty zależy od interakcji między zawartymi w niej mikroorganizmami. W przypadku dysbiozy kilka ich gatunków może być nienormalnie niedoreprezentowanych. Zainspirowani sukcesem transplantacji fekalnej (sidenote: Transplantacja fekalna Ta metoda terapeutyczna polega na wprowadzeniu stolca osoby zdrowej do przewodu pokarmowego pacjenta w celu odtworzenia jego mikrobioty jelitowej. Na razie jest ona dopuszczona tylko w leczeniu nawracających infekcji bakterią Clostridioides difficile. Quigley EMM, Gajula P. Recent advances in modulating the microbiome. F1000Res. 2020;9:F1000 Faculty Rev-46. ) obejmującej cały ekosystem bakteryjny badacze badają więc konsorcja probiotyków – preparaty złożone z kilku szczepów działających „w sieci” i synergicznie ⁵⁶ w celu osiągnięcia określonego efektu terapeutycznego. ⁶⁶

Polecane przez naszą społeczność

BMI-23.38