Probiotikumok és prebiotikumok: a mikroflóra kezelése a bél egészségének javítása érdekében

Bélmikroökológiai tanácsadó, 59 Ryeish Green, Reading, RG7 1ES, Egyesült Királyság

Mikrobiológiai Tanszék, Élelmiszer-kutató Intézet, Reading, Egyesült Királyság

Bélmikroökológiai tanácsadó, 59 Ryeish Green, Reading, RG7 1ES, Egyesült Királyság

Mikrobiológiai Tanszék, Élelmiszer-kutató Intézet, Reading, Egyesült Királyság

Kényes egyensúly van a gyomor-bél mikrobiota és a gazdaállat között. Szimbiotikus kapcsolatról van szó, amely a gazdával alakult ki, és elengedhetetlen az optimális egészség érdekében. Vad állapotban a kialakult egyensúly ritkán fenyeget. Azonban olyan otthoni körülmények között, mint amilyenek az emberi környezetben vannak, számos tényező, például étrend, gyógyszeres kezelés és stressz befolyásolhatja a bélflóra összetételét és/vagy aktivitását - ez gyakran káros lehet a gazda.

Születéskor az emberi bélrendszer steril, de gyorsan megszerzi a mikroorganizmusokat az anyától, más külső kapcsolatoktól és az általános környezettől. A fejlett országokban a baba olyan környezetbe születik, amelyben a higiénia kiemelt fontosságú. Következésképpen a mikroorganizmusok anyától az utódokhoz való átjutása veszélybe kerülhet, és a csecsemőt nem megfelelő mikroorganizmus-fajok telepíthetik meg, így az emberi csecsemő jellegzetes bélflóra nem fejlődik ki teljesen. Ez a legszélsőségesebb formájában jelentkezik, amikor a császármetszéssel szült csecsemőket izolátorokba helyezik. Ezekben az esetekben a lactobacillus flóra fejlődése késik [1]. Bizonyos értelemben a környezet túl tiszta, de a kórokozók átvitelének lehetősége azt jelenti, hogy a higiéniai normákat nem lehet lazítani. Ehelyett a bél mikroflóra helyreállítását úgy lehet megoldani, hogy szelektíven bevezetünk bizonyos összetevőket, amelyek a fertőzés elleni védelemben vesznek részt. Ezt vagy élő mikroorganizmusok (probiotikumok) adagolásával, vagy olyan vegyi anyagok adagolásával érték el, amelyek serkentik az alsó bélben lévő baktériumok növekedését és anyagcseréjét (prebiotikumok). E két megközelítés formális meghatározása a következő:

A probiotikumok élő mikrobiális takarmány-kiegészítők, amelyek a bél mikrobiális egyensúlyának javításával kedvezően befolyásolják a gazdaállatot [2].

A prebiotikumok nem emészthető élelmiszer-összetevők, amelyek kedvezően befolyásolják a gazdaszervezetet azáltal, hogy stimulálják a vastagbélben lévő egy vagy korlátozott számú baktérium növekedését és/vagy aktivitását, amelyek javíthatják a gazdaszervezet egészségét [3].

Mindkét megközelítés a tejsavbaktériumok (pl. Laktobacillusok, streptococcusok, enterokokkok és bifidobaktériumok) számának növelésével működik. Ezek a csoportok a bél normális lakói, és hosszú évek óta használják az egészséges élelmiszerekben káros hatások nélkül. A prebiotikumok specifikus baktériumokat céloznak meg már a vastagbélben. Élesztők (Saccharomyces cerevisiae és Saccharomyces boulardii) és bizonyos fajai Bacilus probiotikumként is kifejlesztették. Az emberi fogyasztásra szánt termékek, amelyek mindkét megközelítést alkalmazzák, mély hatást gyakorolhatnak bizonyos célcsoportokra, ahol a bélflóra összetétele sérülhet. Ide tartoznak a csecsemők, az idősek és a kórházi betegek. Nyilvánvaló azonban, hogy fejlődésük nem egy rést érintő piac felé irányul, hanem alkalmas a tágabb megközelítésre.

Probiotikumok

A probiotikus megközelítés élő mikroorganizmusokat alkalmaz az alsó bél mikrobiális populációjának fokozására. A minimális effektív dózis nem pontosan ismert, de általában napi 10 9 CFU-t meghaladó szám ajánlott. Kérdéses, hogy a bél szaporodása és gyarmatosítása elengedhetetlen-e, mert az olyan szervezetek, mint a joghurt kezdők (Lactobacillus delbreuckii subsp. bulgaricus és Streptococcus salivarius subsp. A thermophilus, amelyet gyakran tartalmaznak a probiotikus készítmények, nem bélgyarmatosítók. A probiotikus hatások megnyilvánulásához azonban szükség van a túlélésre és az aktív anyagcserére. Ezért a bélben való tartózkodási idő maximalizálása érdekében fontos lehet a gyarmatosítási tényezőkre való figyelem, például a bél hámfelületéhez való tapadás képessége. Ezenkívül a leghatékonyabb törzsek fokozott oxigén-, pH- és epetoleranciát mutatnak.

Bár ez a cikk csak a probiotikus készítményeknek a bélfertőzésekkel szembeni rezisztenciájára gyakorolt hatásaival foglalkozik, meg kell jegyezni, hogy más területeken, például hüvelygyulladásban, laktóz felszívódási zavarokban, húgyúti fertőzésekben, rákban és koszorúérben kifejtett hatékonyságukra is hivatkoztak. szívbetegség [4, 5].

Nagyon sok információ gyűlt össze anekdotikus jelentésekből és a rosszul megtervezett és nem megfelelően elemzett kísérletekből és klinikai vizsgálatokból származó eredményekből. Vannak azonban jó példák az embereken gondosan elvégzett vizsgálatok pozitív eredményeire, pl. kettős vak, placebo-kontrollos, crossover technikákat alkalmazók. Az egyik legfontosabb és legjobban dokumentált terület az antibiotikumokkal összefüggő hasmenés (AAD) területe. Clostridium difficile elismerten a pseudomem-branous colitis kórokozója, amely gyakran követi az antibiotikumok, különösen a széles spektrumú készítmények beadását. Az állapotot hagyományos módszerekkel nehéz megoldani. Az élesztő probiotikumok biztató eredményeket hoztak. Két jól kontrollált vizsgálatban nagyszámú beteget kezeltek Saccharomyces boulardii. Ez a kezelés az AAD-ban szenvedő betegek számának jelentős csökkenését eredményezte [6, 7]. A hatás mechanizmusa még mindig nem ismert, de felmerült, hogy az élesztő mérsékelheti a hatását Clostridium difficile a bélfal receptorainak lebontásával, amelyek specifikusak a sejtek tapadására vagy a toxin kötésére [8].

Túlnövekedése Candida a bélben szintén gyakori következménye az antibiotikum terápiának. Hörcsögökön végzett vizsgálatok kimutatták, hogy a bél mikroflórája részt vesz a Candida albicans [9]. Gnotobiotikus egerekben, Saccharomyces boulardii által védett a bél kolonizációja ellen Candida albicans [10]. A leukémia kemoterápiás kezelésén átesett betegek egy humán vizsgálata azt mutatta, hogy egy tejkészítmény, amely L. acidophilus és egy Bifidobacterium fajok hatékonyan csökkentették a Candida székletben [11].

Bizonyítékok is vannak arra Lactobacillus A GG befolyásolhatja a hasmenés lefolyását gyermekeknél. Egy jól kontrollált vizsgálat során kimutatták, hogy ennek a probiotikumnak az alkalmazása csökkentheti a hasmenés időtartamát 4–45 hónapos gyermekeknél. Az eredmények akkor voltak a legnyilvánvalóbbak, amikor az adatok megerősített rotavírus-fertőzésben szenvedő betegekre vonatkoztak [12].

A bifidobaktériumokat tartalmazó probiotikumok esetében biztató eredmények születtek az AAD ellen [13, 14], Clostridlum difficile [15] és a hasmenés gyermekkori formái [16, 17].

Ezért bizonyíték van a probiotikumok aktivitására a bél kórokozóinak széles körével szemben. Ennek ellenére a hatásmechanizmusokat rosszul határozták meg. Azonban feltételezhető, hogy a következő lehetséges hatások közül egy vagy több működik:

verseny a tápanyagokért;

antimikrobiális anyagok (pl. bakteriocinek, peroxidok) szekréciója;

a bél pH-értékének csökkentése;

a tapadási helyek blokkolása;

a virulencia visszaszorítása;

a toxinreceptorok blokkolása;

immunstimuláció (helyi és szisztémás);

a toxintermelés elnyomása.

A probiotikumok egy általános kifejezés, amely a tabletták, porok, fermentált tejek (biojogurtok) és folyékony szuszpenziók széles skáláját öleli fel. A mikroorganizmusok egyik fajtájától (pl. Yakult) akár hétig (pl. Protexin) is tartalmazhatnak. Ezért nehéz összefoglalni az összes jelentett változó hatást. Nem minden vizsgálat ad pozitív eredményt; ennek a változatosságnak számos jó oka van, nem utolsósorban néhány készítmény alacsony életképességének száma [5]. Számos megbízható vizsgálat létezik azonban, amelyek megerősítik a probiotikus készítmények aktivitását és azt mutatják, hogy a bél mikroflóra modulációja jelentős hatással lehet a fogyasztó egészségére.

Prebiotikumok

A diéta által kiválasztott mikroflóra moduláció fogalma nem új. A „prebiotikum” kifejezést azonban először 1995-ben hozták létre olyan étrendi összetevők leírására, amelyek befolyásolhatják az emberi nagy bél összetételét, így a probiotikus mikroorganizmusok, például a bifidobaktériumok dominálhatnak [3]. Működés közben a prebiotikumok úgy működnek, mint az élelmi rost típusú karbo-hidrátok, mivel ép formában jutnak be a vastagbélbe, és a nagy bélflóra fermentálja őket. Mivel azonban a prebiotikumok szelektív típusú anyagcserét igényelnek, sokkal specifikusabban hatnak, mint a rostok.

A legtöbb figyelmet az oligoszkcharidokra irányítják, különösen azokra, amelyek fruktózt tartalmaznak. Számos humán önkéntes vizsgálat kimutatta, hogy a frukto-oligoszacharidok (FOS) nagyon ügyesen stimulálják a vastagbél bifidobaktérium-növekedését [pl. 18-20]. Míg a prebiotikumok bevitelének végleges egészségügyi következményei még meghatározatlanok, napjainkban nagy az érdeklődés a kórokozó baktériumokra, a bélrákra, a koleszterinszintre, az ásványi anyagok felszívódására és a bél immunfunkciójára gyakorolt hatás iránt. Lényegében tehát a célzott egészségügyi előnyök hasonlóak a probiotikumokéhoz. Mindkét megközelítés célja az „egészséget elősegítő” baktériumok aktivitásának fokozása.

A termékválaszték szempontjából valószínű, hogy a prebiotikumoknak van szélesebb szerepe. Mivel használják az életképtelen élelmiszer-összetevőket, a termék túlélhetősége és lenyelése után nem jelent fő problémát. Sőt, a prebiotikumokat nem szabad befolyásolni a hőkezeléssel. Különösen a tejtermékek, az anyatej-helyettesítő tápszerek, a gabonafélék, az elválasztott ételek, az italok, az édességek és a kekszek lennének megfelelő járművek. Fontos azonban meghatározni a minimális szükséges dózist. Ebből a szempontból úgy tűnik, hogy 4 g/nap FOS ésszerű prebiotikus hatást fejt ki. Nagyon nehéz lenne elérni ezt a beviteli szintet olyan élelmiszerek fogyasztásával, amelyek magas FOS-tartalommal rendelkeznek (például hagyma, spárga, cikória, articsóka, banán). Megvalósíthatóbb útnak tűnik tehát az FOS és a kapcsolódó vegyületek szándékos beépítése a fent említett termékekbe.

A bifidogén prebiotikumokkal kapcsolatos legtöbb kutatás FOS-t és kisebb mértékben galakto-oligoszacharidokat (GOS) [21] érintett, miközben a laktulóz a bélben a laktobacillusok jó stimulátoraként is felkeltette az érdeklődést [22]. Azonban szinte biztos, hogy léteznek más prebiotikumok is. Például a mannóz-, maltóz-, xilóz- és glüko-oligoszacharidokat nem vizsgálták jól. Ezenkívül az enzimtechnológia fejlődése lehetőséget kínál a „tervező” prebiotikumok gyártására. Bizonyos esetekben ezek bizonyos előnyökkel járhatnak a jelenlegi piacvezetőkkel szemben. Néhány példa ennek megvalósítására a következő:

alacsonyabb dózishatások, mint az FOS/GOS;

fokozott érzékszervi tulajdonságok;

egynél több biológiai aktivitás (például: prebiotikum és anti-adhézió);

stimulálják mind a bifidobaktériumokat, mind a laktobacillusokat;

egyértelmű elnyomó hatások az ismert kórokozókra;

jó viszkozitásszabályozás;

képesség a virulencia csillapítására a kórokozókban, valamint a prebiotikumok módjára való viselkedés;

gyomor-bélrendszeri, valamint szisztémás hatások.

egyszerű beillesztés a közös élelmiszerekbe.

A hatékony probiotikumok és prebiotikumok jövőbeni keresése során fel kell használni a bakteriológusok és táplálkozási szakemberek rendelkezésére álló legújabb technikákat. Ebben az esetben a bél mikrobiológiájának molekuláris megközelítése nélkülözhetetlen. Fontos, hogy az étrendi beavatkozás hatására a mikroflóra változásait pontosan és megbízhatóan kövessék nyomon. Itt a genetikai ujjlenyomat, a szonda fejlesztése, a molekuláris jelölés és a génszekvenálás [23] sok ígéretet kínál a hagyományos fenotípusos megközelítéssel szemben, amely hajlamos tévedésekre az organizmusok metabolikus plaszticitása, a kezelő szubjektivitása és az elemzés fáradságos jellege révén. Különösen a szondázási technológiák vonzóak nagyszabású önkéntes vizsgálatokban, ahol tárolt mintákon kimutatható a széklet mikroorganizmusaira gyakorolt hatás.