Pobierz artykuł na temat właściwości probiotycznych

Właściwości probiotyczne szczepów Lactobacillus fermentum 57A,
Lactobacillus plantarum 57B i Lactobacillus gasseri 57C
doktorant Marzena Król
Bakteryjne szczepy Lactobacillus fermentum 57A, Lactobacillus plantarum 57B i Lactobacillus gasseri 57C (Ryc.1) posiadają właściwości, dzięki którym wywierają korzystne działanie w organizmie kobiety.
Ryc.1 Obrazy mikroskopowe trzech probiotycznych szczepów Lactobacillus.
Lactobacillus fermentum 57A
Lactobacillus plantarum 57B
Lactobacillus gasseri 57C
Ilość szczepów
Według ekspertów z Organizacji Narodów Zjednoczonych ds. Wyżywienia i Rolnictwa
(FAO) i Światowej Organizacji Zdrowia (WHO) w przypadku probiotyków ginekologicznych
wskazane jest zastosowanie w preparacie dwóch lub więcej szczepów probiotycznych [1].
Szczepy Lactobacillus fermentum 57A, Lactobacillus plantarum 57B i Lactobacillus gasseri
57C zostały wyizolowane z pochwy zdrowej kobiety jako naturalna triada, gdzie współdziałały
przy wywieraniu korzystnych efektów [8]. Już pochodzenie tych szczepów sprawia, że są one
dedykowane specjalnie dla kobiet. Pacjentka, przyjmując szczepy Lactobacillus fermentum
57A, Lactobacillus plantarum 57B i Lactobacillus gasseri 57C, dostarcza je do ich naturalnego
środowiska, gdzie korzystnie oddziałują na jej zdrowie.
7
Jednak należy pamiętać, że nie wszystkie szczepy Lactobacillus posiadają cechy wskazane
dla szczepów probiotycznych i nie każdy z takich szczepów jest jednakowo skuteczny. Zjawisko to
nosi nazwę szczepozależności. Dlatego też każdy szczep musi zostać dokładnie przebadany w celu
wykazania, czy posiada on pożądane właściwości. Właściwości probiotyczne szczepów Lactobacillus fermentum 57A, Lactobacillus plantarum 57B i Lactobacillus gasseri 57C zostały wykazane w licznych badaniach – klinicznych, genetycznych i mikrobiologicznych, w wyniku długoletnich prac naukowców z Katedry Mikrobiologii Collegium Medicum Uniwersytetu Jagiellońskiego
oraz ekspertów z IBSS BIOMED S.A.
Pochodzenie szczepów
Niezwykle ważnym aspektem w doborze odpowiednich szczepów probiotycznych jest ich
pochodzenie. Wykazano, że istnieją różnice w składzie mikroflory pochwy kobiet pochodzących z różnych regionów geograficznych [2-6]. Dlatego też należy zwracać uwagę, czy bakterie
probiotyczne pochodzą z rejonu, w którym są stosowane przez pacjentki. Mikroflora pochwy
zdrowych Polek jest zdominowana głównie przez szczepy bakterii należące do tzw. kompleksu
Lactobacillus acidophilus (35%), w tym Lactobacillus gasseri oraz szczepy Lactobacillus fermentum (30%) i Lactobacillus plantarum (30%) [7]. Tak więc szczepy Lactobacillus fermentum 57A, Lactobacillus plantarum 57B i Lactobacillus gasseri 57C, które zostały wyizolowane
z pochwy zdrowej Polki, są idealne dla polskich pacjentek.
Adherencja
Aby szczepy probiotyczne mogły wywierać korzystny wpływ na zdrowie gospodarza muszą nie tylko zostać do niego dostarczone, ale również muszą zasiedlić jego organizm. Zasiedlenie jest możliwe dzięki adherencji komórek bakterii, która następuje poprzez ich łączenie się
z odpowiednimi receptorami zlokalizowanymi na powierzchni komórek gospodarza. Adherencja do tkanki umożliwia rozwój i namnażanie się bakterii probiotycznych, a kolonizacja tkanek
znacząco obniża ryzyko zasiedlenia skolonizowanych tkanek przez mikroorganizmy patogenne.
Ryc.2 Mikrofotografie przedstawiające adherencję wybranych szczepów do komórek linii
tkankowej nabłonka pochwy A431: A - Lactobacillus fermentum 57A; B - Lactobacillus plantarum 57B.
A
8
B
W badaniach wykazano, że bakteryjne szczepy Lactobacillus fermentum 57A, Lactobacillus plantarum 57B i Lactobacillus gasseri 57C posiadają zdolność do adherencji zarówno do
komórek linii komórkowej nabłonka pochwy A431, jak również do komórek linii Caco-2 i linii
HT-29 MTX, które reprezentują komórki nabłonka jelitowego [8,9,11]. (Ryc.2) Jest to cecha,
która umożliwia wspomnianym szczepom kolonizację nabłonka pochwy i odbytu, co zostało
udowodnione w przeprowadzonym badaniu klinicznym [10].
Koagregacja
Wyjątkową i niezwykle korzystną dla probiotyków cechą jest zdolność do koagregacji,
która sprzyja kolonizacji środowiska oraz tworzeniu biofilmu. W trakcie przeprowadzonego
badania klinicznego potwierdzono występowanie zjawiska koagregacji pomiędzy komórkami szczepów bakteryjnych Lactobacillus fermentum 57A, Lactobacillus plantarum 57B
i Lactobacillus gasseri 57C [12]. Powstające koagregaty składają się ze szczepów należących do różnych gatunków, które różnią się morfologicznie. (Ryc.3) Wykazują one zwiększoną skuteczność kolonizacji środowiska, pokonując wspólnie niesprzyjające warunki
w nim panujące.
Ryc.3 Zdjęcie makroskopowe kolonii wykazujące obecność dwóch różnych morfologicznie
składowych pojedynczej kolonii (lewa część: Lactobacillus fermentum 57A, prawa część: Lactobacillus plantarum 57B).
Zdolność przetrwania pasażu jelitowego
Szczep podawany doustnie narażony jest na działanie trudnych warunków panujących
w przewodzie pokarmowym. Sok żołądkowy i sole żółci wytwarzają warunki, w których nie
wszystkie bakterie są w stanie przeżyć. Bakterie, które nie są odporne na działanie takich czynników, nie przetrwają pasażu jelitowego, nie zasiedlą miejsca docelowego, a w konsekwencji
nie będą korzystnie oddziaływały na organizm gospodarza. Oporność na działanie soli żółci
i sztuczny kwas żołądkowy jest cechą charakteryzującą szczepy Lactobacillus fermentum 57A,
Lactobacillus plantarum 57B i Lactobacillus gasseri 57C, które, dzięki tym właściwościom,
przeżywają pasaż jelitowy i mogą pełnić swoje funkcje w organizmie gospodarza [11].
9
Działanie antagonistyczne
Niezwykle ważną cechą bakterii kwasu mlekowego obecnych w biocenozie pochwy jest
działanie antagonistyczne względem patogennych bakterii i grzybów. Odbywa się ono m. in. na
drodze konkurencji o składniki odżywcze, syntezę swoistych związków antybakteryjnych (m.in.
bakteriocyn), czy obniżanie pH środowiska poprzez produkcję kwasu mlekowego. Ponadto bakterie
z rodzaju Lactobacillus blokują miejsca adherencyjne występujące na powierzchni nabłonka, co
w znaczącym stopniu uniemożliwia jego zasiedlanie przez mikroorganizmy patogenne [13].
Badania naukowe wykazały, że mieszanina szczepów Lactobacillus fermentum 57A, Lactobacillus plantarum 57B i Lactobacillus gasseri 57C wykazuje właściwości antagonistyczne
względem bakterii i grzybów patogennych, m.in. takich jak uropatogenny szczep Escherichia coli,
Streptococcus agalactiae, Gardnerella vaginalis, Prevotella bivia, Candida albicans, będących
najczęstszą przyczyną infekcji układu moczowo-płciowego, jak również Clostridium difficile, Staphylococcus aureus i Enterococcus faecalis [8]. Ponadto omawiane szczepy probiotyczne mają
zdolność do hamowania adhezji patogenów do powierzchni komórek linii komórkowej nabłonka
pochwy A431, ograniczając w ten sposób możliwość rozwoju infekcji [14]. (Tabela 1)
Tabela 1 Zdolność hamowania adhezji wybranych patogenów do powierzchni komórek
nabłonka pochwy w warunkach in vitro przez szczepy L. fermentum 57A, L. plantarum 57B
i L. gasseri 57C.
Patogen
Liczba patogenów
zaadherowanych
do komórek nabłonka pochwy
po wcześniejszym podaniu
mieszaniny badanych
szczepów probiotycznych*
Liczba patogenów
zaadherowanych
do komórek nabłonka pochwy
przy braku mieszaniny
badanych szczepów
probiotycznych*
Candida albicans
8
60
Streptococcus agalactiae
12
80
Escherichia coli
20
80
Gardnerella vaginalis
50
120
*uśredniona ilość komórek oznaczona w polu widzenia
Produkcja nadtlenku wodoru
Niezwykle skutecznym mechanizmem antagonistycznego działania bakterii kwasu mlekowego względem patogennej flory pochwy jest produkcja nadtlenku wodoru. Nadtlenek wodoru
produkowany przez bakterie z rodzaju Lactobacillus może hamować wzrost bakterii, szczególnie
10
beztlenowych [15]. Bakterie produkujące nadtlenek wodoru są niezwykle istotnym składnikiem
mikroflory zdrowej pochwy, a ich liczebność zdecydowanie maleje w przypadku przewlekłych
stanów zapalnych pochwy oraz w okresie ciąży. Co więcej, brak w środowisku pochwy bakterii
produkujących nadtlenek wodoru wiąże się ze zwiększoną częstością występowania nawrotowych bakteryjnych waginoz pochwy [16,17]. Dlatego też organizacje FAO i WHO zalecają, aby
szczepy kolonizujące pochwę posiadały zdolność produkcji nadtlenku wodoru [1].
Jednak zdolność do produkcji nadtlenku wodoru nie jest charakterystyczna dla wszystkich
bakterii kwasu mlekowego i tylko niektóre z nich posiadają tą wyjątkową cechę [16]. Badania
jednoznacznie wykazały, że szczep Lactobacillus gasseri 57C należy do elitarnej grupy bakterii
posiadającej tą pożądaną dla probiotyków zdolność [8].
Oporność na spermicydy
Niezwykle istotną właściwością probiotyków ginekologicznych, zalecaną przez Organizację
Narodów Zjednoczonych ds. Wyżywienia i Rolnictwa (FAO) oraz Światową Organizację Zdrowia (WHO) [18], jest oporność na działanie środków plemnikobójczych. W przeprowadzonym
badaniu wykazano, że preparat zawierający szczepy Lactobacillus fermentum 57A, Lactobacillus
plantarum 57B i Lactobacillus gasseri 57C wykazuje oporność na działanie spermicydu, jakim
jest nonoksynol-9 [19].
Oporność na antybiotyki i chemioterapeutyki
Probiotyczne szczepy Lactobacillus fermentum 57A, Lactobacillus plantarum 57B i Lactobacillus gasseri 57C wykazują typową dla gatunków lekooporność. Są oporne na metronidazol,
ciprofloksacynę, norfloksacynę i kwas nalidyksowy [8,20] i mogą być skutecznie stosowane m.in.
w trakcie terapii wspomnianymi antybiotykami i chemioterapeutykami.
Niezwykle istotnym jest fakt, iż właściwości probiotyczne są szczepozależne i nie mogą
być ekstrapolowane na inne szczepy. Dlatego też istnieje konieczność dokładnego przebadania
każdego szczepu w celu sprawdzenia, czy posiada on pożądane przez szczepy probiotyczne cechy.
Przeprowadzone specjalistyczne badania umożliwiły wykazanie, iż szczepy Lactobacillus fermentum 57A, Lactobacillus plantarum 57B i Lactobacillus gasseri 57C posiadają wybitne właściwości probiotyczne, pożądane szczególnie w przypadku preparatów ginekologicznych.
Unikatowe cechy probiotycznych szczepów Lactobacillus fermentum 57A, Lactobacillus
plantarum 57B i Lactobacillus gasseri 57C znalazły potwierdzenie w przyznanych patentach –
polskim i europejskim [21,22]. Ponadto szczepy te, zgodnie z wymogami Organizacji Narodów
Zjednoczonych ds. Wyżywienia i Rolnictwa (FAO) oraz Światowej Organizacji Zdrowia (WHO)
[18], zdeponowane są w kolekcji szczepów we Wrocławiu, posiadającej status międzynarodowego ośrodka depozytowego do celów postępowania patentowego (IDA). Kolekcja ta zarejestrowana jest w Światowej Federacji Kolekcji Drobnoustrojów (WFCC, nr 106) oraz w Europejskiej
Organizacji Kolekcji Drobnoustrojów (ECCO).
11
BIBLIOGRAFIA
1) Health and nutritional properties of probiotics in food including milk with live lactic acid bacteria,
Raport of a Joint FAO/WHO Expert Consultation. Cordoba, Argentina, 2001.
2) Shi Y, Chen L, Tong J, Xu C. Preliminary characterization of vaginal microbiota in healthy Chinese women using cultivation-independent methods. J Obstet Gynaecol Res. 2009;35(3):525-32.
3) Vásquez A, Jakobsson T, Ahrné S, Forsum U, Molin G. Vaginal lactobacillus flora of healthy Swedish women. J Clin Microbiol. 2002;40(8):2746-9.
4) Zhou X, Brown CJ, Abdo Z, Davis CC, Hansmann MA, Joyce P, Foster JA, Forney LJ. Differences
in the composition of vaginal microbial communities found in healthy Caucasian and black women.
ISME J. 2007;1(2):121-33.
5) Zhou X, Hansmann MA, Davis CC, Suzuki H, Brown CJ, Schütte U, Pierson JD, Forney LJ. The
vaginal bacterial communities of Japanese women resemble those of women in other racial groups.
FEMS Immunol Med Microbiol. 2010; 58(2):169-81.
6) Garg KB, Ganguli I, Das R, Talwar GP. Spectrum of Lactobacillus species present in healthy vagina of Indian women. Indian J Med Res. 2009; 129(6):652-7.
7) Strus M, Brzychczy-Włoch M, Kucharska A, Gosiewski T, Heczko PB. Działanie in vitro bakterii
z rodzaju Lactobacillus izolowanych z pochwy na grzyby wywołujące kandydozę sromu i pochwy.
Med Dooew Mikrobiol. 2005; 55: 7-17.
8) Heczko P. Sprawozdanie z badań laboratoryjnych właściwości probiotycznych szczepów probiotycznych bakterii z rodzaju Lactobacillus wykonanych w Katedrze Mikrobiologii Collegium Medicum UJ. 2004
9) Strus M. Sprawozdanie z badań dotyczących zjawiska adherencji wybranych szczepów do ludzkich linii tkankowych HT-29 MTX i Caco-2. 2010
10) Strus M, Kochan P, Chełmicki Z, Chełmicki A, Stefański G, Dechnik K, Jabłońska E, Heczko P.
Wpływ doustnego podawania trzech probiotycznych szczepów Lactobacillus na poprawę odczynu
i składu mikroflory pochwy u kobiet w wieku reprodukcyjnym. Gin. Dypl. 2008; 3: 53-59.
11) Heczko P. Sprawozdanie z badań laboratoryjnych nad właściwościami probiotycznymi szczepów
bakterii z rodzaju Lactobacillus w preparacie prOVag firmy IBSS BIOMED S.A. w Krakowie. 2006
12) Heczko P. Ocena skuteczności kolonizacji dróg rodnych i odbytu w trakcie stosowania preparatu
pro biotycznego prOVag. 2007
13) Osset J, Bartolomé RM, García E, Andreu A. Assessment of the capacity of Lactobacillus to
inhibit the growth of uropathogens and block their adhesion to vaginal epithelial cells. J Infect Dis.
2001;183(3):485-91.
14) Strus M. Sprawozdanie z badań dotyczących zdolności do hamowania adhezji patogenów do
powierzchni komórek nabłonka pochwy przez szczepy probiotyczne: Lactobacillus fermentum 57A,
Lactobacillus plantarum 57B, Lactobacillus gasseri 57C oraz ich mieszaninę. 2010
15) Ocaña VS, de Ruiz Holgado AA, Nader-Macías ME. Growth inhibition of Staphylococcus aureus by H2O2-producing Lactobacillus paracasei subsp. paracasei isolated from the human vagina.
FEMS Immunol Med Microbiol. 1999;23(2):87-92
16) Strus M, Brzychczy-Włoch M, Kochan P, Heczko P. Nadtlenek wodoru w regulacji mikroflory
pochwy. Med Dosw Mikrobiol. 2004;56(1):67-77.
17) Strus M. Sprawozdanie z badania zdolności produkcji przez szczepy probiotyczne enzymów
antyoksydacyjnych o charakterze przeciwzapalnym. 2010.
18) Guidelines for the Evaluation of Probiotics in Food. Report of a joint FAO/WHO Working Group
on Drafting Guidelines for the Evaluation of Probiotics in Food. 2002
19) Strus M. Badanie hamującego działania nonoksynolu-9 na wybrane szczepy Lactobacillus fermentum 57A, Lactobacillus plantarum 57B i Lactobacillus gasseri 57C w czasie 5 i 24 godzin. 2008
20) Strus M. Sprawozdanie z badań nad opornością bakterii probiotycznych na leki przeciwdrobnoustrojowe. 2010.
21) Polski patent nr PL 208420
22) Europejski patent nr 2000530
12