Probiotyki, a układ immunologiczny

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
80% immunoglobulin jest produkowanych
znaczącym
elementem
MALT).
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]