pobierz artykuł w pdf

Żywność dla zdrowia
Probiotyki – co to jest
i jak się je bada
Korzystne działanie probiotyków jest coraz powszechniej
dokumentowane w schorzeniach trawiennych, immunologicznych czy też w chorobach zakaźnych.
Słowo probiotyk pochodzi od greckiego pro bios i znaczy
„dla życia”. Zgodnie z definicją FAO/WHO(1,2) probiotyki są
specyficznymi szczepami mikroorganizmów, które podawane człowiekowi w odpowiedniej dawce, wywierają korzystny wpływ na jego organizm (poprawiają stan zdrowia lub
ograniczają ryzyko zachorowania). Bakterie probiotyczne
najczęściej należą do rodzajów Lactobacillus i Bifidobacterium. Nie wszystkie jednak bakterie tych rodzajów wywołują w organizmie człowieka jednakowo nasilony efekt
poprawy zdrowia. W świecie mikroorganizmów, tak jak
w całym świecie, istnieje ogromna różnorodność. Można to
obrazowo porównać z właściwościami poszczególnych ras
psów: są rasy psów obronnych, pasterskich i wiele innych.
Każda z ras ma inne cechy i inne przeznaczenie. Podobnie
jest w przypadku probiotyków. Jest to cecha szczepu, a nie
właściwość gatunku. Wobec tego, tak jak nie każdy pies jest
odpowiedni do wszystkich zadań, tak nie wszystkie szczepy
danego gatunku bakterii wywołują identyczne efekty poprawy stanu zdrowia człowieka.
Zatem na opakowaniu produktu probiotycznego konieczne jest zamieszczenie nie tylko gatunku bakterii, lecz również symbolu szczepu, który jest w nim zawarty. Symbol może być numerem,
pod którym szczep znajduje się w kolekcji przechowującej
mikroorganizmy, na przykład DN 114 001 (symbol szczepu
stosowanego w produkcji probiotycznego jogurtu Actimel),
może być specyficzną nazwą wskazującą na efekty zdrowotne, które wywołuje (na przykład szczep ActiRegularis
stosowany w produkcji jogurtu Activia®), jego określenie
może pochodzić również od nazwisk naukowców, którzy
szczep wyizolowali, na przykład szczep GG, wyizolowany
przez Goldina i Gorbacha (Lactobacillus rhamnosus GG) czy
szczep Shirota (Lactobacillus casei Shirota), wyizolowany
przez japońskiego mikrobiologa Minoru Shirotę. Na opakowaniu powinna być także podana liczba żywych bakterii
probiotycznych na koniec daty trwałości produktu.
Ponieważ określenie „produkt probiotyczny” często spełnia
funkcję marketingową, dokumenty FAO/WHO(1,2) dokładnie
precyzują wymagania stawiane szczepom probiotycznym,
określają sposób ich badania oraz oznakowania produktów
wytworzonych z ich udziałem (rys. 1). Zgodnie z definicją
przyjętą przez światowe organizacje FAO/WHO jedynie
szczepy bakterii, dla których w badaniach klinicznych udowodniono korzystne efekty dla zdrowia człowieka, mogą
być określane jako probiotyczne.
Do podstawowych wymagań stawianym szczepom probiotycznym należą: odporność na niskie pH, na sole żółci, zdolność adherencji do błony śluzowej i/lub komórek
4
prof. dr hab. Zdzisława Libudzisz
Instytut Technologii
Fermentacji i Mikrobiologii,
Wydział Biotechnologii
i Nauk o Żywności,
Politechnika Łódzka
nabłonkowych człowieka oraz aktywność antagonistyczna
w stosunku do patogennych i toksynotwórczych bakterii,
a także korzystna aktywność metaboliczna. Uzyskanie statusu szczepu probiotycznego wymaga ostatecznie udokumentowania w badaniach klinicznych jego zdolności do
ograniczenia ryzyka zachorowania lub do poprawy zdrowia człowieka. Uznano, że tylko badania kliniczne
na ludziach pozwalają ustalić, czy szczep bakterii rzeczywiście wywiera korzystny wpływ na
zdrowie człowieka. Szczep bakterii probiotycznych
musi być zidentyfikowany (musi być określona przynależność do konkretnego gatunku) na podstawie jego budowy
genetycznej oraz cech fenotypowych. Wśród podstawowych właściwości szczepu konieczne jest określenie profilu fermentowanych cukrów oraz końcowych produktów
fermentacji glukozy. Pomimo że bakterie z rodzajów Lactobacillus i Bifidobacterium uznawane są za mikroorganizmy bezpieczne i są wykorzystywane od bardzo dawna
w produkcji żywności, wymagane jest przeprowadzenie
testów bezpieczeństwa ich stosowania. Testy te przewidują scharakteryzowanie profilu antybiotykooporności, braku
przenośnych genów lekooporności na antybiotyki stosowane w leczeniu ludzi, nie powinny syntetyzować D-mleczanu oraz dekoniugować soli żółci. Jeżeli szczep należy do
gatunku, który może produkować toksyny, należy zbadać,
czy wykazuje takie właściwości. Ostatecznym potwierdzeniem braku infekcyjności są badania na zwierzętach immunodefektywnych. Dopiero uzyskanie pozytywnych wyników
uzasadnia celowość prowadzenia badań klinicznych na
zwierzętach i następnie na ludziach. Wymagania stawiane
procedurom klinicznym obejmują fazę 1. (ocena bezpieczeństwa szczepu), fazę 2. (ocena skuteczności szczepu).
Badania te powinny być badaniami podwójnie zaślepionymi, randomizowanymi z kontrolą placebo. Konieczne jest,
aby obejmowały dużą grupę uczestników, w celu określenia
zmienności statystycznej. Probiotyki, których nośnikiem są
produkty spożywcze, w zasadzie nie podlegają badaniom
fazy 3. Dopiero wykazanie korzystnego wpływu na zdrowie
człowieka w tak przeprowadzonych badaniach pozwala na
zakwalifikowanie szczepu jako probiotycznego.
Szczepy probiotyczne przywracają naturalne, właściwe
funkcjonowanie układu mikroflory jelitowej, hamują rozwój
wielu mikroorganizmów chorobotwórczych, zmniejszają częstość występowania biegunek podróżnych, łagodzą
przebieg i skracają czas trwania niektórych biegunek bakteryjnych i wirusowych, zapobiegają wystąpieniu lub łagodzą
przebieg biegunek poantybiotykowych, zmniejszają nasilenie biegunek popromiennych, likwidują lub zmniejszają objawy nietolerancji laktozy, a także normalizują zaburzenia
motoryki jelit u osób w podeszłym wieku. Interesujące są
także badania dokumentujące antagonizm między bakteriami probiotycznymi a Helicobacter pylori, bakterią związaną
z powstawaniem wrzodów żołądka i dwunastnicy. Ponadto
spożywanie preparatów lub produktów probiotycznych po
kuracji antybiotykowej pozwala na przywrócenie równowagi naturalnej mikroflory jelitowej człowieka(3-11).
Bakterie probiotyczne wspomagają specyficzne i niespecyficzne mechanizmy obronne człowieka. Badania wykazały,
że dzienne wzbogacenie diety o 109-1012 komórek bakterii
probiotycznych już po kilku tygodniach może spowodo-
wać wzrost liczby naturalnych komórek bójczych w surowicy krwi, zwiększyć aktywność makrofagów i limfocytów.
Stwierdzono ponadto zwiększenie poziomu interferonu
i immunoglobuliny A w surowicy krwi. Immunomodulacyjne działanie bakterii mlekowych może dodatkowo zmniejszać reakcje uczuleniowe u ludzi(4). Mechanizmy aktywności przeciwnowotworowej bakterii mlekowych mogą
być związane ze stymulacją układu immunologicznego
człowieka oraz wynikają z hamowania w jelitach rozwoju bakterii syntetyzujących enzymy katalizujące przemiany prekursorów związków karcynogennych do związków
karcynogennych. Bakterie probiotyczne zdolne są ponadto
do wykorzystywania (lub wiązania) związków rakotwórczych pochodzących z diety lub tworzonych przez bakterie
5
Żywność dla zdrowia
chorobotwórcze w jelitach, na przykład nitrozoamin, azobarwników, mikotoksyn czy pirolizatów aminokwasów.
Podkreśla się także zdolność niektórych bakterii probiotycznych do asymilowania cholesterolu. Spożywanie produktów zawierających bakterie probiotyczne może więc
mieć znaczenie w zapobieganiu miażdżycy i chorobie
wieńcowej serca.
Uważa się również, że przyjmowanie probiotyków przez
osoby zdrowe może obniżyć długoterminowe ryzyko wystąpienia chorób przewodu pokarmowego, nerek, dróg
oddechowych czy serca. Należy jednak pamiętać, że nie
wszystkie szczepy wywołują określone efekty zdrowotne.
Producent probiotyku na podstawie wyników badań klinicznych musi określić wielkość dawki podawanych szczepów probiotycznych oraz zalecaną długość stosowania preparatu lub produktu probiotycznego.
Dawka probiotyku musi być ustalona na podstawie badań
klinicznych. Dla większości szczepów wynosi około 1010
komórek. Człowiek może spożywać bakterie probiotyczne
w postaci preparatów farmaceutycznych, najczęściej są to
liofilizaty bakterii o gęstości 1010 komórek/g, lub w postaci
żywności suplementowanej lub fermentowanej tymi bak-
6
teriami. Pożądane jest, aby liczba żywych bakterii w 1 gramie produktu spożywczego wynosiła co najmniej 108 komórek. Stugramowa porcja zapewni wtedy wystarczającą
ilość bakterii probiotycznych dla wywołania korzystnych dla
zdrowia efektów.
Piśmiennictwo:
1. FAO/WHO: 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. London, Onatario,
Kanada, 30 kwietnia – 1 maja 2002.
2. Nowak A., Śliżewska K., Libudzisz Z.: Probiotyki – historia i mechanizmy działania. ŻYWNOŚĆ.
Nauka. Technologia. Jakość 2010; 4: 5–19.
3. Oelschlaeger T.A.: Mechanisms of probiotic actions – a review. Int. J. Med. Microbiol. 2010;
300: 57–62.
4. Bovchers A.T., Selmi C., Meyers F.J. i wsp.: Probiotics and immunity. J. Gastroenterol. 2009; 44:
26–46.
5. Gorbach S.L.: Probiotics and gastrointestinal health. Am. J. Gastroenterol. 2000; 95: (supl. 1):
S2–S4.
6. Gulati A.S., Dubinsky M.C.: Probiotics in pediatric inflammatory bowel diseases. Curr.
Gastroenterol. Rep. 2009; 11: 238–247.
7. Gill H.S.: Probiotics to enhance anti-infective defences in the gastrointestinal tract. Best Pract.
Res. Clin. Gastroenterol. 2003; 17: 755–773.
8. Kopp-Hoolihan L.: Prophylactic and therapeutic uses of probiotics: a review. J. Am. Diet. Assoc.
2001; 101: 229–241.
9. Nowak A., Śliżewska K., Libudzisz Z., Socha J.: Probiotyki – efekty zdrowotne. ŻYWNOŚĆ. Nauka.
Technologia. Jakość 2010; 4: 20–36.
10. Saad N., Delattre C., Urdaci M. i wsp.: An overview of the last advances in probiotic and
prebiotic field. Food Sci. Technol. 2013; 50: 1–16.
11. Sanders M.E., Gibson G., Harsharnjit S.G., Guarner F.: Probiotics: their potential to impact
human health. CAST Issue Paper 2007; 36: 1–20.
Rys. 1. Schemat badań probiotyków według FAO/WHO
Identyfikacja szczepu (metody fenotypowe i genetyczne)
Określenie przynależności do rodzaju, gatunku, szczepu
Zdeponowanie szczepu w międzynarodowej kolekcji kultur
Ocena bezpieczeństwa
In vitro i/lub w badaniach na zwierzętach
Faza 1. badania na ludziach
Charakterystyka właściwości funkcjonalnych
Testy in vitro
Badania na zwierzętach
Faza 2. badania na ludziach (DBPC - double blind placebo controlled,
badanie z randomizacją, metodą podwójnie ślepej próby z placebo) lub
inny sposób określenia skutecznej dawki. Wstępne wyniki dokumentujące
skuteczność podawania szczepu
Faza 3. ocena skuteczności stosowania
probiotyków w porównaniu
ze standardowym leczeniem
Zalecane powtórzenie
niezależnych badań DBPC
w celu potwierdzenia efektów
Żywność probiotyczna
Znakowanie produktu
Zawartość – rodzaj, gatunek, symbol szczepu,
z zastosowaniem aktualnej nomenklatury bakterii
Minimalna liczba żywych bakterii w końcowym okresie trwałości
Zalecana dawka produktu, która przynosi efekty zdrowotne
Spodziewane efekty zdrowotne
Zalecane warunki przechowywania
Kontakt z producentem (informacja konsumencka)
Probiotyki – korzyści dla zdrowia*
Produkcja ważnych enzymów trawiennych (np. β-galaktozydazy)
Produkcja substancji antybakteryjnych – hamowanie rozwoju patogenów
Efekt ochronny/rekonstrukcja mikroflory: biegunki infekcyjne (biegunka podróżnych, ostre wirusowe
biegunki dziecięce), biegunki po antybiotykoterapii, biegunki po radioterapii
Obniżanie poziomu cholesterolu
Stymulacja systemu immunologicznego
Zwiększenie perystaltyki jelita grubego/zapobieganie zaparciom
Zwiększenie odporności na adherencję i kolonizację przez mikroorganizmy chorobotwórcze
Obniżenie aktywności enzymów fekalnych odpowiedzialnych za
przekształcanie prokarcynogenów do karcynogenów (ochrona przed nowotworami jelita grubego)
Utrzymanie ciągłości błon śluzowych jelit
* Efekty zależne od właściwości szczepu probiotycznego.
7