Mikroflora jelitowa, rola probiotyków w żywieniu

Mikroflora jelitowa, rola probiotyków w żywieniu
prof. dr hab. Zdzisława Libudzisz
Instytut Technologii Fermentacji i Mikrobiologii Politechniki Łódzkiej
Przewód pokarmowy to nie tylko zbiornik, w którym gromadzą się resztki pokarmów, ale jednocześnie pełen życia układ, w którym znajdują się ogromne ilości mikroorganizmów. Zależnie od odcinka przewodu pokarmowego (jelito cienkie, grube, odbytnica) występuje tu od ok.
106 do1012 drobnoustrojów w 1 g treści.
MIKROFLORA JELITA GRUBEGO
Szczególnie aktywna jest mikroflora jelita grubego,
nie tylko dlatego, że stanowi bardzo liczny zespół, ale także dlatego iż składa się z różnorodnych grup mikroorganizmów. Uważa się, że znajduje się tam od 500 do 1000 różnych gatunków,
należących do 45 rodzajów i 17 różnych rodzin drobnoustrojów. Około 80 % suchej masy kału stanowią drobnoustroje.
Drobnoustroje te są najczęściej bezwzględnie beztlenowe lub
względnie beztlenowe. Przemiany metaboliczne przez nie prowadzone mają charakter procesów fermentacyjnych. Głównymi
produktami fermentacji bakterii jelitowych są krótkołańcuchowe kwasy tłuszczowe – związki chemiczne bardzo istotne dla
funkcjonowania nabłonka przewodu pokarmowego.
Wiedza na temat zespołu ekosystemu jelitowego jest
w dalszym ciągu bardzo mała. Jak twierdzi E. Isolauri i wsp.
(2004): „Mikroflora jelitowa to wciąż nieodkryty ekosystem”.
W przewodzie pokarmowym znajdują się mikroorganizmy, które są dla nas bardzo ważne i pożyteczne,
ale zamieszkują tam również organizmy szkodliwe, często
niebezpieczne dla naszego zdrowia.
Jeżeli spojrzymy na grupy drobnoustrojów występujących w jelitach, to zauważymy, że w większości prezentują
one dwa oblicza: korzystne i niekorzystne dla naszego zdrowia.
Jedynie dwa rodzaje drobnoustrojów można ocenić jednoznacznie jako korzystne - są to bakterie z rodzaju Bifidobacterium, które występują w liczebności średnio 1010–1011 oraz Lactobacillus, występujące w liczebności 108–1010 w 1 g treści jelita.
10
Żywność dla zdrowia
Niestety taki, wzorowy, „pokazowy” ekosystem
jelitowy człowieka występuje tylko teoretycznie, gdyż
w rzeczywistości podlega on dużej zmienności. Na zespół
mikroflory jelitowej wpływają zarówno czynniki endogenne jak i egzogenne. Do pierwszej grupy zaliczamy czynniki
związane z funkcjonowaniem przewodu pokarmowego,
czyli interakcje między różnymi gatunkami mikroflory jelitowej. Poszczególne gatunki oddziałują na siebie hamująco
bądź stymulująco. Do drugiej grupy zaliczamy czynniki
środowiskowe, z których szczególnie istotne to rodzaj spożywanego pokarmu , antybiotyki, różnego rodzaju leki oraz
czynniki fizjologiczne, m.in. wiek, stres, choroby.
ZALEŻNOŚĆ ZMIANY LICZEBNOŚCI
FLORY JELITOWEJ OD WIEKU
Wraz ze starzeniem się organizmu ogólna liczba
drobnoustrojów nie podlega zbyt dużym zmianom. Natomiast występuje istotna zmiana udziału różnych grup
drobnoustrojów. Obserwujemy narastanie liczby enterobakterii, Clostridium i enterokoków oraz bardzo wyraźny
spadek liczby Lactobacillus i Bifidobacterium. Należy pamiętać, że są to właśnie te dwie grupy, które są uznawane
za korzystne dla zdrowia człowieka. Trzeba się zastanowić,
czy nie jest to jeden z powodów zwiększenia częstości występowania zaparć u osób starszych.
OSOBNICZE ZRÓŻNICOWANIE MIKROFLORY
W układzie jakościowym i ilościowym mikroflory
jelitowej zdrowego człowieka przeważają mikroorganizmy
korzystne dla zdrowia. Układ ten może jednak ulegać zmianie, a nawet zniszczeniu pod wpływem leczenia chemiote-
rapeutykami, infekcji wirusowych czy bakteryjnych. Zmienia
się również pod wpływem rodzaju diety, stanu zdrowia,
wieku czy stresu. Jeżeli zastanowimy się, jaka jest rozpiętość występowania poszczególnych grup mikroorganizmów
w przewodzie pokarmowym, to na podstawie literatury
można stwierdzić, że różnice w liczebności poszczególnych
rodzajów mogą sięgać nawet 7–8 rzędów wielkości. Również
znacznemu zróżnicowaniu podlega liczba bakterii korzystnych dla naszego zdrowia. Zależnie od człowieka poziom
bifidobakterii w 1g treści jelita może wynosić 105, podczas
gdy u innych 1013. Wiedza dotycząca zmienności ekosystemu
jelitowego i korzystnej roli bakterii fermentacji mlekowej,
w szczególności z rodzajów Bifidobacterium i Lactobacillus,
stały się podstawą koncepcji probiozy. W zasadzie jej wyjaśnienia, gdyż sama koncepcja liczy już ponad 100 lat.
PROBIOTYKI
Probioza polega na spożywaniu w odpowiedniej
ilości żywych mikroorganizmów, które wywierają korzystny wpływ na zdrowie człowieka.
Mikroorganizmy uznawane za probiotyczne, to najczęściej gatunki należące do bakterii fermentacji mlekowej
z rodzaju Lactobacillus i Bifidobacterium. Są to grupy bakterii
endogennie związanych z mikroflorą jelitową, czyli występujące jako grupy typowe w przewodzie pokarmowym człowieka.
Należy jednak pamiętać, że probiotykiem jest szczep bakterii a nie gatunek. W świecie mikroorganizmów, tak jak w całym świecie, zróżnicowanie między różnymi osobnikami
jest ogromne. Można to obrazowo porównać do właściwości różnych 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
i nie wszystkie szczepy danego gatunku bakterii wywołują
identyczne efekty poprawy stanu zdrowia człowieka.
Procedury badań szczepów probiotycznych, kryteria jakie muszą spełniać, zostały ustalone w 2001 i 2002 roku
przez grupę roboczą FAO/WHO. W opracowanych przez
tę grupę dokumentach dokładnie określono procedury
badań oraz oceniono efekty, jakich możemy oczekiwać
po spożywaniu bakterii probiotycznych.
Procedury badań ujęte w tych dokumentach są w tej
chwili obowiązujące dla naukowców, którzy izolują, badają
i wprowadzają szczepy probiotyczne do żywienia człowieka.
• rekonstrukcji składu i liczebności mikroflory jelitowej
po różnego rodzaju schorzeniach jelitowych i stosowaniu antybiotyków
• obniżenia poziomu cholesterolu
• stymulacji układu immunologicznego
• zwiększenia perystaltyki jelita grubego/udział w zapobieganiu zaparciom
• obniżenia aktywności enzymów fekalnych, które są odpowiedzialne za karcynogenezę
• utrzymania ciągłości błon śluzowych jelit
Szczepy probiotyczne można stosować w postaci
farmaceutyków, o gęstości komórek około 1010 /1 g preparatu lub suplementów żywności. Najczęściej stosuje
się suplementację bakteriami probiotycznymi produktów
mlecznych lub warzywnych. Ponadto bakterie dodaje się
do paszy w celu poprawy stanu zdrowia zwierząt.
W tej chwili panuje opinia, że najkorzystniejszym
nośnikiem bakterii probiotycznych są produkty mleczne.
Po pierwsze, jest to naturalne środowisko występowania
bakterii fermentacji mlekowej i jest z nimi skojarzone ekologicznie. Po drugie, łatwość podania dość wysokiej liczby
żywych bakterii mlekowych. W jednym gramie jogurtów
probiotycznych powinno znajdować się co najmniej 108
bakterii, co oznacza, że spożycie 100 g porcji produktu daje
już znacznie powyżej 1010 bakterii – żywych, aktywnych
i sprawnych metabolicznie. Ponadto dzięki wprowadzeniu
bakterii do organizmu razem z żywnością następuje buforowanie treści żołądkowej podczas pasażu, czyli zmniejszamy
ryzyko zabicia mikroorganizmów w niekorzystnych warunkach środowiskowych. Obecność laktozy w produktach
mlecznych, która jest substratem wzrostowym dla bakterii
mlekowych, stymuluje ich rozwój. O wiele korzystniejsze dla
zabezpieczenia żywotności bakterii są też warunki przechowywania produktów mlecznych (chłodzenie i stosunkowo
krótki okres przechowywania). Dodatkowo konsumentom
o wiele łatwiej zaakceptować obecność żywych bakterii
w fermentowanych produktach mlecznych - o wiele lepiej
zdają się rozumieć ich rolę w tego rodzaju żywności.
Zgodnie z wytycznymi FAO/WHO niezbędna jest:
• dokładna identyfikacja szczepu
• ocena bezpieczeństwa stosowania szczepu
• ocena cech funkcjonalnych szczepu (czy jest odporny na niekorzystne warunki przewodu pokarmowego, czy jest zdolny
do działania antagonistycznego w stosunku do mikroflory,
którą ma hamować, czy też jest zdolny do wywoływania
efektu zasiedlania przewodu pokarmowego)
• przeprowadzenie badań klinicznych na zwierzętach
i na ludziach, dokumentujących korzystne dla zdrowia
efekty stosowania probiotyku.
W tej chwili w zależności od szczepu probiotycznego możemy oczekiwać:
• hamowania rozwoju drobnoustrojów chorobotwórczych
w przewodzie pokarmowym
Żywność dla zdrowia
11