Dołącz do czytelników
Brak wyników

Układ trawienny i probiotykoterapia

28 kwietnia 2021

NR 2 (Kwiecień 2021)

Poprawa odporności przez probiotyki i prebiotyki jako stymulanty układu immunologicznego

99

Wiele patologii dotyczących pracy układu immunologicznego wiąże się z niekorzystnymi zmianami w mikrobiocie jelit. Wyniki badań wskazują na istotną rolę substancji pre- oraz probiotycznych w modulowaniu odporności i podkreśla się, iż frakcje błonnika pokarmowego, pełniącego funkcję prebiotyku, a także probiotyczne szczepy bakteryjne, takie jak Lactobacillus i Bifidobacterium, mogą być obiecującym elementem w terapii wielu immunopatologii. W ostatnich latach rosnąca liczba badań naukowych skupia się wokół mechanizmów stojących za korzystnymi właściwościami zdrowotnymi pre- i probiotyków, w szczególności w kontekście zmian zachodzących w mikrobiocie jelitowej człowieka.

Jelita i mikrobiota jelitowa a sprawne funkcjonowanie układu immunologicznego

Aby zrozumieć wpływ prebiotyków i probiotyków na funkcje odpornościowe, warto przybliżyć pojęcia związane z mikroorganizmami zasiedlającymi organizm człowieka. Odgrywają one istotną rolę w kształtowaniu układu immunologicznego oraz ochronie przed patogenami. Dzięki temu proces modulowania i stymulowania działania układu odpornościowego za pomocą pre- i probiotyków stanie się bardziej zrozumiały.

POLECAMY

Mikrobiota jelitowa

Terminem „mikrobiota” określamy wszystkie drobnoustroje (bakterie, wirusy, grzyby i pierwotniaki), które bytują w ludzkim organizmie, wraz z ich genami. Tworzą kompleksowy ekosystem, który w znacznej większości zasiedla przewód pokarmowy człowieka [2]. Kolonizowanie przewodu pokarmowego rozpoczyna się w momencie urodzenia i jest procesem stopniowym, trwającym i zmieniającym się nieustannie przez całe życie [3]. Mikroorganizmy zasiedlające powierzchnię nabłonka jelitowego nazywamy mikrobiotą jelitową [2].
Skład mikrobioty jelitowej zależy głównie od rodzaju i składu spożywanego pokarmu oraz wieku. Wpływają na nią także takie czynniki jak antybiotykoterapia, przebyte infekcje, pH treści jelitowej, a także styl życia (higiena snu, aktywność fizyczna, stres) oraz miejsce zamieszkania [4]. Najważniejsze dla naszego zdrowia są te bakterie, które mają zdolność obrony przed patogenami oraz łagodzenia ostrych reakcji układu odpornościowego, m.in. poprzez aktywację komórek układu odpornościowego, w wyniku której syntetyzowane są cytokiny przeciwzapalne (np. IL-10, TGF-b). Obecność pożytecznych bakterii w organizmie człowieka jest niezbędna, aby dochodziło do jego prawidłowego rozwoju oraz do funkcjonowania całego układu odpornościowego [3, 5]. Istnieją badania, w których pozbawione mikrobioty jelitowej myszy wykazywały znaczne defekty immunologiczne, a kiedy wprowadzano do ich organizmu chociażby pojedynczy szczep Bacteroides fragilis, dochodziło do różnicowania i rozwoju układu odpornościowego oraz korygowania defektów immunologicznych [6]. 
Przy zaburzeniach mikrobioty jelitowej, zwanych dysbiozą, dochodzi do nieprawidłowego kształtowania procesów odpornościowych, a w konsekwencji do nadmiernej reakcji immunologicznej, np. na pyłki czy roztocze kurzu (alergia) lub na tkanki własne (choroby autoimmunizacyjne) [7].

Funkcje odpornościowe mikrobioty

Do funkcji układu pokarmowego, poza trawieniem i wchłanianiem substancji pokarmowych, należą także funkcje ochronne. W błonach śluzowych przewodu pokarmowego dochodzi do bezpośredniego kontaktu zewnętrznych antygenów, takich jak bakterie czy składniki pożywienia, z komórkami układu immunologicznego. Aby zwalczać potencjalnie szkodliwe czynniki, nasz organizm wykształcił system zwany MALT (mucosal-associated lymphoid tissues, system tkanki limfatycznej związanej z błonami śluzówki) obfitujący w komórki odpowiedzialne zarówno za odporność wrodzoną, jak i nabytą. Pod względem aktywności immunologicznej jego najważniejszy element to GALT (gut-associated limphoid tissue, układ immunologiczny jelit). W skład GALT wchodzi ponad 75% komórek limfatycznych całego układu odpornościowego i stanowi on miejsce odpowiedzi immunologicznej [3]. GALT służy rozróżnianiu substancji odżywczych oraz drobnoustrojów wnikających do organizmu [7]. Należy podkreślić, że to właśnie w jelicie wytwarzanych jest 80% wszystkich immunoglobulin [3]. 
Wśród bakterii zasiedlających jelita wykryto takie gatunki, które potrafią aktywować receptory oraz utrzymywać w gotowości komórki odpornościowe. Dzięki temu, jeśli bariera jelitowa działa prawidłowo, autochtoniczne bakterie (głównie Enterococcus) nie wywołują odpowiedzi zapalnej i przyczyniają się do utrzymania równowagi limfocytów Th1/Th2 poprzez aktywację sieci cytokin i syntezy sekrecyjnej IgA, która hamuje adhezję patogennych komórek do nabłonka błon śluzowych, działa bakteriostatycznie i odgrywa rolę w neutralizacji toksyn bakteryjnych. Dlatego też m.in. szczepy Enterococcus faecalis używane są w preparatach stymulujących odporność [7]. 
W jednym z badań u pacjentów z przewlekłym zapaleniem oskrzeli podawanie tych szczepów bakteryjnych w postaci probiotyku immunostymulującego spowodowało 68-proc. zmniejszenie ryzyka nawrotów choroby w okresie ośmiu miesięcy od zakończenia terapii [8].

Probiotyki i prebiotyki

Probiotyki

Probiotyki definiowane są jako żyjące mikroorganizmy, które podawane w odpowiednich ilościach, zapewniają korzyści zdrowotne gospodarzowi [9]. Korzystne zmiany, jakie zachodzą w organizmie żywiciela pod wpływem probiotyków to m.in. zwiększenie liczby korzystnej mikrobioty jelitowej, a u osobników chorych zmniejszenie liczby szkodliwych bakterii i przywrócenie równowagi między szczepami bakteryjnymi [4]. Probiotyczne bakterie pobudzają endogenne mechanizmy obronne gospodarza. Wpływają zarówno na stabilność mikrobioty jelit, jak i pobudzają układ odpornościowy gospodarza [3]. Korzystna mikrobiota jelit tworzy biofilm, który ochrania ściany jelit przed szkodliwymi czynnikami poprzez wytwarzanie immunoglobulin i stymulowanie procesów fagocytozy (działanie udowodnione m.in. dla gatunku Lactobacillus casei). Ich pozytywne działanie na układ odpornościowy wykorzystuje się m.in. do leczenia zakażeń jelitowych wywołanych przez HIV. Probiotyki stymulują zarówno odpowiedź odpornościową komórkową, jak i humoralną, ponieważ prezentują oraz degradują antygeny, rozwijają linie komórek Th1, stymulują syntezę komórek NK (natural killers) i zwiększają liczbę fagocytów oraz potęgują namnażanie się makrofagów. Przykładowo szczepy Lactobacillus acidophilus, L. casei i Bifidobacterium spp. powodują namnażanie i wzrost aktywności limfocytów T oraz limfocytów B. Te pobudzane są dalej do produkcji immunoglobuliny A, która chroni nabłonek jelit poprzez hamowanie zasiedlania go przez szkodliwe mikroorganizmy [4]. W badaniach wykazano, że Bifidobacterium breve stymuluje produkcję immunoglobuliny A przeciwko toksynie cholery, a Lactobacillus rhamnosus stymuluje produkcję IgA przeciwko rotawirusom [10, 11]. W innych badaniach wykorzystanie szczepu Lactobacillus acidophilus La1 doprowadziło do zahamowania wzrostu Helicobacter pylori [12]. Probiotyki, dzięki zdolności hamowania reakcji nadwrażliwości na dane antygeny np. pokarmowe, wpływają również pozytywnie na efekty leczenia alergii pokarmowych oraz na zwiększanie wydajności układu immunologicznego [4, 13]. Najczęściej używane probiotyki to bakterie kwasu mlekowego (lactic acid bacteria – LAB), np. szczepy rodzaju Lactobacillus, a także bakterie z rodzaju Bifidobacterium, niemniej w stymulującym działaniu probiotyku niezmiernie istotny jest dobór odpowiedniej dawki oraz długoterminowość jej podawania, tak aby liczba korzystnych bakterii utrzymywała się w organizmie przez dłuższy czas. Przyjmując probiotyk jednorazowo, nie powinniśmy spodziewać się zatem zauważalnych efektów [3, 4]. Mechanizmy działania probiotyków i prebiotyków zostały przedstawione na rysunku 1.
 

Rys. 1. Mechanizmy i właściwości immunomodulacyjne pre- i probiotyków [1]

Probiotyki wykazują pozytywne efekty poprzez: produkcję witamin (1), produkcję peptydów antybakteryjnych (2), produkcję krótkołańcuchowych kwasów tłuszczowych (SCFAs) (3), które wchodzą w interakcję z komórkami dendrytycznymi (DCs) i indukują różnicowanie się komórek T oraz stymulację komórek B (4, 5). Jest to istotne m.in. w przebiegu alergii. W wyniku produkcji komórek B produkowane są przeciwciała, które opsonizują patogeny (6). Probiotyki także konkurują z patogenami o substraty (8). Prebiotyki funkcjonują jako substraty do innych celów (11), np. błonnik może zmniejszać produkcję reaktywnych form tlenu (ROS) [1].
Zielony: probiotyki. Czerwony: patogeny. 


Jak wykorzystać probiotyki, aby wspomóc swój układ odpornościowy?

Probiotyki zawierające w składzie poszczególne szczepy bakterii kwasu mlekowego, takie jak Lactobacillus spp. czy Streptococcus spp., a także szczepy drożdży Saccharomyces spp. czy kultury pleśni Aspergillus spp. dodawane są do wielu środków spożywczych, m.in. wyrobów mleczarskich, kiszonek warzywnych oraz owocowych, do fermentowanych kiełbas, pieczywa na zakwasie, piwa oraz wina. Niemniej, aby mieć pewność, że dostarczany probiotyk wywoła pozytywną odpowiedź w naszym organizmie, powinniśmy zdecydować się na zakup dobrego preparatu farmaceutycznego w postaci suplementu diety lub probiotyku, który został zaklasyfikowany jako lek. Do produkcji preparatów probiotycznych wykorzystywane są m.in. Lactobacillus acidophilus, Lactobacillus salivarius, Bifidobacterium bifidum, Enterococcus faecalis, Escherichia coli, jak również inny mikroorganizm o korzystnym działaniu na zdrowie człowieka – drożdże Saccharomyces boulardi [4].

Prebiotyki 

Definiowane są jako nietrawione składniki żywności, selektywnie pobudzające wzrost lub aktywność jednego lub określonej liczby rodzajów bakterii w okrężnicy, korzystnie wpływających na zdrowie gospodarza [14]. Nie podlegają trawieniu, ale selektywnie stymulują rozwój lub aktywność metaboliczną określonych dobroczynnych bakterii w jelicie grubym i w ten sposób korzystnie wpływają na stan zdrowia człowieka [12]. 
Prebiotyki, tak jak i probiotyki, mogą wpływać na metabolizm energetyczny gospodarza poprzez wiele różnych mechanizmów, w tym wytwarzanie produktów fermentacji [15]. 
Modulują one pracę układu odpornościowego poprzez pozytywny wpływ na aktywność bakterii żołądkowo-jelitowych, ponieważ, będąc pożywką dla bakterii, wzmacniają produkcję krótkołańcuchowych kwasów tłuszczowych (SCFAs) przez mikroby, a kwasy te wykazują z kolei silne właściwości immunomodulujące [16]. Co więcej, zaliczane do prebiotyków fruktany mają bezpośrednie działanie antyoksydacyjne, które zmniejsza stan zapalny i poprawia stan redoks w organizmie [17]. 
Według badań spożycie prebiotyków wpływa korzystnie na skład mikrobioty jelit i jej aktywność, m.in. poprzez wpływ na układ odpornościowy [4]. Prebiotyki stanowią substrat dla korzystnych bakterii, takich jak Bifidobacterium oraz Lactobacillus, a także wspomagają wzrost bakterii z rodzaju Faecelibacterium i Akkermansia, które również uznawane są za bakte...

Pozostałe 70% treści dostępne jest tylko dla Prenumeratorów

Co zyskasz, kupując prenumeratę?
  • Roczną prenumeratę dwumiesięcznika Food Forum w wersji papierowej lub cyfrowej,
  • Nielimitowany dostęp do pełnego archiwum czasopisma,
  • Możliwość udziału w cyklicznych Konsultacjach Dietetycznych Online,
  • Specjalne dodatki do czasopisma: Food Forum CASEBOOK...
  • ...i wiele więcej!
Sprawdź

Przypisy