Probiotyki (gr. pro bios – dla życia), czynnościowa żywność – podawane doustnie wyselekcjonowane kultury bakteryjne lub drożdży, najczęściej bakterie kwasu mlekowego (Lactobacillus), których zadaniem jest korzystne dla zdrowia działanie w przewodzie pokarmowym, poprzez immunomodulację oraz zachowywanie prawidłowej flory fizjologicznej. W większości przypadków korzystne oddziaływania probiotyków dotyczą wyłącznie warunków in vitro. Zaproponowano, że jeżeli wpływ drobnoustrojów na leczenie choroby został zbadany naukowo i ma dowiedzioną skuteczność, należy używać nazwy czynnik bioleczniczy.
Według definicji FAO/WHO probiotyki to „żywe drobnoustroje, które podane w odpowiedniej ilości wywierają korzystny wpływ na zdrowie gospodarza”FAO/WHO (2001) Health and Nutritional Properties of Probiotics in Food including Powder Milk with Live Lactic Acid Bacteria. Report of a Joint FAO/WHO Expert Consultation on Evaluation of Health and Nutritional Properties of Probiotics in Food Including Powder Milk with Live Lactic Acid Bacteria..
Historia probiotyków Dobroczynny wpływ na zdrowie człowieka bakterii fermentujących mleko znany był już w starożytności. Zjawiskiem probiozy i interakcji między bakteriami zainteresowali się Pasteur i Jaubert, którzy w roku 1877 opisali występowanie antagonizmu między wybranymi szczepami bakteryjnymi. W 1907 Ilja Miecznikow, rosyjski mikrobiolog, laureat nagrody Nobla z medycyny w 1908 wskazał, że spożywanie jogurtów i kefirów korzystnie wpływa na zdrowie dzięki zawartym w nich bakteriom fermentacji mlekowej, oraz że wysoka koncentracja Lactobacillus sp. w jelicie ma istotny wpływ na zdrowie i długowieczność człowieka, a także może być stosowana jako metoda bakteryjnej terapii zastępczej. Możliwości te nie zostały wykorzystane, gdyż nastała era chemioterapeutyków i antybiotykówTrafalska E., Grzybowska K., 2004, Probiotyki – Alternatywa dla antybiotyków?, Wiadomości lekarskie, LVII, 9-10.
Czytelnik, który posiada małą wiedzę w tej dziedzinie, może być zdziwiony moimi zaleceniami, aby spożywać duże ilości bakterii ponieważ ogólnie panuje przekonanie, że są one szkodliwe. Ta opinia jest błędna. Istnieje wiele dobroczynnych bakterii, wśród których pałeczki kwasu mlekowego zajmują poczesne miejsce.
Ilja MiecznikowSocha J., Stolarczyk A., Socha P., 2002, Miejsce bifidobacterii w profilaktyce i leczeniu wybranych chorób wieku dziecięcego, Pediatria Współczesna, Hepatologia i Żywienie Dziecka, 4,1,43-47
Termin „probiotyk” wprowadzili w 1965 r. Lilly oraz Stillwell, określając w ten sposób substancję lub organizm, który wpływa na równowagę mikroflory jelitowej. Fuller (1989)Depta A., 2001, Probiotyki – właściwości, ich rola i znaczenie oraz możliwości stosowania w profilaktyce i leczeniu schorzeń przewodu pokarmowego u prosiąt, Trzoda Chlewna, Vol. 39, nr 7, 98-100, dostrzegając korzyści ze stosowania mikroorganizmów, wprowadził definicję probiotyku – żywe mikrobiologiczne dodatki żywieniowe, korzystnie działające na organizm gospodarza poprzez poprawę równowagi mikroflory jelitowej. Aktualnie koncepcja probiotyku zakłada wprowadzenie do diety żywych bakterii w takiej formie, żeby przetrwały w żołądku, dwunastnicy i były aktywne w okrężnicy. Według Fullera probiotyk powinien spełniać następujące warunki: pochodzenie od człowieka; odporność na niskie pH żołądka oraz enzymów i kwasów żółciowych w dwunastnicy; zdolność do przeżycia i aktywności metabolicznej w środowisku jelita grubego; zdolność adherencji do komórek nabłonka jelitowego i trwałej lub przejściowej kolonizacji przewodu pokarmowego; korzystne działanie na organizm gospodarza; trwałość i żywotność w czasie przechowywania oraz w środowisku dla niego niekorzystnym (np. w przewodzie pokarmowym: niskie pH, enzymy trawienne, czynniki hamujące wzrost lub zdolności adhezyjne).
W 2001 r. Schrezenmeir i De Vrese zaproponowali, by probiotykiem nazwać „produkt zawierający wystarczającą ilość mikroorganizmów, które zmieniają mikroflorę (przez implantację lub kolonizację) w określonych segmentach organizmu gospodarza i w ten sposób wywierają korzystny wpływ na jego zdrowie”Wpływ probiotyków na układ immunologiczny Zakażenia 1/2008Kędzia A, 2008, Działanie probiotyków na organizm człowieka. Cz I. Rola flory fizjologicznej przewodu pokarmowego, Postępy Fitoterapii 4/2008, 247-251
Organizmy probiotyczne Bakterie probiotyczne Lactobacillus casei Shirota odkryty w 1935 r. przez dr. Shirota jest stosowany do skrócenia czasu trwania i złagodzenia objawów biegunek rotawirusowych u dzieci. Posiada również zdolności antykancerogenne.
Lactobacillus casei DN-114 001 jest skuteczny w przeciwdziałaniu ostrym biegunkom u dzieci, ma dobroczynny wpływ na naturalne mechanizmy obronne organizmu.
Lactobacillus plantarum – stosowany w biegunkach infekcyjnych, stanach zapalnych przewodu pokarmowego oraz nieswoistych zapaleniach jelit. Cechą charakterystyczną L. plantarum jest zdolność katabolizmu argininy z wytwarzaniem tlenku azotu, który hamuje wzrost innych bakterii, reguluje wydzielanie śluzu w przewodzie pokarmowym, reguluje ukrwienie i perystaltykę jelit oraz stymuluje jelitowy układ immunologiczny.
Lactobacillus rhamnosus (Lactobacillus GG) – stosowany w biegunkach infekcyjnych, skraca czas przebiegu ostrych biegunek rotawirusowych u dzieci, z powodzeniem stosowany w biegunkach poantybiotykowych, biegunkach podróżnych i biegunkach wywołanych zakażeniem Clostridium difficile. Obniża aktywność β-glukuronidazy, nitroreduktazy oraz hydrolazy – ma to znaczenie antynowotworowe, pełni ochronną rolę w alergii atopowejKalliomäki M, Salminen S, Arvilommi H, Kero P, Koskinen P, Isolauri E., 2001, Probiotics in primary prevention of atopic disease: a randomised placebo-controlled trial., Lancet. 2001 Apr 7;357(9262):1076-9, gdyż promuje różnicowanie, rozwój oraz aktywację limfocytów Th1 poprzez przywracanie równowagi między Th1 i Th2, działa łagodząco w chorobie Leśniowskiego – Crohna i colitis ulcerosaMossakowska M., 2006, Poradnik dla młodzieży i rodziców dzieci chorych na wrzodziejące zapalenie jelita grubego (colitis ulcerosa) lub chorobę Leśniowskiego-Crohna, Towarzystwo J-elita, 47-50. Podawanie tego probiotyku kobiecie ciężarnej na 4 tygodnie przed porodem, a następnie przez 6 miesięcy u noworodka, w znacznym stopniu obniża pojawianie się chorób alergicznych, przede wszystkim atopowego zapalenia skóry, oraz alergii na mleko krowieZawisz E., Bardadin J., 2008, Endotoksyny w profilaktyce chorób alergicznych, Alergia, 3/2008, 37-38.
Drożdże probiotyczne Saccharomyces boulardii – jest wrażliwy na kwas solny oraz zmiany pH, nie jest wrażliwy na procesy trawienne. Po podaniu występuje w całym przewodzie pokarmowym, po zaprzestaniu podawania w ciągu 2-5 dni jest nieobecny w kale, posiada odporność antybiotykową (wrażliwy na antybiotyki przeciwgrzybicze). Hamuje wzrost wielu patogennych drobnoustrojów, przez co zmniejsza nasilenie infekcji, ma wpływ na wiązanie toksyn bakteryjnych z receptorami jelitowymi, ma działanie immunoprotekcyjne – wpływa na wydzielanie sIgA. Stosuje się w zapobieganiu biegunkom poantybiotykowym, w biegunce podróżnych, w biegunkach przewlekłych w AIDS, w biegunkach wywołanych Clostridium difficile, Giardia lamblia, Shigella oraz nieswoistych zapaleniach jelit.
Wpływ na zdrowie Korzyści, które ustalono w oparciu o dowody naukowe: Interferencja z patogenami – zapobieganie zakażeniom jelitowym – hamowanie rozwoju patogennych mikroorganizmów poprzez wytwarzanie kwasów organicznych, nadtlenku wodoru, bakteriocyn, kompetetywne hamowanie adhezji do nabłonka jelitowego innych drobnoustrojów, głównie patogennych, oraz wykorzystywanie składników pokarmowych niezbędnych do wzrostu i rozwoju innych drobnoustrojów (patogennych) Antybakteryjny wpływ kwasów organicznych przejawia się obniżeniem pH poza zakres optymalny dla patogenów. Badając wpływ kwasów organicznych produkowanych przez Lactobacillus casei na patogeny E. coli wykazano, że partycypują one w wytworzeniu ochronnej bariery przewodu pokarmowego poprzez obniżenie pH hamując tym samym adhezję patogennych mikroorganizmów. Kwas piroglutaminowy, produkt metabolizmu bakterii fermentacji mlekowej działa hamująco na rozwój bakterii Gram-, szczególnie na Pseudomonas i Enterobacter. Bakterie Lactobacillus lactis i L. bulgaricus produkują nadtlenek wodoru w ilości 5-10 ppm, który hamuje wzrost Staphylococcus aureus. Rodniki hydroksylowe są bardziej aktywne i toksyczne od krótkołańcuchowych kwasów organicznych. Nadtlenek wodoru hamuje rozwój patogenów które nie syntetyzują enzymów: peroksydaza, katalaza, dysmutaza ponadtlenkowa, które zabezpieczają przed utlenianiem mostków disiarczkowych w białkachŚliżewska K, Biernasiak J., Libudzisz Z., 2006, Probiotyki jako alternatywa dla antybiotyków, Zeszyty Naukowe Politechniki Łódzkiej, Chemia spożywcza i Biotechnologia, Nr 984, Z. 70, 79-91. Bakteriocyny wytwarzane przez bakterie kwasu mlekowego to przede wszystkim nizyna, która wykazuje bakteriobójcze działanie w stosunku do bakterii Gram+ oraz hamuje kiełkowanie zarodników Clostridium i Bacillus. Bakteriocyny wytwarzane przez bakterie fermentacji mlekowej: acidolina, acidofilina, lactacyna, lactocydyna, reuteryna, laktolina i enterocyna. Substancje te wykazują wysoką aktywność antybakteryjną w stosunku do : E. coli, Salmonella typhimurium, Staphylococcus aureus, Clostridium perfringens, Bacillus sp., Listeria sp., Klebsiella sp., Proteus sp. ostre zakażenia bakteryjne (biegunka podróżnych) zakażenia wirusowe (rotawirusy)
Ponadto wykazano, że zastosowanie szczepów probiotycznych, takich jak L. acidophilus oraz L. johnsonii podczas terapii antybiotykowej łagodzi objawy zakażenia wywołanego przez Helicobater pylori.
Immunomodulacja, immunostymulacja – wzmacnianie fagocytozy, zwiększanie aktywności makrofagów i limfocytów, zwiększanie syntezy i aktywności przeciwciał klasy sIgA w przewodzie pokarmowym, promowanie różnicowania się i rozwoju linii komórek Th1 i przywracanie równowagi między Th1 i Th2, produkcja substancji cytoprotekcyjnych i peptydów czynnościowychFeleszko W., Jaworska J., Hamelmann E. Toll-like receptors-novel targets in allergic airway disease (probiotics, friends and relatives). Eur J Pharmacol. 2006; 533: 308-18 Złagodzenie objawów nietolerancji laktozy – U wielu osób występuje zespół nietolerancji laktozy – cukru mlecznego, co jest wynikiem braku enzymu laktazy. Nagromadzenie nie metabolizowanej laktozy skutkuje dolegliwościami żołądkowo-jelitowymi. Nie jest wskazana całkowita eliminacja tego cukru z diety, gdyż bierze on udział we wchłanianiu wapnia. Podawanie probiotyków zmniejsza ten problem, gdyż wytwarzają one enzym β-galaktozydazę rozkładającą laktozę. Złagodzenie objawów zespołu jelita drażliwego (IBS) - Badanie kliniczne wykazało, że wybrane szczepy probiotyczne Bifidobacterium lactis BI040 oraz Bacillus coagulans BC300 były bezpieczne i dobrze tolerowane u pacjentów z IBS. Oba szczepy wykazywały korzystny wpływ na konsystencję stolca. Suplementacja Bifidobacterium lactis BI040 wiązała się ze zmniejszeniem częstotliwości i nasilenia bólu brzucha, a Bacillus coagulans BC300 poprawiał uczucie sytości. Poprawa zaburzeń flory jelitowej biegunka poantybiotykowa przerosty bakteryjneSchiffrin E. J., 2002, Korzyści ze stosowania probiotyków w żywieniu niemowląt. Przykład Bifidobacterium lactis, Pediatria Współczesna, Gastroenterologia, Hepatologia i Żywienie Dziecka, 4,I, 49-53