Bez tytułu slajdu
advertisement
Zastosowanie probiotyków i prebiotyków w profilaktyce i leczeniu schorzeń przewodu pokarmowego. Beata Sokół-Leszczyńska [email protected] Katedra i Zakład Mikrobiologii Lekarskiej WUM w Warszawie • • • • • • • Noworodek rodzi się jałowy Kolonizacja przewodu pokarmowego noworodka wpierw przez bakterie tlenowe, np.; niepatogenne E. coli, enterokoki potem prze beztlenowce np.: Bifidobacterium, Bacteroides, i in. sposób karmienia niemowlęcia (mleko matki, mieszanka) stabilizacja składu mikroflory jelitowej ok. 2 r. ż. Mikroflora jelitowa ulega zmianie wraz z wiekiem, o czym mogą świadczyd różnice pomiędzy składem flory jelitowej dzieci, osób dorosłych i w podeszłym wieku. Mikroflora jelitowa noworodków zdominowana jest przez bakterie z rodzaju Bifidobacterium, ale w ciągu życia ulega ona dynamicznym zmianom, tworząc ostatecznie bardzo złożony ekosystem. Między 3 a 52 tygodniem życia zmniejsza się liczebnośd populacji Staphylococcus, Lactobacillus, Bifidobacterium i Clostridium. W mikroflorze jelit dzieci w wieku 3-12 lat wykazano wzrost liczebności populacji Bacteroides fragilis. Skład mikroflory jelitowej, a między 2 a 18 rokiem życia nie ulega już większym wahaniom. Porównanie flory jelitowej młodzieży i osób dorosłych wykazało zwiększoną zawartośd Bifidobacterium i Clostridium w mikroflorze młodzieży. U osób starszych obserwuje się zwiększoną liczebnośd bakterii z rodzaju Bacteroidetes, mniejszą różnorodnośd drobnoustrojów w porównaniu z osobami dorosłymi oraz obniżoną zawartośd bakterii z rodzaju Bifidobacterium i Clostridium . Skład prawidłowej mikroflory jelita grubego osoby dorosłej Sposób odżywiania wegetarianie - przewaga bakterii tlenowych mięsożerni - przewaga beztlenowców Czynniki wpływające na skład mikroflory przewodu pokarmowego: stężenie tlenu, wiek, stres, choroby, leczenie antybiotykami, zmiany w diecie Wpływ różnych czynników na skład mikroflory jelitowej • Dieta najistotniejszym czynnikiem wpływającym na skład mikroflory jelitowej. • Przeprowadzone badania wykazują, że zmiana diety z nisko- na wysokotłuszczową powodowała znaczące różnice ilościowe w składzie mikroflory. • Obserwowano spadek liczebności bakterii należących do typu Bacteroidetes przy jednoczesnym, znaczącym wzroście liczebności Firmicutes i Proteobacteria. Rola mikroflory stałej Hamowanie kolonizacji przez bakterie chorobotwórcze bezpośrednie: współzawodnictwo o substraty, współzawodnictwo o receptory, tworzenie zamkniętego środowiska, wytwarzanie bakteriocyn, zmiana pH pośrednie: modulacja reakcji gospodarza na skutek zmian chemicznych żółci, modulacja reakcji gospodarza na skutek zmian chemicznych śluz, stymulacja perystaltyki, wytwarzanie lizozymu, wytwarzanie fosfolipazy A2, wytwarzanie defenzyn Mikroflora stała bierze udział w wytwarzaniu i dezaktywacji mutagenów i karcynogenów w wytwarzaniu witamin w wchłanianiu cholesterolu w detoksykacji substancji toksycznych biotransformacji niektórych leków Korzyści wynikające z posiadania mikroflory • Najważniejszą korzyścią z normalnej flory jest to, że zajmują miejsce i składników odżywczych , które mogłyby zostad wykorzystane przez patogeny . • Prawidłowa flora aktywnie uczestniczy poprzez produkcję substancji, które hamują lub zabid. • Drobnoustroje produkują substancje, od niespecyficznych kwasów tłuszczowych i peroksydazy do bardzo konkretnych bakteriocyn, które hamują lub zabijają inne bakterie . • Obecnośd prawidłowej flory zapewnia stałą stymulację układu immunologicznego, • produkty tej stymulacji reaguje krzyżowo z gatunków patogennych . • Reakcje odpornościowe biorą udział w walce zakażenia oportunistyczne przez składniki normalnej flory. • Prawidłowa mikroflora przewodu pokarmowego syntetyzuje witaminę K i B • Drobnoustroje wytwarzają produkty metabolizmu szkodliwe dla nas. Rola jelitowej flory bakteryjnej • Masa bakterii obecnych w jelicie grubym jest u osób dorosłych oceniana na 1-2 kg. • Liczba bakterii oceniana jest na 10^11-10^12 komórek/g kału. • Wśród drobnoustrojów przeważają bakterie beztlenowe (m.in. Bacteroides, Fusobacterium, Bifidobacterium, Eubacterium, Clostridium) w stosunku 100:1 do bakterii tlenowych (m.in. Enterobacteriaceae, Staphylococcus, Bacillus, Pseudomonas). • Bakterie kwasu mlekowego np. Bifidobacterium, Lactobalillus produkują krotkołaocuchowe kwasy tłuszczowe: octowy, propionowy i masłowy. • Kwas masłowy jest głównym materiałem energetycznym dla nabłonka jelita grubego dostarczając 70% energii dla kolonocytów. • Bakterie te uczestniczą w procesie trawienia pokarmów, m.in. laktozy (przy niskiej aktywności laktazy jelitowej) oraz oligosacharydów i niektórych rodzajów błonnika. • Bakterie probiotyczne hamują rozwój drobnoustrojów, poprzez stwarzanie niekorzystnych warunków środowiskowych (obniżenie pH treści jelitowej), konkurują z innymi drobnoustrojami o substraty oraz o miejsca adhezji na nabłonku jelitowym Choroby, w których stwierdzono związek ze zmienioną mikroflorą przewodu pokarmowego • • • • • • • • • • • • • Atopia (alergia) i astma ILSI Europe, 2013 Celiakia Rak jelita grubego Cukrzyca typu I Cukrzyca typu II Zakażenie HIV Zapalenie jelit Zespół jelita drażliwego Zakażenia przewodu pokarmowego Biegunka związana z przyjmowaniem antybiotyków Martwicze zapalenie jelit Otyłośd Reumatoidalne zapalenie stawów 7 Związek pomiędzy dysbiozą a chorobami spoza przewodu pokarmowego. Otyłość- skład mikrobioty jelitowej (stosunek Bacteroidetes i Firmicutes) wpływa na pozyskiwanie energii ze składników odżywczych. Zjadasz tyle samo, ale w zależności od składu mikrobioty jelitowej tyjesz albo nie. W badaniach wykazano różnice w składzie mikrobioty jelitowej u osób otyłych i szczupłych. Wciąż nie ma odpowiedzi na pytanie, czy różnice w składzie mikroflory są przyczyną otyłości, czy raczej z niej wynikają. U osób z otyłością i cukrzycą typu 2 obserwuje się zmniejszoną liczebność Akkermansia muciniphila, bakterii wpływającej na barierę jelitową. • W badaniu przeprowadzonym na otyłych myszach, u których stosowano dietę bogatotłuszczową, bakterie Akkermansia muciniphila spowodowały zmniejszenie masy ciała oraz zapewniały lepszą kontrolę wydzielania insuliny. • Wyniki te wskazują, że Akkermansia muciniphila wpływa na wydzielanie śluzu i poprawia barierę śluzową, a tym samym przepuszczalność jelit, co w konsekwencji prowadzi do zmniejszenia stanu zapalnego towarzyszącego otyłości. Czy preferencje pokarmowe mogą byd zakaźne??? • Skład mikrobioty jelitowej jest bardzo zbliżony u mieszkających razem członków rodziny w porówaniu z osobami mieszkającymi pojedynczo • Jeśli preferencje żywieniowe jednego z domowników mają wpływ na sposób na dietę pozostałych wówczas bakterie jelitowe zaadaptowane do tej diety będą występowad/rozprzestrzeniad się rozwijad także u innych członków gospodarstwa domowego • Czy otyłośd może byd „zakaźna” jako wynik transmisji drobnoustrojów powodujących otyłośd ?? Wykazanie związku pomiędzy dysbiozą a chorobami spoza przewodu pokarmowego. • Zaburzenia mikrobioty mogą również mied wpływ na występowanie chorób ze spektrum autyzmu • W 2013 roku w badaniach na zwierzętach wykazano, że objawy autyzmu są wywoływane przez zmianę składu drobnoustrojów przewodu pokarmowego i towarzyszącej jej aktywności metabolicznej. W tym samym badaniu wykazano, że zmiany ulegają złagodzeniu po podaniu probiotyku Bacteroides fragilis. • W badaniu przeprowadzonym na otyłych myszach, u których stosowano dietę bogatotłuszczową, bakterie Akkermansia muciniphila spowodowały zmniejszenie masy ciała oraz zapewniały lepszą kontrolę wydzielania insuliny. • Według autorów, wyniki te wskazują, że Akkermansia muciniphila wpływa na wydzielanie śluzu i poprawia barierę śluzową, a tym samym przepuszczalnośd jelit, co w konsekwencji prowadzi do zmniejszenia stanu zapalnego towarzyszącego otyłości. Różnice w składzie mikroflory jelitowej u szczupłych i otyłych osobników • Badaniach na myszach – wykazały że różnice te mogą byd powiązane m.in. z wiekiem osobników, u których przeprowadza się badania. • Nie ma wyraźnej korelacji między składem mikroflory jelitowej a liczbą spożywanych kalorii. • Obserwowane różnice między florą jelitową otyłych i szczupłych osobników są bardziej złożone niż dotychczas uważano i sugerują istnienie wielu innych czynników przyczyniających się do patogenezy otyłości, które jednocześnie wpływają na skład mikroflory jelitowej i utrudniają prawidłową interpretację wyników. • Inną różnicą obserwowaną w mikroflorze otyłych osobników jest wzrost liczby bakterii metanogennych, które usuwając szkodliwy nadmiar H2 ze środowiska, usprawniają procesy fermentacyjne przeprowadzane przez bakterie. • Wzrost pozyskiwania energii z pożywienia z udziałem bakterii metanogennych może byd czynnikiem przyczyniającym się do rozwoju otyłości. U chorych na cukrzycę wykazano znaczne zredukowanie liczebności Faecalibacterium prausnitzii – bakterii prawidłowo występujących w mikroflorze jelit, należących do typu Firmicutes. • Badana grupa była zakwalifikowana do operacyjnego leczenia otyłości i po wykonaniu zabiegu, u chorych na T2D liczebnośd F. praustnitzii wzrosła, chod nadal była mniejsza niż u pozostałych badanych. • Dodatkowo wzrostowi liczebności F. praustnitzii towarzyszył spadek markerów stanu zapalnego, tj. białka CRP i IL-6. Kluczowe informacje o probiotykach • • • • • • • Skutecznośd (zależy od szczepu i dawki) – najprawdopodobniej skuteczne w AAD i zakaźnej biegunce; prawdopodobnie skuteczne w zmniejszaniu objawów w zespole jelita drażliwego i atopowym zapaleniu skóry u niemowląt z grupy ryzyka Działanie uboczne – częste – wzdęcia, łagodne dolegliwości w jamie brzusznej; ciężkie/rzadko – sepsa Interakcje – nie znane Przeciwwskazania – zespół krótkiego jelita (zachowad ostrożnośd); ciężkie niedobory odporności Dawka – identyczna jaką podano w badaniach klinicznych, w których udokumentowano skutecznośd: 5-10 mld CFU/dzieo/dziecko; 10-20 mld cfu/dzieo/dorosły Probiotyki to mikroorganizmy, które, po spożyciu, zwykle przynoszą korzyści dla zdrowia ludzi. Bakterie kwasu mlekowego, bifidobakterii i Lactococci są na ogół uważane za bezpieczne. Negatywne skutki przyjmowania bakterii probiotycznych: (1) bakteriemia (fungemia)lub zapalenia wsierdzia; (2) tworzenie substancji toksycznych lub metaboliczne skutki w przewodzie pokarmowym; (3) przeniesienie antybiotykooporności mikroflorze przewodu pokarmowego 11 Probiotyk powinien mied następujące cechy: • Opornośd na kwas solny, • zdolnośd do adherencji do nabłonka jelitowego, • zdolnośd przeżycia w jelicie, • wykazywad korzystne działanie biologiczne, • nie posiadad własności toksycznych. • łatwy w produkcji przemysłowej, • stabilny • zdolnośd namnażania się po rozpakowaniu z ampułki lub kapsułki. Probiotyk korzystne działanie wykazuje poprzez: • produkcja składników pokarmowych ważnych dla jelita, • produkcję mikroskładników pokarmowych dla gospodarza, • zapobieganie przerostowi potencjalnie patogennych mikroorganizmów, • stymulację obrony immunologicznej jelita, • eliminacja toksyn, • udział w regulacji czynności jelita. Probiotyki Preparaty lub ich produkty zawierające wystarczającą ilość żywych ściśle zdefiniowanych drobnoustrojów, które wpływają na mikroflorę określonego organizmu gospodarza i dzięki temu wywierają korzystny efekt zdrowotny Bioterapeutyki Saccharomyces boulardii - nie stanowi normalnej mikroflory jelitowej) Skutecznośd kliniczna probiotyków • • • • • • • • • • Zapobiega i skraca czas trwania biegunki wywołanej przez rotawirusy Ogranicza atopowe zapalenie skóry Pobudza remisję w zapaleniach jelit Ogranicza objawy w zespole jelita drażliwego Opóźnia początek cukrzycy u zwierząt Zmniejsza częstośd występowania raka jelita grubego u zwierząt Zapobiega lub ogranicza zakażenia wywołane przez Helicobacter u zwierząt Ogranicza częstośd występowania i nasilenie sepsy wywodzącej się z trzustki i zwierząt z zapaleniem trzustki Ogranicza częstośd występowania i nasilenie sepsy u pacjentów w OIT Ogranicza tworzenie się biofilmu 14 Skutki działania probiotyków • • • • • • • • • • • • • Stymulacja produkcji sIgA Hamowanie produkcji IgE Modulacja odpowiedzi Th1/Th2 Modulacja reakcji cytokin Stymulacja produkcji tlenku azotu Stymulacja działania makrofagów Stymulacja aktywności komórek NK Stymulacja apoptozy stymuluje wzrost i regenerację Regulacja leukocytów wielojądrzastych Redukcja produkcji endotoksyn Redukcja procesów mutagennych Produkcja antyutleniaczy oraz czynników wzrostu oraz czynników krzepnięcia 15 Probiotyki w leczeniu otyłości • • • • • Probiotyki to niepatogenne mikroorganizmy, które po spożyciu przynoszą korzyści zdrowotne organizmowi gospodarza . Na myszach z otyłością indukowaną dietą przebadano działanie Lactobacillus rhamnosus, bakterii bytującej w jelicie ludzkim i wytwarzającej kwas linolowy. Pozytywny wpływ wytwarzanego przez L. rhamnosus kwasu linolowego na redukcję tkanki tłuszczowej. Wyniki badao nie były jednak analogiczne do przeprowadzonych na zwierzętach i nie wykazały pozytywnego wpływu metabolitu wytwarzanego przez L. rhamnosus na redukcję masy ciała i tkanki tłuszczowej u ludzi . Podawanie probiotyków powodowało zmiany w obrębie mikroflory jelitowej oraz związane z tym zmiany metabolizmu w obrębie różnych tkanek, np.: zmieniony profil metabolizmu lipidów w wątrobie, skutkujący obniżonym poziomem lipoprotein w osoczu oraz nasilenie procesu glikolizy. Psychobiotyk – żywy mikroorganizm powodujący korzyść zdrowotną u osób chorych psychicznie. Klasa probiotyków – drobnoustroje zdolne do produkcji neuroaktywnych związków np.: kwas gamma amino masłowy i serotonina działających na osi mózg – przewód pokarmowy. Bifidobacterium infantis – łagodzi objawy depresji i zespołu przewlekłego zmęczenia poprzez hamowanie aktywności przeciwzapalnej, redukcji aktywności na osi podwzgórze – przysadka – nadnercza. • • • • • • Zaobserowano zmniejszoną różnorodność mikroflory jelitowej u osób z wysokim BMI, wysokim poziomem trógliceryów oraz niskim poziomem HDL Stwierdzono związek między występowaniem 34 gatunków bakterii jelitowych a wartością BMI i poziomem lipidów. Nie stwierdzono takiego związku z poziomem LDL i całkowitym cholesterolem Mniejsza różnorodność bakterii w jelicie może być nowym czynnikiem ryzyka chorób serca. U osób otyłych występują bakterie z rodzaju Akkermansia, gromady Firmicutes, gromady Tenericutes, Niska liczebność bakterii z rodzin Christensenellaceae i Rikenellaceae, Mollicutes, rodzaju Dehalobacterium i królestwo Archaea jest związana z wysokim BMI • • Rodzaj Eggerthella u osób z wysokim poziomem trójglicerydów i niskim HDL Rodzina Pasteurellaceae u osób z niskim poziomem trójglicerydów. • Ustanowienie stopnia w jakim mikroflora jelitowa wpływa na masę ciała i poziom lipidów jest istotne, ponieważ daje możliwość kontrolowania masy ciała i poziomu lipidów poprzez ingerencję mikrobiom Mikrobiom osoby może modulować dietę oraz farmakokinetykę leków i należy go traktować jako kluczowy element medycyny spersonalizowanej. • Korzyści wynikające z konsumpcji probiotyków Większają odporność na zakażenia jelit skrócenie czasu trwania biegunki obniżenie ciśnienia krwi obniżenie poziomu cholesterolu w surowicy redukcja alergii stymulacja fagocytozy przez leukocyty krwi obwodowej modulacja ekspresji cytokin efekt adiuwantu regresja nowotworów redukcja tworzenia karcynogenów i ko-karcynogenów Mechanizm działania probiotyków (c. d.) wytwarzanie substancji o właściwościach cytoprotekcyjnych, np.: krótkołańcuchowych kwasów tłuszczowych: octowego, propionowego i masłowego. bakterie z rodzajów Bifidobacterium i Lactobacillus uczestniczą w procesie trawienia pokarmów, m. in. laktozy (przy niskiej aktywności laktazy jelitowej) oraz oligosacharydów i pewnych rodzajów rozpuszczalnego błonnika zakwaszenie treści jelitowej hamującej wzrost niektórych bakterii chorobotwórczych modyfikacja receptorów dla toksyn na drodze enzymatycznej, NP.. Saccharomyces boulardii ma receptor dla toksyny A wytwarzanej przez Clostridium difficile eliminacja toksyn lub innych substancji, NP..:pałeczki kwasu mlekowego przetwarzają cholesterol w pochodne steroidy, korzystnie wpływają na obniżenie stężenia cholesterolu we krwi modulacja odpowiedzi immunologicznej (komórkowej i humoralnej), NP..: aktywacja limfocytów, stymulowanie fagocytozy, pobudzanie syntezy przeciwciał, stymulowanie produkcji cytokin zwiększona sekrecja mucyn Zastosowanie bioterapeutyków Saccharomyces boulardii Saccharomyces boulardii - biegunka o etiologii Clostridium difficile - zdefiniowana dawka dobowa (defined daily dose); S. boulardii – obniża liczbę komórek Clostridium difficile Białko 54kD (proteaza) – wywołuje proteolizę toksyny A i jej receptora – hamuje aktywnośd enterotoksyczną i cytotoksyczną - Hamuje wiązanie toksyny A i B z ich receptorami na powierzchni kosmków jelitowych Białko 120 kD – obniża poziom cAMP, hamuje hipersekrecję jelitową wywołana przez Vibrio cholerae, gdy probiotyk zostanie podany wcześniej niż patogen • Hamuje wzrost Candida albicans, Yersinia enterocolitica, Salmonella typhymurium, Pseudomonas aeruginosa, Staphyloccus aureus, Entameba histolytica • Stymuluje wzrost i różnicowanie się komórek nabłonka jelitowego • Hamuje apoptozę enterocytów w odpowiedzi na czynniki troficzne • Obniża sekrecję IL-8 • Zwiększa szczelnośd bariery śluzówkowej jelita • Stymuluje wydzielanie sIgA. • Wzrost aktywności enzymów jelitowych (laktazy, sacharazy, alfa-glukozydazy, fosfatazy zasadowej) – stymulujące działanie poliamin • Redukuje liczbę zakażonych przez EPEC i EHEC komórek oraz stymuluje wzrost i róznicowanie się komórek jelitowych w odpowiedzi na unsulinę i IGF-1, przez aktywację kinaz ERK-1 i 2 (extracellular regulating protein kinase 1 i 2) • Podstawy patogenetyczne stosowania probiotyków w zaparciach dotyczą zmiany składu mikroflory jelitowej, obniżania pH środowiska jelita grubego z wytworzeniem krótko łaocuchowych kwasów organicznych, które stymulują zakooczenie nerwowe w błonie śluzowej, pobudzają motorykę. • Czas stosowania probiotyków 2-12 tygodnie • Dawka probiotyków 8x10^8 do 25 x 10^9 cfu/ml • Wyniki: U dorosłych podawanie Bifidobacterium lactis DN-173 010, Lactobacillus casei Shirota oraz E. coli Nisssle1917 mają korzystny wpływ na częstośd wypróżnieo i konsystencję stolca • Zmiany we florze jelita zmieniają mechanizmy sygnalizacji, zachowanie emocjonalne, trzewne receptory czucia u gryzoni. Jak dotychczas nie wykazano, by zmiany w mikroflorze jelitowej spowodowane antybiotykoterapią lub przyjmowaniem probiotyków u ludzi (Bifidobacterium animalis susp Lactis, Streptococcus thermophilus, Lactobacillus bulgaricus, Lactococcus lactis subsp lactis) • Zbadano, czy konsumpcja produktów mlecznych fermentowanych zawierających probiotyki prze 4 tygodnie przez zdrowe kobiety wpływała na łącznośd wewnętrzna mózgu na odczuwanie emocji • U badanych wykonano rezonans magnetyczny przed i po podaniu probiotyków – badano zmiany w mózgu - pojawiające się po pokazaniu twarzy z różnymi emocjami. • Wniosek: 4-tygodniowa konsumpcja w/w produktów wpływa na aktywnośd badanych regionów mózgu, odpowiadających za emocje i uczucia. Alergia pokarmowa W leczeniu niemowląt z potwierdzoną alergia na białko pokarmowe należy całkowicie wyeliminować z diety uczulające białko Podawanie probiotyków (Lactobacillus GG, Bifidobacteerium lactis Bb-12) powoduje zmiejszenie nasilenia i rozległości atopowego zapalenia skóry Można zapobiec zachorowaniu na atopowe zapalenie skóry w ciągu pierwszych 2 lat życia u co piątego dziecka przyjmującego probiotyk. 1. zmniejszenie przepuszczalności błony śluzowej jelita i penetracji antygenu normalizacja mikroflory jelitowej 2. 2. konkurencja o receptory lub przyleganie do komórek nabłonkowych uniemożliwia dostęp patogenów do nabłonka jelitowego, a tym samym ogranicza stan zapalny w obrębie błony śluzowej jelita) 3. pobudza syntezę wydzielniczych przeciwciał klasy Ig A w kępkach Peyer’a (Ig A wytwarzane w błonie śluzowej przewodu pokarmowego mogą uczestniczyć w eliminowaniu antygenów pokarmowych przedostających się do błony śluzowej ze światła jelita) 4. zmiana immunogenności alergenów pokarmowych pod wpływem enzymów proteolitycznych wytwarzanych przez probiotyki 5. stymulowanie odpowiedzi typu Th1 (np.: pobudzanie wytwarzania IL-12, IL-2, INF-gamma) 6. hamowanie odpowiedzi typu Th2 7. stymulowanie tolerancji pokarmowej 8. stymulowanie wytwarzania IL-10 mającej antagonistyczne działanie wobec syntezy Ig E Czy probiotyki pełnią rolę w zapobieganiu alergii??? • Wyniki kilku metaanaliz wskazywały na skutecznośd probiotyków (jako grupy, bez wskazania konkretnego szczepu lub szczepów) w zmniejszaniu ryzyka chorób alergicznych, zwłaszcza atopowego zapalenia skóry. • WAO w 2012 roku i European Academy of Allergy and Clinical Immunology w 2014 - probiotyki nie mają jeszcze potwierdzonej roli w zapobieganiu alergii. Mechanizm obniżania poziomu cholesterolu przez probiotyki Stymulacja wytwarzania krótkołaocuchowych kwasów tłuszczowych: octanu, propionianu, maślanu, mleczanu Obniżanie układowego poziomu lipidów we krwi - hamowanie syntezy cholesterolu w wątrobie - redystrybucja cholesterolu z osocza do wątroby - absorpcja cholesterolu z przewodu pokarmowego na drodze dekoniugacji soli żółci Biegunki związane z antybiotykoterapią Clostridium difficile • Saccharomyces boulardii w dawce 250 mg podany 2 razy dziennie zapobiega lub skraca czas trwania biegunki w trakcie lub po leczeniu dziecka antybiotykiem • Skuteczność Lactobacillus rhamnosus GG w leczeniu biegunki wywołanej przez rotawirusy Zakażenie wywołane przez Helicobacter pylori Wywołuje przewlekłe zapalenie błony śluzowej żołądka, chorobę wrzodową, jest czynnikiem karcinogennym, dlatego dąży się do jej eradykacji za pomocą antybiotykoterapii. • Jednoczesne podanie S. boulardii zwiększa skutecznośd eradykacji i łagodzi te objawy lub im zapobiega • Korzystny wpływ jogurtu zawierającego bakterie z rodzaju Lactobacillus i Bifidobacteria na eradykację Helicobacter pylori i zwiększenie liczebności Bifidobacterium w stolcu. • Podawanie jogurtu zawierającego Lactobacillus acidophilus La5 i Bifidobacterium lactis Bb12 przez 6 tygodni ochotnikom, u których stwierdzono obecnośd H. pylori za pomocą testu oddechowego ze znakowanym mocznikiem, skutkowało znacznym zmniejszeniem wydalania 13CO2 , co wskazywało na hamujący wpływ probiotyków na H. pylori • Mleko fermentowane zawierające Lactobacillus casei DN-114 001 w zakażeniu H. pylori u dzieci wykazuje większą skutecznośd eradykacji w porównaniu z dziedmi nieotrzymującymi probiotyku Probiotyki w nieswoistych zapaleniach jelit • Pozytywne wyniki badao na zwierzętach stały się impulsem do podejmowania kontrolowanych prob stosowania probiotyków u ludzi. • Porównano skutecznośd utrzymania remisji w przebiegu wrzodziejącego zapalenia jelita grubego za pomocą doustnie podawanego niepatogennego szczepu E. coli (Nissle 1917) i mesalazyny. • Stwierdzono, że częstośd nawrotów wynosiła 16% (probiotyk) i 11,3% (mesalazyna) • Po roku remisja występowała u 66 % (probiotyk) i 75% (mesalazyna) • Nie obserwowali przy tym zmian w zakresie całkowitej zawartości bakterii tlenowych i beztlenowych w kale. • Nie udało się wykazad skuteczności probiotyków w utrzymaniu remisji w chorobie Leśniowskiego-Crohna. Probiotyki w zaparciach • Istotnym czynnikiem zapobiegającym zaparciom jest zachowana równowaga mikroflory jelitowej, zwłaszcza obecnośd bakterii fermentacyjnych. • U dzieci z zaparciami stolca wykazano znamienny wzrost liczby bakterii z rdzaju Clostridium i Bifidobacterium w porównaniu do osób zdrowych. • Powstające krótkołaocuchowe kwasy tłuszczowe działają stymulująco na motorykę jelita. • Bakterie te wpływając na hamowanie procesów gnilnych, zmniejszają zawartośd nitrozamin i innych karcinogenów, które przy rozluźnieniu stolca ulegają rozcieoczeniu, a przy przyspieszeniu pasażu – szybszej są eliminowane z przewodu pokarmowego. • Obniżona zostaje aktywnośd enzymów wywołujących efekty kancerogenne (glukuronidaza, nitroreduktaza, nitratreduktaza, azoreduktaza). Probiotyki w zespole jelita drażliwego (IBS) W patogenezie zespołu jelita drażliwego (postad biegunkowa) ważną rolę odgrywa niedostateczna produkcja kwasów tłuszczowych • U pacjentów charakteryzujących się słabą tolerancją laktozy występującej w mleku, korzystne działanie bakterii jogurtowych wynika z zawartej w nich laktazy oraz ze zwalniania motoryki jelita. • Saccharomyces cerevisiae zawierają sacharazę ułatwiającą trawienie cukru trzcinowego. • Korzystnie na produkcję SCFA wpływa obecnośd prebiotyków, głownie rozpuszczalnych frakcji błonnika, co sprzyja namnażaniu się Bifidobacteria w jelicie. • Podawano 40 pacjentom z IBS Lactobacillus plantarum 299V przez 4 tygodnie - ustąpiły bole brzucha, a u otrzymujących placebo – tylko u 50%. • Poprawę wypróżnieo uzyskali u 6/10 z zaparciami stolca, podczas gdy u otrzymujących placebo – tylko u 2/11 pacjentów. • W podsumowaniu autorzy stwierdzili poprawę u 95% przyjmujących Lactobacillus plantarum, podczas gdy jedynie u 15% otrzymujących placebo. • Bifidobacterium bifidum BGN4 oraz Lactobacillus acidophilus AD031 u pacjentów z IBS powoduje poprawę wypróżnieo. • Po 8 tygodniach stwierdzono ogólną poprawę w zakresie objawów u osób przyjmujących probiotyki, chociaż nie miały one wpływu na poszczególne objawy ani nie zmieniały składu flory bakteryjnej stolca • Częściową poprawę kliniczną u chorych z tą samą postacią uzyskano też przy użyciu preparatu, który jest mieszaniną 8 szczepów probiotycznych • Wiele preparatów probiotycznych ma rzeczywisty, statystycznie istotny wpływ na objawy, zmniejszając bóle i wzdęcie brzucha oraz ilośd wydalanych gazów • Nie wszystkim preparatom można przypisad działanie lecznicze w tym zespole. Bakterie z rodzaju Lactobacillus są nieskuteczne, słaby wpływ na objawy mają szczepy Bifidobacterium, najlepsze działanie wykazują kombinacje kilku szczepów bakteryjnych. • Pozycja probiotyków w leczeniu IBS nie została jeszcze ustalona. Zastosowanie probiotyków w profilaktyce nowotworu jelita grubego • Zmiany w składzie (jakościowe i ilościowe) mikroflory jelitowej mogą być źródłem choroby. • W procesie karcynogenezy ważną rolę odgrywają enzymy bakteryjne np. glukuronidaza, nitroreduktaza, azoreduktaza. • Szczepy probiotyczne mogą zmniejszać aktywność działania karcynogenów np. szczep Lactobacillus acidophilus powoduje spadek aktywności 1,2dimetylohydrozyny, szczep Bifidobacterium longum obniża aktywność 2amino-3-metylo-limidazal[4,5-t] choliny. • Antygeny ściany komórkowej szczepu Bifidobacterium infantis hamują aktywność nowotworową, a • zabite szczepy Lactobacillus casei (LC9018) indukują mechanizmy odpowiedzi immunologicznej przeciw komórkom nowotworowym. • Ludzka linia nowotworowa HT-29 hodowana w podłożu z dodatkiem mleka zawierającego szczepy probiotyczne: Lactobacillus helveticus, Bifidobacterium oraz Lactobacillus acidophilus lub Streptococcus thermophilus i Lactobacillus delbrueckii subsp. bulgaricus charakteryzowała się zwiększoną aktywnością peptydu dipeptydylowego, co prowadziło do zahamowania wzrostu nawet do 50% komórek nowotworowych. • Karcynogeneza może być modyfikowana przez probiotyki, nie tylko w wyniku zmiany składu flory bakteryjnej, ale także przez wpływ na gospodarkę tłuszczową. • Zmniejszenie lipogenezy wątrobowej przez szczepy probiotyczne i prebiotyki może być pomocne w leczeniu chorób nowotworowych. Dawkowanie probiotyków • ???? Nie wiadomo, jaka jest minimalna skuteczna dawka probiotyków. • Stosowane dawki (nie wynika to z danych naukowych) w poszczególnych produktach i badaniach wahają się od 106 do 109 cfu/ml • Według niektórych autorów, w większości sytuacji klinicznych skuteczna dawka to 5–10 x 109 CFU, a w przypadku S. boulardii — 250–500 mg/dzieo. • Obecnie nie ma ogólnych zasad dawkowania probiotyków, uzasadnione wydaje się byd stosowanie takiej dawki, która w badaniu przeprowadzonym u ludzi, z określonym szczepem probiotycznym, wykazała korzystny efekt Biegunka podróżnych • Probiotyki, w porównaniu z placebo, jedynie nieznacznie zmniejszają ryzyko wystąpienia biegunki podróżnych. • Korzystny efekt dotyczył wyłącznie S. boulardii oraz kombinacji L. acidophilus, B. bifidum, L. bulgaricus i Str. thermophilus. • Ze względu na niewielką liczbę badanych wyniki dotyczące tej ostatniej kombinacji należy traktowad jako wstępne, wymagające dalszego potwierdzenia. Prebiotyk wg FAO/WHO niezdolne dożycia składniki pokarmowe, które wywierają korzystny wpływ na zdrowie gospodarza w związku z modulacją zespołu mikroorganizmów jelitowych Właściwości prebiotyków: • Selektywnie stymulują wzrost i aktywność wybranych szczepów bakterii mających korzystny wpływ na zdrowie • Obniżają pH treści jelitowej • Wykazują korzystne dla człowieka działanie miejscowe w przewodzie pokarmowych • Są oporne na hydrolizę i działanie enzymów przewodu pokarmowego • Nie ulegają wchłanianiu w górnym odcinku przewodu pokarmowego • Stanowią selektywny substrat dla jednego lub określonej liczby pożytecznych mikroorganizmów w okrężnicy • Są stabilny w procesie przetwórstwa spożywczego Prebiotyk nie ulega strawieniu, selektywnie stymuluje wzrost probiotyków obecnych w przewodzie pokarmowym Prebiotyki naturalne: czosnek, cebula, ziemniaki, karczochy, cykoria, kasze, płatki: owsiane, jęczmienne, ryżowe, oligosacharydy sojowe (WYJĄTEK - PRODUKT NATURALNY) Prebiotyki syntetyczne: 1) dwusacharydy - syntetyczne pochodne laktozy, np.: laktuloza, laktitol 2) oligosacharydy - glikozydy zawierające 3-10 reszt cukrowych. Uzyskiwane na drodze hydrolizy polisacharydów lub syntezy małych cukrów przy pomocy transglikozydaz: frukto - oligosacharydy, galakto oligosacharydy, ksylo - oligosacharydy, izomalto – oligosacharyd, beta- gliko - oligosacharydy Prebiotyki Celuloza: warzywa, owoce, ziarna zbóż, len, • Przeciwdziała zaparciom, powstawaniu raka jelita grubego i wzrostowi masy ciała, normalizuje poziom glukozy, zwiększa sorpcje wody oraz ilośd usuwanych odpadów, usuwa toksyny i niebezpieczne metabolity Hemiceluloza: nasiona, otręby • Przeciwdziała zaparciom i wzrostowi masy ciała, obniża ryzyko raka okrężnicy Pektyny: owoce i warzywa • Reguluje gospodarkę kwasów żółciowych, zmniejsza ryzyko raka okrężnicy powstawaniu kamieni żółciowych, obniża boziom cholesterolu • Spośród wielu oligosacharydów (np. FOS, GOS, LA, IOS, SOS, XOS), w badaniach z udziałem ludzi najpełniej dowiedziono skuteczności fruktooligosacharydów (FOS). • FOS są hydrolizowane i trawione w jelicie grubym przez te bakterie, które wytwarzają enzym -fruktozydazę, a przez to stymulują wzrost Bifidobacterium infantis i B. adolescentis, jednak nie B. bifidum) i Lactobacillus, a także hamują wzrost Clostridium, Veillonella, E. coli oraz Klebsiella. • 10-krotny wzrost liczby cfu Bifidobakterium po spożyciu od 1 do 20 gramów FOS na dzieo. • Poprawa ogólnych funkcji jelitowych, złagodzenie zapard oraz biegunek • Badania wykazują przeciwnowotworowe działanie FOS, ich wpływ na poprawę pracy wątroby, poprawę działania układu odpornościowego, choroby układu krążenia oraz cukrzycę. • Potrzebne są duże badania z udziałem ludzi, aby w pełni udokumentowad to działanie. OLIGOSACHARYDY W POKARMIE KOBIECYM • W skład węglowodanów pokarmu kobiecego, poza laktozą, wchodzą oligosacharydy, pentozy nukleotydowe, glikolipidy i glikoproteiny. • Oligosacharydy stanowią bardzo zróżnicowaną frakcję około 130 związków – pochodnych kwasu sialowego, N-acetyloglukozoaminy, galaktozy, fruktozy oraz glukozy. Ich stężenie wynosi średnio 1,3-1,8 g w 100 ml, a najwyższe wartości osiągają w pierwszym tygodniu laktacji. • Oligosacharydom przypisuje się szereg funkcji fizjologicznych – stanowią substraty do syntezy gangliozydów i sialoglikoprotein w procesie dojrzewania mózgu. • Ze względu na podobieostwo struktury chemicznej do węglowodanów w cząsteczkach glikoprotein i glikolipidów na powierzchni komórek mogą odgrywad ważną rolę w zapobieganiu adhezji patogenów do receptorów i w wiązaniu toksyn, co sprzyja ochronie niemowlęcia przed zakażeniem. • Oligosacharydy pokarmu kobiecego stanowią podstawowy substrat do fermentacji dla bifidobakterii w jelicie grubym, selektywnie pobudzając ich wzrost. • Dominacja bifidobakterii w składzie mikroflory jelitowej niemowlęcia stanowi dodatkową barierę przed kolonizacją szczepów patogennych. • Inne czynniki sprzyjające rozwojowi bifidobakterii w pokarmie kobiecym to: niskie stężenie białka, laktoferryna, lizozym i immunoglobuliny. OLIGOSACHARYDY W MLEKU MODYFIKOWANYM • Dodatek fruktooligosacharydów (FOS) do mleka modyfikowanego jest kolejnym etapem w tworzeniu nowoczesnego produktu do sztucznego żywienia niemowląt, wzorowanego na składzie pokarmu kobiecego. • Wykazany w obserwacjach klinicznych korzystny wpływ niestrawnych oligosacharydów w diecie, głównie fruktooligosacharydów, na wzrost bifidobakterii, prowadzący w krótkim czasie do dominacji korzystnej mikroflory, otwiera możliwośd poprawy ochrony organizmu niemowlęcia przed zakażeniami przewodu pokarmowego i ostrą biegunką. • Pozytywnie wpływa na odpornośd organizmu, poprzez stymulację jelitowego układu immunologicznego, poprawę funkcji jelita grubego i redukcję szkodliwego działania toksyn, itp. MECHANIZMY DZIAŁANIA PREBIOTYKÓW • Oligosacharydy nie ulegają hydrolizie w górnym odcinku przewodu pokarmowego. • Służą jako substrat do fermentacji dla endogennej mikroflory jelitowej, główne jej produkty – krótkołaocuchowe kwasy tłuszczowe – dostarczają energii dla organizmu gospodarza, działają troficznie na nabłonek jelitowy i obniżają pH poniżej wartości jeszcze tolerowanych przez szczepy patogenne. • Stymulacja wzrostu bifidobakterii korzystnie wpływa na produkcję naturalnych antybiotyków o szerokim spektrum działania (nizyna, laktocina) i hamuje rozwój flory patogennej w mechanizmie konkurencji o receptory adhezji i o składniki odżywcze. • Chociaż badao klinicznych dotyczących prebiotyków jest niewiele, obecnie można uznad, że ich korzystne działanie sprowadza się do regulacji motoryki przewodu pokarmowego (biegunki/zaparcia) i równowagi mikroflory jelitowej, poprawy wchłaniania wapnia oraz zapobiegania nowotworom jelita i miażdżycy naczyo. Prebiotyki • Za korzystną mikroflorę jelita grubego naukowcy uważają taki jej skład, w którym dominują bifidobakterie. • Stosuje się probiotyki, które po spożyciu wywierają korzystny wpływ na organizm gospodarza poprzez poprawę równowagi mikroflory jelitowej), ale po zaprzestaniu ich podaży bifidobakterie w kale szybko zanikają. • Inulina i oligofruktoza występują w naturze głównie w warzywach, takich jak cykoria, pory, karczochy, czosnek, szparagi, cebula, banany • Aktualne badania naukowe idą w kierunku zwiększenia ilości i pobudzenia aktywności szczepów korzystnych, poprzez taką modyfikację składu diety, by dostarczad substraty do fermentacji dla bifidobakterii i innych szczepów probiotycznych. • Suplementacja diety w inulinę i FOS stymuluje selektywnie wzrost bifidobakterii, ale także ma wpływ na redukcję populacji innych rodzajów – Bacteroides, Clostridium i Fusobacterium. Prebiotyki a masa ciała Mikroflora jelitowa jako cel terapeutyczny • Wyniki pierwszego randomizowanego badania oceniającego długotrwałe efekty suplementacji oligofruktozy u ludzi potwierdziły obserwacje poczynione na modelach zwierzęcych. • Stosowanie tego prebiotyku przez 12 tygodni spowodowało ubytek masy ciała o 1,0 ± 0,4 kg, podczas gdy w grupie stosującej placebo doszło w tym czasie do jej przyrostu o 0,4 ± 0,3 kg. Wniosek • działanie oligofruktozy na zmiany masy ciała zależą od dawki. Prebiotyki • Prebiotyki to nieulegające trawieniu związki chemiczne, głównie oligosacharydy, które są pokarmem bakterii zasiedlających jelita. Przyspieszają one wzrost pożytecznych grup organizmów komensalnych, takich jak np. Bifidobacterium i Lactobacillus. • Fruktooligosacharydy, do których zalicza się m.in. inulina i oligofruktoza, nie mogą ulec strawieniu w górnym odcinku przewodu pokarmowego, ale mogą byd metabolizowane przez pewne grupy drobnoustrojów wchodzących w skład mikroflory jelitowej. • Związki te uczestniczą w modulacji wzrostu innych pożytecznych drobnoustrojów bytujących w jelicie grubym. • U otrzymujących oligofrukozę myszy, żywionych wysokotłuszczową dietą, występuje dodatnia korelacja między kolonizacją Bifidobacterium a lepszą tolerancją glukozy, wydzielaniem insuliny pod wpływem zwiększonego stężenia glukozy oraz normalizacja stężenia czynników prozapalnych . Synbiotyk probiotyk + prebiotyk Np.: Preparaty mleczne fermentowane zawierające płatki ryżowe, jęczmienne, owsiane oraz szczepy bakterii probiotycznych Synbiotyki W NIESWOISTYCH ZAPALENIACH JELIT • Ocena wpływu podaży synbiotyku na przebieg i nasilenie toczącego się stanu zapalnego jelita grubego u chorych z aktywną postacią • W grupie badanej 9 chorym podawano 2 razy dziennie prebiotyk Synergy 1 (6 g mieszaniny oligofruktozy i inuliny) oraz probiotyk (2×1011 Bifidobacterium longum). • W powyższym badaniu nie stwierdzono istotnie statystycznych różnic zmian obrazu endoskopowego w sigmoidoskopii oraz aktywności klinicznej choroby między grupami pod wpływem przeprowadzonego leczenia. Przeszczepianie mikrobioty jelitowej a zakażenia Clostridium difficile • Wykazano skutecznośd przeszczepiania mikrobioty jelitowej (fecal microbiota transplant – FMT) w leczeniu nawrotów zakażenia C. difficile. Metoda ta polega na wprowadzaniu (doodbytniczo lub przez zgłębnik nosowo-dwunastniczy) do jelita chorego zawiesiny stolca pobranego od zdrowego dawcy. • spektakularna skutecznośd (94%) w grupie eksperymentalnej w porównaniu z grupami kontrolnymi. • Aktualnie prowadzone są kolejne badania oceniające skutecznośd w/w metody u dorosłych i dzieci zarówno w leczeniu • zakażenia C. difficile • nieswoistych chorób zapalnych jelit • zespołu jelita drażliwego • w zespole metabolicznym • chorobach autoimmunizacyjnych i metabolicznych
