Ludzki mikrobiom odgrywa bardzo ważną rolę dla zachowania zdrowia. Dzięki wysokowydajnym technologiom sekwencjonowania DNA oraz zaawansowanym technikom obliczeniowym, możliwe stało się znaczne poszerzenie wiedzy na temat mikroorganizmów żyjących w symbiozie z człowiekiem. Nasze organizmy są domem dla około 40 bilionów różnego rodzaju drobnoustrojów, a to według najnowszych badań oznacza, że w naszym organizmie komórek bakteryjnych jest nawet dwukrotnie więcej, niż komórek ludzkiego ciała. Mikroorganizmy zamieszkujące nasze ciała, tworzące mikrobiom, są niezwykle istotne dla zdrowia człowieka, można nawet spotkać się z określeniem, że stanowią swoistą multifunkcyjną strukturę. Ostatnimi czasy wśród społeczeństwa rośnie świadomość korzyści, jakie mikroorganizmy probiotyczne przynoszą organizmowi. Jedną z głównych funkcji mikrobiomu jest wspomaganie układu odpornościowego i ochrona przed patogenami, stanowiąc pierwszą linię obrony, dodatkowo wpływając pozytywnie na trawienie, wchłanianie substancji odżywczych oraz wytwarzanie witamin B i K. Należy pamiętać, że dla utrzymania prawidłowego funkcjonowania organizmu niezbędna jest równowaga fizjologiczna, również w mikrobiomie, dlatego, aby zapobiec skutkom jej zaburzenia, np. po zastosowaniu antybiotykoterapii, konieczna jest suplementacja preparatami probiotycznymi lub synbiotycznymi.
PROBIOTYKI
Zgodnie z definicją Organizacji Narodów Zjednoczonych ds. Wyżywienia i Rolnictwa oraz Światowej Organizacji Zdrowia (FAO/WHO) ogłoszoną w 2001 roku, probiotyki to „żywe drobnoustroje, które podane w odpowiedniej ilości wywierają korzystny wpływ na zdrowie gospodarza”. Do szczepów probiotycznych zaliczamy wiele mikroorganizmów, choć w głównej mierze są to bakterie kwasu mlekowego, bakteria kwasu octowego, bakterie z rodzaju Bifidobacterium lub rodzaju Streptococcusoraz szczepy drożdży (Saccharomyces spp.). Zważywszy na niekorzystne warunki, jakie panują w przewodzie (układzie) pokarmowym – niskie pH, obecność soli żółci – istotne jest przyjmowanie produktów probiotycznych o odpowiedniej jakości i ilości, zapewniających skuteczność działania preparatu. Dlatego produkty probiotyczne powinny być przygotowane z odpowiednio wyselekcjonowanych szczepów, w odpowiedniej ilości i formie podania zapobiegającej działu niekorzystynych warunków pasażu przewodu pokarmowego. Niezwykle istotny jest także sam proces technologiczny, sposób pakowania i przechowywania, który zapewnić powinien przeżywalność szczepów przez cały okres przydatności produktu, a tym samym ich odpowiednie działanie na organizm gospodarza.
PREBIOTYKI
Prebiotyk to niestrawialny substrat, który po spożyciu, jest wybiórczo wykorzystywany przez mikroorganizmy gospodarza i stymuluje wzrost lub aktywność określonych drobnoustrojów bytujących w różnych niszach organizmu (skóra, układ pokarmowy, układ rozrodczy). Aby sklasyfikować substancję jako prebiotyczną musi wywierać ona korzystny wpływ na fizjologię organizmu gospodarza, a efekt ten powinien wynikać przynajmniej częściowo z wykorzystania związku przez rezydujące drobnoustroje. Dodatkowo według definicji ISAPP, musi oddziaływać raczej na ograniczoną grupę mikroorganizmów żywiciela niż na cały ekosystem drobnoustrojów, spełniając w ten sposób kryterium selektywnego wykorzystania.
Prebiotyki mogą występować naturalnie lub w postaci syntetyzowanej. Są to głównie cukry złożone, nie ulegają trawieniu przez ludzkie enzymy trawienne i docierają w niezmienionej formie do jelita grubego, gdzie są selektywnie metabolizowane przez bakterie sacharolityczne. W wyniku fermentacji, pod wpływem działania mikrobioty jelitowej, powstają krótkołańcuchowe kwasy karboksylowe oraz niskocząsteczkowe produkty przemiany materii. Najczęściej stosowanymi prebiotykami są: rozpuszczalny błonnik, inulina, fruktooligosacharydy (FOS), galaktooligosacharydy (GOS) oraz oligosacharydy ludzkiego mleka (HMO). Chociaż do tej pory przeprowadzono więcej badań dla probiotykówn niż prebiotyków, wyniki, które uzyskano do tej pory pokazują, że korzyści zdrowotne poszczególnych substancji prebiotycznych obejmują: modulację i wspieranie układu odpornościowegopoprawę dostępności i wchłanialności minerałów oraz wykazywanie korzystnego wpływu na metabolizm mikroorganizmów rezydujących np. w układzie pokarmowym, a tym samym na przyspieszenie trawienia i pasażu jelitowego.. Obecnie nie ma oficjalnych zaleceń dietetycznych dotyczących „odpowiedniego spożycia” lub „zalecanej dziennej dawki” prebiotyków u zdrowych osób.
SYNBIOTYKI
Najbardziej znana i szeroko promowana definicja synbiotyku charakteryzuje go jako połączenie probiotyku i prebiotyku, działające na zasadzie synergii i wzmacniające korzyści związane z zastosowaniem preparatu o takim składzie. Pomimo poprawności naukowej terminu, definicja ta okazała się niewystarczająca, aby uwzględnić kombinacje synbiotyków opisanych w literaturze i dostępnych na rynku, dlatego panel ekspertów różnych dziedzin nauk biologicznych „pochylił się” ponownie nad zakresem definicji i nadał jej nowe brzmienie. Obowiązująca terminologia określa synbiotyki jako „mieszaninę zawierającą żywe mikroorganizmy i substrat (substraty) selektywnie wykorzystywane przez mikroorganizmy żywiciela, która przynosi korzyści zdrowotne gospodarzowi”. Panel ekspercki wskazał, które mikroorganizmy muszą być celem substratu w synbiotyku i zdecydował, że docelowymi „mikroorganizmami gospodarza” mogą być zarówno drobnoustroje autochtoniczne (te już obecne w gospodarzu) lub drobnoustroje allochtoniczne (te, które są współpodawane).
Ponadto panel zdefiniował dwa odrębne typy synbiotyków: komplementarne i synergistyczne. Synergistyczny synbiotyk jest mieszaniną selektywnie wykorzystywanych substratów i żywych mikroorganizmów wybranych ze względu na ich działanie prozdrowotne. W tym połączeniu komponenty muszą ze sobą współdziałać, aby w efekcie przynieść oczekiwane korzyści zdrowotne dla gospodarza. W przypadku synbiotyku uzupełniającego (komplementarnego) wybrany probiotyk jest łączony z ustalonym prebiotykiem, jednakże każdy z nich działa niezależnie w organizmie gospodarza. Dla tej grupy synbiotyków obligatoryjnym wymaganiem jest, aby każdy składnik spełniał minimalne kryteria probiotyku lub prebiotyku i wykazywał korzyści prozdrowotne.
Takie połączenia w ogólnym założeniu mają wpływać na przeżywalność bakterii probiotycznych dostarczanych w produkcie, jak i promować utrzymywanie równowagi i wzrostu mikrobioty odpowiednich niszy gospodarza pozwalając na osiągnięcie określonego efektu zdrowotnego między innymi przez hamowanie rozwoju drobnoustrojów patogennych. Dziedzina synbiotyków wciąż ewoluuje – mimo, że ilość badań dla pojedycznych składników (oddzielnie probiotyków i prebiotyków) wciąż przeważa to to ich wyniki mogą stanowić wskazówkę w dla nowego zastawanie i wykorzystanie synbiotyków.
POSTBIOTYKI I PARABIOTYKI
Pomimo wielu korzyści zdrowotnych, badania nad żywymi mikroorganizmami probiotycznymi ujawniają ograniczenia zarówno funkcjonalne takie jak: krótkotrwałe, niszowe działanie probiotyków, rozwój oporności na antybiotyki poprzez przenoszenie genów wirulencji, a także technologiczne: związane z utrzymaniem stabilności mikroorganizmów w procesie produkcyjnym, a następnie żywotności w produkcie końcowym przez cały okres przydatności. Aby rozwiązać takie problemy, składniki postbiotyczne pochodzące z probiotyków stanowić mogą korzystne i obiecujące alternatywy suplementów przeznaczonych dla ludzi, wpływających na ich zdrowie i dobre samopoczucie.
Definicje zaproponowane przez naukowców opisują postbiotyki i paraprobiotyki, jako probiotyki nieżywotne, probiotyki inaktywowane, ghostbiotyki (probiotyki duchy) i metabiotyki. Warto zauważyć, że paraprobiotyki zostały zdefiniowane podobnie jak probiotyki przez FAO/WHO z niewielkimi modyfikacjami jako „inaktywowane (nieżywotne) komórki drobnoustrojów, które podawane w wystarczających ilościach przynoszą korzyści dla konsumentów”. Aby jednak nakreślić różnice między tymi dwoma grupami stworzone zostały definicje określające postbiotyki jako „nieżywotne produkty bakteryjne lub produkty metabolizmu mikroorganizmów, które wykazują aktywność biologiczną w organizmie gospodarza, natomiast parabiotyki (zwane także ghostprobiotykami lub inaktywowanymi probiotykami), definiowane są jako „nieżywotne komórkami drobnoustrojów (albo nienaruszone lub rozbite) lub ekstrakty komórkowe, które podawane (doustnie lub miejscowo) w odpowiednich ilościach przynoszą korzyści gospodarzowi”.
Co ważne, najnowsze doniesienia naukowe podają powszechnie akceptowaną definicję paraprobiotyków (ghostbiotyków) jako „inaktywowane/martwe/nieżywotne komórki drobnoustrojów probiotycznych (nienaruszone lub pęknięte, a także składniki komórkowe po lizie). Natomiast postbiotyki to złożona mieszanina produktów metabolicznych lub wydzielanych przez probiotyki składników w supernatantach bezkomórkowych, takich jak enzymy, wydzielane białka, krótkołańcuchowe kwasy tłuszczowe, witaminy, aminokwasy, peptydy, kwasy organiczne, biosurfaktanty, bakteriocyny itp.
Najnowsze doniesienia naukowe podkreślają, że postbiotyki wykazują kilka właściwości funkcjonalnych, w porównaniu z żywymi bakteriami, takie jak:
1) Brak ryzyka translokacji bakterii ze światła jelita do krwi u osób wrażliwych i z obniżoną odpornością.
2) Brak szans na nabycie i przeniesienie genów oporności na antybiotyki na szczepy patogenne.
3) Bardziej optymalny proces technologiczny wpływający na stabilność produktów zarówno w transporcie i przechowywaniu.
Podsumowując, „paraprobiotyki” (martwe/nieaktywne komórki probiotyków) i „postbiotyki” (metabolity probiotyków) to stosunkowo nowa kategoria ewoluująca na arenie biotyki funkcjonalnej, a mimo to jest uważana za niezwykle istotną w kontekście działania przeciwzapalnego, właściwości barierowych jelit, działania przeciwadhezyjnego, przeciwbiofilmowego, przeciwwirusowego, immunomodulującego, tym samym wskazująca wysoki potencjał do poprawy zdrowia gospodarza poprzez modulowanie fizjologii (łagodzenie stanu chorobowego lub zapobieganie wystąpieniu stanu chorobowego). Pomimo ogromnego potencjału, koncepcja ta wymaga jeszcze wielu badań, w tym badań klinicznych, aby poszerzyć wiedzę na ich temat i potwierdzić skuteczność, dlatego też komercyjnie dostępne preparaty nie są jeszcze tak powszechne jak produktu z prebiotykami i probiotykami.
BADANIA ,-BIOTYKÓW
Probiotyki, zgodnie z ustawą z 25 sierpnia 2006 r. o bezpieczeństwie żywności i żywienia zaliczane są do środków spożywczych specjalnego przeznaczenia żywieniowego. Jagiellońskie Centrum Innowacji oferuje badania probiotyków o statusie suplementu diety w warunkach in vitro. Badania dają możliwość oceny i porównania jakości produktów probiotycznych. Analizy wykonywane są pod kątem zgodności deklaracji producenta, co do zawartości jakościowej i ilościowej mikroorganizmów oraz parametrów jakościowych, które powinny charakteryzować szczepy bakterii probiotycznych. Badania zaprojektowano w oparciu o przegląd literatury naukowej oraz wytyczne FAO/WHO oraz IPA.
Kontakt w sprawie oferty:
Agnieszka Serwinowska
K: +48 797 611 171
E: agnieszka.serwinowska@jci.pl