- Journal Details
- Format
- Journal
- eISSN
- 2545-3149
- First Published
- 01 Mar 1961
- Publication timeframe
- 4 times per year
- Languages
- English, Polish
Probiotics are organisms which belong to the fungi or bacteria groups and affect e.g., bacterial flora in the intestinum or inflammation site by reduction of the condition. They are applied in many cases, such as food allergies, diarrhea, autoimmunologic disorders, and irritable bowel syndrome (IBS) that affects 10% of the world population. Due to the lack of proper pharmacological treatment which would result in complete remission, probiotic preparations which lead to a reduction of the symptoms are one of the most often used drugs. Among them,
1. Introduction. 2. Irritable bowel syndrome. 3. History. 4. Morphology. 5. Mechanism of action. 5.1. Luminal action. 5.2. Trophic action. 5.3. Anti-inflammatory action. 6. Taxonomy. 7. Probiotics. 8. Summary
Key words
- probiotics
- var.
- irritable bowel syndrome
Słowa kluczowe
- probiotyki. var.
- zespół jelita drażliwego
Zespół jelita drażliwego jest przewlekłą chorobą układu pokarmowego, objawiającą się zmianą rytmu wypróżnień oraz bólami brzucha. Szacuje się, że występuje ona u około 10% populacji. Obecnie, zgodnie z aktualnym stanem wiedzy medycznej nie istnieje terapia przynosząca całkowite wyleczenie z choroby. Stosuje się jedynie środki poprawiające jakość życia i redukujące ból. Możemy do nich zaliczyć odpowiednią dietę czy stosowanie preparatów zawierających probiotyki. Wśród organizmów tych wyróżnić należy drożdże
Zespół jelita drażliwego
Patofizjologia choroby nie została jeszcze poznana [59]. Jedną z hipotez są zmiany w obrębie neuroendokrynnych peptydów, znajdujących się w żołądku oraz jelitach [28]. Te z kolei wpływają na nadwrażliwość przewodu pokarmowego oraz na zaburzenia procesów trawienia. Zgodnie z kolejną hipotezą wpływ na rozwój choroby mają: nieprawidłowa motoryka jelit, zaburzenia w funkcjonowaniu autonomicznego układu nerwowego oraz wrażliwość przewodu pokarmowego [39]. Inne dane, dostępne w piśmiennictwie mówią, że rolę w powstawianiu zespołu jelita drażliwego odgrywają interakcje w obrębie układów: hormonalnego, nerwowego oraz odpornościowego. Ci sami autorzy podkreślają, iż stres stanowi jedną z najważniejszych przyczyn pojawienia się choroby, powodując wzrost stężenia kortyzolu czy wpływając na mikrobiom organizmu [59]. Do innych czynników zaliczają oni także infekcje pokarmowe, zapalenia, urazy, alergie pokarmowe, a także czynniki genetyczne.
Carter i wsp. dokonali analizy 440 822 osób w wieku 18–39 lat, w której oszacowano częstość występowania zespołu jelita drażliwego na 221:100 000 osobolat [13]. Inne badanie kohortowe, opublikowane w 2017 roku dotyczyło 5 986 osób w wieku 18–50 lat i wskazywało na częstość zachorowań na poziomie 15,4% [43]. Canavan i wsp. natomiast twierdzą, iż zespół jelita drażliwego dotyczy 11% światowej populacji, a zachorowania częściej odnotowuje się u kobiet (około 1,5–3 razy częściej), jednak zachorowania te nie mają związku z wiekiem, a jedynie około 30% osób, u których występują objawy zgłasza się po pomoc do lekarza [12, 25]. Badacze ci wskazują Europę, Amerykę Północną oraz Azję Południowo-Wschodnią jako główne obszary zachorowań.
Kryteria rozpoznania zespołu jelita drażliwego określają kryteria rzymskie IV, wprowadzone w maju 2016 roku, stanowiące aktualizację kryteriów rzymskich III z 2006 roku [24, 65]. Zgodnie z nowymi wytycznymi IBS diagnozuje się, gdy ból występuje co najmniej jeden dzień w tygodniu, trwa od co najmniej trzech miesięcy i spełnia dwa lub trzy warunki: towarzyszy mu zmiana konsystencji oddawanego stolca, zmiana rytmu defekacji lub jest on związany z wypróżnianiem [52].
W diagnostyce zespołu jelita drażliwego funkcjonują także kryteria Manninga z 1978 roku oraz Kruis system z 1984 roku. Pierwszy z nich opierał się na 6 cechach choroby, wybranych na podstawie analiz spośród 15 początkowych. Drugi natomiast polegał na połączeniu objawów alarmowych z charakterystyką choroby, dających wynik punktowy. Jeśli wynosił on powyżej 44 punkty, rozpoznawano wówczas IBS [23, 44, 47].
Inną z metod diagnostycznych zespołu jelita drażliwego jest ustalenie poziomu chromograniny A [28]. Białko to występuje w komórkach neuroendokrynnych. Marker charakteryzuje się wysoką swoistością i czułością. Związek jest również wykorzystywany w diagnostyce rakowiaków przewodu pokarmowego [53], raków prostaty, trzustki, okrężnicy, jajnika lub piersi [75]. Podwyższony poziom chromograniny jest również obserwowany w guzie chromochłonnym [17].
Gatunek
Szczep
Gatunek
Drożdżak
W jelicie zajętym przez bakterie dochodzi do produkcji toksyn, które zwiększają sekrecję wody do jego światła. Bakterie zajmują śluzówkę jelita, niszcząc połączenia szczelinowe, podczas gdy wirusy doprowadzają do martwicy dojrzałych enterocytów. W kosmkach jelita dochodzi do rozkładu disacharydaz, co w konsekwencji powoduje biegunkę osmotyczną, jednoczasowo rozwija się proces zapalny oraz spada produkcja IgA. Co więcej, mikrobiota ulega wyniszczeniu przy stosowaniu antybiotykoterapii [49].
Probiotyk jest dostarczany do narządu docelowego w niezmienionej formie, dzięki odporności na ekstremalne warunki, takie jak niskie pH, enzymy żołądkowe czy sole żółciowe. Części drożdżaków udaje się przetrwać, a po dostaniu się do jelita wykazują trzy główne mechanizmy działania: działanie w świetle jelita, działanie troficzne oraz działanie przeciwzapalne na błonę śluzową [3, 49] (Tabela I).
Mechanizmy działania
| Działanie | ||
|---|---|---|
| w świetle jelita | troficzne | przeciwzapalne na błonę śluzową |
| – działanie przeciw toksynom drobno-ustrojów | – wpływ na aktywność enzymatyczną (poliaminy) | – działanie na sygnały komórkowe i zmniejszenie syntezy cytokin prozapalnych |
| – działanie bezpośrednio przeciw drobnoustrojom | – regulacja ekspresji receptorów seroto-ninowych | |
| – wpływ na florę jelitową | – wzmaganie odpowiedzi immunologicznej poprzez zwiększanie stężenia IgA | |
| – aktywność metaboliczna (zwiększenie ilości krótkołańcuchowych kwasów tłuszczowych) | ||
W świetle jelita
Oprócz bezpośredniego działania bójczego
W przebiegu doustnego przyjmowania
Probiotyk
Działanie troficzne polega także na zmniejszeniu stanu zapalnego błony śluzowej jelita, przywróceniu równowagi osmotycznej (poprzez zmniejszoną aktywację cyklazy adenylanowej, zmniejszenie produkcji cAMP i następowy spadek sekrecji jonów chlorkowych) oraz stymulacji produkcji białka i energii [5, 19, 41, 49, 51]. Szczep
Gatunek
Chen i wsp. w 2006 roku opublikowali pracę, która dowodzi, że
Najnowsze techniki, szacujące ilość szczepów bakteryjnych w jelicie człowieka na 40 000, wykazują, że po antybiotykoterapii mikrobiota odnawia się w przeciągu 6–8 tygodni. Gatunek
Wśród organizmów probiotycznych wyróżniamy bakterie oraz drożdże. Mikroorganizmy bakteryjne charakteryzują się budową prokariotyczną w przeciwieństwie do drożdży, które przynależą do jądrowców inaczej nazywanych eukariotami. Drożdże to organizmy należące do królestwa grzybów (
Probiotyki drożdżowe ze względu na swoją przynależność do eukariotów różnią się od, należących do prokariotów, probiotyków bakteryjnych pod względem struktury fizjologicznej (np. rodzaj materiału genetycznego, obecność organelli komórkowych takich jak m.in. aparat Golgiego czy mitochondria) oraz większym rozmiarem komórki. Ponadto, antybiotyki nie wywierają na nie wpływu, a drożdże nie nabywają genów oporności na antybiotyki [18, 49].
Z biegiem czasu przynależność taksonomiczna
Słowo „probiotyk” wywodzi się z języka greckiego i oznacza „dla życia”, a więc zgodnie z tym założeniem preparaty probiotyczne powinny korzystnie wpływać na zdrowie gospodarza. Ponad 100 lat temu uważał tak laureat nagrody Nobla – Ilja Miecznikow, który twierdził, że suplementacja pałeczkami kwasu mlekowego może wydłużyć czas życia człowieka [38, 60, 62]. Pierwszy raz termin „probiotyk” został użyty w 1953 roku przez Kollath’a w opisie suplementów pochodzenia zarówno organicznego jak i nieorganicznego, które uważano, że poprawiają stan zdrowia pacjentów w stanie niedożywienia. Na przestrzeni lat definicja probiotyków ulegała systematycznym zmianom. Obecnie stosowana definicja probiotyków została zaproponowana przez Roya Fuller’a, który opisuje je jako „żywe mikroorganizmy wpływające korzystnie na organizm gospodarza poprzez poprawę równowagi w obrębie mikrobioty jelitowej [30].
Mikroorganizmy wchodzące w skład mikrobioty, mimo faktu, że nie posiadają pewnych cech, warunkujących inwazyjność, charakterystycznych dla drobnoustrojów chorobotwórczych zachowują w pewnym stopniu zdolność do przenikania przez barierę tworzoną przez nabłonek jelit i tym samym wykazują zdolność do wywoływania odpowiedzi immunologicznej w obrębie błony śluzowej przewodu pokarmowego. W zdecydowanej większości przypadków dochodzi do wytworzenia tolerancji immunologicznej i w konsekwencji braku odpowiedzi odpornościowej przeciwko antygenowi ze strony organizmu gospodarza. W niektórych przypadkach np. u osób chorujących na nieswoiste zapalenia jelit dochodzi do zachwiania równowagi między mikrobiomem gospodarza, a jego układem odpornościowym, co skutkuje stymulacją odpowiedzi immunologicznej przez mikroorganizmy obecne w przewodzie pokarmowym, co w konsekwencji prowadzi do powstania stanu zapalnego i rozwinięcia się choroby. Do zmian w zakresie składu mikrośrodowiska jelitowego dochodzi często w okresach chorobowych, działania silnego stresu czy leczenia antybiotykiem. W efekcie dochodzi do zaburzenia stanu równowagi i przesunięcia jej na korzyść drobnoustrojów chorobotwórczych co może objawiać się np. utratą apetytu czy biegunką. Celem działania probiotyków jest zmniejszenie lub eliminacja procesu zapalnego w wyniku wprowadzenia do środowiska jelitowego mikroorganizmów, które mają za zadanie przywrócenie stanu równowagi [7, 32].
Stosowanie probiotyków staje się coraz bardziej popularne, zarówno w Europie, jak i Stanach Zjednoczonych. Najczęściej stosowanymi probiotykami są
Wśród mechanizmów poprzez które probiotyki wywierają swoje korzystne działanie na organizm gospodarza wymienia się: wytwarzanie ochronnej bariery mechanicznej, poprawa procesów trawienia i wchłaniania pewnych substancji odżywczych (np. poprzez uwalnianie enzymów działających korzystnie na przebieg trawienia), wchodzenie w interakcje metaboliczne (np. synteza witamin, obniżanie stężenia cholesterolu np. poprzez rozprzęganie kwasów żółciowych do produkcji których cholesterol stanowi materiał prekursorowy), konkurencja o składniki odżywcze z organizmami patogennymi, wzmacnianie bariery ślzowej jelit (np. poprzez działanie na receptory TLR (ang. toll-like receptor), znajdujące się na komórkach nabłonkowych, co indukuje wytwarzanie cytokin o działaniu ochronnym (np. IL-6, KC-1) pośredniczących w regeneracji komórek nabłonkowych), regulacja odpowiedzi zapalnej w jelitach (m.in. poprzez wpływ na sekrecję cytokin prozapalnych (np. działanie hamujące wobec TNF) i regulatorowych (np. indukcja produkcji IL-10 i TGF-B), wpływ na komórki limfoidalne (probiotyki prawdopodobnie działają stymulująco na limfocyty T regulatorowe, które wywierają hamujący wpływ na komórki efektorowe odpowiedzialne za powstawanie stanu zapalnego), produkcja bakteriocyny (cząsteczka chemiczna odpowiadająca za bezpośrednie działanie hamujące wobec konkurencyjnych drobnoustrojów), zmniejszenie przepuszczalności jelit czy działanie przeciwdrobnoustrojowe poprzez obniżanie pH w świetle jelita bądź hamowanie adhezji komórek bakteryjnych do nabłonka jelitowego [7, 20, 32, 33, 54, 60, 74].
Warunkiem skuteczności działania probiotyku jest spełnienie 5 kryteriów: musi mieć udowodniony korzystny wpływ na organizm gospodarza, nie może wywierać działania patogennego, zawarte w nim mikroorganizmy muszą być zdolne do przeżycia (np. odporność na kwas żołądkowy), reprodukcji i wykazywania aktywności metabolicznej wewnątrz jelit, powinien zawierać odpowiednio wysoką ilość mikroorganizmów w jednostce objętości, a także zachowywać swoje działanie podczas przechowywania i stosowania [16, 20, 45, 57, 63].
Przy wyborze odpowiedniego leczenia probiotycznego należy mieć na uwadze specyfikę danej choroby, efektywność probiotyku w danym zaburzeniu oraz skład preparatu. Właściwości probiotyków zależą zarówno od rodzaju, gatunku, jak i szczepu danego drobnoustroju. Skuteczność różnych szczepów mikroorganizmów i ich właściwości probiotyczne mogą się znacząco różnić pomimo przynależności do tego samego rodzaju i gatunku, zatem wybór odpowiedniego drobnoustroju w danej jednostce chorobowej ma istotne znaczenie dla skuteczności wprowadzonego leczenia [20, 38, 49].
Preparaty probiotyczne dostępne są w różnej postaci: kapsułek zawierających kolonie mikroorganizmów, w supernatantach, a także wchodzą w skład wielu powszechnie dostępnych białkowych produktów spożywczych takich jak m.in. jogurty, sery, kefiry czy lody. Uważa się, że produkty nabiałowe stanowią idealny nośnik do wprowadzenia mikroorganizmów probiotycznych do mikrobioty jelita. Ze względu na pewne ograniczenia produktów nabiałowych (np. konieczność utrzymywania niskiej temperatury oraz obecność alergenów) wykorzystuje się również nośniki nienabiałowe takie jak warzywa czy owoce, za wykorzystaniem których przemawia obecność witamin, minerałów i błonnika. Probiotyki dostępne na rynku mogą zawierać wyłącznie jeden wybrany szczep, ale mogą stanowić również mieszankę kilku różnych szczepów. Ze względu na wysoki profil bezpieczeństwa i stosunkowo niski koszt stosowania, probiotyki stanowią wartą rozważenia opcję terapeutyczną w chorobach takich jak np. zespół jelita drażliwego [6, 16, 34, 49, 57, 73].
W 2011 roku Choi, C.H. i wsp. opublikowali wyniki analizy, która dotyczyła efektów stosowania
W roku 2013 M. Bafutto i wsp. opublikowali pracę, której celem było porównanie wpływu monoterapii mesalazyną, mesalazyny w skojarzeniu z
Z. Abbas i wsp. w 2014 roku opublikowali wyniki badania, którego głównym tematem była ocena skuteczności probiotyku
W roku 2015 de Chambrun, G.P. i wsp. opublikowali wyniki analizy, której głównym celem była ocena wpływu
W 2018 roku Kerry i wsp. opublikowali pracę, w której wśród wniosków podkreślili istotną rolę probiotyków w praktyce klinicznej ze względu na pozytywne wyniki ich stosowania w wielu chorobach i zaburzeniach, wśród których wymieniono m.in. IBS, alergie pokarmowe oraz biegunkę wywołaną przez rotawirusy. Co więcej w świecie naukowym zauważono w ostatnich latach duży postęp i zainteresowanie w temacie wpływu substancji probiotycznych na zapobieganie oraz leczenie otyłości, cukrzycy i chorób nowotworowych [42].
W roku 2019 Oak i wsp. opublikowali pracę przeglądową, której tematem były efekty stosowania probiotyków u osób z nietolerancją laktozy. W publikacji uwzględniono 15 badań randomizowanych przeprowadzonych z podwójnie ślepą próbą. Ocenie podlegało 8 wyselekcjonowanych organizmów probiotycznych o udowodnionym najkorzystniejszym działaniu na organizm człowieka – m.in.
Również w 2019 roku Astó i wsp. opublikowali meta analizę, której celem była m.in. ocena skuteczności probiotyków we wrzodziejącym zapaleniu jelita grubego. Analizą 1491 pacjentów pochodzących z 18 badań kontrolowanych placebo lub aktywnym leczeniem. Metaanaliza wykazała, że stosowanie probiotyków we wrzodziejącym zapaleniu jelita grubego ma działanie korzystne w indukowaniu remisji, niemniej jednak wyniki pozostają w zależności od zastosowanej do oceny skali – najkorzystniejsze wyniki zaobserwowano w przypadku skal UCDAI (ang.
Na przestrzeni lat kolejne badania zdają się potwierdzać korzystny wpływ wynikający ze stosowania probiotyków. Wśród potencjalnych korzyści najczęściej wymienia się: poprawa w zakresie stanu zdrowia przewodu pokarmowego, zmniejszenie prawdopodobieństwa rozwoju choroby nowotworowej czy obniżenie stężenia cholesterolu (m.in.
Zespół jelita drażliwego z racji częstego występowania określanego na około 10% populacji oraz braku ustalonego schematu leczenia, gwarantującego powrót chorego do zdrowia stanowi istotny problem dla lekarzy. Dodatkową trudnością są występujące często objawy psychiatryczne u chorych na IBS. Podawanie probiotyków, mimo iż nie powoduje całkowitego wyleczenia, łagodzi objawy oraz poprawia komfort życia. Wysoką skutecznością charakteryzują się preparaty
Mechanizmy działania Saccharomycces cerevisiae var. boulardii
| Działanie | ||
|---|---|---|
| w świetle jelita | troficzne | przeciwzapalne na błonę śluzową |
| – działanie przeciw toksynom drobno-ustrojów | – wpływ na aktywność enzymatyczną (poliaminy) | – działanie na sygnały komórkowe i zmniejszenie syntezy cytokin prozapalnych |
| – działanie bezpośrednio przeciw drobnoustrojom | – regulacja ekspresji receptorów seroto-ninowych | |
| – wpływ na florę jelitową | – wzmaganie odpowiedzi immunologicznej poprzez zwiększanie stężenia IgA | |
| – aktywność metaboliczna (zwiększenie ilości krótkołańcuchowych kwasów tłuszczowych) | ||