Полина Мирошникова – PRO полезных микробов и красоту (страница 3)

Почему пробиотики так полезны для здоровья? Молекулярно-генетические исследования установили основы полезного действия пробиотиков против патогенных микроорганизмов, включающие четыре механизма:

1) Защита от болезнетворных микробов посредством выработки антимикробных веществ,

2) Конкуренция с патогенами за прикрепление к эпителию и за питательные вещества,

3) Иммуномодуляция хозяина,

4) Подавление продукции бактериальных токсинов.

Конкуренция за места на слизистой оболочке кишечника между пробиотическими штаммами и болезнетворными бактериями – это главный механизм защиты хозяина от патогенов в кишечнике. Пробиотические бактерии могут прикрепляться к эпителиальным клеткам кишки хозяина, не оставляя места для патогенов. И это значительно влияет на здоровье хозяина. Более того, адгезия пробиотических микроорганизмов к эпителиальным клеткам может запускать каскад сигналов, модулирующих имунный ответ. Пробиотики могут усиливать врожденный иммунитет (первая линия защиты) путем повышения уровня иммуноглобулинов, антимикробных белков, фагоцитарной активности и активности естественных клеток-киллеров, а также усиливать приобретенный иммунитет через улучшение презентации антигенов и функции Т- и В-лимфоцитов для нейтрализации патогенов и инфицированных вирусом клеток.

Молочнокислые бактерии – лактобациллы, такие как L. acidophilus, L.casei, L.delbrueckii subsp. bulgaricus, L.brevis, L.cellobiosus.

Грамположительные кокки, такие как Lactococcus Lactis, Streptococcus salivarius subsp. термофилус, Enterococcus faecium

Бифидобактерии, такие как B.bifidun, B.adolescentis, B.i.nfantis, B.longum, B. thermophilum.

Пробиотики доступны в различных формах, таких как порошки, жидкие формы, гели или пасты, гранулы, капсулы и т. д. Пробиотики в целом обладают свойствами непатогенности, нетоксичности, устойчивости к желудочной кислоте, адгезии к эпителиальным тканям кишечника и способностью вырвабтывать антибактериальные вещества.

Традиционные пробиотики это в основном бактерии рода Lactobacillus и Bifidobacterium. Заявлено, что пробиотики, предназначенные для человека, должны быть «человеческого или пищевого происхождения». Это объясняется тем фактом, что именно такие штаммы будут более безопасными и обладать наилучшей способностью закрепляться на эпителиальных клетках кишечника человека .

Грудное молоко – бесценный источник бактериальных штаммов с пробиотической активностью для заселения кишечника новорожденного его первой микробиотой. Источники из пищи животного происхождения (молоко, рыба, мясные продукты и мед), а также ферментированная и неферментированная пища растительного происхождения (зерновые/хлопья, фрукты, молочные продукты и овощи) могут быть дополнительным ресурсом для выделения пробиотических штаммов.

Антибактериальная активность пробиотиков проявляется в том, что они вырабатывают специальные антимикробные молекулы: бактериоцины, перекись водорода и органические кислоты, которые подкисляют экосистему. Органические кислоты, особенно уксусная и молочная, действуют как ингибиторы на грамотрицательные бактерии. Бактериоцины выделяются грамположительными бактериями (обычно лактобациллами) и представляют собой пептиды, активные против болезнетворных бактерий.

Исследования также открыли противовирусное действие пробиотиков в действии против различных кишечных, респираторных и урогенитальных заболеваний. Блокирование рецепторных участков в клетках хозяина, стимуляция иммунитета и выработка противовирусных метаболитов объясняют противовирусную активность пробиотиков.

Молочнокислые бактерии – непатогенные, нетоксигенные, грамположительные, ферментативные бактерии, основным свойством которых является способность образовывать молочную кислоту в качестве продукта брожения. Этот процесс называется ферментацией. Молочнокислые бактерии растут анаэробно, но в отличие от других анаэробов, большинство из них могут расти также и в присутствии кислорода. Примерами являются Lactobacillus (ssp. acidophilus, fermentum, plantarum, rhamnosus, casei, reuteri, gasseri), Streptococcus (например, salivarius, thermophilus) и Lactococcus.

Бифидобактерии – одни из первых микробов, колонизирующих желудочно-кишечный тракт человека. Примерами являются Bifidobacterium bifidum, longum, animalis и breve. Бифидобактерии не являются молочнокислыми. Однако они продуцируют молочную кислоту (но через совершенно другой метаболический путь).

Спорообразующие бактерии – споровые пробиотики, также называемые эндоспорами, почвенными бактериями, являются спящей формой бактерий, которые обладают высокой устойчивостью к физическим и химическим воздействиям. Они могут выдерживать высокие температуры, обработку паром и химиопрепараьами, высокое давление. После приема внутрь эти споры хорошо выживают в желудке и прорастают в тонком кишечнике. Примерами являются Bacillus (например, coagulans, subtilis). Спорообразующие бактерии не обязательно имеют почвенное происхождение. Их также можно найти в ферментированных продуктах.

Дрожжи

Пробиотические свойства дрожжей связаны с их конкуренцией за питательные вещества с патогенными микроорганизмами, изменением кислотности среды, образованием этанола и антимикробных соединений, включая бактериоцины и микоцины. Примерами являются Сахаромицеты Буларди (Saccharomyces boulardii). наиболее изученными и давно применяющимися дрожжами-пробиотиками. Они были названы в честь французского ученого Анри Булара (Henri Boulard), который впервые выделил чистую культуру этих грибов в Индокитае из тропических плодов личи и мангостина, кожура которых используется местным населением для лечения диареи.

Анализ потенциальной пользы пробиотиков для здоровья проводится на уровне штамма, следует избегать употребления пробиотических продуктов, на этикетке которых указан только род и вид, но не штамм, поскольку эффекты пробиотиков являются штаммоспецифичными и важно определить род и вид пробиотических бактерий, которые приносят пользу здоровью.

Чтобы пробиотик был эффективен в организме, пробиотический продукт должен иметь минимальную концентрацию 10⁶–10⁷ КОЕ/г. Дозы, которые рекомендовано давать ежедневно, обычно составляют 5 × 10⁶–6 × 10⁶ КОЕ в день для детей и 10 × 10⁶–20 × 10⁶ КОЕ в день для взрослых.

Традиционно в качестве пробиотиков использовались бактерии, продуцирующие молочную кислоту, такие как лактобациллы, бифидобактерии и другие. Трудность в том, что большинство других микроорганизмов, населяющих кишечник человека, долгое время оставалось неопознанными, поскольку они в основном являются анаэробными бактериями и их трудно выращивать в культуре. Однако современная микробиология произвела революцию в способности идентифицировать ранее неопознанные микробы кишечника.

Современные достижения в области секвенирования генома и методов культивирования помогли выделить и описать множество новых различных микробов из микробиоты человека, которые показали многообещающие полезные для здоровья свойства и пробиотический потенциал. Их можно применять как пробиотики нового поколения (NGS – next generation probiotics). И можно было бы определить такие пробиотики по-новому как «живые микробы, идентифицированные на основе сравнительных исследований микробиома, которые приносят пользу для здоровья хозяину при приеме в подходящих количествах».

С новыми открытиями термин «пробиотик» расширяется, и включает все больше новых пробиотических видов наряду с хорошо известными молочнокислыми бактериями и бифидобактериями. Примерами пробиотиков нового поколения являются: Roseburia intestinalis, Eubacterium spp., Akkermansia muciniphila, Faecalibacterium prausnitzii и Bacteroides spp .

Пробиотики нового поколения обладают физиологической полезностью, например, выработкой фолата, серотонина, индолов и короткоцепочечных жирных кислот, бутирата, пропионата, ацетата и других, каждый из которых играет важную роль в регуляции физиологии хозяина. Превращение этих недавно выявленных видов в промышленно полезные пробиотики является большой проблемой. Это связано с потребностью этих микробов в дорогостоящих и сложных богатых питательных средах и анаэробных условиях. Поэтому исследования в этом аспекте для определения оптимальных ромышленных процессов все еще затруднительны.

Выжить в желудке – сложный путь пробиотиков в пищеварительной системе

Как следует из самого определения, именно «живое» состояние необходимо для пробиотиков, чтобы защищать хозяина от патогенов, ведь неактивные пробиотические штаммы, не смогут связываться со слизистой оболочкой или генерировать органические кислоты. Выжить в процессе изготовления и дойти до конечного пункта назначения – достаточно серьезный вызов для полезных микробов. Помимо технологического стресса во время обработки пищевых продуктов, за которым следует стресс, связанный со стабилизацией, упаковкой и хранением, пробиотики подвергаются дополнительным огромным стрессам после употребления их внутрь.

Чтобы причинить пользу своему хозяину, пробиотические микроорганизмы должны сохраниться в достаточном количестве и успешно заселить организм хозяина. Полезные для здоровья эффекты пробиотиков особенно зависят от их способности к выживанию во время прохождения через желудочно-кишечный тракт. Во время прохождения по желудочно-кишечному тракту штаммы должны переносить присутствие пепсина и низкий pH желудка, присутствие ферментов в двенадцатиперстной кишке и антимикробную активность желчных солей.