Dołącz do czytelników
Brak wyników

Studium przypadku

28 kwietnia 2020

NR 32 (Kwiecień 2020)

Lactobacillus rhamnosus GG oraz Saccharomyces boulardii w praktyce pediatrycznej

101

W artykule przedstawiono działanie Lactobacillus rhamnosus GG oraz Saccharomyces boulardii w podstawowych zastosowaniach, takich jak ostra biegunka, zwłaszcza wirusowa, profilaktyce ostrej biegunki w warunkach szpitalnych oraz w zapobieganiu biegunce poantybiotykowej. Obie substancje aktywne znajdują się w rekomendacjach ESPGHAN. Obiecujące wydaje sie połączenie L. rhamnosus GG i Saccharomyces boulardii. Omówiono także zalety mikrokapsułkowania preparatów probiotycznych.

Mikrobiota – czyli wszystkie mikroorganizmy (bakterie, grzyby, wirusy) bytujące w największej swej liczbie i różnorodności w przewodzie pokarmowym, ale także na skórze, w jamie ustnej, w narządach płciowych itp. – od wielu już lat jest przedmiotem coraz większego zainteresowania zarówno naukowców, jak i przemysłu [1]. W rozwoju mikrobioty, zwłaszcza w pierwszych krytycznych dwóch–trzech latach życia dziecka, pełnią ważną funkcję takie czynniki jak: rodzaj porodu (lepszy naturalny), sposób karmienia (zdrowszy piersią), wiek ciążowy (wcześniactwo sprzyja dysbiozie), czynniki środowiskowe (niekorzystne to: pobyt na OIOM-ie, antybiotykoterapia, stosowanie IPP itp.).

POLECAMY

R e k l a m a

Skład mikrobioty jelitowej, w następstwie działania szeregu czynników zakłócających, ulegać może różnego typu zaburzeniom ilościowym i jakościowym, określanym ogólnym mianem dysbiozy. Dysbiozie, występującej zwłaszcza w pierwszych latach życia, przypisuje się znaczącą, choć nie jedyną, rolę w rozwoju takich schorzeń jak: nieswoiste zapalenia jelit, zespół jelita drażliwego, choroby z kręgu alergii, cukrzyca, otyłość, celiakia, 
autyzm [2, 3, 4]. Trudno jest jednak, przynajmniej dzisiaj, mówić o niezbicie udokumentowanych związkach przyczynowo‑skutkowych. Największą rolę, jak się wydaje, odgrywa w dysbiozie zachwianie ogólnej równowagi mikrobioty, a nie obecność lub brak pojedynczych, ściśle zdefiniowanych, drobnoustrojów.
Szczególna rola w wywoływaniu dysbiozy przypada antybiotykom, gdyż nawet krótkotrwałe ich stosowanie prowadzi do zmiany składu i liczebności drobnoustrojów zasiedlających przewód pokarmowy. Co ważniejsze, zmiany te mogą się utrzymywać przez tygodnie, miesiące, a nawet lata. Wyniki wielu badań wskazują, że stosowanie antybiotyków, zwłaszcza we wczesnym okresie życia, zaburza prawidłowy rozwój mikrobioty i może wpływać m.in. na wystąpienie chorób przewlekłych, w tym chorób alergicznych [5] i otyłości [6].
W przywracaniu prawidłowego składu mikrobioty jelitowej zasadniczą rolę przypisuje się probiotykom, choć niewątpliwą i udowodnioną rolę odgrywają w tym zakresie także prebiotyki, postbiotyki i synbiotyki.
Probiotyki to żywe drobnoustroje, które podawane w odpowiednich ilościach wywierają korzystny efekt zdrowotny. Do drobnoustrojów o takim działaniu zalicza się przede wszystkim bakterie wytwarzające kwas mlekowy (pałeczki kwasu mlekowego) z rodzajów Lactobacillus i Bifidobacterium oraz drożdżaki Saccharomyces boulardii.
W powszechnym obecnie zalewie probiotyków pamiętać trzeba, że właściwości probiotyków są szczepozależne, a ich działanie zależy od wielu czynników. Stąd lekarz, wybierając probiotyk (probiotyki), który zaleca pacjentowi, powinien zwrócić uwagę na jego rodzaj, gatunek i szczep (np. Lactobacillus – rodzaj, rhamnosus – gatunek, GG inaczej ATCC 53 103 – szczep, dawkę (nie ma tutaj jednak zastosowania jedna uniwersalna dawka, tylko dawka sprawdzona w badaniach klinicznych). Bardzo ważnym elementem wymagającym wiedzy oraz rozważenia są warunki przechowywania (lodówka, temperatura pokojowa) oraz jaką dawkę drobnoustroju zawiera preparat pod koniec okresu ważności (powinna być taka sama, jak deklarowana na opakowaniu). My jako lekarze powinniśmy pamiętać także o tym, że należy stosować probiotyki sprawdzone w wiarogodnych badaniach klinicznych i w schorzeniach, które w takich właśnie badaniach były stosowane. 
Z uwagi na dostępne wyniki badań klinicznych tak naprawdę jedynie dwa probiotyki – Lactobacillus rhamnosus GG oraz Saccharomyces boulardii – są rekomendowane przez ESPGHAN w następujących zastosowaniach:

 

  • ostra biegunka, zwłaszcza wirusowa, 
  • profilaktyka ostrej biegunki w warunkach szpitalnych, 
  • zapobieganie biegunce poantybiotykowej.

Lactobacillus rhamnosus GG

Lactobacillus rhamnosus GG jest Gram-dodatnią pałeczką, należącą do rodzaju Lactobacillus. Spośród 103 gatunków należących do Lactobacillus, gatunki acidophilus, casei, paracasei i rhamnosus wchodzą w skład naturalnej mikroflory jelitowej człowieka.
Pałeczki Lactobacillus posiadają silne właściwości antagonistyczne wobec innych drobnoustrojów, w tym patogenów chorobotwórczych. Działanie to polega głównie na obniżaniu pH do wartości poniżej 4,5 i jest efektem wytwarzania kwasu mlekowego i innych kwasów organicznych. Poza tym LGG uwalnia amoniak, nadtlenek wodoru oraz syntetyzuje liczne bakteriocyny i enzymy. Obecne w ścianie komórkowej LGG białko „S” jest odpowiedzialne za współzawodnictwo z innymi bakteriami o miejsce na powierzchni nabłonka jelit. Konkurencja o receptory lub przyleganie do komórek nabłonkowych, a także o substancje odżywcze, uniemożliwia dostęp patogenów do nabłonka jelitowego. Dodatkowo zdolność LGG do wytwarzania enzymu – hydrolazy soli żółciowych, chroni je przed szkodliwym działaniem soli żółciowych i ułatwia przeżywanie w przewodzie pokarmowym.
Lactobacillus rhamnosus GG (ATCC 53 103 – American Type Culture Collection) został po raz pierwszy wyizolowany w 1983 roku z przewodu pokarmowego zdrowego człowieka i opatentowany w 1985 roku przez Sherwooda Gorbacha i Barry’ego Goldina – określenie „GG” pochodzi od pierwszych liter ich nazwisk. W 2009 r. Morita i wsp. opisali całą sekwencję genomu Lactobacillus rhamnosus GG (ATCC 53 103) [7].
Lactobacillus rhamnosus GG jest jednym z najlepiej przebadanych i opisanych szczepów probiotycznych. Tylko w bazie Medline dla hasła Lactobacillus rhamnosus GG (http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed) na dzień 14.03.2020 r. znaleźć można niebagatelną liczbę 1112 publikacji. 

Saccharomyces boulardii

Sacharomyces boulardii jest niepatogennym szczepem drożdży, wyizolowanym w 1923 r. w Indochinach przez Henriego Boularda podczas prowadzonych przez niego badań nad przeciwbiegunkowym działaniem skórek owoców liczi, spożywanych przez miejscową ludność [8].
S. boulardii jest jedynym szczepem drożdży, z którym przeprowadzono badania kliniczne metodą podwójnie ślepej próby, kontrolowanej placebo. W praktyce klinicznej występuje w postaci żywych, liofilizowanych komórek, podawanych w postaci proszku, kapsułek żelatynowych i kropli.
Komórki S. boulardii są kształtu sferycznego lub owalnego o przeciętnych wymiarach 8–12 μm długości i ok. 4–6 μm szerokości. Niekiedy występują w połączeniach, formując krótsze lub dłuższe łańcuchy. Ściana komórkowa S. boulardii zbudowana jest głównie z wodorowęglanów (glukoza, mannoza, wielocukry) z niewielką ilością białek i bardzo małą zawartością chityny. Energetyczną substancją zapasową jest glikogen; w komórkach zmagazynowane są ponadto witaminy, głównie z grupy B (B1, B2, B6, B12, nikotynamid, kwas foliowy, kwas pantotenowy, biotyna), enzymy, m.in. disacharydazy, lipazy, proteazy, transferazy oraz aminokwasy [9]. Optymalnymi warunkami zapewniającymi szybki wzrost S. boulardii są podłoża zawierające cukier oraz temperatura osiągająca 37°C [10].
W odróżnieniu od probiotyków bakteryjnych S. boulardii posiada naturalną oporność na działanie antybiotyków, z wyjątkiem preparatów przeciwgrzybiczych [11]. W przypadku równoczesnego podawania z nystatyną dochodzi do całkowitej eliminacji S. boulardii ze stolca [12].
Natomiast S. boulardii może być podawany jednocześnie z dobrze wchłanianym flukonazolem, gdyż jeśli jest stosowany z kilkugodzinnym opóźnieniem, to nie obserwuje się wpływu flukonazolu na żywotność S. boulardii w jelicie. U szczurów zaobserwowano, że łączne podawanie S. boulardii z ampicyliną i klindamycyną (antybiotykami działającymi na bakterie beztlenowe jelita grubego) powodowało wzrost liczby komórek drożdży oznaczanych w stolcu [13].
S. boulardii stosowany doustnie jedynie przejściowo kolonizuje przewód pokarmowy człowieka. Stan równowagi mierzony stężeniem w jelicie grubym osiąga się po 2–3 dniach podawania preparatu, zaś po 6–7 dniach od przerwania podaży dochodzi do jego pełnej eliminacji ze stolca [14]. W normalnych warunkach S. boulardii nie przechodzi z przewodu pokarmowego do układu krążenia.
Mechanizm działania S. boulardii wobec patogenów wywołujących biegunkę jest wielokierunkowy. W licznych badaniach eksperymentalnych przeprowadzonych na zwierzętach potwierdzono ochronny wpływ S. boulardii na rozwój zapalenia jelit, wynikający z zakażenia Clostridium difficile (C. difficile). Toothaker i Elmer [15] na podstawie modelu zwierzęcego wykazali, że podawanie S. boulardii poprzedzające ekspozycję na klindamycynę istotnie zmniejsza zależną od klindamycyny śmiertelność spowodowaną zakażeniem C. difficile. Średnia skumulowana śmiertelność w ponad dziesięciu niezależnych eksperymentach uległa znamiennemu zmniejszeniu z 80% u zwierząt nieleczonych do 51% u zwierząt otrzymujących S. boulardii (p < 0,001). Corthiera i wsp. [16] na podstawie doświadczenia na gnobiotycznych myszach zakażonych C. difficile wykazali, że pojedyncza dawka S. boulardii chroni 16% badanych zwierząt, podczas gdy podawanie ciągłe chroniło aż 56% zwierząt. Castex i wsp. [17] w badaniu na myszach stwierdzili, że u zwierząt otrzymujących S. boulardii uszkodzenia błony śluzowej jelita cienkiego i grubego zależne od C. difficile nie występowały lub były istotnie mniejsze w porównaniu z grupą kontrolną. Nie zaobserwowano zmniejszenia liczby komórek 
C. difficile, natomiast zauważono redukcję stężenia toksyn A i B wydzielanych przez ten patogen. Obie toksyny wywołują efekt cytotoksyczny, który w warunkach in vitro może być widziany jako zaokrąglanie komórek nabłonkowych jelita grubego. Inkubacja komórek S. boulardii, poprzedzająca podanie toksyn C. difficile częściowo lub całkowicie hamuje zaokrąglanie się komórek wywołane działaniem toksyn A i B.
Antysekrecyjne działanie S. boulardii przeciwko toksynie A po raz pierwszy wykazał Pothoulakis i wsp. [18]. Dzięki chromatografii frakcyjnej supernatantu zawierającego S. boulardii zidentyfikowano aktywną frakcję – zależną od toksyny A – hamującą przepuszczalność jelita o 74%, sekrecję jelitową o 46% oraz zmniejszającą stan zapalny i uszkodzenie kosmków jelitowych. Autorzy pracy wykazali, że frakcja ta zawierała 54-kDa proteazę serynową, która unieczynnia toksyny A i B oraz ich receptory zlokalizowane w rąbku szczoteczkowym. Dodatkowo S. boulardii wzmacnia odpowiedź odpornościową jelita wobec toksyny A. Przeciwciała skierowane przeciwko proteazie serynowej S. boulardii całkowicie odwracają jej działanie ochronne, potwierdzając hamujący wpływ S. boulardii na chorobotwórcze działanie C. difficile.
Ponadto wykazano, że S. boulardii hamuje zależną od toksyny Vibrio cholerae (V. cholerae) sekrecję w jelicie królika poprzez bezpośredni wpływ na stężenie cAMP w komórkach nabłonka i zależne od Ca2+ wydzielanie chlorków [19]. Używając hodowli komórek jelita cienkiego i jelita grubego, potwierdzono, że S. boulardii zmniejsza stężenie zależnego od toksyny V. cholerae cAMP poprzez wydzielanie 120-kDa termolabilnej, trypsynowrażliwej proteiny. Dodatkowo, zdaniem Brandao i wsp. [19], toksyna V. cholerae może być przyłączana do niezidentyfikowanych receptorów ściany komórkowej S. boulardii i eliminowana z jelita na skutek jego naturalnej perystaltyki.
Podsumowanie różnych mechanizmów działania Saccharomyces boulardii w zakażeniach jelitowych, takich jak C. difficile, Vibrio cholerae, Salmonella, Shigella, E. coli, rotawirusy oraz wywołanych przez patogenne drożdże, takie jak C. albicans, znaleźć można w najnowszej publikacji Doroty Czeruckiej i Patryka Rampala z 2019 r. [20].
W badaniu własnym, przeprowadzonym w naszej klinice, jako jedni z pierwszych (Kotowska M. i wsp. 2005) wykazaliśmy u dzieci bardzo korzystny wpływ S. boulardii w zapobieganiu biegunce poantybiotykowej (blisko 70-procentowa redukcja tego rodzaju biegunek) [21].
Podkreślić także należy, że Saccharomyces boulardii jest, podobnie jak Lactobacillus rhamnosus GG, jednym z najlepiej przebadanych probiotyków i w bazie Medline dla hasła Saccharomyces boulardii (http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed) na dzień 14.03.2020 r. znaleźć można 733 publikacje.

Bezpieczeństwo stosowania L. rhamnosus GG i S. boulardii

Jeśli chodzi o probiotyki, a dotyczy to także obu omawianych, ważna jest nie tylko ich skuteczność, ale także bezpieczeństwo ich stosowania [22]. Aby uniknąć groźnych skutków ubocznych, w tym ryzyka wystąpienia bakteriemii lub fungemii, należy rozważyć zasadność podawania probiotyków chorym z niedoborami odporności, z cewnikiem wprowadzonym do dużych żył lub w ciężkim stanie klinicznym [22, 23]. Czynnikiem ryzyka może być również podawanie probiotyków przez jejunostomię [24]. 

Zalecenia ESPGHAN dotyczące stosowania obu probiotyków

Zalecenia ESPGHAN dotyczące wymienionych probiotyków i ich wyżej wspomnianych zastosowań sformułowano m.in. w oparciu na następującym piśmiennictwie:...

Pozostałe 70% treści dostępne jest tylko dla Prenumeratorów

Co zyskasz, kupując prenumeratę?
  • 6 wydań czasopisma "Forum Pediatrii Praktycznej"
  • Nielimitowany dostęp do całego archiwum czasopisma
  • Dodatkowe artykuły niepublikowane w formie papierowej
  • ...i wiele więcej!
Sprawdź

Przypisy

    Piotr Albrecht

    prof. dr hab. n. med.; specjalista z pediatrii, gastroenterologii i gastroenterologii dziecięcej. Klinika Gastroenterologii i Żywienia Dzieci WUM.

    Autor ponad 197 publikacji, IF >55; liczba cytowań z bazy Scopus – 391 bez autocytowań; h index = 10. Ponad 16 tysięcy endoskopii górnego i dolnego odcinka przewodu pokarmowego z polipektomiami, rozszerzaniem przełyku i usuwaniem różnorodnych ciał obcych z żołądka i przełyku. Popularyzator nauki i wiedzy: redaktor naukowy podręcznika: Gastroenterologia Dziecięca – Przewodnik lekarza praktyka – Czelej 2014 oraz tłumaczenia z języka niemieckiego podręcznika: S. Illing, S. Spranger, „Pediatria – Poradnik kliniczny”. Urban&Partner, Wrocław 2001; 16 lat współpracy z miesięcznikiem „Dziecko” – konsultacje, własna dwustronicowa rubryka odpowiedzi na pytania rodziców; autor rozdziału: „Pierwsza pomoc”, w wydawnictwie pt. Rower, Pascal, 2004; autor książek: Albrecht P, Niecikowska O. „Rodzice pytają, pediatra odpowiada”. Prószyński i S-ka, 2000, Warszawa; Szajewska H, Albrecht P. „Jak żywić niemowlęta i małe dzieci”. PZWL – ostatnie wydanie 2009. Redaktor naczelny czasopisma „Pediatria Współczesna – Gastroenterologia, Hepatologia i Żywienie Dziecka”, redaktor prowadzący „Forum Pediatrii Praktycznej”. Członek Zarządu Głównego PTP, konsultant wojewódzki – gastroenterologia dziecięca. Zainteresowania: narciarstwo, kajakarstwo, muzyka, ogrodnictwo, majsterkowanie.