Mikrobiota a probiotyki. Co nowego?

Przewód pokarmowy i nierozerwalnie związana z nim czynnościowo mikrobiota (nazywana superorganizmem) są największym ośrodkiem układu odpornościowego. Przewód pokarmowy człowieka to złożona i dynamiczna sieć zależności pomiędzy gospodarzem a mikrobiotą. Mikrobiota jest niejednorodnym ekosystemem złożonym z różnorodnych mikroorganizmów: bakterii, drożdży, eukariontów oraz wirusów; razem zawierających ponad 3 miliony genów. Skład mikrobioty jest indywidualny i unikatowy dla każdego człowieka.
Od ponad dekady obserwujemy znaczący wzrost liczby publikacji dotyczących mikrobioty jelitowej. 
W 2017 roku opublikowano na temat mikrobioty ponad 7 tys. prac, co pozwoliło na uzyskanie odpowiedzi na zadawane często pytania: jakie drobnoustroje zasiedlają nasz przewód pokarmowy, jakie jest ich znaczenie oraz jaki jest genetyczny potencjał mikrobioty. Ta wiedza jest nadal i stale aktualizowana.
Można powiedzieć, że liczba drobnoustrojów zasiedlających przewód pokarmowy człowieka jest ogromna i stwierdzić, że ich znaczenie w utrzymaniu zdrowia jest bardzo ważne. Ekosystem mikrobiontów przewodu pokarmowego pełni ważne funkcje: ochronne, troficzne i metaboliczne.
Przewód pokarmowy człowieka kolonizują głównie cztery typy bakterii: Bacteroides (Gram –) (23%), Proteobacteria (23%) Acinobacteria (Gram +) (13%) i najliczniejsze Firmicutes (Gram +) (64%), w skład których wchodzi ponad 200 rodzajów.
Rozmieszczenie bakterii w przewodzie pokarmowym nie jest jednorodne i zależy od odcinka przewodu pokarmowego (od 101–103 komórek bakterii/gram treści w żołądku/dwunastnicy do 1012–1014 komórek/gram treści jelitowej w okrężnicy), a liczebność bakterii zasiedlających przewód pokarmowy przewyższa 1,3-krotnie liczbę wszystkich komórek ludzkiego ciała. Masę bakterii jelitowych ocenia się na 1,5–2 kg.
W badaniach mutagenomowych stwierdzono, że w przewodzie pokarmowym człowieka znajduje się około 3,3 miliona unikatowych genów, około 150 razy więcej niż w genomie człowieka, dlatego mikrobiotę przewodu pokarmowego uważa się za „drugi genom” człowieka.
Na kształtowanie mikrobioty/kolonizację przewodu pokarmowego już w okresie noworodkowym mają wpływ między innymi: czas trwania ciąży, sposób rozwiązania ciąży, karmienie piersią oraz otaczające środowisko.
Kluczowym czynnikiem mającym wpływ na kolonizację przewodu pokarmowego dzieci ma mleko matczyne bogate w oligosacharydy, które sprzyjają szybkiemu rozwojowi szczepów Lactobacillus i Bifidobacterium. Mikrobiota komensalna i gospodarz tworzą unikatowy ekosystem zasiedlający cały przewód pokarmowy, a każda zmiana w jednym z elementów może zakłócić homeostazę całego ekosystemu. 
W ostatnich badaniach udowodniono, że ważną rolę w patogenezie wielu chorób związanych ze zmianą mikrobioty odgrywa zjawisko uszkodzenia bariery jelitowej (leaky gut), a nawet, że mózg wpływa na skład mikrobioty, a mikrobiom na pracę mózgu. Aktualnie stan równowagi nazywamy stanem różnorodności lub eubiozą, natomiast niekorzystne zmiany w układzie jakościowym i ilościowym mikrobioty przewodu pokarmowego to dysbioza.
Geny ludzkiej mikrobioty przewodu pokarmowego kodują białka, enzymy i inne produkty, które biorą udział w regulacji mechanizmów odpornościowych oraz metabolizmie glukozy, tłuszczów i białek. Dysbioza, czyli zaburzenia składu i funkcji mikrobioty, stanowi ważny czynnik w patogenezie wielu chorób. Modyfikację dysbiozy można uzyskać, stosując probiotyki.
Termin „probiotyk” został wprowadzony do piśmiennictwa naukowego przez Stillwell i Lilly w 1956 roku. Określono w ten sposób substancję, która wywiera korzystny wpływ na równowagę mikrobioty jelitowej. W kolejnych latach badacze podejmowali próbę stworzenia bardziej precyzyjnej definicji i tak Fuller w 1989 roku opublikował pracę Probiotics in man and animals, w której określił mianem probiotyku dodatek żywieniowy wywierający korzystny wpływ na organizm gospodarza poprzez przywrócenie równowagi mikrobioty jelitowej.
Aktualnie przyjmuje się, że probiotyki to produkty zawierające ściśle określone, żywe drobnoustroje, które po zastosowaniu w odpowiednich ilościach wpływają na ekosystem organizmu gospodarza i wywierają korzystne działanie na zdrowie. Do probiotyków zaliczamy przede wszystkim bakterie z rodzaju Lactobacillus i Bifidobacterium oraz drożdżaki Saccharomyces boulardi.
Mechanizm działania probiotyków jest analogiczny do bakterii prozdrowotnych zasiedlających przewód pokarmowy człowieka.
Nieliczne probiotyki uzyskały pozytywną rekomendację, gdyż zalecenia dotyczące stosowania probiotyków zostały sformułowane wyłącznie przy równoczesnym spełnieniu następujących warunków, to jest że szczep (lub szczepy) były dobrze scharakteryzowane pod względem taksonomicznym oraz że skuteczność danego szczepu probiotycznego (lub szczepów) oceniano w co najmniej dwóch niezależnych badaniach z randomizacją. 
Mamy do dyspozycji preparaty probiotyczne jedno i wieloskładnikowe. Doświadczenia z przeszczepianiem (transferem) mikrobioty jelitowej zdają się przemawiać na korzyść preparatów wieloskładnikowych, chociaż wymaga to dalszych badań potwierdzających tę tezę.
Ażeby uzyskać pożądany efekt profilaktyczny bądź terapeutyczny, należy zastosować określony szczep probiotyczny o potwierdzonej skuteczności w leczeniu lub profilaktyce danej choroby. Istotne jest zastosowanie odpowiednio wysokiej dawki probiotyku, gdyż im większa liczba drobnoustrojów probiotycznych dotrze do miejsca przeznaczenia, tym lepszy efekt kliniczny i profilaktyczny zostanie osiągnięty.
Główne cechy idealnego probiotyku to: pochodzenie ludzkie, korzystne działanie na zdrowie człowieka, bezpieczeństwo nawet przy długotrwałym stosowaniu, odporność na działanie żółci i kwasu solnego w żołądku, zdolność adhezji do komórek nabłonka i kolonizowania przewodu pokarmowego, przeżywanie procesu obróbki, trwałość i długa żywotność w czasie przechowywania nawet w środowisku niekorzystnym.
Najbardziej znane działanie w praktyce leczenia ostrej biegunki dotyczy Lactobacillus rhamnosus GG w monoterapii i preparatach wieloszczepowych. W metaanalizie Hempel i wsp. z 2012 roku podnoszone jest podobnie jak u innych autorów znaczenie tego probiotyku w leczeniu i profilaktyce biegunki związanej z antybiotykoterapią, a także w czynnościowych bólach brzucha i w profilaktyce chorób układu oddechowego czy chorobach nieinfekcyjnych (alergia).
Lactobacillus reuteri jest jedną z dobrze poznanych bakterii probiotycznych o udokumentowanym działaniu w wielu sytuacjach klinicznych. Chociaż Lactobacillus reuteri jest naturalnym mikrobiontem przewodu pokarmowego, czasami niezbędna jest podaż tej bakterii w celu  wykorzystania jej określonych korzyści klinicznych. Lactobacillus reuteri na drodze fermentacji produkuje reuterynę, która hamuje wzrost niektórych bakterii, grzybów i pierwotniaków. Wyniki badań uzasadniają stosowanie Lactobacillus reuteri w leczeniu ostrej biegunki infekcyjnej u dzieci, by poprawić tolerancję terapii eradykacyjnej Helicobacter pylori, w leczeniu zaparcia czynnościowego, czynnościowych bólów brzucha, w kolce niemowlęcej, w przewlekłej alergii itp.
Ostatnio mamy dostępne ciekawe połączenie Lactobacillus rhamnosus GG oraz Lactobacillus reuteri z dodatkiem Colostrum (młodziwo – koncentrat białek immunoglobulinowych) – substancją mającą liczne właściwości i działanie prozdrowotne (odpornościowe). Colostrum – młodziwo (siara bydlęca) to substancja, która wzmacnia odporność organizmu, chroniąc przed bakteriami i wirusami. Colostrum bovinum zawiera ponad 250 związków pochodzenia naturalnego – białka (immunoglobuliny, laktoferyna, laktoperoksydaza), które silnie wspierają odporność organizmu. Najwyższe stężenie tych substancji jest w siarze w pierwszych kilkudziesięciu godzinach po porodzie. 
Wiele pytań wymaga dalszej odpowiedzi: czy połączenie Lactobacillus rhamnosus GG, Lactobacillus reuteri i Colostrum daje lepszy efekt lub jaki jest efekt stosowania takiego połączenia w leczeniu i profilaktyce wielu chorób u dzieci. Na podstawie właściwości składników i praktyki klinicznej połączenie to wydaje się obiecujące.
Szukanie alternatywnych terapii ułatwia lekarzom oraz rodzicom podejmowanie decyzji o połączonym zastosowaniu probiotyków na podstawie dotychczasowych doświadczeń klinicznych.
W Polsce dostępnych jest wiele preparatów probiotycznych, ale decyzja o ich zastosowaniu i wybór właściwego są niejednokrotnie trudne. Nie wszystkie probiotyki zostały poddane wiarygodnym badaniom, stąd wątpliwości dotyczące ich skuteczności. Właściwości probiotyków są w znacznej mierze szczepozależne, dlatego każdy ze szczepów, a także preparaty wieloszczepowe wymagają badań w celu określenia ich skuteczności w określonej sytuacji klinicznej.

Do zapamiętania

• Znaczenie mikrobioty jest niepodważalne, ale należy pamiętać o dysbiozie i możliwości jej modyfikacji.
• Probiotyki pełnią ważną rolę w zarówno zapobieganiu dysbiozie, jak i przywracaniu eubiozy mikrobioty.
• Skuteczność konkretnych probiotyków/preparatów probiotycznych można ocenić jedynie na podstawie przeprowadzonych badań klinicznych. 
• Preparaty probiotyczne mogą składać się np. tylko z jednego drobnoustroju probiotycznego, ale też mogą składać się z kilku drobnoustrojów probiotycznych.
• Lactobacillus rhamnosus GG i Lactobacillus reuteri są znane jako bakterie probiotyczne o skuteczności udokumentowanej w wielu badaniach klinicznych. 
• Połączenie tych obu szczepów zdaje się ciekawą alternatywą zarówno w terapii, jak i profilaktyce wielu chorób. 

PIŚMIENNICTWO

1. Cukrowska B., Klewicka E. Programowanie mikrobiotyczne – homeostaza mikrobioty jelitowej a ryzyko chorób cywilizacyjnych, Stand. Med./ Pediatria 2014;11:913–922. 
2. Szajewska H., Guarino A., Hojsak I., et al. Use of probiotics for management of acute gastroenteritis: a position paper by the ESPGHAN Working Group for Probiotics and Prebiotics. J Pediatr Gastroenterol Nutr 2014;58:531–9. 
3. Guarino A., Ashkenazi S., Gendrel D., et al. European Society for Paediatric Gastroen-terology, Hepatology, and Nutrition/European Society for Paediatric Infectious Diseases Evidence – based Guidelines for the Management of Acute Gastroenteritis in Children in Europe: Update 2014. J Pediatr Gastroenterol Nutr 2014;59:132–152. 
4. Lifschitz C. Mikrobiota przewodu pokarmowego i jej wpływ na zdrowie człowieka, Stand. Med./Pediatria 2014;11:525–531. 
5. Borszewska-Kornacka M.K., Jasińska K. Probiotyki wieloszczepowe w neonatologii, Klin. Ped., 2017; 24 (5): 3–6. 
6. Jańczewska J., Domżalska-Popadiuk J. Kolonizacja przewodu pokarmowego noworod-ków oraz wpływ czynników modyfikujących mikrobiotę jelitową na zachowanie zdrowia, Forum Zdrowia, 2016;7 (6): 443–448. 
7. Hempel S. et al. Probiotics for the Prevention and Treatment of Antibiotic – Associated Diarrhoea. JAMA, 2012;307 (18):1959–1969. 
8. Canani B. et al. Probiotics for treatment of acute diarrhoea in children: randomized clini-cal trial of five dufferent preparations. BMJ, 2007;335(7615):340. 
9. Feancavilla R. et al. Randomized Controlled Trial of Lactobacillus GG in Children With Functional Abdominal Pain, Pediatrics, 2010;126 (6):1445–1452. 
10. Szajewska H. et al. Meta – analysis: Lactobacillus rhamnosus GG for treating acute gas-troenterolitis in children – update analysis of randomized control trials. Pharmacol and Ther, 2013;38: 467–476. 
11. Barczyńska R. Mikrobiota jelitowa i probiotyki – znaczenie u niemowląt i dzieci. Stand. Med. Pediatria, 2014;11:711–722. 
12. Cukrowska B. Znaczenie programowania mikrobiotycznego w rozwoju przewlekłych chorób nieinfekcyjnych. Stand. Med. / Pediatria, 2016;13:1019–1025. 
13. Szajewska H. et al. Probiotics for the Prevention of Antibiotic – Associated Diarrhoea in Children. JPGN, 2016;62 (3):495–506. 
14. Czerwionka-Szaflarska M., Szajewska H. Mikrobiota a probiotyki. Rola probiotyków w leczeniu chorób związanych z mikrobiomem przewodu pokarmowego. Mededu. pl, 2017.
15. Czerwionka-Szaflarska M., Łoś-Rycharska B. Co należy wiedzieć o Lactobacillus reuteri. Pediatr. Pol., 2011;86 (4):410–419. 
16. Czerwionka-Szaflarska M., Gąsiorowska J. Zastosowanie Lactobacillus rhamnosus GG w profilaktyce biegunki związanej z antybiotykoterapią. Zakażenia, 2011;2: 58–61.