Czytelnia Medyczna » Postępy Fitoterapii » 4/2008 » Działanie probiotyków na organizm człowieka. Cz. I. Rola flory fizjologicznej przewodu pokarmowego

- reklama -

Fitomed
kosmetyki ziołowe

Profesjonalny, stricte ręczny serwis narciarski Warszawa

- reklama -

*Anna Kędzia

Działanie probiotyków na organizm człowieka. Cz. I. Rola flory fizjologicznej przewodu pokarmowego

PROBIOTICS ACTIVITY IN THE HUMAN BODY. PART I. SIGNIFICANCE OF GASTROINTESTINAL TRACT NATURAL FLORA

¹Zakład Mikrobiologii Jamy Ustnej, Katedra Mikrobiologii Akademii Medycznej w Gdańsku
Kierownik Zakładu i Katedry: prof. ndzw. dr hab. Anna Kędzia

Summary
At birth the oral cavity and the gastroitestinal tract are sterile. They are becomes contaminated with microorganisms during the delivery process. The initial colonizing bacteria depends on the food source of the infant. In breast-fed infants bifidobacteria becomes the predominant anaerobe. In bottle-fed infants these Gram-positive rods are not predominant. In an adult the gastrointestinal tract harbours 10 times more bacteria cells than there are cells in the human body (10¹⁴). The microbiota of the gut have an import role in human nutrition, through the fermentation of dietery ingredients. The normal flora synthesize and excrete vitamins i.e. vitamin B₁, B₂, B₁₂ and K, prevent colonization by pathogens, stimulate the production of natural antibodies and defending against infection. The normal flora antagonize other microorganisms though the production of substances which inhibit or kill pathogens. These bacteria produced a variety of substances i.e. fatty acids, peroxides and highly specific bacteriocins, which inhibit or kill other bacteria. But some of these microorganisms also play a role in diseases. It is possibile when normal bowel flora is depleted by antibiotics therapy. This situation leading to overgrowth by the resistant bacilli from genus Clostridium difficile, which can cause diarrea or pseudomembranous colitis. Gastroitestinal disorders could be prevented by the administration of probiotic contain live strains of lactobacilli or bifidobacteria.

Key words: natural flora, gastrointestinal tract, pathogens, infections, probiotics.

Polecane książki z księgarni medycznej BORGIS:

Zaburzenia odżywiania

Choroba stłuszczeniowa wątroby

Wielka Interna Gastroenterologia część 1

Na korzystne oddziaływanie na zdrowie człowieka bakterii wytwarzających kwas mlekowy pierwszy zwrócił uwagę rosyjski mikrobiolog Ilija Miecznikow (1845-1916). Sugerował on, że spożywanie produktów zawierających „bakterie mlekowe” może prowadzić do „wszczepienia” do przewodu pokarmowego pożytecznych drobnoustrojów, które zastąpią patogeny. Dla określenia takich drobnoustrojów w 1965 r. wprowadzono nazwę probiotyk (1). Pochodzi ona od greckich słów pro biosis – dla życia. Według definicji Fullera (1989 r.) probiotyki to żywe drobnoustroje, które dodawane do żywności oddziaływują korzystnie na organizm człowieka przez utrzymanie właściwej flory bakteryjnej w przewodzie pokarmowym (2, 3, 4). Kolejna definicja probiotyku została zaproponowana w 2001 r. przez badaczy Schrezenmeira i de Vrese (5). Według wymienionych autorów, za probiotyk uważany jest preparat lub produkt, który zawiera wystarczającą ilość żywych, określonych drobnoustrojów, powodujących zmianę mikroflory w odpowiednich miejscach organizmu gospodarza (przez implantację lub kolonizację) i dzięki temu wywierają korzystny wpływ na jego zdrowie.

Na rynku stale pojawiają się produkty określane jako probiotyki. W związku z tym nasuwają się pytania, jakie są podstawy do ich stosowania, czy są one korzystne dla ustroju oraz w jaki sposób oddziaływują na przewód pokarmowy?

Początki formowania się flory fizjologicznej w organizmie człowieka (ryc. 1) są następujące. Zarówno jama ustna, jak i przewód pokarmowy płodu są jałowe. Jednak już w czasie pierwszych godzin po urodzeniu rozpoczyna się ich kolonizacja różnymi drobnoustrojami. W przewodzie pokarmowym noworodka w pierwszych dniach życia pojawiają się pałeczki z gatunku Escherichia coli, ziarniaki z rodzaju Enterococcus oraz laseczki beztlenowe z rodzaju Clostridium (6). W czasie kolejnych dni wśród drobnoustrojów zaczynają dominować pałeczki z rodzaju Lactobacillus i Bifidobacterium. U niemowląt karmionych piersią, we florze jelitowej przeważają pałeczki z rodzaju Bifidobacterium (7-9). Ma to związek ze składnikami mleka kobiet, które zawiera oligosacharydy wykorzystywane do przemian metabolicznych przez te bakterie. Stwierdzono też, że liczba bakterii z gatunku Bifidobacterium jest niższa u noworodków karmionych mlekiem sztucznym. Wykazano ponadto, że noworodki, które urodziły się z bardzo niską masą ciała, mają „ubogą” florę jelitową (10). Poza tym z przeprowadzonych badań wynika, że w przewodzie pokarmowym u takich noworodków mogą być obecne różne drobnoustroje chorobotwórcze, w tym Escherichia coli, Enterococcus faecalis, Acinetobacter cloacae, Klebsiella pneumoniae, Staphylococcus epidermidis, Staphylococcus haemolyticus i Clostridium perfringens (10, 11). Ponadto u noworodków urodzonych za pomocą cesarskich cięć flora jelitowa nie zawiera bakterii z rodzaju Bifidobacterium. Dominują w niej drobnoustroje mikroaerofilne i względnie beztlenowe, a beztlenowce są ograniczone do rodzaju Clostridium (12).

Ryc. 1. Schemat przewodu pokarmowego człowieka.

Na różnice w składzie flory jelitowej u noworodków może też mieć wpływ skład mleka kobiecego i sztucznego. Mleko ludzkie zawiera laktozę, kazeinę i fosforan wapnia i charakteryzuje się niskimi właściwościami buforującymi, a to sprzyja rozwojowi pałeczek Bifidobacterium (12). Mleko krowie, owcze i sztuczne nie wspomagają rozwoju tych pałeczek (12). U niemowląt karmionych mlekiem naturalnym i sztucznym obserwuje się różnice we florze jelitowej, dotyczące proporcji zawartości bakterii beztlenowych do tlenowych (odpowiednio 10:1 oraz 1000:1) (12). Po wprowadzeniu do diety produktów stałych u niemowląt karmionych piersią w jelicie grubym zwiększa się liczba pałeczek z rodziny Enterobacteriaceae, a także pojawiają się bakterie beztlenowe z rodzaju Clostridium, Bacteroides, ziarniaki z rodzaju Peptostreptococcus, Peptococcus i Veillonella (12, 13). Zwraca też uwagę fakt, że pod koniec 2. roku życia skład flory jelitowej bez względu na rodzaj karmienia niemowląt jest podobny i zbliżony do flory przewodu pokarmowego dorosłego człowieka (12).

Przyjmuje się, że w przewodzie pokarmowym człowieka bytuje ok. 10¹⁴ żywych komórek drobnoustrojów. Zawiera on od 400 do 500 różnych gatunków lub rodzajów drobnoustrojów, z których ok. połowy nie udaje się wyhodować (14). Wśród mikroflory jelitowej dominują bakterie beztlenowe (tab. 1 i 2). Skład flory fizjologicznej przewodu pokarmowego człowieka zależy od wielu różnych czynników. Wśród nich wymienia się m.in. pH soku żołądkowego, perystaltykę jelit, rodzaj diety i przyjmowanych leków. Według Gibsona (15) florę jelitową można podzielić na 3 grupy, w tym korzystną dla zdrowia, do których zaliczamy pałeczki z rodzaju Bifidobacterium i Lactobacillus, grupę drobnoustrojów oportunistycznych, tj. pałeczki z rodzaju Bacteroides, Eubacterium i z rodziny Enterobacteriaceae i grupę obejmującą drobnoustroje szkodliwe (patogenne), w tym z rodzaju Clostridium, Staphylococcus i Pseudomonas. U osób zdrowych drobnoustroje występujące w przewodzie pokarmowym pozostają w stanie równowagi biologicznej. W tych warunkach przeważają drobnoustroje korzystne dla zdrowia człowieka.

Tabela 1. Proporcje i częstość występowania bakterii w przewodzie pokarmowym człowieka.

Miejsce występowania bakterii	Częstość występowania bakterii w 1 g treści	Proporcje bakterii beztlenowych do tlenowych
Żołądek Początkowy odcinek jelita cienkiego Jelito kręte Jelito grube	10²-10⁵ 10²-10⁴ 10⁸-10¹¹ 10¹¹-10¹²	1 : 1 1 : 1 10 : 1 100-1000 : 1

Tabela 2. Drobnoustroje występujące w składzie flory fizjologicznej przewodu pokarmowego.

Miejsce występowania	Drobnoustroje
Żołądek	Lactobacillus spp.
Jelito cienkie: dwunastnica jelito czcze jelito kręte	Lactobacillus spp. Streptococcus spp. Escherichia coli Bacteroides spp. Enterococcus spp.
Jelito grube	Bakterie beztlenowe Bacteroides fragilis i inne gatunki Fusobacterium spp. Bifidobacterium bifidum i inne gatunki Lactobacillus spp. Clostridium perfringens Clostridium septicum Eubacterium spp. Actinomyces spp. Prevotella spp. Peptostreptococcus spp. Finegoldia magna Micromonas micros Peptococcus niger Veillonella spp. Bakterie tlenowe i względnie beztlenowe Enterobacter spp. Escherichia coli Klebsiella spp. Proteus spp. Pseudomonas spp. Enterococcus faecalis Staphylococcus spp. Bacillus spp

Oddziaływanie fizjologicznej flory jelitowej jest wielokierunkowe i obejmuje:

– zapobieganie kolonizacji przewodu pokarmowego przez drobnoustroje patogenne,

– wytwarzanie przez bakterie jelitowe substancji, które hamują lub zabijają patogenne drobnoustroje, np. kwasy organiczne, nadtlenek wodoru, bakteriocyny,

– hamowanie wzrostu bakterii patogennych przez stwarzanie niekorzystnych warunków środowiska (kwaśne pH) i stymulacji perystaltyki jelit,

– działanie cytoprotekcyjne, pobudzające procesy regeneracji nabłonka jelit, dzięki wytwarzaniu substancji, takich jak arginina, cysteina i glutamina,

– wytwarzanie krótkołańcuchowych kwasów tłuszczowych (np. octowego, propionowego, masłowego), które są materiałem energetycznym dla nabłonka jelita grubego,

– uczestnictwo w procesie trawienia pokarmów zawierających laktozę, oligosacharydy i niektóre rodzaje błonnika,

– wytwarzanie witamin, tj. B₁, B₂, B₁₂ i K,

– ułatwianie wchłaniania wapnia,

– stymulowanie aktywności układu immunologicznego człowieka,

– działanie antykarcynogenne na zasadzie hamowania procesów gnilnych, w których wytwarzane są nitrozoaminy,

– obniżanie poziomu cholesterolu we krwi dzięki przetwarzaniu go przez niektóre bakterie w sterole.

Mikroflora, która występuje w okrężnicy, wywiera działanie ochronne. Jednak niektóre drobnoustroje (tzw. oportunistyczne), gdy wydostaną się poza nią, mogą spowodować zakażenia endogenne. Przedostawaniu się drobnoustrojów poza obręb okrężnicy sprzyjają operacje chirurgiczne oraz uszkodzenia integralności barier jelitowych. Wtedy istnieje zagrożenie translokacji bakterii oraz ich toksyn przez ścianę przewodu pokarmowego, co może doprowadzić do uogólnionych, a nawet zagrażających życiu zakażeń. W takich infekcjach często uczestniczą pałeczki Escherichia coli, Enterobacter spp., Pseudomonas aeruginosa, Klebsiella spp., Acinetobacter spp., Bacteroides fragilis (rzadziej inne gatunki Bacteroides), Prevotella spp., Fusobacterium spp. oraz ziarniaki, tj. Staphylococcus aureus, gronkowce koagulazo-ujemne, enterokoki i ziarniaki beztlenowe a także grzyby drożdżopodobne z rodzaju Candida (ryc. 2 i 3). Natomiast tzw. zakażenia egzogenne są wywoływane przez drobnoustroje pochodzące z zewnątrz i są one typowo chorobotwórcze. Do takich drobnoustrojów należą: Salmonella spp., Shigella spp., enteropatogenne szczepy Escherichia coli, Klebsilella spp., Pseudomonas aeruginosa, Staphylococcus aureus, Yersinia enterocolitica, Campylobacter jejuni i Clostridium botulinum (tab. 3). Natomiast do zaburzeń w składzie flory fizjologicznej przewodu pokarmowego czyli dysbakteriozy, przyczyniają się m.in. takie czynniki, jak np. radioterapia, zakażenia jelitowe oraz antybiotykoterapia. Stosowanie antybiotyków o szerokim spektrum działania doprowadza do niszczenia bakterii tlenowych i beztlenowych co sprzyja rozwojowi drobnoustrojów patogennych, opornych na dany lek. W tej sytuacji może dojść do nadmiernego rozwoju Gram-dodatnich laseczek z gatunku Clostridium difficile (wytwarzają toksynę A i B) (ryc. 3), które są przyczyną rzekomobłoniastego zapalenia jelita grubego.

Tabela 3. Drobnoustroje powodujące choroby przewodu pokarmowego.

Miejsce występowania	Drobnoustroje
Żołądek	Helicobacter pylori
Jelito cienkie	Escherichia coli
Jelito grube	Escherichia coli Enterococcus spp. Clostridium difficile Clostridium spp. Bacteroides fragilis Salmonella spp. Shigella spp. Yersinia spp. Staphylococcus spp. Campylobacter spp. Candida spp

Ryc. 2. Wygląd drobnoustrojów tlenowych i względnie beztlenowych występujących w przewodzie pokarmowym człowieka.

Ryc. 3. Wygląd drobnoustrojów beztlenowych występujących w przewodzie pokarmowym człowieka.

Inną konsekwencją dysbakteriozy może być nadmierny rozwój w jelitach drobnoustrojów opornych na dany antybiotyk i nosicielstwo takich szczepów, które będzie prowadzić do nawrotów choroby. Dysbakterioza może też sprzyjać rozwojowi grzybicy wywołanej przez różne gatunki grzybów drożdżopodobnych z rodzaju Candida (ryc. 2). W celu zapobiegania zaburzeniom mikroflory przewodu pokarmowego lub odbudowy właściwego składu tej flory, stosowane są preparaty zwane probiotykami. Probiotyki produkowane są przez różne firmy i zawierają jeden lub kilka odpowiednio dobranych drobnoustrojów. Wśród bakterii najczęściej wykorzystywane są pałeczki z rodzaju Lactobacillus i Bifidobacterium, a z grzybów rodzaj Saccharomyces. Wśród różnych preparatów dostępnych w rynku jest probiotyk po nazwą „Jelitowa flora bakteryjna” produkowany przez firmę Solgar, który zawiera dwa gatunki drobnoustrojów produkujących kwas mlekowy. Jest on dostępny jedynie w aptekach.

Polecane książki z księgarni medycznej BORGIS:

Gastroenterologia w praktyce

Gastroenterologia praktyczna t.33

Wątroba Zdrowa dieta Porady lekarza rodzinnego

Piśmiennictwo

1. Lilly DM, Stillwell RH. Probiotics. Growth promoting factors produced by microorganisms. Science 1965; 147:747-8. 2. Fuller R. Probiotics in man and animals. J Appl Bacteriol 1989; 66:356-64. 3. Prost EK. Probiotyki. Medycyna Wet 1999; 55:75-9. 4. O´Sullivan MG, Thorton G, O´Sullivan GC et al. Probiotic bacteria: Myth Or reality? Trends Food Sci Technol 1992; 5:309-14. 5. Schrezenmeir J, de Vrese M. Probiotics, prebiotics and synbiotics – approaching a definition. Am J Clin Nutr 2001; 73 supl. 361-4. 6. Favier CF, de Vos WM, Akkermans ADL. Development of bacterial and bifidobacterial communities in feces of new born babies. Anaerobe 2003; 9:219-29. 7. Berg RD Probiotics, prebiotics or „conbiotics”? Trends Microbiol 1998; 6:89-92. 8. Mitsuoka T. Etiology of the bifidobacteria. Am J Clin Nutr 1977; 30:1799-803. 9. Harmsen HJ, Wildeboer-Veloo ACM, Raangs et al. Analysis of intestinal flora development in brest-fed and formula-fed infants by using molecular identification and detection methods. J Pediatr Gastroenter Nutr 2000; 30:61-7. 10. Gewolb IH, Schwalbe RS, Taciak VL et al. Stool microflora in extremely low birthweight infants. Arch Dis Child Fetal Neonatal 1999; 80:167F- 73F. 11. Mackie RJ, Sghir A, Gaskins HR. Developmental microbial ecology of the neonatal gastrointestinal tract. Am J Clin Nutr 1999; 69:1035-45. 12. Besirtzoglou E. The intestinal microflora during the first weeks of life. Anaerobe 1997; 3:173-7. 13. Stark PL, Lee A. The microbial ecology of the large bowel of brest-fed and formula-fed infants during the first year of live. J Med Microbiol 1982; 15:189-203. 14. Sears CL. A dynamic partnership: Celebrating our gut flora. Anaerobe 2005; 11: 247-51. 15. Gibson G.R. Dietary modulation of the human gut microflora using prebiotics. Br J Nutr 1998; 80: Sup. 2, S209-12.

otrzymano: 2008-11-28
zaakceptowano do druku: 2008-12-05

Adres do korespondencji:
*Anna Kędzia
Zakład Mikrobiologii Jamy Ustnej
Katedra Mikrobiologii AM w Gdańsku
ul. Do Studzienki 38, 80-227 Gdańsk
tel.: (0-58) 349-21-85
e-mail: zmju@amg.gda.pl

Postępy Fitoterapii 4/2008
Strona internetowa czasopisma Postępy Fitoterapii

Powrót na górę strony

Pozostałe artykuły z numeru 4/2008:

- reklama -