Постбиотици - воведување, класификација и здравствени придобивки

Прво објавено: 23.06.2018 г.

Уредничка група: MEDICHUB MEDIA

ДВЕ: 10.26416/Пери.2.2.2018.1816

Апстракт

Постбиотиците или парапробиотиците се неодржлив бактериски производ или метаболички нуспроизвод што се лачи од живи бактерии или производи што се ослободуваат по хемиска или механичка лиза на бактерии - како што се ензими, органски киселини и пептиди. Во оваа статија би сакале да ги прилагодиме нашите читатели на постбиотичкиот концепт, методите што се користат за добивање и идентификување на постбиотиците, класи на постбиотици и нивна употреба во прехранбената индустрија.

Резиме

Постбиотиците или парапробиотиците се неодржливи бактериски производи, метаболити кои се лачат од живи бактерии или производи ослободени по нивната хемиска или механичка лиза, како што се ензими, органски киселини или пептиди. Во оваа статија би сакале да им го претставиме на читателите на нашето списание концептот за постбиотици, методите што се користат за нивно идентификување, класите на постбиотици и нивната улога во прехранбената индустрија.

Р остбиотиците се растворливи фактори кои се лачат од живите бактерии или се резултат на нивните процеси на лиза. Нивното место на дејствување е тенкото црево, каде заедно со пре- и постбиотиците влијаат на цревната микробиота (1) .

Цревната микробиота претставува целост на микроорганизми од тенкото и дебелото црево, способни за производство на сигнални молекули, со важни улоги во регулирањето на нормалното функционирање на телото. Составен е од повеќе од 100 трилиони бактериски клетки, со околу 1000 видови бактерии (2) .

Цревната микробиота е важен дел од телото, има многу функции и, во исто време, преку нерамнотежата што се јавува на негово ниво, таа е вклучена во повеќе патологии.

Составот на цревната микробиота почнува да се формира дури и пред раѓањето (3) .

Понатаму, тоа е под влијание на различни фактори, како што се начинот на раѓање, диета, доење или доење. Околу возраст од 2-3 години, составот на микробиотата се стабилизира и почнува да личи на возрасниот; дури и по созревањето, може да се појават промени, или поради видот на диета - вегетаријанска или не, хипо- или нормокалорична - или поради администрираните лекови или поради околината во која живее лицето (4) .

Улогите на микробиотата се разновидни, најчеста е активната механичка и биолошка бариера, наменета за заштита на телото од заразни агресии на ова ниво (5) .

Квалитативната и квантитативната модификација на микробиотата, проследена со промена на структурата на цревната лигавица, доведува до зголемување на неговата пропустливост за имунолошки толерирани бактерии, кои, потврдени со патолошко цревно воспаление и прекумерна стимулација на имунолошкиот одговор, иницираат процеси со локални и системски реперкусии.: цревни, хепатални, метаболички нарушувања (дислипидемија, дијабетес), ревматолошки или невропсихијатриски нарушувања (анксиозност, депресија) (6) .

Така, идентификувањето на нови класи на постбиотици и патиштата одговорни за нивното производство треба да доведат до подобро механичко разбирање на улогата на пробиотиците, пребиотиците и специфичните постбиотици во враќањето на составот и функцијата на цревната микробиота (7). .

И покрај фактот дека механизмите вклучени во стекнувањето на здравствените придобивки од постбиотиците сè уште не се разјаснети во целост, научните податоци покажаа дека постбиотиците имаат различни функционални својства, како што се: антимикробни, антиоксидантни и имуномодулаторни. Овие својства можат позитивно да влијаат на хомеостазата на микробиотата или метаболизмот на домаќинот и неговите сигнални патишта, со што влијаат на специфичните физиолошки, неврохормонални, регулаторни, имунолошки и одредени метаболички реакции (8). .

Во моментов, има доста обемни информации за основните, терапевтските и технолошките аспекти на "добрите" бактерии. Сепак, повеќето студии се фокусираат на цели клетки (живи клетки или термички инактивирани клетки) или на компонентите на клеточната мембрана/wallидот, а во однос на растворливиот интрацелуларен дел (т.е. постбиотиците), литературата се фокусира помалку на нив. (9) .

Иако неодамна е откриена важноста на постбиотиците и покрај фактот дека нивните механизми на дејствување и структура не се целосно идентификувани, податоците за нивните здравствени придобивки продолжуваат да растат. До денес, постојат само неколку студии за постбиотици, особено синтетизирани постбибиотици од видови на Lactobacillus (10) .

Цревните комензални бактерии зависат целосно од домаќинот за да обезбедат хранливи материи потребни за производство на раст и развој на микробиотата. Во исто време, за време на животниот циклус, бактеријата произведува метаболити со мала молекуларна тежина; овие соединенија играат клучна улога во регулирањето на процесите на раст и репродукција, ги стимулираат процесите на раст на други микроорганизми, меѓуклеточната комуникација и обезбедуваат заштита од стресни фактори. Некои од овие растворливи метаболити може да се лачат од живи бактерии или да се лачат со бактериска лиза, обезбедувајќи физиолошки придобивки со менување на клеточните процеси и метаболичките патишта на домаќинот (11) .

Иако овие придобивки може да се разликуваат од бактерија до бактерија, можно е (барем теоретски), со употреба на биоинженеринг, да се произведат рекомбинантни пробиотици, способни да извршат различни корисни својства, бидејќи тие содржат биолошки копии на овие биоактивни метаболити.

Општо земено, постбиотиците можат да се разликуваат едни од други, или според нивниот елементарен состав (на пример: липиди, протеини, јаглени хидрати, витамини, органски киселини) или според нивните физиолошки својства, вклучувајќи: имуномодулаторни, антиинфламаторни, намалување на холестерол, антиобезност, антихипертензивни, антипролиферативно и антиоксидативно (12) .

Постбиотиците, исто така, имаат некои заеднички карактеристики, како што се: истите безбедносни граници и долг рок на траење (до пет години, кога се користат како состојка во храна, пијалоци или додатоци во исхраната). Покрај тоа, студија на Шендеров (2013) покажа дека постбиотиците имаат и други многу корисни карактеристики, како што се лесна апсорпција, метаболизам, дистрибуција и елиминација, својства што можат да се користат за да се визуелизираат/истражат разни органи и ткива. на домаќинот, со што се активираат различни биолошки одговори (13) .

Покрај тоа, многу важно својство на постбиотиците е тоа што тие можат да го имитираат благотворниот здравствен ефект на пробиотиците, но без администрација на живи бактерии, што исто така може да има несакани негативни ефекти врз домаќинот - ефекти покажани во студијата на Tsilingri (2012), кој истакна дека пробиотиците можат да предизвикаат локален инфламаторен одговор сличен на оној предизвикан од салмонела (14). Покрај тоа, постојат и други ризици поврзани со администрација на живи бактерии - на пример, надуеност, гасови, па дури и бактериемија може да се појават кај имуносупресивни и предвремени пациенти како резултат на пробиотична транслокација. Од овие причини, употребата на постбиотици се гледа како одржлива и многу побезбедна алтернатива од пробиотиците (15) .

Постбиотиците се добиени со употреба на методи на клеточна лиза, и тука вклучуваме: топлина, ензимски третмани, екстракција на растворувачи, ултразвук. Покрај овие примарни процедури, беа користени и методи како центрифугирање, дијализа и хроматографија.

И покрај сите методи што се користат за откривање, идентификување и квантифицирање на постбиотиците, потребно е длабинско истражување за користените методи и протоколите за екстракција за да може да се идентификуваат новите постбиотици, да се разберат нивните механизми на дејствување и модулациони патеки.

Биоактивноста на постбиотиците и нивните ефекти

Во последниве години, извршени се неколку студии, и ин витро и ин виво, за проценка на биоактивноста и ефектите врз здравјето, вклучително и интрацелуларни метаболити, како и одредени компоненти на клеточниот wallид.

Повеќето постбибиотици откриени досега се добиени од соеви на Лактобацилус и Бифидобактериум, но постбиотиците се синтетизирани и од соевите на стрептококус и фекалибактериум. Докажано е дека додатоците во исхраната со постбиотици го намалуваат крвниот притисок, давајќи им антихипертензивен ефект. Овој заштитен механизам на ендотелот сè уште не е разјаснет, но се смета дека е поврзан со промени во микробиотата, враќање на функцијата на цревната бариера и симпатична стимулација на бубрегот (16) .

Постбиотиците, исто така, имаат инхибиторен ефект врз патогени бактерии - Listeria monocytogenes, Salmonella enterica S-100, Escherichia coli E-30 и видови Enterococcus отпорни на ванкомицин. Покрај тоа, идентификуван е антиоксидативен ефект, и ин витро и ин виво, во одредени метаболити изложени на специфични егзополисахариди во соеви на Бифидобактериум анималис, кои успеале да ги инхибираат радикалите на оксид и супероксид. Овој антиоксидативен ефект е пронајден кај различни интрацелуларни бактериски ензими - глутатион пероксидаза (GPx), супероксид дисмутаза (SOD), никотинамид-аденин-динуклеотид (NADH) и NADH-пероксидаза. Од друга страна, некои соединенија на клеточниот wallид се поврзани со ин витро имуномодулаторни својства - липопротеински киселини, протеини С. Покрај тоа, некои постбиотици имаат неколку биоактивности, можат истовремено да активираат различни интрацелуларни сигнални патишта. Липопротеинските киселини (ЛТА) развиваат неколку својства од овој тип, тие имаат различни функции - антитуморно, антиоксидантно и имуномодулаторно (17) .

Откриена е и хепатопротективната улога на постбиотиците. Во врска со ова, суспензијата добиена по лизирање на клеточниот wallид на Lactobacillus fermentum BGHV110 имаше можност да ја намали хепатотоксичноста предизвикана од ацетаминофен во клетките на црниот дроб G2. Овој ефект беше овозможен со активирање на автофагијата во G2 клетките со активирање на сигналната патека PINK1. Овој ефект е реплициран и во други студии, како што е оној на Шарма и сор. (2011), кој кај лабораториските животни го демонстрираше хепатопротективниот ефект на интрацелуларната суспензија од видовите Enterococcus lactis и Lactobacillus acidophilus. Покрај тоа, истражувачите откриле дека постбиотиците имаат потенцијал за нормализирање на нивото на глутатион и пониски биомаркери на оксидативен стрес.

Друг важен ефект беше опишан во студијата од Каноничи и сор. (2011), кој, користејќи култура добиена од Saccharomyces boulardii на модели in vitro, забележал зголемување на капацитетот за поправка на лезијата и миграција на клетките како резултат на активирање на 2 б 1 рецептори за колаген. Овие податоци сугерираат дека постбиотиците може да се подобрат значително го поправаат цревниот епител по повредата и имаат потенцијал да се користат во широк спектар на гастроинтестинални нарушувања (18) .

Биоактивноста на постбиотиците сугерира дека овие соединенија може да придонесат за подобрување на здравјето со активирање на повеќе интрацелуларни сигнали и со нивно комбинирано дејство со други живи метаболити и микроорганизми.

Важноста на постбиотиците во прехранбената и фармацевтската индустрија

Прехранбената индустрија постојано се развива, постојано бара да понуди нови производи. Така, во последниве години е развиен нов асортиман на производи кои содржат пробиотици.

Од друга страна, проблем поврзан со употребата на пробиотици во храната е поврзан со фактот дека некои соеви на пробиотици имаат можност да се спротивстават на дејството на антибиотиците.

Друга причина за загриженост во врска со употребата на пробиотици е одржување на одржливоста на бактериите за време на обработката и складирањето на производите. На одржливоста на бактериите што се користат во пробиотиците може да влијаат разни фактори - интеракцијата со други микробиолошки видови, нивото на киселост на производот, температурата на околината, времето на ферментација итн. (19) .

Спротивно на тоа, постбиотиците се многу постабилни од формите добиени од живи бактерии. На пример, пептиди со антимикробни својства, главно бацилизин и холотетаин, произведени од Bacillus sp. CS93 сој, се растворливи и остануваат активни на долг рН опсег. Покрај тоа, постбиотиците можат да се користат во контролирана и стандардизирана средина, додека во случај на пробиотици, нивната биоактивност во цревата зависи од специфичната метаболичка активност за секој вид.

Во моментов, следниве производи се користат во фармацевтската индустрија: Колибиоген ® - „без клетки и без протеини“, добиен од култури на соеви Ешерихија коли Лавес 1931; содржи аминокиселини, пептиди, полисахариди и масни киселини. Главниот ефект е антиинфламаторно и регенеративно на цревната лигавица.

Del-Immune ® е уште еден производ што содржи пептиди, аминокиселини и ДНК фрагменти од Д. вирус L. rhamosus V - ја намалува гастроинтестиналната непријатност кај децата со аутизам (20) .

Неодамнешните студии сугерираат дека метаболитите кои се резултат на бактериска лиза - хијалуронска киселина, сфингомиелин, пептидогликани, липотехоична киселина, млечна киселина, оцетна киселина - може да обезбедат широк спектар на дејство и може да донесат големи придобивки во дерматолошките состојби: егзема, атопичен дерматитис, зараснување на лузни. и изгореници, заштита од сонце (21) .

Главна примена на постбиотиците е нивното воведување во формулите за млеко.

Покрај веќе познатите млечни формули, кои содржат пре- и пробиотици, новите млечни производи добиени преку процесот на ферментација можат да бидат остварлива алтернатива за доенчиња со проблеми со гастроинтестиналниот тракт.

Со ферментација на кравјо млеко со различни соеви на бактерии, проследено со краток термички третман, се добива млечна формула која не содржи активни бактерии, туку само производи за ферментација.

Иако гастроинтестиналните нарушувања обично се мали и безопасни за бебето, тие можат повеќе да влијаат на родителите, бидејќи бебето е неутешно и одат на лекар. Обично, овие проблеми се решаваат со текот на времето, и затоа третманот со лекови не е прва намера. Формулите што содржат постбиотици се многу корисни во овие ситуации, главно се должи на фактот дека тие го олеснуваат варењето и созревањето на цревата (22) .

Постбиотиците се состојат од метаболити и/или компоненти на клеточниот wallид излачувани од живи бактерии или произлезени од бактериска лиза, со корисни ефекти врз здравјето на домаќинот. Тие имаат антиинфламаторни, имуномодулаторни, антибиогени, антихипертензивни, хипохолестеролемични, антипролиферативни и антиоксидантни својства. Овие својства ја зајакнуваат изјавата дека постбиотиците го подобруваат здравјето на домаќинот преку стимулирање на интра- и меѓуклеточни патишта и одговори кои не се разјаснети до сега.

Потребни се дополнителни студии за да се разберат нивниот курс на дејствување и сигналите што ги модулираат. Откако ќе се разберат, може да се постават темелите за безбедно и ефикасно производство на големи постбиотици.

Што се однесува до механизмите за производство, многу е важно да се третира со голема претпазливост секој вид, без да се менува, со цел да се елиминира варијабилноста на постбиотиците што произлегуваат од различни видови и влијанието на факторите на животната средина врз нив, што најчесто не може да се контролира.

Понатаму, за постбиотиците да станат долгорочен терапевтски лек, мора да се извршат рандомизирани, двојно слепи студии врз луѓе и лабораториски животни за да се поддржат поволните ефекти врз домаќинот.

Конфликт на интереси: Авторите не прогласуваат судир на интереси.