Prebiotikus és probiotikus élelmiszerek | Offarm
A tudományos vita az előnyeikről
A funkcionális élelmiszerek ma már igen elterjedtek étrendünkben. Néhányukat, mint például a joghurtot, már hosszú évek óta használják, és még mindig nagyon gyakori részét képezik étrendünknek, mivel számos táplálkozási tulajdonsággal rendelkeznek. Az utóbbi időben azonban a kereskedelmi érdekek a fogyasztók összezavarására tett kísérletekhez vezettek. Mostanában megkérdőjeleződik, hogy egyes élelmiszerek valóban rendelkeznek-e azzal a probiotikus hatással, amit mindenki feltételezett.
A bélrendszer a tápanyagok bejutási pontjaként szolgál a keringésbe, és gátat képez a különböző eredetű, exogén és endogén (baktériummaradványok, élelmiszer-antigének, anyagcsere-bomlástermékek) toxinokkal szemben. Ha a bél integritása sérül, a bél áteresztőképessége megváltozik, és ez az antigénekkel vagy patogén mikroorganizmusokkal szembeni gátképesség elveszhet. A bél integritását leginkább befolyásoló tényezők: a bél mikroorganizmusai és a bélnyálkahártya, mindkettőt erősen befolyásolja az étrendünk.
A bél ökológiája
A bél mikroflórája 100 trillió baktériumból áll, mintegy 400 különböző fajból. Különösen a vastagbél ad otthont a szervezetünkben található baktériumok 95%-ának. A bél mikrobióta a születés után kezd kialakulni. Az emésztőrendszerben elsőként aerob baktériumok telepednek meg, elsősorban az E. coli és a Lactobacillus nemzetséghez tartozó baktériumok. Később és fokozatosan anaerob fajok telepednek meg, különösen a Bacteroides, Clostridium, Eubacterium és Bifidobacterium nemzetségek. A 2 éves kortól kezdve a kialakult mikroflóra szinte végleges, és az egyén egész életében nagyon stabil marad. Nyilvánvaló, hogy az antibiotikum-használat vagy a táplálkozás megváltozása miatt lehetnek átmeneti változások, de ezek általában visszafordíthatók.
Egy optimálisan működő bélrendszerben a hasznos baktériumok (bifidobaktériumok, Lactobacillus, nem patogén E. coli) populációi egyensúlyban élnek a patogén baktériumokkal (hemolitikus E. coli, Clostridium perfringens, Campylobacter, Listeria), amint azt az 1. táblázat mutatja. Ma már ismert, hogy e mikroflóra egyensúlyának felborulása egyes betegségek, például a rák kialakulását okozhatja vagy elősegítheti (2. táblázat). Megfigyelték, hogy az egyes élelmiszerekben található potenciális rákkeltő anyagok (pigmentek, aflatoxinok, peszticidek, nitritek) és más rákkeltő anyagok bioaktiválhatók a bélbaktériumok enzimrendszerei által. Ez a bioaktiválás fokozódik, ha a bél mikroflóra egyensúlya megbomlik. Ezért nagyon fontos, hogy táplálkozással támogassuk kedvező bélbaktériumainkat, amit kétféle élelmiszer: prebiotikumok és probiotikumok fogyasztásával érhetünk el. A prebiotikumok olyan nem emészthető élelmiszerek, amelyek serkentik a vastagbélben már jelen lévő szimbiotikus baktériumfajok növekedését. A probiotikumok viszont olyan élő mikroorganizmusokat tartalmazó élelmiszerek vagy étrend-kiegészítők, amelyek a bélbaktériumok egyensúlyának módosítására vagy javítására és a gazdaszervezet egészségének támogatására használhatók.
A bélnyálkahártya táplálkozási támogatása
A bélnyálkahártya enterocitákból és colonocitákból áll, és egyik fő funkciója, hogy gátként működjön, és megakadályozza, hogy patogén mikroorganizmusok vagy antigének kerüljenek a keringésbe. Ha a nyálkahártya elpusztul, a bélfal áteresztőképessége megváltozik, ami lehetővé teszi a baktériumok, toxinok vagy emésztetlen ételmaradékok átjutását. Számos alkalommal felvetették, hogy a kiegyensúlyozatlan étrend és a megváltozott bélbaktériumok megváltoztatott permeabilitáshoz vezethetnek. Például a rostban szegény étrend csökkent perisztaltikához és a táplálék késleltetett bélmozgásához vezethet, ami viszont a baktériumok egyensúlyának megváltozásához is. Ezenkívül az élelmi rostok, különösen az oldható rostok, a bél mikroflóra által metabolizálva rövid szénláncú zsírsavakhoz (főként butirát, acetát és propionát) vezetnek, amelyek a bélsejtek kedvelt üzemanyagai. Konkrétan a vajsav vagy butirát a kolonociták kedvelt üzemanyaga, és csak az élelmi rostoknak a hasznos baktériumok, főként a bifidobaktériumok által történő erjesztésével állítható elő. A propionátot és az acetátot viszont elsősorban a máj használja fel. Az enterociták (a vékonybél sejtjei) ennek az anyagcserének a melléktermékeit, például a glutamint, a glutamátot és az acetoacetátot részesítik előnyben.
A széles spektrumú antibiotikumok alkalmazása negatív hatással van a bélrendszer integritására, mivel a patogén és a hasznos baktériumokat egyaránt kiirtja. Ezért az antimikrobiális kezelést követően ajánlott intézkedés a probiotikus élelmiszerek, például a joghurt fogyasztásának növelése, hogy a lehető leghamarabb helyreálljon a tönkrement egészséges mikroflóra.
GALT
A bélrendszer nagyon fontos szerepe a méregtelenítés, az immunrendszer sejtjei által. Mint már említettük, az emésztőrendszer nagyon fontos szerepet játszik abban, hogy az endogén és exogén toxinok ne kerüljenek az általános keringésbe, a bélflóra barrier funkciójának köszönhetően. Ezenkívül, ha a toxinoknak sikerül átjutniuk ezen a gáton, a bél nyirokszövet megakadályozza, hogy a véráramba jussanak. A bél a legnagyobb nyirokszerv a szervezetben, és itt található a legtöbb limfocita, amelyek a szervezet antitestjeinek mintegy 70%-át termelik. A bél nyirokszövetéből (GALT) származó immunglobulinok kötődnek a baktériumokhoz, vírusokhoz és más idegen részecskékhez, hogy megakadályozzák azok keringésbe jutását. Ezek közül a szekretoros immunglobulin A (IgA) az általános immunrendszertől elkülönülten működik, és elsősorban a bakteriális enzimek és toxinok inaktiválásáért felelős.
A gyomor-bélrendszer fontos szerepet játszik abban, hogy a bélflóra barrier funkciója révén megakadályozza az endogén és exogén toxinok bejutását az általános keringésbe.
A bifidobaktériumok és más hasznos baktériumtörzsek az IgA szintézis serkentői. Ezért bizonyos prebiotikus élelmiszerek fogyasztását, amelyek ezeket a baktériumtörzseket tartalmazzák, a védekezőképesség serkentésével hozták összefüggésbe.
Prebiotikumok
A bél mikroflóráját tápláló, a gazdaszervezet számára hasznos szubsztrátokat tartalmazó élelmiszerek. Ilyen élelmiszerek például az élelmi rostok, különösen a jelenleg nagyon divatos frukto-oligoszacharidok (FOS), amelyek rövid szénláncú egyszerű cukrokból (3-10 cukoregység) állnak, amelyek közül legalább 2 fruktóz. Három kategóriába sorolhatók aszerint, hogy hány fruktózegységet tartalmaznak. Ezeknek a cukroknak a kötéseit a vékonybélben lévő enzimek nem tudják hidrolizálni, így nem tudnak felszívódni a vékonybélben, és átjutnak a vastagbélbe, ahol szelektíven serkenthetik a jótékony baktériumok, például a bifidobaktériumok és a Lactobacillus növekedését, ami a patogén baktériumok, például a Salmonella és a Clostridium csökkenését eredményezi. Egyes tanulmányok kimutatták, hogy a magas FOS-bevitel csökkentheti a béta-glükuronidáz aktivitást, egy olyan enzimet a bélben, amely a prokarcinogéneket karcinogénné alakíthatja át. FOS megtalálható a mézben, sörben, hagymában, spárgában, rozsban, zabban, articsókában, banánban és cikóriában. Más élelmirost-összetevők, például a pektin, a hemicellulóz és az inulin szintén prebiotikumként működnek, és serkentik a rövid szénláncú zsírsavak termelődését. Az FOS-tartalom nagyon változó, és a búzában 1-4%-tól a cikóriában 20%-ig terjedhet. A különböző FOS-típusok közötti különbség a polimerizáció mértékében rejlik. Mindegyikük a termékek széles skáláján felhasználható, mind technológiai, mind táplálkozási tulajdonságaik miatt. Technológiailag textúrázóként, vízmegkötőként és mindenekelőtt zsír- és cukorhelyettesítőként (édesítőszerekkel együtt) használják őket, amelyek a különböző “kalóriaszegény termékek” állagmegóvását szolgálják. Általában megtalálhatóak többek között a tejtermékekben, pékárukban, jégkrémekben és könnyű szószokban.
A prebiotikus vagy probiotikus élelmiszerek bevitelének a változatos és kiegyensúlyozott étrend részét kell képeznie
Táplálkozástudományi szempontból néhány éve az inulinban vagy más FOS-ban gazdag étrend-kiegészítőket vagy élelmiszereket prebiotikus tulajdonságaik miatt népszerűsítik. Ép állapotban jutnak el a vastagbélbe, mivel ellenállnak a gyomorban történő hidrolízisnek és a vékonybélben történő emésztésnek. Ott a vastagbél mikroflórája erjeszti őket, és rövid szénláncú zsírsavakat állít elő, amelyek felszívódva csak 1,5 kcal/g-ot biztosítanak (ezért alacsony a kalóriaértékük). A FOS fogyasztása tehát amellett, hogy alacsony kalóriatartalmú, prebiotikus hatású is, mivel kedvezően módosítja a bélflórát. Ennek a hatásnak viszont más élettani következményei is vannak, mind a vastagbélben, mind szisztémásan (3. táblázat). Ezek egyike az ásványi anyagok felszívódására gyakorolt hatás, például a kalcium és a magnézium fokozott felszívódása, ami többek között pozitív hatással van a csontok és a fogak egészségére. Ezek a hatások azonban rendkívül ellentmondásosak, és jól megtervezett klinikai vizsgálatokkal kell bizonyítani őket. Általánosan elfogadott, hogy napi 2 g-nál többet kell fogyasztani ezekből a FOS-okból ahhoz, hogy érzékeljük prebiotikus hatásukat, amit a hagyományos étrenddel nehéz elérni. Egyértelmű, hogy a dúsított termékek használata soha nem helyettesítheti a gyümölcsökben és zöldségekben “természetesen” található rostok fogyasztását.
Probiotikumok
A bélrendszer integritásának támogatásának másik módszere, hogy élő hasznos mikroorganizmusok, azaz probiotikumok, például Lactobacillus és bifidobaktériumok közvetlen bevitelével próbálják helyreállítani a bélpopulációt. Általánosan elfogadott, hogy a probiotikumok olyan élő mikroorganizmusok, amelyek túlélik a gyomor-bél traktuson való áthaladást, és jótékony hatást gyakorolnak a fogyasztó egészségére, különösen azáltal, hogy hozzájárulnak a bél mikrobiális egyensúlyának javításához. Versengenek a tápanyagokért és a tapadási helyekért, és gátolják a patogén mikroorganizmusok szaporodását. Olyan szerves savakat is képesek szintetizálni, amelyek csökkentik a bél pH-értékét és késleltetik a pH-érzékeny patogén baktériumok növekedését. Az erjesztett tejtermékek, mint a joghurt, a kefir és a probiotikus készítmények, élelmiszerek vagy étrend-kiegészítők Lactobacillust, bifidobaktériumokat és más hasznos baktériumformákat tartalmaznak. Más erjesztett élelmiszereket, például a savanyú káposztát is Lactobacillus törzsekkel tenyésztik. A kereskedelmi forgalomban kapható probiotikus termékekben az életképes mikroorganizmusok száma azonban nagyon eltérő.
Az élő mikrobákat tartalmazó erjesztett tej fogyasztása iránt egyre nagyobb az érdeklődés az egészség megőrzése és esetleg a betegségek megelőzése vagy kezelése céljából. Ennek a fogyasztásnak több oka is van. Az egyik az “egészséges élelmiszerek” iránti érdeklődés, a másik pedig a klinikai gyakorlatban, amikor az antibiotikumokkal szemben alternatív kezeléseket próbálnak ki. A joghurtot a népszerű nyugati kultúrában ilyen egészséges tápláléknak tekintik. Az utóbbi években a savas és epés emésztést túlélő, nem patogén baktériumok számos típusát és törzsét tanulmányozták az erjesztett tejek alkalmazása céljából. A leggyakrabban használt mikroorganizmusok a Lactobacillus és a bifidobaktériumok, amelyeket különböző gasztrointesztinális és szisztémás helyzetekben, például laktózintolerancia, hasmenéses betegségek, ételallergia és immunmoduláció esetén profilaktikus és terápiás alternatívaként értékelnek (4. táblázat).
A probiotikumok szervezetre gyakorolt jótékony hatásait az alábbiakban tárgyaljuk.
Laktóz emészthetősége
A joghurtot és a probiotikumokkal erjesztett tejet a laktózérzékenyek általában jobban tolerálják a tejnél. A felnőtt lakosság nagy része laktózérzékeny, ami a laktáz enzim csökkent aktivitásának köszönhető a bélnyálkahártyában. Az emésztetlen laktóz ozmotikus hatást fejt ki a bél lumenében, és a vastagbélbe jutva a natív baktérium fermentálja, ami rövid szénláncú zsírsavak (acetát, laktát, butirát) és gázok (CO2, metán és hidrogén) szintézisét eredményezi. Ez a szekvencia az intolerancia tüneteit eredményezi: puffadás, hasi fájdalom és hasmenés.
A legtöbb probiotikum béta-galaktozidázt szintetizál, amely szintén képes hidrolizálni a laktózt, és így segíthet enyhíteni ezeket a tüneteket.
Bélmozgási zavarok
A bifidobaktériumokat tartalmazó egyes fermentált tejek dózistól függően 10-22%-kal képesek csökkenteni a bélmozgási időt, ami előnyös a székrekedésre hajlamos emberek számára. A hasmenésre hajlamos emberek tranzitidejét is módosítják. Számos tanulmány kimutatta, hogy a probiotikumokat szedőknél az epizódok gyakorisága alacsonyabb és időtartama rövidebb, legyen szó csecsemőkori hasmenésről, utazók hasmenéséről, antibiotikum-használattal összefüggő hasmenésről vagy laktózemésztési zavarok okozta hasmenésről. Egy nemrégiben készült, 9 tanulmányt tartalmazó metaanalízis 61-65%-os csökkenést mutatott ki az antibiotikumokkal összefüggő hasmenés kockázatában.
Javított immunválasz
Az állatokon kimutatták, hogy a bélhez kapcsolódó nyirokszövet növeli a kórokozókkal szembeni válaszadási képességét, ha a bél tartósan probiotikumokat kap. A probiotikumok amellett, hogy lassítják a kórokozók fejlődését, erősítik a bél gátként való működését, így megakadályozzák, hogy a káros mikroorganizmusok a véráramba jussanak. Emellett növelik a limfociták és makrofágok aktivitását, és serkentik a humorális immunválaszt azáltal, hogy fokozzák a *-interferon (vírusellenes, profilaktikus és NK-sejt-aktiváló hatású) termelését, ami javítja a gyulladással megváltozott bélpermeabilitást.
Rák
A legújabb epidemiológiai vizsgálatok fordított kapcsolatot találtak a különböző ráktípusok kialakulásának kockázata és a probiotikus élelmiszereket tartalmazó étrend fogyasztása között. A probiotikumok csökkenthetik a prokarcinogéneket karcinogénné alakító enzimeket, és gátolhatják a rosszindulatú daganatok kialakulását.
A fermentált tejtermékek, például a joghurt, a kefir és a probiotikus készítmények, élelmiszerek vagy étrend-kiegészítők Lactobacillust tartalmaznak, bifidobaktériumok és más hasznos baktériumformák
Vér koleszterinkoncentrációja
A mechanizmus oka az lehet, hogy a rövid szénláncú zsírsavak megváltoztathatják a koleszterinszintézist. Ezenkívül a baktériumok képesek konjugálni az epezsírsavakat, és megkönnyítik azok kiválasztását a széklettel. Az epesavak enterohepatikus kimerülése miatt a májnak feltétlenül el kell távolítania a koleszterint a keringésből, hogy több epesót szintetizálhasson.
Azokban a vizsgálatokban azonban, amelyek ezeket a koleszterinszint-csökkentő hatásokat kimutatták, “irreális” joghurtadagokat használtak (> napi 2 liter).
Atopiás betegségek
A prospektív vizsgálatok azt mutatják, hogy a probiotikumok korai életkorban történő alkalmazása javíthatja az atópiás betegségek tüneteit az allergia kialakulásának kockázatának kitett csecsemőknél. Másrészt úgy tűnik, hogy a probiotikumok modulálhatják a gyulladásos bélválaszt, és lehetséges klinikai hatást fejthetnek ki bizonyos kórképekben, például a fekélyes vastagbélgyulladásban és a regionális bélgyulladásban.
Vannak olyan vizsgálatok, amelyek nem találják a probiotikumok kedvező hatását, és vannak olyanok, amelyek az egyik probiotikummal, a másikkal pedig nem, ezért további kutatásokra van szükség ezen a területen. A probléma az, hogy minden ilyen tanulmány mögött mindig gazdasági érdekek húzódnak meg, amelyek félrevezethetik a fogyasztót. Ez magyarázza a közelmúltban lezajlott joghurtháborút. A spanyol jogszabályok szerint a joghurt kétféle baktériummal erjesztett tej: Streptococcus thermophilus és Lactobacillus bulgaricus. Ha a terméket ezt követően pasztőrözik, ezek a mikroorganizmusok elpusztulnak, és az erjedés után pasztőrözött joghurtot kapunk, amely a hűtőszekrényen kívül is tárolható, és hosszabb eltarthatósági idővel rendelkezik. Spanyolországban tavaly június óta a pasztőrözött joghurtot a joghurt egyik fajtájaként ismerik el, bár nem tartalmazza annak megkülönböztető jellemzőjét: az élő mikroorganizmusokat. Más országokban más a megközelítés: míg az Egyesült Államokban, Kanadában, Ausztráliában, Németországban és az Egyesült Királyságban elfogadják a “pasztőrözött joghurt” kifejezést, addig Franciaországban, Svájcban és Olaszországban ez nem így van.
Jelenleg nincs egyetértés abban, hogy a joghurtban és más erjesztett tejekben található mikroorganizmusok mennyire képesek ellenállni a gyomor-bélrendszer kedvezőtlen körülményeinek, életképesen eljutni a vastagbélbe, és ott elég versenyképesek ahhoz, hogy megtelepedjenek, aktívak maradjanak és kifejtsék a nekik tulajdonított jótékony hatást. Egyes szakértők azt állítják, hogy heti 8 joghurt fogyasztása már bizonyos egészségügyi előnyökkel járhat. Mindenesetre úgy tűnik, teljes egyetértés van abban, hogy ahhoz, hogy ezek a jótékony hatások megnyilvánuljanak, rendszeres és tartós fogyasztásra van szükség. Továbbá, mivel e termékek fogyasztásának nincsenek ismert káros hatásai, a fogyasztó legalább olyan egyéb tápértékeket kap, amelyek egyértelműen bizonyítottak. Mindezek ellenére az iparág még mindig keresi azokat a törzseket, amelyek ellenállnak a gyomor-bél traktusnak, és bizonyítják, hogy képesek probiotikus hatást kifejteni. Például az Egyesült Államokban ilyen étrend-kiegészítők széles választéka kapható, jelenleg többek között olyanok, amelyek Lactobacillus GG-t tartalmaznak, amely 1010 kolóniaképző egység (CFU) dózisban bizonyítottan jótékony hatású, valamint Lactobacillus reuteri-t, amelyet szintén 1010 CFU dózisban forgalmaznak.
Összefoglalva, a prebiotikumok és probiotikumok területe nagyon ígéretes, és különböző alkalmazásaik a fejlett társadalmakban igen elterjedt állapotok, például az allergia és a rák megelőzésére utalnak. Eddig nagyon sok olyan szigorú tudományos tanulmány született, amely e termékek rendszeres fogyasztásának jótékony hatását állapította meg, és egyre nagyobb az érdeklődés a további kutatások iránt ezen a területen. Ezeknek az élelmiszereknek az étrendbe való felvétele azonban nem zárja ki, hogy az étrend megfelelő legyen. A prebiotikus vagy probiotikus élelmiszerek fogyasztásának minden esetben a változatos és kiegyensúlyozott étrend részét kell képeznie. Csak így segíthetik ezek a termékek a megfelelő táplálkozást és az egyének jobb életminőségét.
Általános irodalom
Hertzler S. Probiotics and prebiotics and human health. In: Wardlaw GM, Hampl JS, DiSilvestro RA (szerk.). Táplálkozási perspektívák. New York: McGraw-Hill; p. 98-100.
Kimberly M. Nutrition in adulthood. In: Mahan LK, Escott-Stump S (szerk.). Krause táplálkozás- és diétaterápiája. Madrid: McGraw-Hill Interamericana, 2001; p. 302-5.
Mateos JA. Baktériumok és egészség. Funkcionális élelmiszerekről szóló konferencia (2002. május 23-24.). Innovációs Központ. Bosch i Gimpera Alapítvány. Barcelonai Egyetem.
Mateos JA.