Żywność prebiotyczna i probiotyczna | Offarm
Kontrowersje naukowe wokół ich korzyści
Żywność funkcjonalna jest obecnie bardzo powszechna w naszych dietach. Niektóre z nich, takie jak jogurty, są stosowane od wielu lat i nadal są bardzo częstym elementem naszej diety, ponieważ mają wiele właściwości odżywczych. Ostatnio jednak interesy handlowe doprowadziły do prób wprowadzenia konsumentów w błąd. Obecnie kwestionuje się, czy niektóre pokarmy rzeczywiście mają efekty probiotyczne, które wszyscy zakładali.
Jelito działa jako punkt wejścia dla składników odżywczych do obiegu i jako bariera przed toksynami różnego pochodzenia, zarówno egzogennymi, jak i endogennymi (pozostałości bakterii, antygeny pokarmowe, produkty rozpadu metabolicznego). Gdy integralność jelit jest zaburzona, przepuszczalność jelit ulega zmianie i ta zdolność barierowa przeciwko antygenom lub mikroorganizmom chorobotwórczym może zostać utracona. Czynniki, które najbardziej wpływają na integralność jelit to: mikroorganizmy jelitowe i błona śluzowa jelit, z których oba są pod silnym wpływem naszej diety.
Ekologia jelit
Mikroflora jelitowa składa się ze 100 bilionów bakterii z około 400 różnych gatunków. Jelito grube, w szczególności, jest domem dla 95% bakterii w naszym organizmie. Mikrobiota jelitowa zaczyna się kształtować po urodzeniu. Pierwsze bakterie zasiedlające przewód pokarmowy to bakterie tlenowe, głównie E. coli i inne z rodzaju Lactobacillus. Później, stopniowo, zadomawiają się gatunki beztlenowe, zwłaszcza z rodzajów Bacteroides, Clostridium, Eubacterium i Bifidobacterium. Począwszy od 2 roku życia, mikroflora, która została ustalona jest prawie ostateczna i pozostaje bardzo stabilna przez całe życie jednostki. Oczywiście, mogą wystąpić przejściowe zmiany wynikające ze stosowania antybiotyków lub zmiany diety, ale są one zazwyczaj odwracalne.
W optymalnie funkcjonującym jelicie populacje korzystnych bakterii (bifidobakterie, Lactobacillus, niepatogenne E. coli) współistnieją w równowadze z bakteriami patogennymi (hemolityczne E. coli, Clostridium perfringens, Campylobacter, Listeria), jak pokazano w tabeli 1. Obecnie wiadomo, że zaburzenie równowagi w tej mikroflorze może powodować lub sprzyjać rozwojowi niektórych chorób, takich jak nowotwory (tabela 2). Zaobserwowano, że potencjalne kancerogeny zawarte w niektórych produktach spożywczych (barwniki, aflatoksyny, pestycydy, azotyny) oraz inne kancerogeny mogą być bioaktywowane przez systemy enzymatyczne bakterii jelitowych. Ta bioaktywacja jest wzmocniona, gdy dochodzi do zaburzenia równowagi w mikroflorze jelitowej. Dlatego bardzo ważne jest, aby odżywczo wspierać nasze korzystne bakterie jelitowe, co można osiągnąć poprzez spożywanie dwóch rodzajów pokarmów: prebiotyków i probiotyków. Prebiotyki to niestrawne produkty spożywcze, które stymulują wzrost symbiotycznych gatunków bakterii już obecnych w jelicie grubym. Probiotyki, z drugiej strony, to żywność lub suplementy zawierające żywe mikroorganizmy, które mogą być stosowane w celu zmiany lub poprawy równowagi bakteryjnej jelit i wspierania zdrowia gospodarza.
Odżywcze wsparcie błony śluzowej jelit
Śluzówka jelit składa się z enterocytów i kolonocytów, a jedną z jej głównych funkcji jest działanie jako bariera i zapobieganie przedostawaniu się patogennych mikroorganizmów lub antygenów do krążenia. Kiedy błona śluzowa jest zniszczona, przepuszczalność ściany jelita ulega zmianie, umożliwiając przedostawanie się bakterii, toksyn i niestrawionych resztek pokarmowych. Wielokrotnie sugerowano, że niezrównoważona dieta i zmienione bakterie jelitowe mogą prowadzić do zmienionej przepuszczalności. Na przykład, dieta uboga w błonnik pokarmowy może skutkować zmniejszoną perystaltyką i opóźnionym pasażem jelitowym pokarmu, co z kolei prowadzi do zmiany równowagi bakteryjnej. Ponadto błonnik pokarmowy, w szczególności błonnik rozpuszczalny, po zmetabolizowaniu przez mikroflorę jelitową prowadzi do powstania krótkołańcuchowych kwasów tłuszczowych (głównie maślanu, octanu i propionianu), które są preferowanym paliwem komórek jelitowych. W szczególności kwas masłowy lub maślan jest preferowanym paliwem kolonocytów i jest wytwarzany wyłącznie w procesie fermentacji błonnika pokarmowego przez pożyteczne bakterie, głównie bifidobakterie. Propionian i octan, z drugiej strony, są głównie wykorzystywane przez wątrobę. Enterocyty (komórki jelita cienkiego) preferują produkty uboczne tego metabolizmu, takie jak glutamina, glutaminian i acetoacetat.
Stosowanie antybiotyków o szerokim spektrum działania ma negatywny wpływ na integralność jelit, ponieważ eliminuje zarówno bakterie patogenne, jak i pożyteczne. Dlatego też, zalecanym środkiem podczas leczenia przeciwbakteryjnego jest zwiększenie spożycia żywności probiotycznej, takiej jak jogurty, w celu przywrócenia, tak szybko jak to możliwe, zdrowej mikroflory, która została zniszczona.
GALT
Bardzo ważną rolą jelita jest detoksykacja, przez komórki układu odpornościowego. Jak wspomniano powyżej, przewód pokarmowy odgrywa bardzo ważną rolę w zapobieganiu przedostawania się endogennych i egzogennych toksyn do krążenia ogólnego, dzięki funkcji barierowej flory jelitowej. Ponadto, jeśli toksyny zdołają ominąć tę barierę, tkanka limfoidalna jelit zapobiega ich migracji do krwiobiegu. Jelito jest największym organem limfoidalnym w organizmie i zawiera największą liczbę limfocytów, które wytwarzają około 70% przeciwciał w organizmie. Immunoglobuliny z jelitowej tkanki limfoidalnej (GALT) przyczepiają się do bakterii, wirusów i innych obcych cząstek, aby zapobiec ich przedostaniu się do krążenia. Spośród nich wydzielnicza immunoglobulina A (IgA) działa niezależnie od ogólnego układu odpornościowego i jest głównie odpowiedzialna za inaktywację enzymów bakteryjnych i toksyn.
Przewód pokarmowy odgrywa ważną rolę w zapobieganiu przedostawania się endogennych i egzogennych toksyn do krążenia ogólnego dzięki funkcji barierowej flory jelitowej
Bifidobakterie i inne szczepy korzystnych bakterii są stymulatorami syntezy IgA. Dlatego spożywanie niektórych pokarmów prebiotycznych, które zawierają te szczepy bakterii, zostało powiązane ze stymulacją mechanizmów obronnych.
Prebiotyki
Pokarmy zawierające substraty, które odżywiają korzystną dla gospodarza mikroflorę jelitową. Przykładem takiej żywności jest błonnik pokarmowy, w szczególności bardzo modne obecnie fruktooligosacharydy (FOS), składające się z krótkołańcuchowych cukrów prostych (od 3 do 10 jednostek cukrowych), z których co najmniej 2 to fruktoza. Są one podzielone na trzy kategorie, w zależności od liczby zawartych w nich jednostek fruktozy. Wiązania tych cukrów nie mogą być hydrolizowane przez enzymy w jelicie cienkim, więc nie mogą być wchłaniane przez jelito cienkie i przechodzą do jelita grubego, gdzie mogą selektywnie stymulować wzrost korzystnych bakterii, takich jak bifidobakterie i Lactobacillus, powodując zmniejszenie liczby bakterii chorobotwórczych, takich jak Salmonella i Clostridium. Niektóre badania wykazały, że wysokie spożycie FOS może zmniejszyć aktywność beta-glukuronidazy, enzymu w jelitach, który może przekształcać prokarcynogeny w karcynogeny. FOS znajduje się w miodzie, piwie, cebuli, szparagach, życie, owsie, karczochach, bananach i cykorii. Inne składniki błonnika pokarmowego, takie jak pektyny, hemiceluloza i inulina, również działają jak prebiotyki i stymulują produkcję krótkołańcuchowych kwasów tłuszczowych. Zawartość FOS jest bardzo zróżnicowana i może wynosić od 1-4% w pszenicy do 20% w cykorii. Różnica pomiędzy poszczególnymi rodzajami FOS polega na stopniu polimeryzacji. Wszystkie one mogą być stosowane w szerokiej gamie produktów, zarówno ze względu na swoje właściwości technologiczne, jak i odżywcze. Technologicznie stosowane są jako teksturyzatory, środki wiążące wodę, a przede wszystkim jako substytuty tłuszczu i cukru (wraz ze słodzikami), które służą do nadawania konsystencji różnym „niskokalorycznym produktom”. Znajdują się one powszechnie m.in. w produktach mlecznych, pieczywie, lodach i lekkich sosach.
Spożywanie żywności prebiotycznej lub probiotycznej powinno być częścią zróżnicowanej i zbilansowanej diety
Z żywieniowego punktu widzenia, od kilku lat suplementy lub żywność bogata w inulinę lub inne FOS są promowane ze względu na ich właściwości prebiotyczne. Docierają one do jelita grubego w stanie nienaruszonym, ponieważ opierają się hydrolizie w żołądku i trawieniu w jelicie cienkim. Tam są one fermentowane przez mikroflorę jelita grubego i wytwarzają krótkołańcuchowe kwasy tłuszczowe, które po wchłonięciu dostarczają tylko 1,5 kcal/g (stąd ich niska kaloryczność). Tak więc spożywanie FOS ma działanie prebiotyczne, oprócz tego, że jest niskokaloryczne, ponieważ moduluje florę jelitową w korzystny sposób. Efekt ten ma z kolei inne konsekwencje fizjologiczne, zarówno w jelicie grubym, jak i ogólnoustrojowe (tabela 3). Jednym z nich jest wpływ na wchłanianie minerałów, np. zwiększone wchłanianie wapnia i magnezu, co ma pozytywny wpływ m.in. na zdrowie kości i zębów. Efekty te są jednak wysoce kontrowersyjne i wymagają wykazania w dobrze zaprojektowanych badaniach klinicznych. Ogólnie przyjmuje się, że należy spożywać więcej niż 2 g tych FOS dziennie, aby dostrzec ich działanie prebiotyczne, co jest trudne do osiągnięcia przy stosowaniu konwencjonalnej diety. Oczywiste jest, że stosowanie produktów wzbogaconych nigdy nie powinno zastępować spożycia błonnika zawartego „naturalnie” w owocach i warzywach.
Probiotyki
Inną metodą wspierania integralności jelit jest próba przywrócenia populacji jelit poprzez bezpośrednie spożycie żywych korzystnych mikroorganizmów, tj. probiotyków, takich jak Lactobacillus i bifidobacteria. Ogólnie przyjmuje się, że probiotyki są żywymi mikroorganizmami, które przeżywają przejście przez przewód pokarmowy i wywierają korzystny wpływ na zdrowie konsumenta, w szczególności poprzez ich zdolność do przyczyniania się do poprawy równowagi mikrobiologicznej jelit. Konkurują one o składniki odżywcze i miejsca przylegania, a także hamują namnażanie się mikroorganizmów chorobotwórczych. Mogą one również syntetyzować kwasy organiczne, które obniżają pH jelit i hamują wzrost wrażliwych na pH bakterii chorobotwórczych. Fermentowane produkty mleczne, takie jak jogurt, kefir i preparaty probiotyczne, żywność lub suplementy zawierają Lactobacillus, bifidobacteria i inne korzystne formy bakterii. Inne fermentowane produkty spożywcze, takie jak kiszona kapusta, są również hodowane z użyciem szczepów Lactobacillus. Jednak liczba żywych mikroorganizmów w komercyjnych produktach probiotycznych jest bardzo zróżnicowana.
Zainteresowanie spożyciem sfermentowanego mleka z żywymi mikrobami wzrasta w celu utrzymania zdrowia i być może zapobiegania lub leczenia chorób. Istnieje kilka powodów, które doprowadziły do takiej konsumpcji. Jednym z nich jest zainteresowanie „zdrowej żywności”, a drugi jest w praktyce klinicznej, gdy próbuje alternatywnych metod leczenia do antybiotyków. Jogurt jest uważany za jedną z takich zdrowych żywności w popularnej kulturze zachodniej. W ostatnich latach przebadano kilka rodzajów i szczepów bakterii niepatogennych, które przeżywają trawienie kwasem i żółcią, pod kątem zastosowania w mlekach fermentowanych. Najczęściej stosowanymi mikroorganizmami są Lactobacillus i bifidobacteria, które są cenione jako alternatywa profilaktyczna i terapeutyczna w różnych sytuacjach żołądkowo-jelitowych i ogólnoustrojowych, takich jak m.in. nietolerancja laktozy, choroby biegunkowe, alergie pokarmowe i immunomodulacja (tabela 4).
Korzystny wpływ, jaki probiotyki mogą wywierać na organizm, omówiono poniżej.
Przyswajalność laktozy
Jogurty i mleka fermentowane probiotykami są na ogół lepiej tolerowane niż mleko przez osoby nietolerujące laktozy. Duża część dorosłej populacji nie toleruje laktozy, co wynika z obniżonej aktywności enzymu laktazy w błonie śluzowej jelita. Niestrawiona laktoza wywołuje efekt osmotyczny w świetle jelita, a po dotarciu do jelita grubego jest fermentowana przez rodzimą faunę i florę, w wyniku czego dochodzi do syntezy krótkołańcuchowych kwasów tłuszczowych (octan, mleczan, maślan) i gazu (CO2, metan i wodór). Ta sekwencja powoduje objawy nietolerancji: wzdęcia, bóle brzucha i biegunkę.
Większość probiotyków syntetyzuje beta-galaktozydazę, która może również hydrolizować laktozę, a więc może pomóc złagodzić te objawy.
Zaburzenia tranzytu jelitowego
Niektóre mleka fermentowane z bifidobakteriami są w stanie skrócić czas tranzytu jelitowego o 10-22%, w zależności od dawki, co jest korzystne dla osób ze skłonnością do zaparć. Modulują one również czas tranzytu u osób ze skłonnością do biegunek. Liczne badania wykazały, że u osób przyjmujących probiotyki występuje mniejsza częstość występowania i krótszy czas trwania epizodów, zarówno w przypadku biegunki niemowlęcej, biegunki podróżnych, biegunki związanej ze stosowaniem antybiotyków, jak i biegunki spowodowanej niestrawnością laktozy. Ostatnia metaanaliza 9 badań wykazała zmniejszenie ryzyka wystąpienia biegunki związanej z antybiotykami o 61-65%.
Wzmocniona odpowiedź immunologiczna
Wykazano u zwierząt, że tkanka limfoidalna związana z jelitami zwiększa swoją zdolność do odpowiedzi na patogeny, gdy jelita otrzymują probiotyki przez dłuższy okres czasu. Probiotyki, oprócz spowalniania rozwoju patogenów, wzmacniają działanie jelit jako bariery, zapobiegając w ten sposób przedostawaniu się szkodliwych mikroorganizmów do krwiobiegu. Zwiększają one również aktywność limfocytów i makrofagów oraz stymulują humoralną odpowiedź immunologiczną poprzez zwiększenie produkcji *interferonu (o działaniu przeciwwirusowym, profilaktycznym i aktywującym komórki NK), który poprawia przepuszczalność jelit zmienioną stanem zapalnym.
Rak
W ostatnich badaniach epidemiologicznych stwierdzono odwrotną zależność pomiędzy ryzykiem rozwoju różnych typów nowotworów a spożyciem diety zawierającej pokarmy probiotyczne. Probiotyki mogą redukować enzymy przekształcające prokarcinogeny w karcynogeny i hamować rozwój nowotworów złośliwych.
Fermentowane produkty mleczne, takie jak jogurt, kefir i preparaty probiotyczne, żywność lub suplementy, zawierają bakterie Lactobacillus, bifidobakterie i inne korzystne formy bakterii
Stężenie cholesterolu we krwi
Mechanizm ten może wynikać z tego, że krótkołańcuchowe kwasy tłuszczowe mogą zmieniać syntezę cholesterolu. Ponadto bakterie mogą sprzęgać kwasy tłuszczowe z żółcią i ułatwiać ich wydalanie z kałem. Enterohepatic wyczerpania kwasów żółciowych sprawia, że konieczne jest, aby wątroba usunąć cholesterol z obiegu w celu syntezy więcej soli żółciowych.
Jednakże badania, które wykazały te efekty obniżające cholesterol, wykorzystały „nierealistyczne” dawki jogurtu (> 2 litry dziennie).
Choroba atopowa
Badania prospektywne wskazują na możliwość stosowania probiotyków we wczesnym okresie życia w celu poprawy objawów choroby atopowej u niemowląt zagrożonych rozwojem alergii. Z drugiej strony wydaje się, że probiotyki mogą modulować zapalną odpowiedź jelitową i wykazywać możliwy efekt kliniczny w niektórych patologiach, takich jak wrzodziejące zapalenie jelita grubego i regionalne zapalenie jelit.
Istnieją badania, które nie stwierdzają korzystnych efektów probiotyków i inne, które stwierdzają je przy jednym probiotyku, a nie przy innym, więc potrzeba więcej badań w tej dziedzinie. Problem polega na tym, że za wszystkimi tymi badaniami zawsze kryją się interesy gospodarcze, które mogą wprowadzić konsumenta w błąd. To właśnie wyjaśnia niedawną wojnę o jogurt. Zgodnie z przepisami hiszpańskimi jogurt jest mlekiem sfermentowanym przez dwa rodzaje zarazków: Streptococcus thermophilus i Lactobacillus bulgaricus. Jeśli produkt jest następnie pasteryzowany, mikroorganizmy te są eliminowane i po fermentacji otrzymuje się pasteryzowany jogurt, który może być przechowywany poza lodówką i ma dłuższy okres przydatności do spożycia. W Hiszpanii, od czerwca ubiegłego roku, jogurt pasteryzowany jest uznawany za rodzaj jogurtu, chociaż nie zawiera jego cechy wyróżniającej: żywych mikroorganizmów. W innych krajach stosuje się inne podejście: podczas gdy w Stanach Zjednoczonych, Kanadzie, Australii, Niemczech i Wielkiej Brytanii akceptuje się termin „jogurt pasteryzowany”, we Francji, Szwajcarii i Włoszech nie ma to miejsca.
Nie ma obecnie jednomyślności co do zakresu, w jakim mikroorganizmy w jogurtach i innych mlekach fermentowanych są w stanie wytrzymać niekorzystne warunki przewodu pokarmowego, dotrzeć do jelita grubego i tam być wystarczająco konkurencyjne, aby je skolonizować, pozostać aktywne i wywierać przypisywane im korzystne działanie. Niektórzy eksperci twierdzą, że już spożywanie 8 jogurtów tygodniowo może przynieść nam pewne korzyści zdrowotne. W każdym razie, wydaje się, że istnieje całkowita zgoda co do tego, że aby te korzystne efekty mogły się ujawnić, konieczne jest regularne i długotrwałe spożywanie. Ponadto, biorąc pod uwagę, że nie są znane negatywne skutki spożywania tych produktów, konsument uzyska przynajmniej inne wartości odżywcze, które zostały wyraźnie wykazane. Mimo to przemysł wciąż poszukuje innych szczepów, które są odporne na działanie przewodu pokarmowego i udowodnią, że mogą wywierać działanie probiotyczne. Na przykład, w USA dostępny jest szeroki asortyment takich suplementów diety, obecnie obejmujący suplementy zawierające Lactobacillus GG, który wykazał korzystne działanie w dawkach 1010 jednostek tworzących kolonię (CFU) oraz Lactobacillus reuteri, który jest również sprzedawany w dawkach 1010 CFU.
Podsumowując, dziedzina prebiotyków i probiotyków jest bardzo obiecująca, a ich różnorodne zastosowania wskazują na zapobieganie schorzeniom, które są bardzo rozpowszechnione w rozwiniętych społeczeństwach, takich jak alergie i nowotwory. Jak dotąd liczba rygorystycznych badań naukowych stwierdzających korzystne efekty regularnego spożywania tych produktów jest bardzo wysoka, a zainteresowanie dalszymi badaniami w tym zakresie rośnie. Jednakże włączenie tych pokarmów do diety nie wyklucza, że dieta powinna być odpowiednia. W każdym przypadku, spożywanie prebiotyków i probiotyków powinno być częścią zróżnicowanej i zbilansowanej diety. Tylko w ten sposób produkty te mogą pomóc w osiągnięciu prawidłowego odżywiania i lepszej jakości życia poszczególnych osób.
Literatura ogólna
Hertzler S. Probiotyki i prebiotyki a zdrowie człowieka. W: Wardlaw GM, Hampl JS, DiSilvestro RA (red.). Perspektywy w żywieniu. New York: McGraw-Hill; s. 98-100.
Kimberly M. Nutrition in adulthood. W: Mahan LK, Escott-Stump S (red.). Krause’s Nutrition and Diet Therapy. Madryt: McGraw-Hill Interamericana, 2001; s. 302-5.
Mateos JA. Bakterie a zdrowie. Conference on Functional Foods (23-24 maja 2002). Centrum Innovació. Fundacja Bosch i Gimpera. University of Barcelona.
Mateos JA.