Postbiotyki – czym są i jakie mają właściwości?

Mianem postbiotyku nazywamy preparat nieożywionych mikroorganizmów lub/i ich składników, który przynosi korzyści zdrowotne gospodarzowi. Najczęściej postbiotykami nazywamy substancje wytwarzane przez mikroorganizmy probiotyczne podczas fermentacji lub metabolizmu, ale także inaktywowane komórki bakteryjne nie posiadające zdolności do wzrostu lub ich fragmenty. Co właściwie możemy uznać za postbiotyk, czy ich znaczenie jest równie istotne jak probiotyków?

Postbiotyk – co to?

W ostatnich latach coraz częściej porusza się temat mikrobioty człowieka oraz jej znaczenia dla prawidłowego funkcjonowania organizmu. W związku z coraz większą świadomością społeczeństwa zdajemy sobie sprawę z tego jak istotne znaczenie mają mikroorganizmy zasiedlające nasze jelita, skórę, jamę ustną, drogi oddechowe czy układ moczowo-płciowy.

Na unikalność mikrobioty każdego człowieka ma wpływ wiele czynników, między innymi: styl życia, wiek, stosowanie antybiotyków, poziom stresu, aktywność fizyczna, predyspozycje genetyczne czy sposób odżywiania i suplementacji. Ze względu na tę zmienność w niektórych stanach, zarówno fizjologicznych, jak i niefizjologicznych, należy rozważyć włączenie do swojej diety produktów bogatych w probiotyki, wpływające korzystnie nie tylko na naszą mikrobiotę, ale także wspomagające funkcjonowanie organizmu. Obok prebiotyków i probiotyków, po które najczęściej sięgamy podczas stosowania antybiotykoterapii oraz w przypadku pojawiających się problemów jelitowych, takich jak przewlekłe zaparcia czy zespół jelita drażliwego (IBS), niedawno w literaturze pojawił się nowy termin – postbiotyku, który odgrywa równie istotną rolę w utrzymaniu naszego zdrowia.

Postbiotyk – przykłady

Postbiotykami są:

• krótkołańcuchowe kwasy tłuszczowe,
• enzymy,
• peptydy,
• witaminy,
• polisacharydy,
• fragmenty ścian komórkowych bakterii,
• kwasy organiczne.

Probiotyk a postbiotyk

Probiotyki, ze względu na swoje właściwości oraz prowadzone nad nimi badania, są szeroko stosowane w wielu dziedzinach. Z zastosowaniem probiotyków możemy spotkać się w produkcji żywności (fermentowane produkty mleczne: kefiry, jogurty), medycynie – jako wspomaganie funkcjonowania organizmu podczas stosowanej antybiotykoterapii, mleku modyfikowanym dla niemowląt czy rolnictwie. Probiotykiem nazywamy suplementy diety, które zawierają żywe, niepatogenne mikroorganizmy mające korzystny wpływ na nasze zdrowie.

Do najpowszechniej stosowanych probiotyków zaliczamy:

• Lactobacillus spp.,
• Bifidobacterium spp.,
• Enterococcus spp.,
• Streptococcusspp.,
• Saccharomyces cerevisiae.

W sposobie działania probiotyków możemy wyróżnić następujące mechanizmy: regulacja wchłaniania elektrolitów i motoryki jelit, wpływ na immunomodulację oraz produkcję związków przeciwdrobnoustrojowych, a także konkurowanie z patogennymi drobnoustrojami.

Chcąc zadbać o kompleksową opiekę nad zdrowiem poszukiwane są coraz praktyczniejsze rozwiązania mogące wspomóc utrzymanie zdrowia, jak również zwiększyć jakość i długość życia. Niektórymi z wad, które zauważono podczas stosowania probiotyków jest ich krótki okres przydatności do spożycia, specjalne warunki transportu i przechowywania przed spożyciem oraz ograniczona możliwość zastosowania u pacjentów z obniżoną odpornością.

Rozwiązaniem na wymienione wady probiotyków może być poznanie właściwości nowego preparatu – postbiotyku. Postbiotyki w przeciwieństwie do probiotyków, dzięki swojej nieożywionej formie, wykazują się większą odpornością na temperaturę, łatwiejszym przechowywaniem, są niewrażliwe na działanie kwasu żołądkowego i enzymów trawiennych. Charakteryzują się także większą stabilnością niezależną od warunków środowiskowych i bezpieczeństwem stosowania u pacjentów z grup ryzyka. Najbardziej wyraźną różnicą między probiotykiem a postbiotykiem jest więc żywotność zastosowanego suplementu.

Efekty działania postbiotyków

Mechanizmy działania poszczególnych postbiotyków są różne, w związku z tym zróżnicowane są także efekty ich działania. Do najczęstszych z nich należą:

Działanie przeciwdrobnoustrojowe

Mimo jedynie tymczasowego wpływu postbiotyku na mikrobiotę, może on odgrywać dużą rolę w ochronie przed zakażeniami bakteryjnymi. Niektóre z cząsteczek zawartych w postbiotykach (kwas mlekowy, bakteriocyny) wykazują bezpośrednie właściwości przeciwdrobnoustrojowe przeciwko bakteriom Gram-ujemnym.

• Oddziaływanie na biofilm tworzony przez bakterie patogenne:
  • Kwasy tejcholowe wyizolowane ze szczepów Lactobacillus wykazują hamujące działanie na tworzenie biofilmu przez patogeny jamy ustnej i jelit, uniemożliwiając im namnażanie.
• Konkurencja o miejsce adhezji:
  • Zarówno probiotyki jak i fragmenty ścian komórkowych inaktywowanych bakterii zasiedlając śluzówkę czy ścianę jelit konkurują z drobnoustrojami patogennymi tworząc barierę ochronną, uniemożliwiając tym samym ich adhezję do nabłonka. Ponadto produkowane przez probiotyki związki (np. kwasy organiczne) hamują wzrost tych patogenów.

Działanie immunomodulacyjne i przeciwzapalne

Inaktywowane komórki bakterii probiotycznych, ich składniki oraz frakcje cytoplazmatyczne pobudzają makrofagi do produkcji cytokin. Całokomórkowe produkty postbiotyczne Lactobacillus wykazują działania przeciwzapalne (obniżanie ekspresji IL-6, TNF-α i zwiększanie ekspresji IL-10).

Działanie przeciwutleniające

Niektóre metabolity bakteryjne mają zdolność neutralizacji reaktywnych form tlenu, ponadto zwiększają aktywność enzymów antyoksydacyjnych takich jak dysmutaza ponadtlenkowa, katalaza czy peroksydaza glutationowa.

Działanie przeciwnowotworowe

Poszczególne postbiotyki mają zdolność indukcji apoptozy komórek nowotworowych – szczególne znaczenie w tym procesie ma maślan. Coraz więcej badań sugeruje wpływ metabolitów bakteryjnych na ekspresję genów proliferacyjnych komórek nowotworowych oraz modulację szlaków sygnałowych.

Działanie przeciw otyłości

Niektóre z krótkołańcuchowych kwasów tłuszczowym odgrywają rolę w regulacji apetytu i sytości wpływając na wydzielanie hormonów sytości: peptydu YY(PYY) oraz glukagonopodobnego peptydu-1 (GLP-1). Fragmenty komórek Lactobacillus spp. hamują jelitową adsorpcję cholesterolu i tłumią ponowne wchłanianie kwasów żółciowych

Działanie przeciw nadciśnieniu

Najnowsze badania donoszą, że bezpośrednia suplementacja krótkołańcuchowych kwasów tłuszczowych, a przede wszystkim octanu, maślanu i propionanu zapobiega rozwojowi nadciśnienia krwi i jego powikłań sercowo-nerkowych.

Poprawa zdolności gojenia się ran

Analiza badań eksperymentalnych i klinicznych udowodniła że ​​postbiotyki przyspieszają gojenie się ran, stymulują syntezę kolagenu i poprawiają integralność bariery ochronnej (korzyści przeciwdrobnoustrojowe i immunomodulacyjne)  Wykazano, że włączenie ich do miejscowych opatrunków na rany reguluje wilgotność, zapobiega infekcjom i wspiera optymalne warunki gojenia

Jednymi z najlepiej poznanych postbiotyków są krótkołańcuchowe kwasy tłuszczowe (SCFA) produkowane przez mikrobiotę jelit w trakcie fermentacji błonnika:

• wspomagają prawidłowe funkcjonowanie jelit, stymulując regenerację i gojenie uszkodzonego nabłonka jelita,
• obniżają pH środowiska tworząc naturalną barierę chroniącą przed patogenami, hamując ich namnażanie,
• zmniejszają produkcję cytokin prozapalnych,
• wpływają na regenerację i apoptozę przez niszczenie komórek nowotworowych,
• wspierają komórki regulujące odporność (Treg).

Ponadto sam kwas masłowy ma istotne znaczenie także ogólnoustrojowo powodując zmniejszanie wchłaniania cholesterolu i trójglicerydów, obniżenie ciśnienia krwi, obniżanie poziomu glukozy i zapotrzebowania na insulinę. Tym samym wpływa na zmniejszenie uczucia głodu, co może pośrednio wspomagać kontrolę masy ciała.

Dzięki swoim właściwością przeciwzapalnym kwas masłowy stosowany jest w chorobie Leśniowskiego-Crohna, wrzodziejącym zapaleniu jelita grubego, w zespole jelita nadwrażliwego oraz chorobie schyłkowej jelita

Źródła postbiotyków

Ze względu na mechanizm powstawania postbiotyków spożywanie substancji bogatych w prebiotyki oraz probiotyki wpływa na zwiększenie ich produkcji w organizmie. Dostępne są także preparaty z wyizolowanymi już postbiotykami. Za jeden z najbardziej znanych z nich można uznać bezbiałkowy filtrat uzyskany z Escherichii coli – działa on hamująco na rozwój pałeczek Salmonella spp. oraz preparaty z maślanem sodu stosowane w regeneracji błony śluzowej jelit.

Źródłem naturalnie występujących prebiotyków są produkty bogate w błonnik:

• cykoria,
• czosnek,
• cebula,
• jęczmień,
• szparagi,
• owies,
• siemię lnianie.

Głównymi źródłami probiotyków są:

• jogurty z żywymi kulturami bakterii,
• kefiry,
• kiszona kapusta,
• kimchi,
• kombucha.

Postbiotyki są postrzegane jako obiecujące składniki suplementów diety niezawierające żywych mikroorganizmów, elementy żywności funkcjonalnej oraz uzupełnienie w profilaktyce i wspomaganiu leczenia wielu chorób. Intensywny rozwój badań nad tymi związkami umożliwi dokładniejsze poznanie mechanizmów ich oddziaływania na organizm. Kluczowym aspektem w rozwoju badań nad korzyściami ze stosowania postbiotyków wydaje się być przewaga postbiotyków nad probiotykami w wspomaganiu funkcjonowania mikrobioty osób z obniżoną odpornością.

Mgr Paulina Wiącek