Postbiotyki czyli metabolity bakterii probiotycznych

1. Rola mikrobiomu jelitowego w organizmie człowieka

Mikrobiom jelitowy to populacja mikroorganizmów (komórek bakterii i komórek drożdży), głównie bakterii zasiedlających przewód pokarmowy.

Zawiera on około 100 bilionów bakterii należących do tysiąca różnych gatunków. Masę bakterii w przewodzie pokarmowym człowieka szacuje się na około 2 kg.

Część bakterii wchodzących w skład mikrobiomu jelitowego określana jest mianem probiotycznych bakterii, które mają pozytywny wpływ na zdrowie człowieka. Bakterie probiotyczne w organizmie człowieka decydują o:

• utrzymaniu homeostazy jelit,

• metabolizmie organizmu,

• rozwoju i prawidłowej czynności układu immunologicznego,

• funkcjonowaniu układu nerwowego, np. zachowaniu człowieka (1, 2, 3).

Wiele z korzystnych właściwości probiotycznych bakterii przypisuje się ich charakterystycznym metabolitom, które nazywane są postbiotykami.

2. Rodzaje postbiotyków i ich rola w organizmie

Do postbiotyków zalicza się:

• składowe ścian komórkowych określonych szczepów bakterii probiotycznych,

• lizaty uwalniane w wyniku rozpadu komórek bakteryjnych (np. kwasy organiczne: mlekowy i octowy, krótkołańcuchowe kwasy tłuszczowe SCFA: masłowy i propionowy,

• bakteriocyny: acidofilina, bifidyna, peptydy oraz inne związki chemiczne.

Pojęcie postbiotyki jest stosunkowo nowym terminem mikrobiologicznym, który pojawi się w piśmiennictwie około 10 lat temu.

W przeważającej liczbie wypadków postbiotyki identyfikuje się jako metabolity szczepów probiotycznych, np.:

• Bifidobacterium breve, B. lactis, B. infantis,

• Bacterioides fragilis,

• Lactobacillus spp., a także Escherichia coli i Faecalibacterium prausnitzii.

Termin „postbiotyk” został wprowadzony w celu odróżnienia żywych komórek bakterii (probiotyków) od produkty bioaktywnego zawierającego martwe mikroorganizmy i ich metabolity.

Postbiotyki są niepatogenne i nietoksyczne oraz oporne na hydrolizę przez enzymy układu pokarmowego człowieka (2).

W organizmie człowieka spełniają różne ważne funkcje:

• stymulują układ immunologiczny, ponieważ posiadają cząsteczki sygnałowe (komórki komunikacyjne),

• wykazują działanie przeciwzapalne, immunomodulujące i przeciwbakteryjne,

• wykazują bezpośrednie działanie przeciwnowotworowe: proapoptyczne, antyproliferacyjne, antyangiogenne, przeciwutleniające i hipercholesterolemiczne.

Postbiotyki biorą też udział w hamowaniu namnażania się patogenów. Metabolitami bakterii postbiotycznych odpowiedzialnymi za hamowanie rozwoju patogenu są bakteriocyny i kwasy organiczne. Przyjmuje się, że postbiotyki stymulują mikrobiom jelitowy i wspierają funkcję immunologiczną jelit.

Badania naukowe prowadzone przez Kareem i wsp., Ołdaka i wsp., Mariama i wsp. wykazały, że postbiotyki pozyskane ze szczepów różnych gatunków Lactobacillus hamują zarówno patogenne bakterie Gram-dodatnie, jak i Gram-ujemne (m.in. Listeria monocytogenes, Salmonella enterica, Escherichia coli).

Kang i wsp. zbadali, że postbiotyki pochodzące ze szczepów L. rhamnosus GG mają pozytywny wpływ na terapię przeciwko Helicobacter pylori (4, 5, 6, 7, 8).

3. Podsumowanie

Przedstawione wyżej właściwości postbiotyków wskazują, że mogą one przyczynić się do poprawy stanu zdrowia człowieka poprzez zapewnienie specyficznych efektów fizjologicznych pomimo, że do tej pory dokładne mechanizmy ich działania nie zostały w pełni wyjaśnione.

Zaletą stosowania postbiotyków jest ich bezpieczeństwo, a także stabilność podczas przechowywania (2).

Procesem, który wyzwala powstawanie postbiotyków jest fermentacja (9).

Przykładem probiotyków z postbiotykami i prebiotykami są na polskim rynku suplementy diety (biopreparaty) z linii Powerbiotics: Powerbiotics balans, Powerbiotics cardio, Powerbiotics digest, Powerbiotics vision. Preparaty te są bogate w mikroflorę probiotyczną, prebiotyki oraz metabolity biochemiczne – postbiotyki, specyficzne dla poszczególnych szczepów bakterii. Zawierają też uwolnione organella komórkowe (mikrowakuole) oraz liczne młode formy rozwojowe bakterii probiotycznych, zdolne do szybkiego odtwarzania ich populacji w środowisku jelitowym.
 

dr hab. n. med. profesor emerytowany Uniwersytetu Medycznego Anna Głowacka

4. Literatura

1. Palczyński C., Kuna P., Mikrobiota przewodu pokarmowego człowieka a metabolizm środowiskowych ksenobiotyków. Alergia, 2017, 4:36 38.

2. Karbowiak M., Zielińska D., Postbiotyki – właściwości, zastosowanie i wpływ na zdrowie człowieka. Żywność, Nauka, Jakość. 2020, 27, 2, (123), 22 37.

3. https://www.poradnikzdrowie.pl – Bakterie żyją w nas: dobre i złe bakterie w organizmie człowieka.

4. Kang J. H., Lee M. S.: Anti-Helicobacter pylori activity of Pediococcus acidilactici GMB 7330 isolated from infant feces. Korean J. Microbiol., 2005.41.152-156.

5. Kareem K. Y., Hooi Ling F., i wsp. Inhibitory activity of postbiotic produced by strains of Lactobacillus plantarum using reconstituted media supplemented with insulin. Gut Pathog., 2014, 6, #23.

6. Mariam S. H., Zegeye N., i wsp. Potential of cell-free supernatants cultures of selected lactic acid bacteria and yeast obtained from local fermented foods as inhitors of Listeria monocytogenes, Salmonella ssp., Staphylococcus aureus. BMC Res. Notes. 2014, 7 (1), #606.

7. Ołdak A., Zielińska D., i wsp. Comparison of antibacterial activity of Lactobaccillus plantarum strains isolated from two different kinds of regional cheeses from Poland: Oscypek and Korycinski cheeses. Biomed Res. Int., 2017, 2, 1 10.

8. Sheflin A. M., Whitney A. K. i wsp.: Cancer – promoting effects of microbial dysbiosis. Curr. Oncol. Rep., 2014, 16 (10), #406.

9. Tomasik P.: Probiotics, non-dairy prebiotics and postbiotics in nutrition. Appl. Sci., 2020, 10 $), #470.