Probiotice, Prebiotice, Simbiotice1.Probiotice

Microbiota tubului diestivMicroorganismele care alctuiesc microbiota tractului intestinal, difer de la o specie la alta, dar se pot grupa n trei categorii:Microbiota dominant, reprezint aproximativ 90% din microbiota total i este alctuit, n principal din germeni din genurile Bifidobacterium, Lactobacillus i Bacteroides;Microbiota subdominant reprezint aproximativ 1% din microbiota total i este reprezentat de genurile Escherichia (coli), Enterococcus i Streptococcus;Microbiota rezidual, sub 0,01%, format din bacterii din genurile Proteus, Clostridium, Staphylococcus i Pseudomonas, levuri din genul Candida, fungi i bacterii potenial patogene.

Factorii care influeneaz profilul microbiotei digestive:Perioada de colonizare a tubului digestiv. Microorganismele ingerate de nou- nscut au anse mai mari de a coloniza tubul digestiv, dect cele ingerate mai trziu.Echipamentul enzimatic al microbioteiImunitatea local Adeziunea la nivelul mucoasei intestinale. Exist 2 tipuri de adeziune: adeziune specific- prin intermediul receptorilor specifici i nespecific prin interaciuni ionice, dipolare, legturi de hidrogen.

Rolul microflorei intestinale:obstacol fa de dezvoltarea bacteriilor patogene prin blocarea celulelor epiteliale de fixare i prin producia de metabolii cu activitate antibiotic; stimularea sistemului imunitar; sinteza de vitamine B1, B2, B12, K, folai; producia de acizi grai inferiori, printre care acidul butiric cu funcii biologice n intestin; reacii de hidroliz, oxidoreducere, dezacidifiere; producia de gaze (CO2, H2, CH4, NH3, SH2); mpiedicarea formrii de compui toxici, mutageni i cancerigeni (reducerea nitrailor la nitrii i nitrozamine).

Definirea i mecanismul de aciune al probioticelorProbioticele sunt culturi individuale sau mixte de microorganisme vii, nepatogene, capabile s influeneze favorabil sntatea omului sau animalului care le inger. Originea probiotecelor poate fi considerat n anul 1903, cnd Metchinikoff a prezentat efectul benefic al lactobacililor din iaurt asupra sntii organismului uman. ns, termenul de probiotic a fost utilizat prima dat de Lilly i Stillwell care defineau probioticele ca organisme sau substane care contribuie la echilibrul microbiologic al intestinului.La om probioticele i manifest efectele la nivelul:tubului digestiv (sub form de alimente sau capsule), cilor respiratorii (ca aerosoli) saua cilor genito urinare (prin aplicaii locale).

Pentru utilizarea de ctre om, probioticele trebuie s ndeplineasc urmtoarele condiii:s fie de origine uman;s reziste procedeelor de fabricaie a produselor ce le conin;s fie rezistente la aciunea aciditii gastrice, secreiei biliare i pancreatice;s se fixeze pe celulele epiteliale ale intestinului pentru a rezista peristaltismului i s colonizeze, cel puin temporar, intestinul;s produc substane antimicrobiene eficace fa de bacteriile patogene.s fie supuse, n prealabil, unor teste care s demonstreze propietile lor favorabile pentru sntate.

Flora intestinal a omului, relativ simpl la sugari unde predomin specia Bifidobacterium infantis, este foarte complex la adult avnd circa 1014 (100 de mld.) germeni, reprezentai de 400 pn la 500 de specii, n majoritate anaerobe. Pentru a elimina efectele nefaste ale microflorei i a favoriza pe cele pozitive s-a propus modificarea compoziiei i activitii catalitice a florei microbiene intestinale prin diverse msuri. Una dintre acestea const ntr-un aport de probiotice pe cale alimentar; care tranzitnd, n stare vie, tubului digestiv, l colonizeaz temporar. Ca urmare probioticele trebuie ingerate periodic, de preferat zilnic.

Efectele benefice ale probioticelor asupra organismului se refer la:Inhibarea bacteriilor nedorite cum ar fi: Staphylococcus aureus, Escherichia coli, Cl. perfringens, Cl. butyricum, Salmonella. Aciunea inhibitoare a probioticelor asupra multiplicrii acestor bacterii se manifest prin: scderea pH-ului, scderea potenialului redox, absorbia nutrimentelor disponibile, producere de H2O2 i de bacteriocine;

Neutralizarea produilor toxici;Ameliorarea digestibilitii alimentelor ingerate prin: hidroliza lactozei, degradarea beta-glucanilor, stimularea unor enzime digestive (lactaza, invertaza, maltaza), ameliorarea asimilrii aminoacizilor esenali de ctre organism;Sinteza de vitamine;Stimularea imunitii locale.

Bacteriile lactice cu aciune probiotic fac parte din urmtoarele genuri: Lactobacillus, Enterococcus i Lactococcus.Genul Lactobacillus. Aciunea lactobacililor la nivelul tubului digestiv este deosebit de important, mai ales prin caracterul competitiv al relaiei dintre aceste bacterii i alte bacterii, inclusiv patogene. Totodat, lactobacilii manifest i alte aciuni benefice pentru macroorganismul gazd, cum ar fi:Scderea colesterolului seric;Aciune antitumoral, manifestat prin inactivarea sau inhibarea compuilor carcinogenici din tubul digestiv;Stimularea rspunsului imun al organismului;Reducerea activitii unor enzime elaborate de bacteriile intestinale (-glucuronidaza, azoreductaza, nitrat reductaza care transform cianogenii n carcinogeni) ;Sinteza unor enzime (lactaza) care faciliteaz digestia;Scderea producerii de NH3 i amine;Stimularea funciilor intestinale.

Dintre cele 56 specii de lactobacili, cele utilizate ca probiotice, includ urmtoarele speciile: Lactobacillus acidophilus, Lactobacillus brevis, Lactobacillus bulgaricus, Lactobacillus casei, Lactobacillus cellobiosus, Lactobacillus crispatus, Lactobacillus curvatus, Lactobacillus fermentum, Lactobacillus GG (Lactobacillus rhamnosus sau Lactobacillus casei subspecies rhamnosus), Lactobacillus gasseri, Lactobacillus johnsonii, Lactobacillus plantarum i Lactobacillus salivarius.Genul Streptococcus. O singur specie din genul Streptococcus (Str. thermophilus) manifest activitate probiotic. Din genul Lactococcus prezint interes din acest punct de vedere, specia Lactococcus lactis cu subspeciile lactis, cremoris i lactis biovar diacetilactis.Genul Bifidobacterium. n prezent se cunosc 30 specii de bifidobacterii, dintre care urmtoarele specii au aciune probiotic: Bifidobacterium adolescentis, Bifidobacterium bifidum, Bifidobacterium animalis, Bifidobacterium thermophilum, Bifidobacterium breve, Bifidobacterium longum, Bifidobacterium infantis i Bifidobacterium lactis.

PREBIOTICELEPrebioticele reprezint ingrediente alimentare non-digerabile care exercit un efect benefic asupra organismului prin stimularea selectiv a creterii i/sau a actitivitii unui numr restrns de specii bacteriene la nivelul colonului.Carbohidraii (ex. oligozaharidele) au cel mai mare potenial prebiotic, dar se utilizeaz i substane non-carbohidrai ca prebiotice. Se consider c prebioticele stimuleaz dezvoltarea i activitatea bifidobacteriilor (de unde deriv denumirea de factori bifidogeni) i a bacteriilor lactice.Cea mai important caracteristic a prebioticelor este rezistena acestora la aciunea hidrolitic a enzimelor din tractul gastrointestinal. Astfel, ajunse n colon, oligozaharidele nedigerabile, reprezint un substrat excelent pentru bacteriile de la acest nivel. n urma proceselor fermentative microbiene din colon rezult acizi grai cu caten scurt, hidrogen, metan, dioxid de carbon, dar i o serie de nutrimente ca: amine, poliamine, antioxidani i numeroi factori de cretere.

SCFA-Schort chain fatty acids

Oligozaharidele non-digerabile acioneaz n dou direcii principale:stimuleaz dezvoltarea bacteriilor benefice din colon, n special bifidobacterii i bacterii lactice;se opun aderrii bacteriilor patogene la suprafaa mucoasei colonului (proprieti anti-adezive). Bacteriile patogene utilizeaz anumite proteine (adezine) pentru a se fixa de oligozaharidele de la suprafaa enterocitelor. n prezena prebioticelor, aceste bacterii se leag de oligozaharidele prebiotice i astfel sunt meninute la distan de colonocite.Prebioticele sunt ntlnite n fulgii de porumb, cicoare, pine, usturoi, fasole, mazre, anghinare, banane i multe alte produse.

Oligozaharidele nondigerabile pot fi obinute prin 3 metode:-prin extracie direct din plante;-prin descompunerea polizaharidelor;-prin sintez, pornind de la mono- i dizaharide, care sunt legate mpreun.Ex: Fructo-oligozaharidele (FOS) pot fi sintetizate cu ajutorul echipamentului enzimatic al speciei de mucegai Aspergillus niger care acioneaz asupra zaharozei. Oligozaharidele naturale se pot ntlni sub form de glicoproteine, glicolipide sau ca elemente de depozit sau de transport a carbohidrailor n celulele plantelor (rafinozele). Altele, ca maltodextrinele, sau celodextrinele, rezult prin clivarea enzimatic microbian a polizaharidelor, cum ar fi amidonul sau celuloza.

Fructo-oligozaharidele sau FOS sunt lanuri scurte de oligozaharide compuse din D-fructoz i D-glucoz. Ele conin ntre 2 i 8 uniti de monozaharide n medie 4. FOS, numite i neozaharuri sunt produse la scar industrial din zaharoz, cu ajutorul unei enzime fungice (fructoziltransferaza). Oligozaharidele stimuleaz dezvoltarea speciilor de Bifidobacterium n intestinul gros. Aceste bacterii posed o enzim inductibil (beta-fructofuranozidaza) care elibereaz monomerii de fructoz care apoi sunt tansportai n citoplasma celulei bacteriene. Lactobacillus plantarum i Lactobacillus rhamnosus sunt capabile s metabolizeze fraciunile de tri i tetraoligozaharide de FOS.

Transgalacto-oligozaharidele (TOS) sau GOS sunt oligozaharide obinute din lactoz. Acestea sunt produse din laptele de vac, prin legarea galactozei la molecula de lactoza (ntre 1 i 6, n medie 4).D-lactoza prin aciunea enzimei beta-galactozidaz descompune molecula de lactoza intr-o molecula de glucoza si una de galactoza. TOS sunt rezistente la digestie n tractul gastrointestinal superior, stimulnd dezvoltarea bifidobacteriilor n intestinul gros. Sunt mai dulci dect fructozo-oligozaharidele. (Cu ct o molecul de oligozaride este mai lung, este mai puin dulce).

Inulina reprezint prebioticul cu cel mai lung lan polizaharidic, coinnd ntre 3 i 60 molecule de fructoz pe molecul (n medie 10). Se gsete n tulpina i rdcina de dalie, cicoare, anghinare i papadie. Inulina este cunoscut pentru urmtoarele aciuni: stimularea bifido - i lactobacteriilor, mbuntirea absorbiei calciului care reduce riscul de osteoporoz, reglarea metabolismului lipidelor ceea ce conduce la reducerea riscului de ateroscleroz.

Lactuloza este un dizaharid semisintetic, alctuit din D-lactoz i D-fructoz. Lactuloza este transportat pn la nivelul intestinului gros fr a fi degradat de enzimele digestive (doar aproximativ 0,25-2,00% este absorbit n intestinul subire) i poate fi hidrolizat de un numr restrns de bacterii de la nivelul colonului (lactobacili i bifidobacterii). Lactuloza a fost utilizat de mai bine de 40 de ani n pediatrie, pentru stimularea dezvoltrii lactobacteriilor la nou-nscui. Descompunerea lactulozei n acizi organici cu molecul mic (acid lactic, butiric i alii) determin scderea pH-ului de la nivelul intestinului gros, ceea ce conduce la creterea presiunii osmotice, prin reinerea apei n lumenul tubului digestiv. Efectul este scderea consistenei materiilor fecale i stimularea peristaltismului intestinal. n SUA, lactuloza este prescris ca medicament n tratarea constipaiei i encefalopatiilor cu origine hepatic.

Lactilol este un dizaharid analoag lactulozei. Este utilizat n tratamentul constipaiilor i a encefalopatiilor hepatice, dar i ca prebiotic. Este rezistent la aciunea enzimele digestive din tractul gastrointestinal superior i poate fi fermentat de un numr redus de bacterii la nivelul colonului, rezultnd o cretere a biomasei de bifidobacterii i lactobacili n colon. Lactilolul nu este aprobat pentru tratamentul constipaiilor i encefalopatiilor hepatice, n USA, iar utilizarea lui ca prebiotic este nc n faz experimental. n Europa, este utilizat ca ndulcitor alimentar. Pe lng prebioticele prezentate, n Japonia au fost obinute i alte oligozaharide nondigerabile:Izomalto-oligozaharidele reprezint un amestec de alfa-D-(1,6) oligomeri glucidici, inclusiv izomaltoza, panoza, izomaltotetroza, izomaltopentoza, nigeroza etc., fiind obtinute prin diverse procese enzimatice. Ele actioneaz prin stimularea dezvoltrii bacteriilor din genurile Bifidobacterium i Lactobacillus la nivelul intestinului gros.

Lactosucroza (4-D--D-galactozilsucroz) este un trizaharid format din D-galactoz, D-glucoz i D-fructoz. Este produs pe cale enzimatic prin transferul gruprii galactozil de la lactoz la sucroz. Lactosucroza este rezistent la digestie n stomac i n intestinul subire. Este utilizat selectiv de ctre Bifidobacterium sp. determinnd o dezvoltare semnificativ a acestor bacterii n colon. Din acest motiv, n condiii fiziologice, lactosucroza se comport ca un factor de cretere pentru aceste bacterii. n Japonia se utilizeaz ca supliment dietetic i ca aliment funcional (inclus n iaurt).

Pirodextrinele cuprind un amestec de oligozaharide care conin glucoz, derivate din hidroliza amidonului. Aciunea lor const n inducerea proliferrii rapide a Bifidobacterium sp. n intestinul gros. Sunt rezistente la digestie la nivelul tractului gastrointestinal superior. Pirodextrinele se utilizeaz ca supliment nutritiv. Oligozaharidele din soia sunt oligozaharide care se gsesc n boabele de soia dar si n cele de mazre. Sunt dou principale oligozaharide n soia: trizaharidul rafinoza i tetrazaharidul stachioza. Rafinoza este format din D-galactoz, D-glucoz i D-fructoz. Stachioza are n structur 2 molecule de D-galactoz, o molecul de D-glucoz i una de D-fructoz. Oligozaharidele din soia actioneaz n sensul stimulrii creterii Bifidobacterium sp. n intestinul gros.

Xylo-oligozaharidele sunt formate din oligozaharide care conin resturi de xiloz legate -(1,4). XOS se obin prin hidroliza enzimatic a xilanului. CONCLUZII emise pe baza unui studiu comparativ pe 7 prebiotice:toate prebioticele stimuleaz dezvoltarea bifidobacteriilor i majoritatea determin o scdere a numrului de clostridii din colon;xilo-oligozaharidele i lactuloza au produs cea mai mare cretere a numrului de bifidobacterii;fructozo-oligozaharidele au determinat cea mai nalt cretere a numrului de lactobacili;transgalacto-oligozaharidele au indus cea mai mare scdere a numrului de clostridii;Transgalacto-oligozaharidele i lactuloza au indus cel mai puternic producerea de acizi grai cu caten scurt;producerea de gaze a fost cea mai sczut la izomalto-oligozaharide i cea mai crescut la inulin.

Mecanismul de aciune al prebioticelor Prebioticele pot avea efecte anticancerigene, antimicrobiene, hipolipidice i activitate gluco-modulatoare. Ele pot influena i absorbia mineralelor (efecte anti-osteoporoz).Aciunea anticancerigen a prebioticelor nu este pe deplin elucidat. ntr-o mare msur, este datorat aciunii anticancerigene a butiratului. Butiratul, ca i ali acizi grai cu caten scurt. rezult n urma aciunii fermentative bacteriene din colon. Exist studii care sugereaz c butiratul induce blocarea creterii i diferenierii celulare i controleaz apoptoza celular. Aceste aciuni pot constitui posibile mecanisme anticancerigene. Oligozaharidele prebiotice, de asemenea pot induce o cretere a concentraiei ionilor de calciu i magneziu n colon. Concentraiile crescute ale acestor cationi la nivelul colonului pot controla rata turnover-ului celular. Prezena ionilor de calciu n concentraie ridicat n colon poate controla formarea srurilor biliare insolubile sau a acizilor grai. Aceasta poate reduce efectul negativ al acizilor grai i al bilei asupra enterocitelor.

Prebioticele stimuleaz dezvoltarea bifidobacteriilor i lactobacililor n intestinul gros. S-a demonstrat , in vitro, c aceste bacterii pot lega i inactiva unele substane carcinogene, pot inhiba direct evoluia unor tumori i pot opri dezvoltarea unor bacterii care ar putea transforma substanele precarcinogene n carcinogene.Activitatea antimicrobian a prebioticelor se bazeaz n special pe aciunea bifidobacteriilor i lactobacililor, care stimuleaz funcia de barier a mucoasei intestinale, previn fixarea bacteriilor patogene la nivelul acesteia, elibereaz substane cu rol antimicrobian i stimuleaz rspunsul imun specific i nespecific.

Un alt rol important al prebioticelor const n scderea nivelului seric al trigliceridelor. Mecanismul acestei aciuni este nc necunoscut. O ipotez sugereaz c probioticele ar inhiba sinteza de novo a trigliceridelor la nivelul hepatocitelor. De asemenea, probioticele scad nivelul colesterolului total i al LDL-colesterol-ului, prin inhibarea sintezei colesterolului.Oligozaharidele pot determina concetraii crescute de calciu i magneziu n intestinul subire. Acizii grai cu lan scurt rezultai n urma fermentrii de ctre bacterii a oligozaharidelor n colon, faciliteaz absorbia calciului i probabil i a magneziului la nivelul colonului. Acest proces poate preveni apariia osteoporozei.

Efectele posibile ale probioticelor asupra nivelului glucozei sanguine, pot fi realizate pe mai multe ci. Oligozaharidele pot ntrzia timpul de golire a stomacului i scurteaz tranzitul intestinal. Acest efect este datorat probabil acizilor grai cu caten scurt formai n colon n urma fermentrii oligozaharidelor. Acizii grai pot fi implicai n aa numitul ,,brake ileocolic,, care se refer la inhibarea golirii stomacului de ctre nutrimentele existente la nivelul jonciunii ileocolice. Acizii grai cu lan scurt, induc contracii la nivelul ileonului i scurteaz astfel timpul de golire a acestui segment. propionatul poate inhiba gluconeogeneza .

SIMBIOTICELESimbioticele sunt definite drept combinaii de probiotice i prebiotice. Principalul benificiu adus de simbiotice pentru organism este persistena probioticelor la nivelul tractului gastrointestinal.