Uvodna riječ

Danas smo sve više svjesni glasovite izreke velikog znanstvenika Louisa Pasteura: „Mikroorganizmi su svugdje. Mikroorganizmi su svemoćni. Mikroorganizmi će imati posljednju riječ.” Pasteurova misao rodila se dok je proučavao bakterije. Doista, bakterije žive svuda – u zraku, zemlji, vodi, u drugim živim organizmima, na snježnim prostranstvima i u termalnim vrelima. Bakterije imaju izrazito važnu ulogu u kruženju tvari u prirodi jer sudjeluju u razgradnji uginule organske tvari, a u tom nizu imaju posljednju riječ.

Možda su najbolji pokazatelj složenosti bakterijskog, našem oku nevidljivog organizma, njihovi geni. Prosječna bakterija nosi otprilike 4,000 gena dok čovjek posjeduje približno 25,000 gena. Metagenom (skup gena) naših crijevnih bakterija ima 100 puta veći potencijal u odnosu na ljudski genom, poglavito zbog bioraznolikosti mikrobiote.

Razvoj spoznaja o probiotičkim bakterijama

Otac medicine, Hipokrat, govorio je kako „sve bolesti počinju u crijevima“.  Još početkom 20. stoljeća predložena je terapija kojom bi se liječila neravnoteža crijevne mikroflore koju danas nazivamo mikrobiotom, a uključivala je unos „korisnih“ bakterija. Ruski bakteriolog dr. Elie Metchnikoff bio je prvi znanstvenik koji je uočio pozitivan učinak bakterija mliječne kiseline na ljudsko zdravlje. Ustvrdio je da stanovništvo Bugarske ima, za to doba, iznimno dug životni vijek, a taj je fenomen pripisao učestaloj konzumaciji jogurta i sličnih proizvoda. Metchnikoff je ujedno bio asistent glasovitog Louisa Pasteura i tvorac pojma „gerontologija“, a smatrao je da patogene bakterije u crijevima polako truju organizam stvarajući toksine te da je to moguće spriječiti unosom fermentiranih mliječnih proizvoda koji sadrže bakterije mliječne kiseline. Od tada skupina znanstvenika i kliničara ustrajno promovira bakterioterapiju. Nažalost, ova nastojanja, zbog nedostatka dokaza, loše interpretiranih rezultata te različitih zaključaka koji su bili posljedica nedostatka tada primjenjivanih taksonomskih instrumenata, dugo nisu imala značajniji uspjeh. No, razvojem modernih taksonomskih tehnika, identificirani su brojni sojevi „korisnih“ bakterija kojima je dokazano blagotvorno djelovanje kod različitih bolesti i stanja.

Ove „korisne“ bakterije koje nastanjuju intestinalni sustav čovjeka imaju povoljne učinke na probavni sustav i sustavno zdravlje čovjeka, a uz priznanje u vidu znanstvenih dokaza dobile su i zajednički naziv - probiotičke bakterije, odnosno probiotici. Probiotici se tradicionalno unose putem fermentiranih mliječnih proizvoda, a posljednjih godina učestala je primjena sve novijih generacija u kapsulama.

Danas je unos „korisnih“ bakterija čak milijun puta niži nego što je bio u kameno doba. Takva je evolucijska promjena za čovjeka veliki nedostatak, uzmemo li u obzir da bakterije dokazano igraju važnu ulogu u održavanju homeostaze, uključujući stimulaciju imunološkog sustava, prevenciju kolonizacije patogenih mikroorganizama te sintezu nutrijenata. 

 

• “Čitatelj koji ima malo znanja o crijevnim bakterijama možda će biti iznenađen mojom preporukom da je korisno uzimati proizvode koji sadrže mikroorganizme, kad postoji uvriježeno vjerovanje da su mikroorganizmi štetni. Ovo vjerovanje je pogrešno. Ima mnogo korisnih mikroorganizama, među kojima bakterije mliječnog vrenja zauzimaju počasno mjesto.”

 

Elie Metchnikoff: Produljenje života, 1907.

Taksonomija

Nije svejedno koje vrste probiotičkih mikroorganizama uzimamo. Najčešće se koriste probiotički organizmi iz rodova Lactobacillus i Bifidobacterium, nešto rjeđe Enterococcus i Streptococcus, ali i Saccharomyces boulardii koji se ubraja u kvasce. Učinkovitost pojedinih sojeva dokazana je znanstvenim istraživanjima, stoga se rezultati istraživanja dobiveni s određenim sojem ne mogu primjenjivati na neke druge neistražene sojeve. Podaci o rodu, vrsti i soju osnovni su podaci o određenom probiotiku, a takva nomenklatura prihvaćena je u znanstvenoj zajednici. Drugim riječima, prilikom uzimanja određenog soja možemo znati njegovo „ime i prezime“ i provjeriti koliko je znanstvenih studija provedeno u svrhu provjere učinkovitosti i neškodljivosti.

Tehnološke inovacije u proizvodnji probiotičkih pripravaka

Selekcija probiotičkih bakterija vrši se prema nekoliko kriterija, a osnovni su: sigurnost, mogućnost preživljavanja u hrani i tijekom prolaska kroz gastrointestinalni sustav te terapijski i/ili preventivni klinički dokazani učinak.

Temeljem istraživanja identificirani su određeni probiotički sojevi kojima su dokazani konkretni povoljni učinci na zdravlje čovjeka, a probiotici nove generacije obično sadrže više različitih sojeva prisutnih u iznimno visokoj koncentraciji. Ako probiotički pripravak sadrži više različitih vrsta bakterija, a neki od njih su iz različitih rodova, djelovanje koje takav pripravak ima složenije je od onoga koje bi imao pripravak sa samo jednim sojem.

Različiti sojevi mogu djelovati u skladnoj sinergiji. Učinci probiotičkih proizvoda koji sadrže kombinaciju sojeva često su bolji u usporedbi s pojedinačnim učinkom svakog soja individualno. Iako još nisu rasvijetljeni svi elementi te sinergije, čini se da jedan od mehanizama može biti taj da jedan soj otpušta nusproizvode koje drugi može koristiti za svoj metabolizam.

 Nadalje, tijekom proteklih desetljeća došlo je do značajnih napredaka u tehnološkim postupcima proizvodnje probiotika, a razvoj inovacija po generacijama prikazan je u Tablici 1.

 

Tablica 1. Razvoj probiotičkih pripravaka po generacijama

GENERACIJA	OPIS
Prva generacija neobloženih bakterija mliječnog vrenja	Prva generacija probiotika bile su neobložene ili „gole” bakterije. Njihova primjena adekvatna je u fermentiranoj hrani, ali nisu sposobne preživjeti prolazak kroz želučanu kiselinu i žuč tako da je njihova uloga u probavnom sustavu zanemariva.
Druga generacija enterički obloženih bakterija mliječnog vrenja na principu oblaganja lijekova	Druga generacija su enterički obložene bakterije mliječnog vrenja, u obliku čvrstih kapsula ili tableta koje se primjenjuju kao dodatak prehrani, a nisu pogodne za primjenu u hrani.
Treća generacija: mikrokapsulirane bakterije mliječnog vrenja	Mikrokapsulirane bakterije su primjerene za primjenu u hrani, ali zbog neravnomjerne zaštite i materijala koji se koriste kod zaštite, djelotvornost ovih proizvoda nije optimalna.
Četvrta generacija: proteinska matrica	Četvrta generacija zaštite bakterija mliječne kiseline sastoji se od proteina i polisaharidne matrice koja okružuje bakterije. Matrica povećava postotak preživljenja bakterija tijekom izlaganja, ali može uključivati i veću primjenu aditiva.
Peta generacija: krioprotekcija	Peta generacija bakterija mliječne kiseline uključuje krioprotekciju bakterija polimerima te polisaharidima prije procesa smrzavanja. Ovakav štit optimalno čuva bakterije tijekom obrade i tijekom izlaganja želučanim sokovima i žučnim solima.

 

Literatura

• Allaert FA, Courau S, Forestier A (2016) Effect of magnesium, probiotic, and vitamin food supplementation in healthy subjects with psychological stress and evaluation of a persistent effect after discontinuing intake. Panminerva Med 58(4):263-270.

• Boyaval P. Lactic acid bacteria and metal ions. Le Lait, INRA Editions, 1989, 69 (2), pp.87- 113.

• Bull MJ, Plummer NT. Part 2: Treatments for Chronic Gastrointestinal Disease and Gut Dysbiosis. Integr Med (Encinitas). 2015 Feb;14(1):25-33.

• De Vrese, M., Marteau, P.R. Probiotics and Prebiotics: Effects on Diarrhea. J. Nutr. 2007. 137(3): 803S-811S.

• Feizizadeh S, Salehi-Abargouei A, Akbari V. Efficacy and safety of Saccharomyces boulardii for acute diarrhea. Pediatrics. 2014 Jul;134(1):e176-91.

• Foxman B, Buxton M. Alternative approaches to conventional treatment of acute uncomplicated urinary tract infection in women. Curr Infect Dis Rep. 2013 Apr;15(2):124-9.

• Girard P, Pansart Y, Coppe MC, Gillardin JM. Saccharomyces boulardii inhibits water and electrolytes changes induced by castor oil in the rat colon. Dig Dis Sci. 2005 Nov;50(11):2183-90.

• Indrio F, Di Mauro A, Riezzo G, et al. Prophylactic use of a probiotic in the prevention of colic, regurgitation, and functional constipation: a randomized clinical trial. JAMA Pediatr. doi: 10.1001/jamapediatrics.2013.4367. published online January 13, 2014.

• Islam SU. Clinical Uses of Probiotics. Medicine (Baltimore). 2016 ;95(5):e2658.

• Jones ML, Martoni CJ, Prakash S (2013) Oral Supplementation With Probiotic L. reuteri NCIMB 30242 Increases Mean Circulating 25-Hydroxyvitamin D: A Post Hoc Analysis of a Randomized Controlled Trial. J Clinical Endo Metabolism 98 (7): 2944-2951.

• Kang YB, Cai Y, Zhang H. Gut microbiota and allergy/asthma: From pathogenesis to new therapeutic strategies. Allergol Immunopathol (Madr). 2016 doi: 10.1016/j.aller.2016.08.004.

• Lichtenstein A, Ferreira-Júnior M, Sales MM, Aguiar FB, Fonseca LA, Sumita NM, Duarte AJ (1992) Vitamin D: non-skeletal actions and rational use. Rev Assoc Med Bras 59(5):495-506.

• Mastromarino P, Vitali B, Mosca L. Bacterial vaginosis: a review on clinical trials with probiotics. New Microbiol. 2013;36(3):229-38.

• Ostad, S. N., Salarian, A. A., Ghahramani, M. H., Fazeli, M.R., Samadi N., Jamalifar, H. Live and heat-inactivated lactobacilli from feces inhibit Salmonella typhi and Escherichia coli adherence to caco-2 cells. Folia Microbiologica. 2009, 54 (2): 157–160.

• Petrova MI, Lievens E, Malik S, Imholz N, Lebeer S. Lactobacillus species as biomarkers and agents that can promote various aspects of vaginal health. Front Physiol. 2015 Mar 25;6:81.

• Rosenfeldt V, Benfeldt E, MD, Dam Nielsen S. et al. (2003) Effect of probiotic Lactobacillus strains in children with atopic dermatitis J Allergy Clin Immunol;111:389-95.

• Rosenfeldt V, Fleischer Michaelsen K, Jakobsen M. et al. Effect of probiotic Lactobacillus strains in young children hospitalized with acute diarrhea. Pediatr Infect Dis J, 2002;21:411–16

• Surono IS, Martono PD, Kameo S, Suradji EW, Koyama H (2014) Effect of probiotic L. plantarum IS-10506 and zinc supplementation on humoral immune response and zinc status of Indonesian pre-school children. J Trace Elem Med Biol 28(4):465-9.

• Šušković J., Mehanizam probiotičkog djelovanja bakterija mliječne kiseline. Mljekarstvo. 1997 47(1):57-73.

• Thomsen SB. Introduction to probiotics and supplement concepts. Biocare Copenhagen 2012.

• Vandenplas, Y. et al. Probiotics and prebiotics in prevention and treatment of diseases in infants and children. J Pediatr (Rio J). 2011;87(4):292-300.

• Yazar AS, Güven Ş, Dinleyici EÇ (2016) Effects of zinc or synbiotic on the duration of diarrhea in children with acute infectious diarrhea. Turk J Gastroenterol 27(6):537-540.

• Yerlikaya, O. Starter cultures used in probiotic dairy product preparation and popular probiotic dairy drinks. Food Sci. Technol (Campinas) 2014;34 (2): 221-229.

• Youmans BP, Ajami NJ, Jiang ZD, Campbell F, Wadsworth WD, Petrosino JF, DuPont HL, Highlander SK. Characterization of the human gut microbiome during travelers' diarrhea. Gut Microbes. 2015;6(2):110-9.

• Zhao Y, Yu YB. Intestinal microbiota and chronic constipation. Springerplus. 2016 Jul 19;5(1):1130.