Již od antiky lidé využívají rozmanité mléčné výrobky, zejména fermentované, ke zlepšení trávicích funkcí organismu a prevenci nebo léčbě infekcí. Fyziologická podstata účinku těchto potravin nebyla dlouho známa.
První vědecké důkazy o terapeutickém významu mikroorganismů přinesl až ukrajinský vědec a lékař Ilja Mečnikov, když prokázal, že některé mikroorganismy jsou v experimentu schopné stimulovat růst Vibrio cholerae, zatímco jiné mikroorganismy mají opačný účinek. Také dával do souvislosti dlouhověkost bulharských horalů s jejich pravidelnou konzumací fermentovaných mléčných produktů. Ve střevě člověka bylo dosud identifikováno více než 400 různých druhů bakterií.
Dominantní úlohu zastávají anaerobní bakterie (bakteroidy, eubakterie, bifidobakterie, peptostreptokoky apod.), které se vyskytují v koncentraci alespoň 108 na gram stolice. Střevní mikroflóra má několik základních funkcí. Zajišťuje ochranu střevní sliznice před kolonizací patogenními mikroorganismy, ovlivňuje střevní peristaltiku, zajišťuje dekonjugaci žlučových kyselin, enterohepatální oběh a podílí se na metabolismu nestrávených sacharidů. Bakterie střevní mikroflóry také produkují mastné kyseliny s krátkým řetězcem, ovlivňují střevní imunitní systém, hrají roli při metabolické degradaci a transformaci xenobiotik a v syntéze vitaminů B a K. Střevní mikroflóra se dělí na složku autochtonní, která je víceméně stálá, a na složku tranzientní (přechodnou).
Složení střevní mikroflóry může být také ovlivněno antibiotickou léčbou. Během těhotenství je gastrointestinální trakt plodu sterilní. K osídlení dochází při vaginálním porodu mikroorganismy obsaženými v porodních cestách, při porodu císařským řezem později – mikroorganismy z okolního prostředí. Střevní mikroflóra kojence je také ovlivněna způsobem výživy. U kojených dětí převládají bifidobakterie, u dětí na umělé kojenecké výživě je mikroflóra složena kromě bifidobakterií také z bakteroidů, klostridií a streptokoků. Při zavedení příkrmů se různorodost složení mikroflóry ještě více prohlubuje.
Základní pojmy
V moderním pohledu na výživu bylo v nedávné době zavedeno několik nových pojmů, které definují složky potravin ve vztahu k jejich účinku na organismus: Funkční potraviny – jedná se o potraviny, které mají pozitivní vliv na jednu nebo více fyziologických funkcí organismu. Tyto potraviny mají některou ze složek eliminovánu (např. bezlepková dieta), nebo naopak zvýšenu (fortifikace nestravitelnými oligosacharidy) nebo je do nich přidána složka, kterou dříve neobsahovaly (např. probiotika, antioxidanty), či je jedna z jejich složek nahrazena jinou (nízkotučné margaríny).
Probiotika – jsou živé mikroorganismy, které aplikovány v přiměřeném množství příznivě ovlivňují zdravotní stav hostitele. Některé definice řadí mezi probiotika pouze organismy bakteriálního původu, které jsou za normálních podmínek přirozenou součástí lidské střevní mikroflóry. Vzhledem k tomu, že příznivý efekt na organismus byl prokázán např. i u kvasinek, byl zaveden zastřešující pojem bioterapeutická agens. Také se vedou diskuse na téma, zda je možno mezi probiotika řadit i subcelulární složky bakterií, např. části bakteriální stěny nebo fragmenty jejich DNA. Další spornou oblastí je vymezení cílového orgánu účinku probiotik.
Bakterie mohou příznivě působit také např. na kůži, respirační trakt, vaginální sliznici apod. Některé probiotické kmeny jsou v přirozené formě obsaženy ve fermentovaných mléčných výrobcích (v jogurtech, kefírech apod.). Jedná se např. o Bifidobacterium bifidum, Lactobacillus acidophilus, Lactobacillus bulgaricus, Streptococcus lactis a Streptococcus cremonis. Klinické využití těchto fermentovaných výrobků je z praktického hlediska omezeno vzhledem k nutnosti jejich skladování v chladu, limitované životnosti, nutnosti konzumace velkých dávek k dosažení klinického efektu a chabé rezistenci přítomných bakterií vůči žaludeční kyselině, žluči a antibiotikům (i v případě jejich intravenózní aplikace).
Některé výrobky obsahující probiotika jsou registrovány jako léčiva, jiné jsou na trhu dostupné jako potravinové doplňky. Bližší informace o probiotikách a prebiotikách včetně aktualizovaného seznamu výrobků dostupných v ČR jsou k dispozici na www.probiotika-prebiotika.cz .
Prebiotika – jsou nestravitelné látky, jejichž konzumace má příznivý fyziologický účinek na hostitele selektivní stimulací růstu nebo aktivity některých kmenů střevní mikroflóry. Mezi prebiotika se řadí např. laktulóza, inulin, fruktooligosacharidy, galakto-oligosacharidy apod. V přirozené formě jsou prebiotika obsažena např. v cibuli, asparagu či banánech.
Synbiotika – jsou potraviny obsahující obě jmenované složky (probiotika + prebiotika). Obě tyto složky by měly být v účinném poměru a použité prebiotikum by mělo mít prokazatelně příznivý vliv na růst současně použitého probiotického kmenu. Synbiotický účinek vykazují např. frukto-oligosacharidy v kombinaci s bifidobakteriemi nebo laktikol s laktobacily. Vědecké důkazy o jednoznačném klinickém efektu těchto složek však dosud chybějí.
Klinické zkušenosti
Aby probiotický kmen mohl být úspěšně klinicky využíván, musí být splněno několik podmínek: 1. organismy musí být připraveny, skladovány a podávány v živé formě 2. musí být bezpečné i při podávání ve vysokých dávkách 3. musí přežít v gastrointestinálním traktu (zejména rezistence k žaludeční kyselině, žluči a pankreatickému sekretu) 4. musí být rezistentní k většině běžně podávaných antibiotik 5. klinický efekt by měl být multifaktoriální (např. inhibice adheze patogenů, působení jako antibakteriální substance, imunomodulace působením na toxiny nebo jejich receptory, kompetice o živiny s patogenními kmeny).
Probiotika mohou vykazovat účinek preventivní, terapeutický nebo obojí. Z vědeckého hlediska je nutné, aby účinek probiotika byl podpořen výsledky dvojitě zaslepených, placebem kontrolovaných, randomizovaných studií (DBPCRCTs). Mezi bioterapeutická agens s prokazatelným klinickým efektem podpořeným výsledky studií patří např. Lactobacillus casei GG, Lactobacillus reuteri, Enterococcus faecium či Saccharomyces boulardii.
Probiotika jsou zkoumána v souvislosti s prevencí i léčbou onemocnění řady orgánových systémů. Nejvíce provedených studií se váže k problematice onemocnění gastrointestinálního traktu. Zkoumán je efekt probiotik v prevenci postantibiotického průjmu, průjmu cestovatelů a průjmu způsobeného Clostridium difficile. Z léčebného hlediska je pozornost zaměřena na akutní a chronická průjmová onemocnění dětí a dospělých, včetně průjmů způsobených Giardia lamblia a průjmů u pacientů s AIDS.
V tomto smyslu je na základě DBPCRCTs prokázán pozitivní vliv L. acidophilus, L. bulgaricus, B. bifidum a S. thermophilus v prevenci cestovatelských průjmů, efekt L. casei GG v léčbě akutního průjmu u dětí i dospělých a vliv na zkrácení trvání rotavirového průjmu. Efekt stejného kmene byl prokázán také u průjmového onemocnění po léčbě erythromycinem a u klostridiové kolitidy. Průkazné jsou také práce potvrzující pozitivní vliv S. thermophilus a B. bifidum v prevenci průjmových onemocnění.
Z nebakteriálních bioterapeutických agens má na základě DBPCRCTs jednoznačně prokázaný efekt zejména S. boulardii, a to jak v prevenci postantibiotického průjmu, tak průjmu při podávání enterální výživy a cestovatelských průjmů. Prokázána je také snížená rekurence kolitidy způsobené C. difficile. Z léčebného hlediska je S. boulardii průkazně účinná u akutních průjmů dětí i dospělých a u chronických průjmů dětí (včetně lambliózy a infekce HIV).
Výzkum probíhá také u pacientů s idiopatickými střevními záněty, kde jsou probiotika zvažována jako jedna z alternativ udržovací léčby. Také u pouchitidy (pooperační komplikace u kolektomovaných pacientů se základní diagnózou ulcerózní kolitidy) je snaha o obnovení bakteriální rovnováhy kombinací antibiotik, prebiotik a probiotik. Byla publikována DBPCRCTs studie prokazující snížení frekvence průjmovitých stolic u pacientů se stabilní Crohnovou nemocí léčených S. boulardii.
Slibné jsou výsledky v experimentech u jedinců s nekrotizující enterokolitidou. U intolerance laktózy mohou laktáza pozitivní kmeny (Lactobacillus, Bifidobacterium, Streptococcus) svým fermentačním účinkem přispět k lepší toleranci mléčných výrobků gastrointestinálním traktem. U pacientů s bakteriálním přerůstáním v tenkém střevě (např. u syndromu slepé kličky, střevních stenóz, divertiklů či při poruchách střevní motility) mohou být některé probiotické kmeny terapeutickým přínosem. Také u pacientů s obstipací byl na základě analýzy řady studií efekt probiotik na střevní motilitu a frekvenci stolic označen za „pravděpodobný“.
Mnohem přesvědčivější jsou v tomto smyslu důkazy o příznivém vlivu prebiotické vlákniny na konzistenci stolice. Na základě analýzy randomizovaných kontrolovaných studií byl popsán příznivý efekt terapie probiotiky u pacientů se syndromem dráždivého tračníku. U dospělých pacientů jsou publikovány práce o příznivém efektu fermentovaných mléčných výrobků a/nebo kombinace pre/probiotik jako protektivního faktoru rozvoje kolorektálního karcinomu.
Intenzivní výzkum probíhá také v oblasti alergických onemocnění (potravinové alergie, atopický ekzém). Nejčastější formou potravinové alergie v kojeneckém věku je alergie na bílkovinu kravského mléka, která postihuje až 3 % dětí. Typickým projevem je eozinofilní proktokolitida. Vzhledem k tomu, že předpokladem pro rozvoj potravinové alergie je prostup antigenu přes slizniční membránu, je možný protektivní efekt některých probiotických kmenů, které ovlivňují střevní permeabilitu. Předpokládá se také, že některé bakteriální kmeny jsou schopné modifikovat aktivitu fagocytů a snížit aktivitu Th2 lymfocytů. Výsledkem je snížená sekrece IgE. DBP CRCTs prokazují synergický efekt léčby atopické dermatitidy kmenem L. casei GG v kombinaci s eliminační dietou.
Bezpečnost probiotik
Většina probiotických kmenů využívaných v klinické praxi odpovídá bakteriím, které se za fyziologických okolností běžně vyskytují v trávicím traktu člověka. Tyto součásti střevní mikroflóry za normálních okolností nepředstavují pro svého hostitele žádné riziko. U chronicky nemocných nebo jinak oslabených pacientů může i běžná střevní flóra být rizikovým faktorem vzniku infekce. Obdobná situace platí i pro probiotické kmeny, jejichž podávání představuje pouze velmi malé navýšení tohoto rizika pro pacienta. Výrobci probiotických preparátů používají sofistikované metody zajišťující čistotu a nezávadnost používaných bakteriálních kmenů.
Zvýšené opatrnosti je třeba dbát u nedonošenců, imunosuprimovaných pacientů apod. Obecně je v literatuře popsáno velmi málo případů, kdy se vyskytly zdravotní komplikace během podávání probiotika. Jedná se o ojedinělé případy endokarditidy či sepse při léčbě laktobacily nebopřípady katetrových sepsí u pacientů léčených S. boulardii. Ve většině případů nebylo možno jednoznačně prokázat kauzální vztah mezi podávaným bioterapeutickým agens a vzniklou komplikací. Často se jednalo o těžce nemocné jedince s oslabenou obranyschopností. Závěrem lze tedy říci, že na základě současných poznatků je léčba probiotiky bezpečná a riziko vzniku komplikace extrémně nízké.
Závěr
Výzkum probiotik je fascinující a dynamicky se rozvíjející oblastí lékařského zájmu. Dosud publikované studie v některých oblastech přesvědčivě prokazují pozitivní klinický efekt probiotik na lidský organismus, v řadě dalších patofyziologických situací probíhá i nadále intenzivní výzkum (např. oblast idiopatických střevních zánětů). V České republice byla v roce 2006 založena Společnost pro probiotika a prebiotika (SPP). Jedná se o multidisciplinární sdružení pracovníků různých oborů, kteří se zabývají výzkumem a aplikací probiotik a prebiotik.
SPP usiluje v oblasti probiotik a prebiotik o vědecký přístup a vzájemnou informovanost spoluprací odborníků, publikační činností a odbornými akcemi různého zaměření (sympozia, konference, semináře apod.). Cílem je, aby všechny aktivity byly podloženy vědeckými poznatky. Vzhledem k tomu, že průmysl zavádí na bázi probiotik a prebiotik četné nové funkční potraviny, potravinové doplňky a klinické léky, je důležité, aby byla v této oblasti dostupná podpora pro základní i aplikovaný výzkum. * Tato práce byla podpořena VZ 64203 a IGA MZ NR/8310-5.
MUDr. Jiří Bronský, Ph. D. oddělení dětské gastroenterologie, Pediatrická klinika 2. LF UK a FN Motol
Literatura
1. Vandenplas Y. Microorganisms Administered for the Benefit of the Host: Facts and Myths. In Lifschitz C. H.: Pediatric Gastroenterology and Nutrition in Clinical Practice. Marcel Dekker, Inc., New York, USA, 2002.
2. Nevoral J. a kol. Výživa v dětském věku. Nakladatelství H&H, Praha, 2003.
3. Cartwright P. Probiotics for Crohn´s and Colitis. Prentice Publishing, Ilford, UK, 2003.