W ostatnich latach rośnie świadomość wpływu mikrobioty (bakterii zasiedlających organizm) na funkcjonowanie człowieka. Zaburzenia w jej składzie mogą przyczyniać się do rozwoju m.in. alergii oraz chorób o podłożu autoimmunologicznym. Z tego względu wielu badaczy pracuje nad sposobami oddziaływania na skład mikrobioty i przywracania jej prawidłowego stanu. Obecnie w tym celu stosuje się przede wszystkim prebiotyki, probiotyki oraz synbiotyki. Ostatnio natomiast popularność zyskuje nowa grupa – postbiotyki. Warto zatem przyjrzeć się, czym są i jaki jest ich mechanizm działania, a także czym różnią się od pozostałych preparatów.

 

SPIS TREŚCI:

1. Definicja

2. Postbiotyki a prebiotyki, probiotyki i synbiotyki

3. Wybrane postbiotyki oraz ich działanie

4. Zalety i wady postbiotyków

5. Podsumowanie

 

 

1. Definicja
Zgodnie z definicją zaproponowaną przez Międzynarodowe Towarzystwo Badań nad Probiotykami i Prebiotykami (ang. International Scientific Association for Probiotics and Prebiotics) postbiotyki to „preparaty zawierające nieożywione mikroorganizmy i/lub ich komponenty mające pozytywny wpływ na zdrowie gospodarza” (S. Salminen i wsp. 2021). Oznacza to, że do postbiotyków zalicza się zarówno martwe bakterie w całości, jak i ich fragmenty (np. ściany komórkowe) oraz produkty przemiany materii, czyli substancje powstające w procesie fermentacji bakteryjnej, np. kwasy organiczne, witaminy oraz krótkołańcuchowe kwasy tłuszczowe.

 

2. Postbiotyki a prebiotyki, probiotyki i synbiotyki
Ze względu na swoje zbliżone nazwy oraz zastosowanie probiotyki, prebiotyki, synbiotyki oraz postbiotyki mogą łatwo zostać ze sobą pomylone, jednak tym, co je różni, jest ich skład.


– Probiotyki to żywe bakterie wpływające na funkcjonowanie organizmu,
– prebiotyki to składniki pokarmowe, które nie są trawione przez ludzki organizm; stanowią natomiast pożywkę dla bakterii probiotycznych,
– postbiotyki to nieożywione bakterie oraz produkty bakteryjnej przemiany materii,
– synbiotyki to połączenie bakterii probiotycznych oraz prebiotyków; w ich skład nie wchodzą natomiast elementy postbiotyczne.

 

3. Wybrane postbiotyki oraz ich działanie
Do grupy postbiotyków można zaliczyć różne rodzaje substancji, m.in. białka, węglowodany, witaminy, kwasy organiczne, krótkołańcuchowe kwasy tłuszczowe, aminokwasy oraz fragmenty lub całe organizmy bakteryjne. Poniżej omówiono wybrane postbiotyki, a także ich sposób oddziaływania na organizm. Fabryka Siły Sklep

 

Nieożywione bakterie
Najpopularniejszą metodą dezaktywacji bakterii jest poddawanie ich działaniu wysokiej temperatury, co powoduje śmierć komórki. Badania sugerują jednak, że nawet martwe komórki bakteryjne wykazują korzystny wpływ na organizm, m.in. poprzez konkurowanie o miejsce w nabłonku jelita. Postbiotyki dążą do przylgnięcia do ściany jelita, „blokując” miejsce i uniemożliwiając „zaczepienie się” bakteriom patogennym, co zapobiega rozwojowi infekcji (T.P. Singh i wsp. 2017). Niektóre nieaktywne szczepy z rodzaju Lactobacillus (często wykorzystywanego w probiotykach) działają także przeciwzapalnie (hamują wydzielanie substancji prozapalnych i pobudzają produkcję tych przeciwzapalnych) i przeciwutleniająco (poprzez usuwanie wolnych rodników), a ponadto zwiększają syntezę serotoniny, zwanej hormonem szczęścia, oraz zmniejszają działanie greliny – hormonu głodu.

 

Bezkomórkowe supernatanty
Są to preparaty powstające poprzez odwirowanie oraz przefiltrowanie zawiesiny bakteryjnej, co pozwala na uzyskanie płynu zawierającego wyłącznie metabolity bakteryjne. W zależności od rodzaju bakterii mają one odmienne działanie. W jednej z prac zauważono, że supernatanty szczepu Lactobacillus wykazują aktywność przeciwzapalną oraz przeciwutleniającą w komórkach jelit. Dodatkowo różne gatunki bakterii wpływają na ekspresję różnych czynników zapalnych (np. interleukin 1, 6 i 8 oraz czynnika TNF-α) i przeciwzapalnych (interleukina 10), co stwarza możliwości personalizacji preparatu w zależności od potrzeb pacjenta (S. De Marco i wsp. 2018).

 

Ponadto supernatanty mogą zapobiegać rozwojowi raka jelita grubego, a także wspierają leczenie infekcji (m.in. biegunki). W opublikowanym w 2017 r. badaniu autorzy zauważyli, że supernatanty różnych szczepów bakterii probiotycznych były skuteczne w zwalczaniu chorobotwórczych Escherichia coli. Efekt ten przypisywali wywoływanym przez postbiotyki zmianom w środowisku czy ochronnej barierze komórkowej, co stwarzało niekorzystne warunki dla patogenów (Z. Khodaii, S. Ghaderian, M. Natanzi 2017).

 

Egzopolisacharydy
To substancje węglowodanowe produkowane i wydalane przez bakterie podczas ich wzrostu; zaliczyć do nich można m.in. celulozę, dekstrany czy ksantan. W przemyśle spożywczym wykorzystywane są jako stabilizatory, substancje wiążące wodę czy emulsyfikatory; rośnie jednak zainteresowanie ich aktywnością biologiczną. Wskazuje się na ich działanie przeciwbakteryjne i przeciwzapalne, a także hamowanie wchłaniania cholesterolu, co przyczynia się do prewencji chorób serca (J. Żółkiewicz i wsp. 2020).

 

Krótkołańcuchowe kwasy tłuszczowe
Są produktem przemiany materii powstającym podczas fermentacji bakteryjnej. Zalicza się do nich m.in. kwasy octowy, propionowy oraz masłowy. Ten ostatni stanowi źródło energii dla komórek jelitowych oraz przyczynia się do odnowy nabłonka jelitowego. Ma także działanie hamujące odpowiedź immunologiczną, co jest korzystne u pacjentów, u których jest ona bardzo silna (przede wszystkim w chorobach autoimmunologicznych). Krótkołańcuchowe kwasy tłuszczowe mogą również przyczyniać się do poprawy insulinowrażliwości, zmniejszać ryzyko infekcji oraz hamować syntezę cholesterolu. W badaniu na modelu zwierzęcym zaobserwowano, że zastosowanie terapii probiotycznej powodowało obniżenie prawdopodobieństwa wystąpienia zespołu metabolicznego. Efekt ten wiązano z odnotowanym wyższym stężeniem kwasu octowego, który poprzez oddziaływanie na receptory w komórkach zwiększał ich wrażliwość na insulinę oraz zmniejszał odkładanie się tkanki tłuszczowej trzewnej (R. Aoki i wsp. 2017).

 

Witaminy
Bakterie wykazują zdolności do syntezy witamin – m.in. z grupy B (w tym B12 i kwasu foliowego) oraz witaminy K. Składniki te biorą udział w wielu ważnych procesach zachodzących w organizmie, a często w populacji obserwuje się ich niedobór. Z tego względu pozyskiwanie witamin z preparatów bakteryjnych mogłoby wiązać się ze zwiększeniem ich stężenia we krwi oraz znaczącymi korzyściami zdrowotnymi, m.in. zmniejszonym ryzykiem udaru oraz anemii.

 

Należy podkreślić, że badania nad działaniem i skutecznością postbiotyków są na wczesnym etapie, a obserwacje pochodzą z eksperymentów w warunkach in vitro oraz badań na zwierzętach – nie można zatem jednoznacznie stwierdzić, czy będą one miały podobny wpływ na organizm człowieka.

 

4. Zalety i wady postbiotyków
Jedną z największych zalet postbiotyków jest ich potencjalnie duża wytrzymałość. Probiotyki muszą być produkowane, transportowane oraz przechowywane w odpowiednich warunkach, by zawarte w nich bakterie mogły zachować funkcje życiowe. Mimo tego często pod koniec terminu przydatności zawartość mikroorganizmów w preparacie jest dużo niższa niż deklarowana przez producenta. W postbiotykach natomiast wykorzystywane są substancje i mikroorganizmy nieożywione, co oznacza, że zachowanie odpowiednich warunków pozwalających na przeżycie nie jest konieczne. To sprawia, że preparaty mogą charakteryzować się dłuższym terminem przydatności. Wydaje się także, że zapewniają większe bezpieczeństwo stosowania – nieożywione bakterie nie przekazują oporności na antybiotyki; organizm nie ma także kontaktu z żywymi mikroorganizmami, co jest szczególnie ważne w przypadku dzieci, których system odpornościowy jest jeszcze niedojrzały, oraz osób o osłabionej odporności (będącej wynikiem choroby). Ponadto komponenty postbiotyczne potencjalnie mogłyby zostać wykorzystane jako element żywności funkcjonalnej, czyli produktów, w których naturalnie bądź w formie dodanej występują substancje o korzystnym wpływie na zdrowie.

 

Wadą postbiotyków i niewiadomą związaną z ich stosowaniem jest niewystarczająca liczba danych uniemożliwiających określenie ich wpływu na organizm człowieka. Brak badań z udziałem ludzi powoduje, że obecnie nieznana jest ich skuteczność, niezbędna do wywołania efektu dawka, długofalowe skutki ich działania, a także wymagania dotyczące warunków ich produkcji oraz przechowywania.

 

5. Podsumowanie
Postbiotyki to stosunkowo niedawno wyodrębniona grupa elementów, jednak niektóre substancje wchodzące w jej skład od lat stanowią element codziennej diety bądź są stosowane jako jej uzupełnienie w formie suplementów. Mimo że obecnie brakuje informacji dotyczących wpływu samodzielnie występujących postbiotyków bądź ich mieszanek na zdrowie człowieka, to jest to obiecujący kierunek badań i warto śledzić dalsze doniesienia dotyczące tego tematu.

 


Bibliografia
Aoki R. et al., A proliferative probiotic Bifidobacterium strain in the gut ameliorates progression of metabolic disorders via microbiota modulation and acetate elevation, „Scientific Reports” 2017, 7, epub.
De Marco S. et al., Probiotic Cell-Free Supernatants Exhibited Anti-Inflammatory and Antioxidant Activity on Human Gut Epithelial Cells and Macrophages Stimulated with LPS, „Evidence-based Complementary and Alternative Medicine” 2018, 2018, epub.
Khodaii Z., Ghaderian S., Natanzi M., Probiotic Bacteria and their Supernatants Protect Enterocyte Cell Lines from Enteroinvasive Escherichia coli (EIEC) Invasion, „International Journal of Molecular and Cellular Medicine” 2017, 6(3), 183–189.
Nataraj B.H. et al., Postbiotics-parabiotics: the new horizons in microbial biotherapy and functional foods, „Microbial Cell Factories” 2020, 19(1), epub.
Salminen S. et al., The International Scientific Association of Probiotics and Prebiotics (ISAPP) consensus statement on the definition and scope of postbiotics, „Nature Reviews. Gastroenterology & Hepatology” 2021, 18(9), 649–667.
Singh T.P. et al., Antagonistic Activity of Lactobacillus reuteri Strains on the Adhesion Characteristics of Selected Pathogens, „Frontiers in Microbiology” 2017, 8, epub.
Żółkiewicz J. et al., Postbiotics – A Step Beyond Pre- and Probiotics, „Nutrients” 2020, 12(8), epub.