Prebiotyki – wsparcie dla mikrobiomu jelit

Mikrobiota jelitowa kształtuje się całe życie, począwszy od narodzin. Jej skład zależy od dostępności tlenu i pożywienia oraz pH odcinka przewodu pokarmowego.  W jego górnej części znajdują się bakterie tlenowe, między innymi szczepy Enterococcus i Enterobacteriaceae. Natomiast w dolnym odcinku bytują bakterie beztlenowe, ze znaczącym udziałem szczepów Bacteroides, Bifidobacterium, Clostridium oraz Lactobacterium. Aby odbudować mikroflorę stosuje się probiotyki, czyli żywe organizmy, które podawane w odpowiednich ilościach wykazują działanie zdrowotne polegające na zwiększeniu ilości korzystnych bakterii, a zmniejszeniu tych patogennych.  Do niepatogennych bakterii zalicza się te, które produkują kwas mlekowy z rodzaju Bifidobacterium i Lactobacillus. Oprócz probiotyków można zastosować prebiotyki, które nasilą działanie tych pierwszych.

Czym są prebiotyki?

Prebiotyki to nietrawione składniki żywności, które korzystnie działają na organizm gospodarza przez selektywną stymulacje wzrostu i/lub aktywności jednego rodzaju lub ograniczonej liczby bakterii bytujących w okrężnicy. Prebiotyki nie powinny ulegać wchłanianiu ani hydrolizie przez przewód pokarmowy. Ponadto obniżają one pH treści pokarmowej oraz hamują działalność szkodliwej mikrobioty jelitowej poprzez wzrost bakterii fermentacji mlekowej [1]. Wykazano, że prebiotyki zwiększają ilość bakterii Bifidobacterium oraz Lactobacillus [2,3]. Gdy bakteria Lactobacillus paracasei I321 zaczęła funkcjonować synergistycznie z  inuliną, która jest prebiotykiem doszło do zniszczenia bakterii Salmonelii poprzez zdominowanie środowiska przez nieszkodliwe bakterie [4].

Gdzie je znaleźć?

Polisacharydy

Do prebiotyków zalicza się polisacharydy oraz oligosacharydy.  Różnią się one liczbą monomerów połączonych ze sobą. W przypadku oligosacharydów liczba ta wynosi od 3 do 10, a powyżej tej liczby klasyfikuje się jako polisacharydy. Do polisacharydowych prebiotyków zalicza się inulinę, która występuje naturalnie w:

• czosnku,
• cebuli,
• cykorii,
• topinamburze,
• pszenicy,
• mniszku lekarskim,
• bananach [5].

Frukto- i galaktooligosacharydy

Wśród drugich wymienionych prebiotyków wymienia się galaktooligosachardy(GOS), fruktooligosacharydy(FOS) oraz laktulozę.

 Do naturalnych źródeł FOS zalicza się:

• cebulę,
• szparagi,
• pszenicę,
• banany,
• pomidory,
• ziemniaki [1].

GOS i FOS są chętnie metabolizowane przez enzymy bakterii Bifidobacterium. Ponadto oligosacharydy obecne w mleku ludzkim wpływają korzystnie na pasaż jelitowy. Są one szczególnie istotne dla rozwoju mikroflory noworodka oraz jego systemów immunologicznych. Konsumpcja oligosacharydów z mleka matki zwiększa ilość bakterii Bifidobacteriaceae oraz Bacteroidaceae u dziecka [6]. Oligosacharydy mleka matki mają również wpływ na aktywność przeciwbakteryjną przeciwko bakteriom Streptococcus agalactiae, Staphylococcus aureus, and Acinetobacter baumanni. Ponadto oligosacharydy w mleku matki posiadają kwas sjalowy, który jest ważny dla rozwoju neurologicznego noworodka. W badaniu porównano zawartość tych oligosacharydów w mleku ludzkim oraz krowim. Wykazano, że w kobiecym mleku jest ich 2-3g/l, a w krowim 0,07-0,08g/l.

Podobną tendencję zaobserwowano odnośnie zawartości samego kwasu sjalowego, ale również różniły się połączeniami z substancjami w mleku. W przypadku mleka ludzkiego kwas łączy się z oligosacharydami w 73%, a w przypadku drugiego łączy się z glikoproteinami [7]. Działanie prebiotyczne inuliny w mleku zastępczym polega na zmniejszeniu pH i zwiększeniu procentowej ilości bakterii fermentacji mlekowej  przy dawce 0,4g inuliny na 100ml mleka [8].

Dodatki i żywność funkcjonalna

Prebiotyki są również stosowane w przemyśle spożywczym, szczególnie przemyśle mleczarskim ze względu na stabilność w procesie przetwórstwa spożywczego. Oligosacharydy są używane jako zamiennik cukru bądź tłuszczu oraz do stabilizacji tekstury produktu. Z kolei polisacharydy ze względu na niską kaloryczność i niski wzrost glukozy po spożyciu są stosowane w preparatach dla diabetyków [1].

Warto spożywać produkty, które są źródłem prebiotyków, gdyż mają one działanie aktywizujące bakterie probiotyczne znajdujące się w jeliach. Jest to związane z tym, że gdy nasz mikrobiom ma więcej dobrych, korzystnych baterii, będzie w  niej mniej miejsca na te szkodliwe, patogenne.

Źródła:

1. Mojka K. Probiotyki, prebiotyki i synbiotyki – charakterystyka i funkcje. Probl Hig Epidemiol 2014, 95, 541-549.
2. Wilson B., Rossi M., Dimidi E. i wsp.: Prebiotics in irritable bowel syndrome and other functional bowel disorders in adults: a systematic review and meta-analysis of randomized controlled trials. Am J Clin Nutr. 2019. doi: 10.1093/ajcn/nqy376.
3. Tandon D., Haque M.M., Gote M. A prospective randomized, double-blind, placebo-controlled, dose-response relationship study to investigate efficacy of fructo-oligosaccharides (FOS) on human gut microflora. Sci Rep. 2019, 9, 5473. doi: 10.1038/s41598-019-41837-3
4. Kanjan P., Hongpattarakere T. Prebiotic efficacy and mechanism of inulin combined with inulin-degrading Lactobacillus paracasei I321 in competition with Salmonella. Carbohydr Polym. 2017, 169, 236-244.
5. Śliżewska K., Nowak A., Barczyńska R. i wsp.:  PREBIOTYKI – DEFINICJA, WŁAŚCIWOŚCI I ZASTOSOWANIE W PRZEMYŚLE. ŻYWNOŚĆ. Nauka. Technologia. Jakość 2013, 1, 5 – 20.
6. Gibson G.R., Hutkin R.W. Sanders M.E. i wsp.:  Expert consensus document: The International Scientific Association for Probiotics and Prebiotics (ISAPP) consensus statement on the definition and scope of prebiotics. Nat Rev Gastroenterol Hepatol. 2017, 14, 491-502.
7. Lis-Kuberka J., Orczyk-Pawiłowicz M. Sialylated Oligosaccharides and Glycoconjugates of Human Milk. The Impact on Infant and Newborn Protection, Development and Well-Being. Nutrients 2019, 11, 306. https://doi.org/10.3390/nu11020306.
8. Oswari H., Widodo A.D., Handayani F. i wsp.: Dosage-Related Prebiotic Effects of Inulin in Formula-Fed Infants. Pediatr Gastroenterol Hepatol Nutr. 2019, 22, 63-71.