Wpływ bakterii mlekowych na zdrowie człowieka
Składniki funkcjonalne tworzone podczas fermentacji
bakteriocyny
peptydy aktywne
CLA (skoniugowany kwas linolenowy)
EPS
kwas mlekowy i inne kwasy org.
oksydaza cholesterolowa
galaktozydaza
witaminy
czynniki przeciwnowotworowe
A składniki niepożądane? Np. aminy biogenne
Prozdrowotność LAB ???
Wielokrotnie całym gatunkom tych bakterii przypisuje się właściwości prozdrowotne (probiotyczne), chociaż zostały one zbadane i
udowodnione tylko w odniesieniu do pewnych konkretnych szczepów tych gatunków.
Z drugiej strony, nie ulega wątpliwości, że wiele z tych właściwości wykazują nie tylko bakterie uznawane za probiotyczne, ale także
bakterie mlekowe tradycyjnie stosowane do wyrobu fermentowanych produktów mleczarskich (i innych produktów
fermentowanych).
Ułatwienie przyswajania składników odżywczych
·ð najczęściej przytaczane oddziaÅ‚ywanie dietetyczne
·ð w wyniku dziaÅ‚ania bakterii mlekowych biaÅ‚ka ulegajÄ… nadtrawieniu, zwiÄ™ksza siÄ™ zawartość wolnych peptydów i
aminokwasów (np. metioniny, lizyny, tryptofanu), dzięki czemu wzrasta ich przyswajalność przez organizm człowieka
·ð enzymy bakteryjne zapoczÄ…tkowujÄ… także hydrolizÄ™ tÅ‚uszczu, dziÄ™ki czemu wzrasta jego przyswajalność
·ð dlatego produkty fermentowane (głównie napoje fermentowane) sÄ… szczególnie polecane dla osób ze schorzeniami lub
zaburzeniami pracy narządów układu pokarmowego oraz o słabej aktywności enzymatycznej układu trawiennego
·ð uważa siÄ™, że wytworzony przez bakterie mlekowe kwas mlekowy może pobudzać wydzielanie Å›liny oraz soków
trawiennych i tym samym przyczyniać się do poprawy perystaltyki jelit
·ð w produktach pochodzenia roÅ›linnego zwiÄ™kszajÄ… biodostÄ™pność skÅ‚adników mineralnych poprzez rozkÅ‚ad fitynianów
·ð wytwarzajÄ…c kwas mlekowy z dostÄ™pnych wÄ™glowodanów, przyczyniajÄ… siÄ™ do zwiÄ™kszenia przyswajalnoÅ›ci przez organizm
człowieka wapnia, żelaza, fosforu i innych pierwiastków (pomagają zapobiegać osteoporozie i próchnicy zębów)
Synteza witamin z grupy B
1. synteza witamin z grupy B: biotyny, ryboflawiny, niacyny, kobalaminy, pirydoksyny, folacyny, kwasu pantotenowego
2. synteza tych witamin prowadzona jest przez bakterie jelitowe, w tym mlekowe, i pokrywa część zapotrzebowania organizmu
człowieka na te witaminy
3. długotrwałe kuracje antybiotykowe i związane z tym niedobory mikroflory jelitowej syntetyzującej te substancje mogą
doprowadzić do niedoborów wspomnianych witamin
4. nie wszystkie bakterie mlekowe syntetyzują witaminy z grupy B i nie w jednakowych ilościach
Przykład:
Streptococcus thermophilus i Bifidobacterium sp. wytwarzaną foliany, które są warunkiem rozwoju pałeczek Lactobacillus
pod względem syntetyzowania i zużywania witamin stwierdza się różnice między poszczególnymi gatunkami a nawet
szczepami bakterii mlekowych
Nietolerancja laktozy
1. żywe komórki LAB łagodzą nietolerancję laktozy, co jest związane z dużą aktywnością wytwarzanego przez nie w
produktach fermentowanych lub jelicie grubym enzymu ß-galaktozydazy (laktazy)
2. nietolerancja laktozy jest problemem wielu ludzi (w Polsce cierpi na nią 30-40% społeczeństwa), których organizm nie
wykazuje lub wykazuje zbyt niską zdolność do metabolizowania tego cukru
3. nietolerancja laktozy wiąże się z niedoborem w jelicie cienkim enzymu laktazy (enzymu katalizującego hydrolizę laktozy) i
zaburzeniami po spożyciu mleka słodkiego, na skutek gromadzenia się nierozłożonej laktozy w jelitach
4. wada ta może być uwarunkowana genetycznie lub może być nabyta (jako konsekwencja zaburzenia pracy jelit
5. u osób z nietolerancją laktozy, po przekroczeniu spożycia pewnej ilości laktozy, pojawiają się zaburzenia pokarmowe
(biegunka, wzdęcia i czasem torsje lub skurcze mięśni)
6. osobom cierpiącym na tę dolegliwość zalecane jest spożywanie jedynie produktów mleczarskich zawierających mniej laktozy
niż mleko słodkie, takich jak produkty fermentowane
7. produkty hydrolizy laktozy, D-glukoza i D-galaktoza, są wchłaniane bez przeszkód przez ścianki jelita
Nietolerancja galaktozy
1. galaktozemia jest dziedziczona w sposób autosomalny recesywny i jest powodowana mutacją jednego genu kodującego
aktywność któregoś z enzymów biorących udział w metabolizmie galaktozy
2. wszystkie formy galaktozemii wymagają od diety wyeliminowania produktów zawierających galaktozę (do końca życia)
3. wśród LAB stosowanych w przemyśle jest wiele takich, które nie mają zdolności wykorzystywania galaktozy
4. w ich przypadku, po enzymatycznej hydrolizie zaabsorbowanej laktozy do glukozy i galaktozy, galaktoza jest usuwana z
komórek bakteryjnych do środowiska
Do mikroorganizmów nie fermentujących galaktozy zalicza się:
Lactobacillus delbrueckii subsp. bulgaricus,
większość szczepów Streptococcus thermophilus,
Bifidobacterium breve, B. infantis i B. bifidum
Obniżanie reakcji alergicznych na białka mleka
1. możliwe, że bakterie mlekowe mogą zapobiegać odpowiedzi alergicznej u osób uczulonych na białka mleczne poprzez
wpływ na funkcjonowanie bariery ochronnej błony śluzowej układu pokarmowego, jednak mechanizmy takiego
oddziaływania
sÄ… dopiero poznawane
2. białka mleka w wyniku działania bakterii mlekowych ulegają nadtrawieniu, dzięki czemu nie tylko wzrasta ich
przyswajalność przez organizm człowieka, ale również powstają niskocząsteczkowe peptydy
3. niektóre z tych peptydów wykazują dobroczynny wpływ na organizm człowieka, dlatego określane są mianem peptydów
funkcjonalnych
4. jeden z takich krótkołańcuchowych peptydów, Asp-Lys-Ile-His-Pro-Phe, którego obecność znaleziono w serze edamskim,
wykazuje znacznÄ… zdolność hamowania transportu ²-laktoglobuliny
5. pod względem wytwarzania peptydów funkcjonalnych, obserwuje się znaczne różnice pomiędzy rodzajami i gatunkami
LAB,
a nawet pomiędzy szczepami tych bakterii
6. w ostatnich latach, w badaniach in vitro i na zwierzętach wykazano taki wpływ Lactococcus lactis subsp. lactis, Lactococcus
lactis subsp. cremoris, Leuconostoc mesenteroides subsp. cremoris, Streptococcus thermophilus i Lactobacillus helveticus
w odniesieniu do alergennych biaÅ‚ek serwatkowych: Ä…-laktoalbuminy i ²-laktoglobuliny
Stabilizacja składu mikroflory jelitowej
1. najważniejsza dla człowieka funkcja większości bakterii mlekowych
2. produkty fermentowane zawierające żywe bakterie mlekowe są przydatne w profilaktyce i kuracji różnego typu zaburzeń
układu pokarmowego
3. objawy zaburzeń powodowanych przez antybiotykoteriapię są zmniejszone dzięki spożywaniu znacznych ilości żywych
bakterii mlekowych w formie napojów fermentowanych lub preparatów farmaceutycznych
Leczenie lub zapobieganie biegunkom
·ð żywe bakterie mlekowe mogÄ… Å‚agodzić objawy biegunek oraz skracać czas ich trwania
·ð sugeruje siÄ™, że ten dobroczynny efekt polega m.in. na regulacji skÅ‚adu mikroflory jelit, poprawie bariery ochronnej bÅ‚ony
śluzowej układu pokarmowego, konkurowaniu z mikroorganizmami patogennymi o składniki odżywcze lub o adhezję do
enterocytów oraz na podniesieniu odpowiedzi immunologicznej przeciwciał IgA wobec patogenów
Zapobieganie namnożeniu się niepożądanych bakterii
wynika z wytwarzania przez bakterie mlekowe takich metabolitów jak:
·ð kwas mlekowy, kwas octowy i inne kwasy organiczne,
·ð nadtlenek wodoru,
·ð etanol,
·ð ditlenek wÄ™gla,
·ð diacetyl,
·ð krótkoÅ‚aÅ„cuchowe kwasy tÅ‚uszczowe (Short Chain Fatty Acids, SCFA),
·ð bakteriocyny,
·ð inne substancje antybiotyczne
diacetyl, wytwarzany jest przez takie bakterie mlekowe jak np. Lactococcus lactis subsp. lactis, L. lactis subsp. cremoris, L. lactis
subsp. lactis biovar diacetylactis czy niektóre Leuconostoc hamuje rozwój wielu gatunków bakterii Gram(-) i niektórych drożdży
nadtlenek wodoru jest produkowany w znacznych ilościach przez np. Lactobacillus acidophilus,
Lb. plantarum i Lb. delbrueckii subsp. bulgaricus
Wspomaganie zapobiegania raka jelit
mechanizmy działania bakterii mlekowych w kancerogenezie raka jelit nie są do końca poznane
być może obejmują:
- wpływ bakterii mlekowych na odpowiedz
układu odpornościowego organizmu ludzkiego,
- supresjÄ™ bakterii patogennych,
- wiązanie potencjalnych mutagenów,
- wytwarzanie składników antymutagennych,
- obniżanie pH w jelitach
- lub zmianę innych fizjologicznych czynników
·ð aktywność przeciwnowotworowa bakterii mlekowych może polegać miÄ™dzy innymi na hamowaniu w przewodzie
pokarmowym rozwoju mikroflory z rodzaju Clostridium, Staphylococcus i Peptostreptococcus, które tworzą tzw. enzymy
fekalne: glukuronidazy, nitroreduktazy, azotoreduktazy, mające zdolność przekształcania substancji prokancerogennych w
kancerogenne
·ð bakterie mlekowe potrafiÄ… biodegradować azotyny, co również zmniejsza ryzyko powstawania kancerogennych nitrozoamin
·ð niektóre szczepy LAB sÄ… zdolne do asymilowania już powstaÅ‚ych kancerogennych nitrozoamin oraz innych substancji
rakotwórczych, np. aflatoksyn
·ð prawdopodobnie dzieje siÄ™ tak za sprawÄ… glikopeptydu (peptydoglikanu), który wykazuje zdolność wiÄ…zania wielu substancji
toksycznych, i który jest obecny w ścianie komórkowej wszystkich bakterii mlekowych
·ð glikopeptyd prawdopodobnie aktywuje również dziaÅ‚anie makrofagów i zwiÄ™ksza ich aktywność fagocytarnÄ… wobec komórek
nowotworowych
Stymulacja pracy systemu odpornościowego
·ð zwiÄ™kszanie odpornoÅ›ci ludzkiego organizmu na infekcje
·ð bakterie mlekowe (np. Lb. acidophilus i Bif. bifidum) czynnie uczestniczÄ… w stymulowaniu systemu odpornoÅ›ciowego w
organizmie człowieka poprzez wzmaganie wzrostu liczby i aktywności fagocytarnej leukocytów, w tym limfocytów B i
limfocytów T, makrofagów oraz immunoglobuliny A
·ð niektóre bakterie mlekowe (w tym bifidobakterie, Lactobacillus delbrueckii subsp. bulgaricus, Streptococcus thermophilus)
wzmacniają system immunologiczny również przez aktywację produkcji cytokin, w tym gamma-interferonu i interleukin
·ð cytokiny jest to grupa czÄ…steczek regulujÄ…cych różne procesy takie jak proliferacja, różnicowanie czy ruchliwość komórek
układu odpornościowego (m.in. limfocytów i makrofagów)
·ð oddziaÅ‚ywujÄ…c na wiele komórek odpornoÅ›ciowych organizmu cytokiny sÄ… mediatorami reakcji zapalnych,
immunologicznych, a także uczestniczą w regulacji krwiotworzenia
·ð ze szczepami probiotycznymi LAB wiąże siÄ™ duże nadzieje w profilaktyce i leczeniu alergii pokarmowej, tzw. atopowego
zapalenia skóry
·ð wykazano, że profilaktyczne podawanie LAB zmniejsza rozlegÅ‚ość alergii u niemowlÄ…t karmionych sztucznie
Rozważane są różne mechanizmy działania LAB w takiej atopii:
·ð zmniejszenie przepuszczalnoÅ›ci Å›luzówki jelita,
·ð regulacja skÅ‚adu mikroflory jelitowej,
·ð wzrost produkcji sIgA,
·ð pobudzanie do odpowiedzi limfocytów Th1 i hamowanie Th2,
·ð wzrost wydzielania interleukiny IL-8,
·ð stymulacja tolerancji pokarmowej,
Oporność na niskie pH środowiska
·ð ważne ze wzglÄ™dów technologicznych i terapeutycznych
·ð uÅ‚atwia namnażanie siÄ™ i pozostawanie aktywnym biologicznie przez dÅ‚uższy czas w produkcie fermentowanym, a nastÄ™pnie
w układzie pokarmowym człowieka, podczas przechodzenia z treścią pokarmową przez żołądek
·ð bakterie mlekowe wykazujÄ… zróżnicowanÄ… wrażliwość na kwaÅ›ne Å›rodowisko i różnice takie obserwuje siÄ™ nie tylko miÄ™dzy
gatunkami, ale również między szczepami poszczególnych gatunków
·ð z opornoÅ›ciÄ… bakterii mlekowych na niskie pH i żółć zwiÄ…zana jest inna ich wÅ‚aÅ›ciwość - zdolność do wzrostu i zasiedlania
przewodu pokarmowego
Zasiedlanie układu pokarmowego
·ð zdolność do adhezji do komórek nabÅ‚onka jelit jest uÅ‚atwieniem dla bakterii w zasiedlaniu i rozwijaniu siÄ™ w przewodzie
pokarmowym
·ð do niedawna byÅ‚a to wÅ‚aÅ›ciwość wymagana od probiotyków, jednak niektóre badania naukowe wykazujÄ…, że nie wszystkie
szczepy probiotyczne posiadają taką umiejętność
·ð sÄ… dowody badaÅ„ in vivo, że adhezja LAB nie musi zawsze mieć miejsce w żywym organizmie czÅ‚owieka
·ð podawanie LAB, nawet szczepów probiotycznych, nie musi prowadzić do skolonizowania ludzkich jelit
·ð po przerwaniu podawania tych bakterii mogÄ… one zniknąć ze skÅ‚adu mikroflory jelitowej (bardzo czÄ™sto konieczne jest
regularne ich spożywanie we właściwej ilości)
Obniżanie ciśnienia tętniczego krwi
1. zdolność do wytwarzania związków chemicznych np. peptydów funkcjonalnych
2. jak dotąd taki sposób oddziaływania bakterii mlekowych na ludzki organizm jest tylko przypuszczeniem, ale wyniki
wstępnych badań in vitro są obiecujące
Obniżanie poziomu cholesterolu
·ð wÅ‚aÅ›ciwość nie do koÅ„ca poznana i zbadana
·ð istniejÄ… także liczne przesÅ‚anki naukowe (od 30 lat ), że spożywanie LAB i produktów fermentowanych może obniżać
poziom cholesterolu u ludzi
·ð na razie brak jednoznacznych dowodów, że bakterie mlekowe wywierajÄ… dobroczynny wpÅ‚yw na poziom cholesterolu u
ludzi.
·ð LAB nie sÄ… zdolne do metabolizowania cholesterolu, czyli przeksztaÅ‚cania go w inne zwiÄ…zki
·ð w badaniach in vitro udowodniono, że komórki bakteryjne LAB sÄ… zdolne do wiÄ…zania czÄ…steczek cholesterolu polegajÄ…cego
na przyłączeniu cząsteczek tej substancji do ściany komórkowej bakterii lub wbudowaniu do błony komórkowej
·ð z badaÅ„ in vitro wynika, że zdolność do obniżania poziomu cholesterolu mogÄ… wykazywać nie tylko szczepy o
udokumentowanych badaniami cechach probiotycznych, ale również niektóre "tradycyjne" bakterie mlekowe
·ð mechanizmy takiego oddziaÅ‚ywania LAB nie sÄ… do koÅ„ca poznane, wiele z nich pozostaje w strefie hipotez naukowych lub
przypuszczeń nie potwierdzonych doświadczeniami na żywych organizmach