Doustne probiotyki stwarzają różne wyzwania, gdy przechodzą przez jamę ustną, żołądek, jelita i okrężnicę. Surowe środowisko przewodu pokarmowego i oporność kolonizacyjna bakterii komensalnych na obce gatunki bakterii to dwie główne przeszkody wpływające na skutki zdrowotne doustnych probiotyków.
Transport probiotyków w przewodzie pokarmowym
1. jama ustna
Pierwszą rzeczą, z którą stykają się probiotyki po spożyciu, jest ślina w jamie ustnej. Ślina to przezroczysty, lekko kwaśny śluz, który natłuszcza błonę śluzową jamy ustnej, rozpuszcza pokarm i ułatwia połykanie. Składniki odpornościowe w ślinie obejmują wydzielniczą immunoglobulinę A (IgA), immunoglobulinę G (IgG) i immunoglobulinę M (IgM). Składniki nieimmunologiczne obejmują białka, mucyny, peptydy i enzymy. Dlatego też ślina ma również pewne działanie antybakteryjne i może selektywnie wspierać rozwój bakterii niepróchnicotwórczych. Badania in vitro wykazały, że ślina nie ma znaczącego wpływu hamującego na wzrost szczepów Lactobacillus, Pediococcus i Bifidobacterium. Dodatkowo, ze względu na krótki czas kontaktu, wpływ śliny na probiotyki można uznać za minimalny.
2. żołądek
Po połknięciu probiotyki przedostają się przez przełyk i docierają do żołądka, gdzie stają przed pierwszym dużym wyzwaniem: kwasem żołądkowym. PH kwasu żołądkowego wynosi około 1-3 i jest to niezwykle kwaśny stan, który może powodować obniżenie wartości pH cytoplazmy bakteryjnej, co jest niezwykle śmiertelne dla większości bakterii. Probiotyki pozostają w żołądku od około 5 minut do 2 godzin. Jeśli przez długi czas będą wystawione na działanie kwasu żołądkowego, działanie probiotyków będzie znacznie obniżone. Ponadto wysoka siła jonowa, pepsyna i mechaniczne pobudzenie w żołądku mogą niekorzystnie wpływać na probiotyki.
3. jelito cienkie
Po przejściu przez odźwiernik probiotyki dotrą do jelita cienkiego, które zawiera duże ilości soku trzustkowego i żółci. Wraz z neutralizacją płynu z jelita cienkiego, pH w jelicie cienkim wzrasta do 6-7, co jest bardziej odpowiednie dla wzrostu probiotyków. Jednakże zawartość kwasów żółciowych i enzymów trawiennych (takich jak lipaza, proteaza i amylaza itp.) w płynie jelita cienkiego nadal pozostanie na pewnym poziomie. Niszczą w pewnym stopniu strukturę komórkową probiotyków lub powodują uszkodzenie wewnątrzkomórkowego DNA.
4. okrężnica
Okrężnica zawiera największą liczbę i największe zagęszczenie flory w organizmie człowieka (10^11-10^12CFU/ml), więc probiotyki w okrężnicy zwykle muszą stawić czoła oporności kolonizacyjnej ze strony bakterii komensalnych okrężnicy. Aby kolonizować błonę śluzową jelita grubego, probiotyki muszą konkurować z florą gospodarza o składniki odżywcze i miejsca adhezji. Probiotyki, które nie kolonizują pomyślnie, wkrótce potem są wydalane z kałem.
Kolonizacja błony śluzowej jelit przez bakterie probiotyczne
Skuteczna kolonizacja probiotyków w organizmie człowieka jest ważnym warunkiem ich długotrwałego, korzystnego działania. Adhezja błony śluzowej jelit jest uważana za kluczowy etap kolonizacji probiotycznej. Proces adhezji bakterii do błony śluzowej jelit składa się z dwóch etapów: odwracalnego i trwałego. Początkowo probiotyki wiążą się z błoną śluzową poprzez niespecyficzne kontakty fizyczne (w tym rozpoznanie steryczne i hydrofobowe), tworząc odwracalne słabe połączenie fizyczne. Następnie, poprzez specyficzne wiązanie pomiędzy adhezynami i receptorami komplementarnymi, probiotyki są stabilnie łączone ze śluzem lub komórkami nabłonka jelitowego, aby osiągnąć pomyślną kolonizację. Probiotyki mogą kodować różne czynniki powierzchniowe komórki, które biorą udział w adhezji białek śluzu lub komórek nabłonka jelit. Ponadto probiotyki mogą również nawiązywać kontakt z komórkami gospodarza poprzez cząsteczki niebiałkowe, takie jak kwas tejchojowy i egzopolisacharydy, wpływając w ten sposób na adhezję i kolonizację.
Wybór szczepu jest kluczowy
Podsumowując, probiotyki muszą przejść przez „dziewięćdziesiąt dziewięć i osiemdziesiąt jeden trudności”, zanim w końcu będą mogły odegrać swoją rolę w organizmie człowieka, co pokazuje, że probiotyki muszą nie tylko działać probiotycznie, ale także wykazywać się silną witalnością! Dlatego niezwykle ważna stała się ukierunkowana hodowla odpornych na stres szczepów probiotycznych. Poprzez dogłębne badania nad odpowiedzią fizjologiczną i mechanizmami regulacyjnymi stresu kwasowego i soli żółciowych, Union Biotech przeprowadziła kierunkową hodowlę szczepów o silnej tolerancji, wyizolowanych z tradycyjnej sfermentowanej żywności, takiej jak kimchi i jogurt, a także z ludzkich jelit i wreszcie uzyskane rośliny, w tym szczepy o wysokiej odporności, w tym Lactobacillus HH-LP56, Bifidobacterium lactis HH-BA68, Lactobacillus casei PB-LC39, Lactobacillus rhamnosus PB-LR76, Lactobacillus reuteri PB-LR09, Lactobacillus johnsonii LBJ456 itp. Receptywne szczepy funkcjonalne. Optymalizując skład pożywki hodowlanej i proces produkcji, osiąga się ekspresję i regulację genów tolerancji i kluczowych enzymów. Ponadto zastosowanie technologii kapsułkowania jeszcze bardziej poprawiło tolerancję naprężeń na niekorzystne środowisko.