Ocena in vitro najbardziej aktywnych szczepów probiotycznych zdolnych do poprawy funkcji bariery jelitowej i zapobiegania chorobom zapalnym układu żołądkowo-jelitowegoⅢ

4. Dyskusja

Utrzymanie integralności bariery jelitowej ma kluczowe znaczenie w zapobieganiu rozwojowi nie tylko chorób jelit, ale także zaburzeń metabolicznych, autoimmunologicznych i układu nerwowego [36,37]. Liczne badania przeprowadzone na błonie śluzowej jelit wykazały, że chroni ona żywiciela poprzez stymulację mechanizmów odporności wrodzonej i nabytej [38] oraz gwarantuje homeostazę dzięki utrzymaniu równowagi mikroflory [39]. Lactobacillus to probiotyki powszechnie występujące w fermentowanych produktach żywności oraz w mikroflorze jelitowej ludzi i zwierząt [40,41].

Kliknij, aby natychmiast złagodzić zaparcia u dorosłych

W ostatnich latach osiągnięto ogromny postępw badaniu mechanizmów symbiozy pomiędzy bakteriami kwasu mlekowego a żywicielem. Wykazano, że do ich głównych korzystnych efektów należy regulacja zaburzeń równowagi flory jelitowej [42], wzmocnienie funkcji bariery jelitowej [23,27,36 ], utrzymanie homeostazy [36,43], regulacja układu odpornościowego [43] i produkcja neuroprzekaźników (oś jelitowo-mózgowa) [44]. Wykazano również, że egzopolisacharyd (EPS) wytwarzany przez pałeczki kwasu mlekowego ma szczególną zdolność modyfikowania mikroflory [45] oraz poprawy kolonizacji i wzrostu bakterii jelitowych, działając jako źródło węgla [46].

Ponadto probiotyki mogą konkurować z patogenami kolonizującymi przewód pokarmowy, zapobiegając ich adhezji i hamując ich wzrost w wyniku obniżenia pH spowodowanego produkcją kwasu mlekowego [36]. Modele in vitro symulujące ludzką okrężnicę stanowią przydatne narzędzie do badań mechanistycznych interakcja probiotyków z nabłonkiem jelitowym [47]; w tej pracy wykorzystaliśmy eksperymentalny model wspólnych hodowli komórek nabłonka jelitowego, Caco-2 i HT29-MTX, a także przeanalizowaliśmy ich interakcję z różnymi szczepami Lactobacillus spp., aby określić, który z tych szczepów wykazał najlepszą funkcjonalność chroniąc nabłonek jelit, wzmacniając barierę i promując właściwości przeciwzapalne i immunomodulujące.

Decyzja o pracy w ramach kokultury wynikała z kilku dowodów: po pierwsze, przeznabłonkowy opór elektryczny (TEER) jest znacznie wyższy w monowarstwach Caco-2 (do 500 omów cm2) niż w jelicie ludzkim (12–69 omów cm2) ze względu na wysoką ekspresję TJ; ponadto bariera jelitowa składa się z kilku fenotypów komórkowych, w tym enterocytów, komórek kubkowych, komórek Panetha, komórek endokrynnych i komórek macierzystych. Model wspólnej hodowli, łączący dwa główne fenotypy komórkowe występujące w jelitach, Caco-2 i wydzielający śluz HT29-MTX, zapewnia pokrytą śluzem monowarstwę nabłonkową, która najskuteczniej naśladuje stan występujący in vivo.

Skuteczność tego modelu wykazali Mahler i in. [48]. Wybór szczepów wynikał z ich komercjalizacji i były już przedmiotem różnych badań; w rzeczywistości L. brevis SP-48 występuje w produktach komercyjnych (np. Florap lady), które promują równowagę flory jelitowej i funkcjonalność dróg moczowych. Co więcej, nasze ostatnie badanie wykazało, że hamuje H. pylori i działa jako modulator układu odpornościowego, zmniejszając stan zapalny potencjalnie związany z leczeniem jelitowej choroby jelit [49].

Podobnie oceniano aktywność L. fermentum w modelu komórek nabłonka żołądka, wykazując modulację cytokin zapalnych i hamowanie H. pylori [32]; ponadto inne szczepy L. fermentum wykazywały właściwości przeciwinfekcyjne i immunomodulujące [50]. rhamnosus IMC 501 i Lactobacillus paracasei IMC 502 są dostępnymi w handlu szczepami probiotycznymi (np. SYNBIO). Verdenelli i współautorzy wykazali trwałość obu szczepów, podawanych w skojarzeniu, w przewodzie pokarmowym badanych osób oraz poprawę naturalnej regularności i dobrostanu jelit [51,52].L. brevis zwykle kolonizuje ludzki przewód pokarmowy i wykazano, że zapewnia szereg efektów stymulujących zdrowie [53], z których niektóre wzmacniają funkcję bariery śluzówkowej [54]. L. reuteri LR92 występuje także w produktach komercyjnych, a badania kliniczne wykazały, że profilaktycznie podawany matkom w ostatnich miesiącach ciąży łagodzi objawy kolki u noworodków [55].

Dlatego też w pierwszej części pracy współhodowle, które różnicowano przez 21 dni, traktowaliśmy różnymi szczepami Lactobacillus spp. przez 24 godziny i przeanalizowaliśmy za pomocą testu PCR w czasie rzeczywistym i testu ELISA poziomy ekspresji TJ Occludin, Zonulin-1 i Claudin-1 oraz peptydu przeciwdrobnoustrojowego HBD-2 . Uzyskane wyniki wykazały, że wszystkie badane szczepy pałeczek kwasu mlekowego mogą znacząco indukować ekspresję TJ, w szczególności L. brevis i L. rhamnosus. Z drugiej strony, w odniesieniu do HBD-2 docenia się znaczącą indukcję wytwarzania peptydów, zwłaszcza w obecności L. reuteri. Aby ocenić działanie przeciwzapalne pałeczek kwasu mlekowego, współhodowle traktowano przez 24 godziny S. Typhimurium LPS samodzielnie lub w połączeniu z różnymi szczepami,a poziom ekspresji cytokin pro- i przeciwzapalnych oceniano za pomocą testu PCR w czasie rzeczywistym i testu ELISA.

Uzyskane dane wykazały, że z wyjątkiem IL-8, której ekspresja nie była modulowana przez L. fermentum i L. paracasei, wszystkie szczepy mogły znacząco indukować ekspresję cytokin prozapalnych i indukować ekspresję cytokiny przeciwzapalnej TGF-. Na podstawie uzyskanych danych oraz biorąc pod uwagę, że wszystkie analizowane szczepy probiotyczne wykazywały znaczną aktywność przeciwzapalną, można stwierdzić, że szczególnie korzystne działanie na błonę śluzową jelit wydają się mieć trzy konkretne szczepy: L. reuteri, który ujawnia się ze względu na swoją zdolność do znacznej stymulacji obrony immunologicznej poprzez promowanie masowego uwalniania HBD-2, L. rhamnosus i L. brevis, co wykazało wysoką zdolność wzmacniania bariery jelitowej, warunku niezbędnego do prawidłowego utrzymania różnych funkcji, w tym wchłaniania mikroelementów i utrzymanie homeostazy. W drugiej części pracy oceniliśmy zatem zdolność tych trzech szczepów do hamowania adhezji i inwazji S. Typhimurium i EIEC w błonie śluzowej jelit.

W tym celu przeprowadzono testy adhezji i inwazji na trzy różne sposoby — hamowanie, współzawodnictwo i wypieranie — aby zrozumieć dynamikę interakcji pomiędzy pałeczkami kwasu mlekowego i patogenami. W rzeczywistości, poprzez wstępną inkubację z pałeczkami kwasu mlekowego, ich zdolność do wytwarzania bakteriocyn i obniżania pH środowiska może wywierać działanie zabijające, hamując adhezję patogenu; z drugiej strony, jednoczesne dodanie obu gatunków może spowodować konkurencję pomiędzy dwoma gatunkami bakterii, zarówno w zakresie wiązania się z miejscami receptorów komórkowych, jak i pobierania czynników odżywczych; wreszcie dodanie probiotyku po adhezji patogenu może spowodować jego wyparcie z miejsc wiązania, także na skutek działania zabijającego wywieranego przez bakteriocyny.

Uzyskane wyniki wykazały, że wszystkie trzy szczepy znacząco hamowały adhezję EIEC w testach konkurencji i blokowały jej inwazję poprzez konkurencję i hamowanie. To odmienne zachowanie może wynikać z tego, że pałeczki kwasu mlekowego nie są w stanie zapobiec przyleganiu patogenu, jeśli są przyjmowane zapobiegawczo, choć mogą z nim konkurować; jednakże, gdy już nastąpi adhezja, działanie pałeczek kwasu mlekowego wzmacniające integralność bariery (co zwiększa ekspresję w ciasnych połączeniach) zapobiega inwazji błony podśluzowej jelit. Jednakże w przypadku S. Typhimurium działanie hamujące zachodzi głównie w fazie adhezji, zarówno w próbie hamowania, jak i w teście współzawodnictwa, prawdopodobnie dlatego, że pozwala uniknąć adhezji patogenu powyżej, zmniejszając w ten sposób znacznie obciążenie bakteryjne atakujące podśluzówka jelit, która już jest znacznie zmniejszona. W testach wypierania nie uzyskano zadowalających wyników dla obu szczepów, ani pod względem adhezji, ani inwazji, co wskazuje, że pałeczki kwasu mlekowego nie są w stanie wywierać działania ochronnego przeciwko obu patogenom, jeśli zostaną pobrane, gdy infekcja już wystąpiła.

5. Wnioski

Chociaż stosowanie suplementów na bazie probiotyków jest praktykowane od wielu lat, w ostatnim czasie zainteresowanie tego typu produktami znacznie wzrosło ze względu na rosnące zainteresowanie społeczeństwa wykorzystaniem naturalnych dobrodziejstw/zasobów [56]. Powszechnie wykazano, że pałeczki kwasu mlekowego są probiotykami które mogą przyczynić się do utrzymania podstawowych funkcji dla optymalnego stanu zdrowia; jednakże te badania in vitro pokazują, że różne szczepy probiotyczne mogą działać odmiennie w odniesieniu do nabłonka i patogenu, z którym wchodzą w interakcję; z tego powodu przydatne byłoby uwzględnienie przy projektowaniu preparatów na bazie probiotyków specyfiki szczepów i ich przeznaczenia, w celu uzyskania preparatów konsorcjum zdolnych do osiągnięcia maksymalnej wydajności pod względem korzyści dla pacjenta.

Naturalny lek ziołowy do łagodzenia zaparć-Cistanche

Cistanche to rodzaj roślin pasożytniczych należących do rodziny Orobanchaceae. Rośliny te są znane ze swoich właściwości leczniczych i od wieków stosowane są w Tradycyjnej Medycynie Chińskiej (TCM). Gatunki Cistanche występują głównie w suchych i pustynnych regionach Chin, Mongolii i innych części Azji Środkowej. Rośliny Cistanche charakteryzują się mięsistymi, żółtawymi łodygami i są wysoko cenione ze względu na potencjalne korzyści zdrowotne. W TCM uważa się, że Cistanche ma właściwości tonizujące i jest powszechnie stosowany do odżywiania nerek, zwiększania witalności i wspierania funkcji seksualnych. Jest również stosowany w leczeniu problemów związanych ze starzeniem się, zmęczeniem i ogólnym samopoczuciem. Chociaż Cistanche ma długą historię stosowania w medycynie tradycyjnej, badania naukowe nad jego skutecznością i bezpieczeństwem są w toku i są ograniczone. Wiadomo jednak, że zawiera różne związki bioaktywne, takie jak glikozydy fenyloetanoidowe, irydoidy, lignany i polisacharydy, które mogą przyczyniać się do jego działania leczniczego.

Wecistanche’aproszek Cistanche, tabletki Cistanche, kapsułki Cistanchei inne produkty są opracowywane przy użyciupustyniacistanchejako surowce, z których wszystkie mają dobry wpływ na łagodzenie zaparć. Specyficzny mechanizm jest następujący: Uważa się, że Cistanche ma potencjalne korzyści w łagodzeniu zaparć, ze względu na jego tradycyjne zastosowanie i pewne zawarte w nim związki. Chociaż badania naukowe dotyczące wpływu Cistanche na zaparcia są ograniczone, uważa się, że ma on wiele mechanizmów, które mogą przyczyniać się do jego potencjału łagodzenia zaparć. Działanie przeczyszczające:Cistancheod dawna stosowany jest w Tradycyjnej Medycynie Chińskiej jako lek na zaparcia. Uważa się, że ma łagodne działanie przeczyszczające, które może pomóc w pobudzeniu wypróżnień i wywoływaniu zaparć. Efekt ten można przypisać różnym związkom występującym w Cistanche, takim jak glikozydy fenyloetanoidowe i polisacharydy. Nawilżanie jelit: W oparciu o tradycyjne zastosowanie uważa się, że Cistanche ma właściwości nawilżające, szczególnie działające na jelita. Promowanie nawodnienia i nawilżenia jelit może pomóc zmiękczyć narzędzia i ułatwić przejście, łagodząc w ten sposób zaparcia. Działanie przeciwzapalne: Zaparcia mogą czasami być związane ze stanem zapalnym przewodu pokarmowego. Cistanche zawiera pewne związki, w tym glikozydy fenyloetanoidowe i lignany, które uważa się za mające właściwości przeciwzapalne. Zmniejszając stan zapalny jelit, może pomóc poprawić regularność wypróżnień i złagodzić zaparcia.