Funkční poruchy trávení a mikrobiom

Cílená kombinace 5 imunomodulačních probiotických kmenů a OMEGA-3 mastných kyselin

Probiotické bakteriální kmeny v této studii byly pečlivě vybrány na základě jejich vědecky prokazatelných pozitivních účinků při zvládání příznaků funkčních poruch trávení.

V roce 2018 se uskutečnila klinická studie cílené kombinace 5 probiotických bakterií, aby se vyhodnotil účinek na zmírňování příznaků funkčních poruch trávení, především syndromu dráždivého tračníku IBS. Výsledky ukázaly, že zkoumaná probiotická směs je účinná při zlepšování závažnosti příznaků typu IBS. Po 6 týdnech léčby byl zjištěn statisticky významně vyšší podíl úspěšnosti léčby, snížení vnímání bolesti podle různých klinických škál a modifikace střevní mikrobioty, charakterizovaná nárůstem bifidobakterií, které jsou stále detekovatelné 6 týdnů po vysazení probiotik.

Klinická studie

Úvod

Funkční gastrointestinální poruchy (FGID), známé jako poruchy osy střevo–mozek, se vyznačují výraznými změnami na úrovni profilu střevní mikrobioty, a to snížením biodiverzity, výrazným snížením počtu bifidobakterií a laktobacilů i nárůstem počtu potenciálně patogenních bakterií (1).

Vzniklá dysbióza často vede k porušení integrity střevního epitelu, k viscerální hypersenzitivitě a abnormalitám motility střev, čímž se zvyšuje dysfunkce střevní bariéry.

K FGID řadíme mimo jiné syndrom dráždivého tračníku (IBS), funkční dyspepsii (FD) či spektrum příznaků jako jsou bolesti/pálení břicha, nadýmání, nevolnost, plnost, zvracení a změněné vyprazdňovací návyky, jako je průjem, zácpa nebo obojí.

Tato klinická studie odhalila, že probiotická směs laktobacilů a bifidobakterií je účinná při snižování závažnosti příznaků podobných IBS modifikací střevní mikrobioty, především zvýšením počtu bifidobakterií a laktobacilů. Závažnost příznaků IBS podle vybraných hodnoticích škál se významně snížila ve skupině s probiotiky ve srovnání se skupinou s placebem i při porovnání začátku a konce klinické studie.

Cíle

Primárním cílem klinické studie bylo vyhodnotit účinnost a bezpečnost probiotické směsi u pacientů s příznaky syndromu dráždivého tračníku.

Metodika

Pacienti s příznaky typu IBS vstoupili do prospektivní, dvojitě zaslepené, randomizované, placebem kontrolované čtrnáctitýdenní studie.

Šestitýdennímu léčebnému období (3 – 8 týden) předcházela dvoutýdenní adaptační fáze a následovala 6týdenní pozorovací fáze.

Klinické údaje byly během celé studie sledovány ověřenými dotazníky: Systém hodnocení závažnosti IBS (IBS-SSS); Škála hodnocení gastrointestinálních příznaků (GSRS) a Bristolská škála formy stolice (BSFS). Fekální mikrobiota se testovala pomocí kultivace a sekvenační analýzy 16S rRNA (1).

Výsledky

1) Systém hodnocení závažnosti IBS (IBS-SSS)

Závažnost příznaků IBS podle hodnoticí škály IBS-SSS se ve skupině s probiotiky významně snížila ve srovnání s placebem (-21,4 % ± 15,5 % oproti -6,8 % ± 21,7 %; p < 0,01) (Obrázek 1) (1).

2) Škála hodnocení gastrointestinálních příznaků (GSRS) a Bristolská škála formy stolice (BSFS)

Závažnost příznaků IBS podle hodnoticí škály GSRS se ve skupině s probiotiky významně snížila ve srovnání s placebem (-19,8 % ± 16,6 % vs. 12,9 % ± 31,6 %; p < 0,001) (Obrázek 2) (Tabulka 2).

Na konci léčby se skóre BSFS ve skupině s probiotiky významně snížilo ve srovnání s placebem (-3,3 % ± 41,6 % vs. 51,5 % ± 101,1 %; P < 0,01) (1).

3) Vyhodnocení fekálních kultivovatelných bakterií a mikrobiomu

Ve srovnání s výchozí hodnotou se celkové počty anaerobů zvýšily ze 7,02 na 8,35 log CFU/g (střední hodnoty, P = 0,018) po 6 týdnech léčby probiotiky. Léčba probiotiky vede také k nárůstu předpokládaných bakterií mléčného kvašení (Lactobacillus, Lactococcus, Streptococcus, Staphylococcus a Bifidobacterium) (Obrázek 3). Ve srovnání s výchozí hodnotou byla po 6 týdnech léčby probiotiky zjištěna také vyšší hladina předpokládaných bifidobakterií (Obrázek 4).

Úspěšnost léčby

Úspěšnost léčby byla statisticky významně vyšší u pacientů užívajících probiotika ve srovnání s placebem při analýze podle léčebného záměru (14,8 % oproti 3,6 %; p < 0,04) i podle protokolu (15,3 % oproti 3,8 %; p < 0,04) (Obrázek 5 A a B) (1).

In vitro studie

Celiakie je autoimunitní enteropatie způsobená nesnášenlivostí glutenových proteinů. In vitro studie z roku 2020 je zaměřena na vyhodnocení schopnosti cílené kombinace 5 probiotických bakterií hydrolyzovat glutenové peptidy po simulovaném gastrointestinálním trávení gliadinu v buňkách Caco-2.

Hodnotila se také schopnost bakteriálních hydrolyzátů působit proti toxickým účinkům peptidů odvozených od gliadinu v buňkách Caco-2. Výsledky této studie naznačují, že tyto probiotické kmeny jsou schopné snížit toxicitu gliadinu, který zůstává po pepticko-tryptickém štěpení, degradací imunodominantních gliadinových peptidů, čímž inhibují jejich škodlivé účinky na střevní epitelové buňky, a tak mohou mít ochrannou úlohu při celiakii.

Cíle

Primárním cílem bylo zhodnotit schopnost cílené kombinace 5 probiotických bakterií trávit gliadinové peptidy in vitro a modifikovat gliadinem indukovanou prozánětlivou odpověď a změny struktury epitelu v linii lidských střevních buněk Caco-2 (2).

Metodika

In vitro studie pozorovala proteolytickou aktivitu vybraných probiotických kmenů v alikvotech s komplexem gliadin/enzym (PT-gliadin, P: pepsin, T: trypsin nebo chymotrypsin w/w, poměr 1:40) i se surovým gliadinem ve srovnání s kontrolním vzorkem bez probiotických bakterií (2).

Výsledky

1) Proteolytická aktivita cílené kombinace 5 probiotických bakterií

Výsledky analýzy gliadinů prostřednictvím SDS-PAGE naznačují, že po prvním enzymatickém štěpení kombinací pepsinu a trypsinu (PT, dráha 3) nebo samotným chymotrypsinem (chymo-, dráha 4) jsou vybrané probiotické bakterie schopné dále štěpit gliadin na fragmenty s molekulovou hmotností menší než 35 kDa (dráha 6, 7). Navíc se zdá, že gliadin neošetřený trávicími enzymy (dráha 2) je částečně tráven bakteriemi (dráha 5), což svědčí ve prospěch jejich proteolytické aktivity i bez předchozího natrávení (Obrázek 6). Výsledky tedy naznačují, že probiotika dokážou pomoci s trávením gliadinu (2).

2) Účinek PT-gliadinu a PT-gliadinu/probiotik na těsné spoje Caco-2

Výsledky ukazují, že neošetřené monovrstvy Caco-2 měly typickou lokalizaci ZO-1 a okludinu na buněčné periferii (3), zatímco ošetření PT-gliadinem během 3 hodin indukovalo výrazné snížení fluorescence ZO-1 a redistribuci okludinu na úrovni cytosolu, což může vést k oslabení těsných spojů bariéry a zvýšení její propustnosti. Když byly buňky ošetřeny PT-gliadinem/probiotiky, uvolňování ZO-1 ani redistribuce okludinu nebyly pozorovány, což nasvědčuje schopnosti probiotik chránit těsné spoje (Obrázek 7).

3) Modulace produkce IL-6 a oxidačního stresu buňkami Caco-2 vystavenými PT-gliadinu trávenému nebo netrávenému bakteriemi

PT-gliadin byl schopen způsobit významné zvýšení produkce IL-6 ve srovnání s kontrolou. V přítomnosti PT-gliadinu/probiotik nebylo možné pozorovat žádné zvýšení IL-6, místo toho bylo pozorováno významné snížení produkce IL-6 ve srovnání s kontrolními buňkami, což naznačuje protizánětlivý ochranný účinek probiotik (2).

Omega-3 PUFA a zvýšení účinnosti probiotik

Kombinace probiotik se synergicky působícími složkami přírodního původu je vhodným způsobem ke zvýšení účinnosti probiotických přípravků. Zdá se, že k posílení účinku probiotik lze použít řadu vhodných komponent, jako jsou také polynenasycené mastné kyseliny (PUFA). Jejich přítomnost podporuje adhezi probiotických bakterií (např. Lactobacillus spp.) na receptory střevní sliznice (4).

Omega-3 PUFA mohou mít pozitivní účinek tím, že při těchto onemocněních změní složení mikrobioty a zvýší produkci protizánětlivých sloučenin, jako jsou mastné kyseliny s krátkým řetězcem (acetát, propionát, butyrát). Kromě toho přibývající důkazy ve studiích na zvířecích modelech naznačují, že souhra mezi střevní mikrobiotou, Omega-3 mastnými kyselinami a imunitou pomáhá udržovat integritu střevní stěny a interaguje s imunitními buňkami hostitele. Studie na lidech a zvířatech také zdůraznily schopnost Omega-3 PUFA ovlivňovat osu střevo–mozek prostřednictvím složení střevní mikrobioty (5).

Závěr

Současný výzkum naznačuje, že závažnost příznaků funkčních poruch trávení, především IBS, lze zmírnit suplementací probiotické směsi laktobacilů a bifidobakterií, a to modifikací střevní mikrobioty a nápravou dysbiózy.

Výsledky klinické i in vitro studie naznačují, že vybrané kmeny laktobacilů a bifidobakterií jsou vhodné pro pacienty s funkčními poruchami trávení, jako je IBS, i pro celiaky díky svým antioxidačním a protizánětlivým aktivitám a úloze při obnově střevní bariéry.

Navíc se vybrané bakteriální kmeny zaměřují přímo na příznaky spojené s HIT, neprodukují histamin a jsou tak vhodné i pro lidi s histaminovou intolerancí (HIT).

Účinek cíleně vybraných 5 probiotických kmenů bakterií lze posílit synergicky působícími polynenasycenými mastnými kyselinami (PUFA) Omega3-EPA a Omega3-DHA, které podporují tvorbu protizánětlivých sloučenin a pomáhají probiotickým bakteriím uchytit se na střevní sliznici.

Reference

1. Francavilla R, et al. Clinical and Microbiological Effect of a Multispecies Probiotic Supplementation in Celiac Patients With Persistent IBS-type Symptoms: A Randomized, Double-Blind, Placebo-controlled, Multicenter Trial. J Clin Gastroenterol. 2019 Mar;53(3):e117–e125.
2. Giorgi A, et al. A Probiotic Preparation Hydrolyzes Gliadin and Protects Intestinal Cells from the Toxicity of Pro-Inflammatory Peptides. Nutrients. 2020 Feb 14;12(2):495.
3. Lei S, et al. Somatostatin ameliorates lipopolysaccharide-induced tight junction damage via the ERK-MAPK pathway in Caco2 cells. Eur. J. Cell Biol. 2014, 93, 299–307.
4. Bomba A, et al. Improvement of the probiotic effect of microorganisms by their combination with maltodextrins, fructooligosaccharides and polyunsaturated fatty acids. Br J Nutr. 2002 Sep;88 Suppl 1:S95–9.
5. Costantini L, Molinari R, Farinon B, Merendino N. Impact of Omega-3 Fatty Acids on the Gut Microbiota. Int J Mol Sci. 2017 Dec 7;18(12):2645.