Probiotikumok és prebiotikumok: jelen helyzet és jövőbeni lehetőségek a metabolikus zavarok kezelésében

A metabolikus zavarok (pl. 2-es típusú diabetes mellitus [T2DM] és kardiovaszkuláris betegségek [CVD, cardiovascular disease]) morbiditása folyamatosan emelkedik a fejlődő és fejlett országokban egyaránt. Nemrégiben felmerült, hogy a metabolikus zavarok hátterében a bélmikróbák egyensúlyának felborulása áll. A humán bélrendszerben a Bacteroidetes és a Firmicutes dominálnak (a teljes mikrobiális populáció több mint 90%-át alkotják), melyek jelentős szerepet játszanak a tápanyagok felszívódásában, a nyálkahártya-barrier megerősítésében, a xenobiotikumok metabolizmusában, az angiogenezisben és a bélrendszer posztnatális érésében. Az étrend szabályozása alapvetően fontos e baktériumflóra megfelelő összetételének fenntartásában, ami fontos eleme a metabolikus zavarok kialakulásának.

A probiotikumok és prebiotikumok az élelmiszerek természetes összetevőjeként, illetve fermentált táplálékok elemeként egyaránt megtalálhatók élelmiszereinkben. Már igen régen felmerült, hogy a probiotikumok és prebiotikumok fogyasztása kedvező hatású lehet: Tissier például már 1900-ban azt javasolta, hogy a hasmenéses csecsemők étrendjét egészítsék ki bifidobacteriumokkal, ugyanis feltételezte, hogy a bifidobacteriumok képesek túlszaporodni a hasmenést okozó káros bélbaktériumokat. Azóta számos szerző felvetette, hogy a bélbaktériumok számos olyan különböző típusú vegyületet termelnek, melyek pozitív és negatív hatásokat egyaránt kifejthetnek a bélrendszer élettani folyamataira, emellett szisztémás hatásokkal is rendelkeznek. Ilyenek például a baktériumok fermentációja által termelt rövid láncú zsírsavak (SCFA, short-chain fatty acid), miközben a bélbaktériumok lebontják a fehérjéket és összetett szénhidrátokat. E SCFA-k azáltal csökkenthetik a metabolikus betegségek kialakulásának esélyét, hogy növelik az epesavak de novo szintéziséhez szükséges koleszterinigényt.

A probiotikumokat és prebiotikumokat alternatív kiegészítőkként tartják számon a metabolikus zavarok megelőzésében, mivel fő hatásmechanizmusuk feltehetőleg a bélmikróbák összetételének és működésének megváltoztatásában áll.

Több vizsgálat igazolta, hogy a probiotikumok és prebiotikumok fontos szerepet játszhatnak a T2DM és a CVD kockázatának csökkentésében. Az adatok arra utalnak, hogy bizonyos probiotikumok (pl. L. lactis, bifidobacteria) inzulinanalógokat termelnek és a célpontként szolgáló adipocytákon erősítik az elvárt biológiai hatásokat (humán és állatkísérletes körülmények között egyaránt). Egyre több bizonyíték utal arra, hogy az étrend probiotikumokkal és prebiotikumokkal történő kiegészítése preventív és terápiás hatást fejthet ki CVD-ben azáltal, hogy csökkenti az össz-koleszterin és a LDL-koleszterin szintjét, illetve gyulladáscsökkentő hatású. Ennek fényében a probiotikumok és prebiotikumok szerepet kaphatnak a humán bélbaktériumok metabolikus aktivitásának befolyásolásában és az immunrendszer szabályozásában, ezáltal javítva a gazdaszervezet általános egészségi állapotát.

A probiotikumok és prebiotikumok hatása T2DM-ben

Évtizedek óta egyre több bizonyíték halmozódik fel arra vonatkozóan, hogy szoros összefüggés van a T2DM, a CVD és a gyulladás között. Az inzulin fontos szerepet játszik a glükózhomeosztázis és lipidmetabolizmus szabályozásában. Amennyiben a célszervek már nem reagálnak megfelelően az inzulin hatásaira, inzulinrezisztencia alakul ki, mely gyakran kompenzációs mechanizmusként hyperinsulinaemiát indukál. Ennek nyomán egy sor olyan metabolikus eltérés lép fel, melyet a CVD-hez és coronaria-betegséghez vezető metabolikus szindróma alapjának tekintenek.

A gyulladásos mediátorok jelenléte arra utal, hogy a T2DM krónikus gyulladásos folyamathoz társul, mely CVD kialakulásához is vezet.

T2DM kapcsán jelentős szerepük van a SFCA-knak. Egyes vizsgálatok érdekes megfigyelése volt, hogy T2DM-betegeknél jelentősen csökkent a SCFA-termelő bélbaktériumok száma. Az SCFA-k például elősegítik a GLP-1 szekrécióját, az elsősorban az entero-endokrin L-sejtek által termelt egyik legfontosabb inkretin hormonét. E hormon gátolja a glükagonszekréciót, csökkenti a hepatikus glükoneogenezist, javítja az inzulinszenzitivitást és fokozza a centrális teltségérzést, ami testsúlycsökkenést eredményez. Ezen túlmenően vannak arra utaló jelek, hogy a SCFA-k direkt preventív hatást is kifejtenek a low-grade gyulladásos válasz szempontjából, mivel a baktériumok aktívan transzlokálódnak a bélből a mezenteriális zsírszövetbe (MAT, mesenteric adipose tissue) és a vérbe. Amar és munkatársai bebizonyították, hogy bizonyos probiotikumok (pl. Bifidobacterium animalis subsp. lactis 420) képesek visszájára fordítani a gyulladásos választ azáltal, hogy csökkentik a mukozális adherenciát és a Gram-negatív baktériumok transzlokációját. Ily módon a probiotikumok enyhíthetik a zsírszövet gyulladását és a T2DM egyes kísérőjeleit. Más vizsgálatokban a probiotikumot tartalmazó étrendkiegészítők kedvező hatásúnak bizonyultak a metabolikus profilok, a nagy szenzitivitású C-reaktív protein (hs-CRP, high sensitivity CRP) és az oxidatív stressz szempontjából T2DM-betegeknél. Egy másik kutatásban életképes és fagyasztva-szárított törzsek (Lactobacillus acidophilus, Lactobacillus casei, Lactobacillus rhamnosus, Lactobacillus bulgaricus, Bifidobacterium breve, Bifidobacterium longum és Streptococcus thermophilus) hatására észrevehető mértékben csökkent az éhomi vércukorszint a kontrollcsoporthoz képest. Ezen túlmenően a probiotikumok antioxidáns hatásokat is kifejtenek T2DM-betegeknél. Megint más szerzők állatkísérletekben a glükózintolerancia, hyperglykaemia, hyperinsulinaemia és dyslipidaemia megjelenésének jelentős késleltetéséről számoltak be probiotikumok szedése mellett, ugyanakkor csökkent az oxidatív stressz is.

Más részről néhány közleményből úgy tűnik, hogy a probiotikumok nem fejtenek ki szignifikáns hatást a T2DM-betegek lipidprofiljaira: nem változik szignifikánsan az össz-koleszterin, LDL-koleszterin, HDL-koleszterin és a trigliceridek szintje, valamint a TG/LDL és LDL/HDL arányok sem.

A probiotikumok és prebiotikumok hatása CVD-ben

A CVD alapja elsődlegesen a hypercholesterinaemia és dyslipidaemia. A CVD a T2DM-betegek halálozásának legjelentősebb oka. T2DM kapcsán kétszer akkora a CVD relatív kockázata, mint nem diabéteszes populációban. CVD-ben a leggyakoribb lipideltérése a trigliceridben gazdag lipoproteinek és a LDL-koelszterin szintjének emelkedése, illetve a HDL-koleszterin szintjének csökkenése. Az egészséges táplálkozás és életmód fontos része a CVD kezelésének.

A probiotikumok és prebiotikumok a bélbaktériumok befolyásolása révén javíthatják a bélrendszer egészségi állapotát és szabályozhatják az immunrendszer működését. Vizsgálati adatok utalnak arra, hogy a probiotikumok és/vagy prebiotikumok humán és állatkísérletes körülmények között egyaránt csökkentik a vér koleszterinszintjét. Más tanulmányokban a szérum össz-koleszterin- és trigliceridszintjének szignifikáns csökkenését tapasztalták olyan kísérleti egereknél, melyek táplálékához Lactobacillus plantarum PH04-et adtak. Más szerzők hasonló megfigyelésekről számoltak be például Lactobacillus acidophilus L1 alkalmazása kapcsán. Arra is vannak bizonyítékok, hogy a baktériumtörzsek kombinálása hatásosabban csökkenti az össz- és hepatikus koleszterint, mint az egyes baktériumtörzsek önmagukban. Lactobacillus acidophilus-mix hatására 23−57%-kal csökkent a májban mérhető koleszterinkoncentráció a kontrollcsoporthoz képest.

A prebiotikumok két különböző mechanizmussal indukálhatnak hypocholesterinaemiát: egyrészt a széklettel történő koleszterinürítés serkentése révén csökkentik a koleszterin felszívódását, másrészt serkentik a SCFA-k termelődését. Egy vizsgálatban például napi 20 gramm inulin (hosszú láncú prebiotikum) bevitele hatására szignifikánsan csökkent a szérum triglicerid-és LDL-koleszterinszintje a kontrollcsoporthoz képest, miközben a szérum HDL-szintje emelkedett. A glükóztolerancia tesztek szerint az inulin szignifikánsan megnöveli a kilégzett H2 mennyiségét. Mindezek alapján az inulin lipidcsökkentő hatással rendelkezhet normolipidaemiás személyeknél.

Bár számos vizsgálat igazolni látszik a probiotikumok és/vagy prebiotikumok koleszterincsökkentő hatását in vivo és in vitro egyaránt, az eredmények korántsem egységesek, hiszen olyan vizsgálatok is napvilágra kerültek, melyekben nem sikerült kedvező hatást igazolni. Éppen ezért további kutatások szükségesek annak kétségbevonhatatlan igazolására, hogy a probiotikumoks és prebiotikumok milyen szerepet kaphatnak a metabolikus eltérések kezelésében.

Összefoglalás

A metabolikus zavarok kétségtelenül növelik a morbiditást és mortalitást. A bélben lévő mikróbák fontos szerepet játszhatnak a T2DM és CVD patogenezisében azáltal, hogy befolyásolják a testsúlyt, a proinflammatórikus aktivitást és az inzulinrezisztenciát. Tudományosan elfogadott tény, hogy probiotikumokkal és prebiotikumokkal szabályozható a bél mikroflórájának összetétele és működése. Számos vizsgálat igazolja, hogy a probiotikumok a bél mikrobiogramjának megváltoztatása, az inzulinszignál szabályozása és a koleszterinszint csökkentése révén kedvező hatásúak lehetnek T2DM-ben és CVD-ben.

Forrás: Yoo JY, et al. Probiotics and prebiotics: Present status and future perspectives on metabolic disorders. Nutrients 2016, 8, 173; doi:10.3390/nu8030173