Каждый год учёные по всему миру посвящают десятки (если не сотни) исследований изучению потенциала пробиотиков, пребиотиков, а с недавних пор — и синбиотиков. Интерес к этой теме не угасает с тех самых пор, как русский микробиолог Илья Мечников открыл пользу молочнокислых бактерий для здоровья человека.
Что такое пробиотики, пребиотики и синбиотики? Чем они отличаются? Какое влияние оказывают на организм человека? И где содержатся: в продуктах питания или аптечных добавках? Ответы на эти вопросы вы найдёте в нашей статье.
Что такое пробиотики
Пробиотики — это живые микроорганизмы, которые при введении в адекватных количествах приносят пользу здоровью хозяина. Таково общепринятое на сегодняшний день научное определение термина «пробиотики», сформулированное в 2002 году экспертами ВОЗ. Однако знание о благотворном влиянии молочнокислого брожения на здоровье человека восходит к древним временам.
В Библии несколько раз упоминается кислое молоко. Древние римляне и греки знали различные рецепты кисломолочных продуктов. Напиток под названием «лебен раиб» из буйволиного, коровьего или козьего молока употребляли в Древнем Египте. Похожий «джахурт» любили народы, населявшие Балканы. В Индии кисломолочные напитки были известны уже за 800–300 лет до нашей эры, а в Турции — в VIII веке. Молочный напиток под названием «аджран» употребляли в Центральной России в XII веке, а «тархо» — в Венгрии в XIV веке.
Особый интерес к молочнокислому брожению проявил в начале XX века Илья Мечников — русский учёный, удостоенный Нобелевской премии по медицине за свои труды по иммунологии. Вот цитата из его книги «Исследования оптимизма»: «С различными продуктами, подвергающимися молочнокислому брожению и потребляемыми в сыром виде (простокваша, кефир, квашеная капуста, соленые огурцы), люди ввели в свой пищеварительный тракт огромное количество размножающихся молочнокислых бактерий». Мечников разработал диету с включением молока, ферментированного бактерией, которую он назвал «болгарской бациллой».
Живые микроорганизмы действительно содержатся во многих продуктах питания и добавках. Но далеко не все могут называться пробиотиками, потому что для этого необходимо соответствие требованиям ВОЗ и EFSA (Европейского агентства по безопасности пищевых продуктов).
О каких требованиях к пробиотикам идёт речь:
- безопасность: бактерии не связаны с патогенными культурами и не вызывают побочных реакций;
- функциональность: бактерии способны выживать в желудочно-кишечном тракте и выполнять свою функцию;
- соответствие требованиям производства: бактерии способны выживать и сохранять свои свойства в процессе производства и хранения.
Пробиотики также должны иметь доказанную эффективность. Причём в отношении каждого штамма бактерий нужно проводить уникальное исследование.
Где содержатся пробиотики
Таким образом, пробиотики — это микроорганизмы, которые помогают поддерживать здоровый баланс кишечной микрофлоры.
Пробиотические бактерии преимущественно принадлежат к следующим родам:
- Lactobacillus;
- Bifidobacterium;
- Lactococcus;
- Streptococcus;
- Enterococcus.
Кроме того, существуют штаммы грамположительных бактерий, принадлежащих к роду Bacillus, и некоторые штаммы дрожжей, принадлежащие к роду Saccharomyces.
Где содержатся пробиотические микроорганизмы:
- в фармацевтических препаратах: L. Acidophilus, L. Casei, L. Gasseri, L. Helveticus, L. reuteri, L. Rhamnosus, B. Teenis, B. Animalis (а), B. Bifidum, B. Infantis, B. Longum, Enterococcus faecium, Streptococcus thermophilus, Bacillus clausii, Escherichia coli Nissle 1917, Saccharomyces cerevisiae (boulardi).
- в продуктах питания: L. Amylovorus, L. casei, L. Johnsonii, L. pentosus, L. plantarum, L. rhamnosus, B. Breve, Lactococcus Lactis.
Натуральные пробиотики можно найти в составе ферментированных продуктов: в кефире, натуральном йогурте, комбуче, квашеной капусте и других соленьях, кимчи, соевых продуктах (мисо, соевом соусе).
Функции пробиотиков
Основное назначение пробиотиков — восстановления естественного баланса между «хорошими» и «плохими» бактериями кишечной микробиоты, который может нарушаться по разным причинам (приём антибиотиков, кишечная инфекция и проч.). Как известно, от состояния кишечной микрофлоры зависят все системы человеческого организма, так что в этом смысле пробиотики помогают глобально сохранить здоровье.
Другая функция — противодействие кишечной инфекции. Пробиотики могут подавлять развитие болезнетворных бактерий Clostridium perfringens, Campylobacter jejuni, Salmonella Enteritidis, Escherichia coli, различные виды Shigella, Staphylococcus и Yersinia, тем самым предотвращая пищевые отравления.
Подтверждено положительное влияние пробиотиков на процессы пищеварения, лечение пищевой аллергии, кандидозов и зубного кариеса.
Пробиотические микроорганизмы Lactobacillus plantarum, Lactobacillus reuteri, Bifidobacterium adolescentis и Bifidobacterium pseudocatenulatum являются естественными производителями витаминов группы B, а именно: B1, B2, B3, B6, B8, B9, B12. Они также повышают активность иммунной системы, улучшают усвоение витаминов и минеральных соединений, стимулируют выработку органических кислот и аминокислот.
Пробиотики могут вырабатывать ферменты (эстеразу, липазу) и коферменты (A, Q, НАД и НАДФ). Некоторые продукты метаболизма пробиотиков также могут проявлять антибиотические (ацидофилин, бацитрацин, лактацин), противораковые и иммуносупрессивные свойства.
Польза пробиотиков
С каждым годом у учёных появляется всё больше доказательств, подтверждающих полезные свойства пробиотиков. На данный момент известно, что они помогают в профилактике и лечении диареи (в том числе связанной с приёмом антибиотиков). Метаанализ подтвердил эффективность L. rhamnosus, L. casei и дрожжей S. Boulardii в отношении антибиотик-ассоциированной диареи. А контролируемые клинические исследования показали, что пробиотики L. rhamnosus GG, L. reuteri, L. casei Shirota и B. animalis Bb12 могут сократить продолжительность острой ротавирусной диареи.
Что касается острой диареи у детей, то свою эффективность показали бактерии L. reuteri, L. rhamnosus GG, L. casei и S. Boulardii. Так, в проспективном рандомизированном контролируемом французском исследовании, проведенном в детском саду, пробиотический йогуртовый продукт с L. сasei значительно сократил среднюю продолжительность диареи.
Пробиотические бактерии могут играть роль в снижении заболеваемости раком. Точные механизмы ещё изучаются, но есть данные о том, что некоторые представители Lactobacillus и Bifidobacterium spp. снижают уровень канцерогенных ферментов, вырабатываемых кишечной флорой, за счёт нормализации кишечной проницаемости и баланса микрофлоры, а также усиления иммунной системы человека.
Результаты исследований показывают, что продукты с пробиотиками могут способствовать профилактике ишемической болезни сердца за счёт снижения уровня холестерина в сыворотке крови, а также контроля артериального давления.
Нужно отметить, что большая часть этих пробиотических эффектов всё еще остаётся предметом дискуссий, поскольку необходимы долгосрочные исследования на людях. Наибольшее количество доказательств собрано в отношении непереносимости лактозы, диареи, связанной с антибиотиками, и инфекционной диареи, а также аллергии.
— В большинстве случаев мы всё ещё не знаем, какие пробиотики полезны, а какие нет. Мы также не знаем, сколько пробиотиков людям придётся принимать или кто получит от них пользу. Даже для наиболее изученных состояний исследователи всё ещё работают над поиском ответов на эти вопросы, — говорится на официальном сайте Национального центра комплементарного и интегративного здравоохранения США (NCCIH).
NCCIH является ведущим агентством федерального правительства США по научным исследованиям в области комплементарных и интегративных подходов к здравоохранению.
Вред пробиотиков
Безопасности пробиотиков посвящено немного исследований, поэтому у учёных нет надежной информации о частоте и тяжести побочных эффектов.
NCCIH сообщает, что риск нежелательной реакции выше у людей с тяжелыми заболеваниями или ослабленной иммунной системой. Известно также, что в 2023 году Управление по контролю за продуктами и лекарствами США (FDA) предупредило поставщиков медицинских услуг, что недоношенные дети, которым дают пробиотики, подвергаются риску серьёзных, потенциально смертельных инфекций.
Таким образом, основные риски применения антибиотиков связаны с:
- развитием инфекции;
- выработкой вредных веществ пробиотическими микроорганизмами;
- передачей генов устойчивости к антибиотикам от пробиотических микроорганизмов другим микроорганизмам в пищеварительном тракте.
Что такое пребиотики
Концепция пребиотиков возникла значительно позже, чем пробиотиков, и впервые была предложена в 1995 году.
Пребиотики — это неперевариваемые волокна, основная задача которых — стимулировать рост и активность полезных бактерий в желудочно-кишечном тракте. По сути, это еда для хороших кишечных микробов: сами пребиотики не содержат никаких микроорганизмов, но они помогают им жить и размножаться. Пребиотики не перевариваются и достигают толстой кишки в практически неизмененном виде, где они ферментируются сахаролитическими бактериями (например, рода Bifidobacterium).
Большинство известных на сегодняшний день пребиотиков представляют собой углеводы различных молекулярных структур. Они присутствуют в продуктах питания, а также содержатся в аптечных добавках.
Таким образом, пребиотики должны соответствовать следующим критериям:
- они не перевариваются (или перевариваются лишь частично);
- они не всасываются в тонком кишечнике;
- они плохо ферментируются бактериями в полости рта;
- они хорошо ферментируются полезными кишечными бактериями;
- они плохо ферментируются потенциальными патогенами (болезнетворными микроорганизмами) в кишечнике.
Где содержатся пребиотики
Самые известные пребиотики — это:
- олигофруктоза;
- инулин;
- галакто-олигосахариды (ГОС);
- лактулоза;
- олигосахариды грудного молока.
Лактулоза — это синтетический дисахарид, применяемый как препарат для лечения запоров и печёночной энцефалопатии. Естественная пребиотическая олигофруктоза присутствует во многих пищевых продуктах (пшеница, бананы, мед, чеснок, репчатый лук, лук-порей и т. д.). Также олигофруктоза может быть выделена из корня цикория или синтезирована из сукрозы.
Ферментация олигофруктозы в толстой кишке приводит к большому количеству физиологических эффектов:
- увеличению количества бифидобактерий в толстой кишке;
- усилению всасывания кальция;
- ускорению продвижения пищи по ЖКТ;
- увеличению объёма кала;
- возможному снижению уровня липидов в крови.
Инулин содержится в топинамбуре, ямсе, луке-шалот, луке-порее, пшенице, репчатом луке, чесноке, бананах, артишоках, спарже, арбузе, персиках, хурме, кабачках.
Галактоолигосахаридов (ГОС) много в грудном молоке. В женском молоке концентрация ГОС составляет около 1 г/л. Также ГОС можно найти в некоторых растениях: луке, чесноке, соевых бобах, цикории, топинамбуре.
Пребиотики и клетчатка
Пребиотики часто приравнивают к пищевым волокнам (клетчатке), но между этими понятиями есть существенная разница. И те, и другие не перевариваются в ЖКТ и содержатся во многих растительных продуктах. Однако обязательной функцией пребиотиков является целенаправленное воздействие на полезные бактерии кишечника. Тем временем пищевые волокна использует большинство микроорганизмов толстой кишки и избирательности в этом процессе нет. Таким образом, не вся клетчатка работает как пребиотик.
ISAPP (Международная научная ассоциация пробиотиков и пребиотиков) сообщает, что в настоящее время нет официальных диетических рекомендаций по «адекватному потреблению» или «рекомендуемой суточной норме» пребиотиков для здоровых людей. Большинство пребиотиков для кишечника требуют пероральной дозы от 3 граммов в день или более.
Рекомендуемое суточное количество клетчатки, напротив, определено и составляет 28 г/день из расчета на рацион 2000 ккал/день.
Польза пребиотиков
Исследования показали, что колоректальная карцинома (злокачественное новообразование толстого кишечника) встречается реже у людей, которые часто едят овощи и фрукты. Этот эффект в основном приписывают инулину и олигофруктозе. Среди преимуществ этих пребиотиков можно также упомянуть снижение уровня ЛПНП (липопротеинов низкой плотности) в крови, стимуляцию иммунной системы, повышение всасываемости кальция, поддержание правильного значения pH кишечника и облегчение симптомов пептических язв и вагинального микоза.
Исследования на людях показали, что ежедневное употребление 12 г инулина в течение одного месяца приводит к снижению уровня ЛПОНП (липопротеинов очень низкой плотности) в крови (снижение триацилглицеридов на 27 %, а холестерина на 5 %).
Исследование 2002 года подтвердило защитный эффект фруктоолигосахаридов от инфекций Salmonella Typhimurium и Listeria monocytogenes. Более того, пребиотики оказались полезны в борьбе с патогенными микроорганизмами, такими как Salmonella Enteritidis и Escherichia coli.
Результаты исследований на крысах доказали, что диета, обогащенная пребиотиками, приводит к значительному снижению индекса канцерогенеза — процесса зарождения и развития раковых опухолей. Эксперименты in vitro на линиях клеток человека L97 и HT29 (представляющих ранние и поздние стадии колоректальной карциномы) показали, что фракции инулина оказывают существенное влияние на подавление роста и стимуляцию клеточной гибели (апоптоза) в колоректальной карциноме человека.
Добавление инулина и олигофруктозы в дозе 5–15 % также оказало влияние на снижение частоты возникновения рака молочной железы и метастазов в лёгкие у крыс. Однако эти результаты должны быть подтверждены на людях.
Что такое синбиотики
Синбиотики представляют собой комбинацию пребиотиков и пробиотиков. На данный момент наиболее популярно сочетание пробиотических бактерий рода Bifidobacterium или Lactobacillus с фруктоолигосахаридами.
Идеальный синбиотик должен соответствовать следующим критериям:
- безопасность компонентов для человека;
- доказанная польза компонентов синбиотика для человека;
- избирательная стимуляция роста компонентов пробиотика на субстрате пребиотика;
- повышенная выживаемость пробиотика при прохождении через гастроинтестинальный тракт;
- устойчивость структуры при хранении.
Таким образом, пребиотик в составе синбиотика должен стимулировать рост микроорганизмов пробиотика и не затрагивать другие бактерии.
Польза синбиотиков
Учёные полагают, что влияние синбиотиков на здоровье напрямую связано с конкретной комбинацией пробиотиков и пребиотиков. Учитывая, что количество возможных сочетаний безгранично, эффекты синбиотиков тоже разнообразны.
На данный момент приём синбиотиков связывают со следующими благотворными эффектами:
- увеличением количества Lactobacillus и Bifidobacterium и поддержание баланса кишечной микробиоты;
- улучшением функции печени у пациентов, страдающих циррозом;
- иммуномодулирующим воздействием;
- профилактикой бактериальной транслокации и снижением частоты нозокомиальных инфекций в послеоперационном периоде.
Синбиотики могут приносить пользу при самых разных состояниях и заболеваниях: при ожирении, инсулинорезистентности, сахарном диабете 2-го типа, неалкогольной жировой болезни печени (НАЖБП), синдроме раздраженного кишечника (СРК) и воспалительных заболеваниях кишечника (ВЗК), непереносимости лактозы и пр.
Рандомизированное исследование с участием взрослых пациентов с НАЖБП продемонстрировало значительное сокращение запасов триглицеридов в печени на фоне приёма синбиотика, содержащего 5 пробиотиков (Lactobacillus plantarum, Lactobacillus delbrueckii spp. Bulgaricus, Lactobacillus acidophilus, Lactobacillus rhamnosus, Bifidobacterium bifidum) и инулин в качестве пребиотика.
В 2013 году был опубликован метаанализ исследований эффективности про- и пребиотиков в профилактике экземы у детей. Он показал, что пробиотики или синбиотики достоверно снижают частоту возникновения экземы у детей в возрасте до 2 лет.
Исследования, проведенные в рамках проекта SYNCAN, финансируемого Европейским союзом, подтвердили антиканцерогенные свойства синбиотиков. В частности, было изучено влияние фруктоолигосахаридов (SYN1) в сочетании с двумя пробиотическими штаммами (Lactobacillus rhamnosus GG и Bifidobacterium animalis subsp. lactis Bb12) на здоровье пациентов с риском колоректального рака. Учёные отметили изменение биомаркеров, указывающих на развитие заболевания у онкологических больных и у пациентов после удаления полипа. Авторы пришли к выводу, что применение синбиотика может снизить риск колоректального рака.
Заключение
Пробиотики и пребиотики положительно воздействуют на кишечную микрофлору, но их влияние распространяется далеко за пределы желудочно-кишечного тракта. У учёных всё ещё мало достоверных доказательств. Однако общая тенденция исследований говорит о том, что пробиотики и пребиотики применимы в лечении ожирения, инсулинорезистентности, сахарного диабета 2-го типа, НАЖБП, непереносимости лактозы и атопического дерматита, а также синдрома раздраженной кишки (СРК), энтерита, бактериальных инфекций и различных желудочно-кишечных расстройств.
Применение синбиотиков выглядит как ещё более многообещающий метод терапии. Но необходимы исследования, посвящённые конкретным комбинациям препаратов и их влиянию на развитие различных заболеваний. По всей видимости, в ближайшем будущем этому будет посвящено большое количество научных работ.
Источники:
- https://www.worldgastroenterology.org/guidelines/probiotics-and-prebiotics/probiotics-and-prebiotics-russian;
- Kechagia M, Basoulis D, Konstantopoulou S, Dimitriadi D, Gyftopoulou K, Skarmoutsou N, Fakiri EM. Health benefits of probiotics: a review. ISRN Nutr. 2013 Jan 2;2013:481651. doi: 10.5402/2013/481651. PMID: 24959545; PMCID: PMC4045285;
- https://www.nccih.nih.gov/health/probiotics-usefulness-and-safety;
- https://www.nccih.nih.gov/health/tips/things-to-know-about-probiotics;
- https://isappscience.org/wp-content/uploads/2019/04/Prebiotic-Fiber-Infographic-Final.pdf.
