Пероральні пробіотики викликають різні проблеми, коли вони проходять через рот, шлунок, кишечник і товсту кишку. Суворе середовище шлунково-кишкового тракту та колонізаційна резистентність комменсальних бактерій до чужорідних видів бактерій є двома основними перешкодами, які впливають на вплив пероральних пробіотиків на здоров’я.
Транспорт пробіотиків у шлунково-кишковому тракті
1. ротова порожнина
Коли пробіотики потрапляють всередину, перше, з чим вони контактують, це слина в роті. Слина — це прозорий, злегка кислий слиз, який змащує слизову оболонку порожнини рота, розчиняє їжу та сприяє ковтанню. Імунні компоненти в слині включають секреторний імуноглобулін А (IgA), імуноглобулін G (IgG) і імуноглобулін М (IgM). До неімунних компонентів належать білки, муцини, пептиди та ферменти. Таким чином, слина також має певну антибактеріальну дію і може вибірково підтримувати ріст некарієсогенних бактерій. Дослідження in vitro показали, що слина не має значного інгібуючого впливу на ріст штамів Lactobacillus, Pediococcus і Bifidobacterium. Крім того, завдяки короткому часу контакту вплив слини на пробіотики можна назвати мінімальним.
2. живіт
Після ковтання пробіотики проходять через стравохід і потрапляють у шлунок, де вони стикаються з першим великим випробуванням: шлунковою кислотою. Рівень pH шлункової кислоти становить близько 1-3, що є надзвичайно кислим станом, який може призвести до зниження значення pH бактеріальної цитоплазми, що є надзвичайно смертельним для більшості бактерій. Пробіотики залишаються в шлунку приблизно від 5 хвилин до 2 годин. Якщо вони піддаються дії шлункової кислоти протягом тривалого часу, активність пробіотиків сильно постраждає. Крім того, висока іонна сила, пепсин і механічне перемішування в шлунку можуть негативно впливати на пробіотики.
3. тонка кишка
Пройшовши через пілорус, пробіотики досягнуть тонкої кишки, яка містить велику кількість панкреатичного соку та жовчі. З нейтралізацією рідини тонкої кишки рН у тонкій кишці підвищується до 6-7, що більше підходить для росту пробіотиків. Однак жовчні кислоти та травні ферменти (такі як ліпаза, протеаза та амілаза тощо) у рідині тонкої кишки залишаться на певному рівні. Певною мірою руйнують клітинну структуру пробіотиків або викликають пошкодження внутрішньоклітинної ДНК.
4. ободова кишка
У товстій кишці міститься найбільша кількість і найвища щільність флори в організмі людини (10^11-10^12 КУО/мл), тому пробіотики в товстій кишці зазвичай мають протистояти колонізаційній резистентності комменсальних бактерій товстої кишки. Пробіотики повинні конкурувати з флорою господаря за поживні речовини та місця адгезії, щоб колонізувати слизову оболонку товстої кишки. Пробіотики, які не успішно колонізуються, незабаром після цього виводяться з калом.
Колонізація слизової оболонки кишечника пробіотичними бактеріями
Успішна колонізація пробіотиків в організмі людини є важливою передумовою для довгострокового сприятливого впливу. Адгезія слизової оболонки кишечника вважається ключовим етапом колонізації пробіотиками. Процес прилипання бактерій до слизової оболонки кишечника включає два етапи: оборотний і стабільний. Спочатку пробіотики зв’язуються зі слизовою оболонкою через неспецифічні фізичні контакти (включаючи стеричне та гідрофобне розпізнавання), встановлюючи оборотний слабкий фізичний зв’язок. Згодом, завдяки специфічному зв’язуванню між адгезинами та комплементарними рецепторами, пробіотики стабільно зв’язуються зі слизом або кишковими епітеліальними клітинами для досягнення успішної колонізації. Пробіотики можуть кодувати різні фактори клітинної поверхні, які беруть участь у адгезії білків слизу або епітеліальних клітин кишечника. Крім того, пробіотики також можуть встановлювати контакт із клітинами-господарями через небілкові молекули, такі як тейхоєва кислота та екзополісахариди, тим самим впливаючи на адгезію та колонізацію.
Вибір штаму є ключовим
Підводячи підсумок, пробіотикам потрібно пройти через «дев’яносто дев’ять і вісімдесят одну складність», перш ніж вони зможуть нарешті зіграти свою роль в організмі людини, що показує, що пробіотики повинні не тільки мати пробіотичний ефект, але й мати сильну життєву силу! Тому цілеспрямоване розведення стресостійких пробіотичних штамів стало надзвичайно важливим. Завдяки поглибленим дослідженням фізіологічної реакції та регуляторних механізмів стресу кислоти та жовчних солей, Union Biotech провела спрямоване виведення штамів із високою толерантністю, виділених із традиційних ферментованих продуктів, таких як кімчі та йогурт, а також із кишечника людини, і, нарешті, отримані рослини, включаючи високостійкі штами, включаючи Lactobacillus HH-LP56, Bifidobacterium lactis HH-BA68, Lactobacillus casei PB-LC39, Lactobacillus rhamnosus PB-LR76, Lactobacillus reuteri PB-LR09, Lactobacillus johnsonii LBJ456 тощо. Рецептивні функціональні штами. Завдяки оптимізації складу культурального середовища та процесу виробництва досягається експресія та регуляція генів толерантності та ключових ферментів. Крім того, застосування технології інкапсуляції ще більше покращило стійкість штамів до несприятливих середовищ.