Postbiotyki - co to takiego i jak działają?

Wraz z rosnącą liczbą badań nad mikrobiotą jelitową do terminologii naukowej wkradł się chaos. Próby opisania każdego z biotyków, czyli produktów modyfikujących mikrobiotę jelitową i wywierających w ten sposób wpływ na nasze zdrowie, skutkowały namnożeniem pojęć trudnych do rozróżnienia. W 2021 roku Międzynaro­dowe Stowarzyszenie Naukowe ds. Probiotyków i Prebioty­ków (International Scientific Association for Probiotics and Prebiotics, ISAPP) zajęło się uporządkowaniem naszej wiedzy i zaproponowało jednolite definicje dla poszczególnych grup preparatów.

Od tamtej pory prebiotykami nazywamy składniki pokarmowe wykorzystywane przez mikrobiotę w sposób przyczyniający się do poprawy naszego zdrowia, a probiotyki to żywe kultury bakterii lub ich przetrwalniki, które podane w odpowiedniej ilości wywierają korzystne działanie na organizm gospodarza. Z kolei synbiotyki to mieszanina pro- i prebiotyków, a więc naturalnych substancji promujących wzrost fizjologicznej mikrobioty z drobno­ustrojami probiotycznymi. Trwają także intensywne badania nad kolejną grupą biotyków, czyli postbiotykami, do których zaliczamy nieożywione drobnoustroje i ich składniki lub metabolity korzystnie wpływające na nasze zdrowie. Kon­sensus naukowy osiągnięty przez ISAPP sprawił, że w tej ostatniej grupie pod wspólną nazwą „postbiotyki” znalazła się cała gama preparatów, w tym parabiotyki, określane też jako ghostbiotyki (od ang. ghost – duch), czyli martwe komórki bakterii lub ich fragmenty, i metabiotyki, rozumiane jako metabolity bakterii probiotycznych.

Przyjrzyjmy się zatem roli postbiotyków i szczególnej bakte­rii, do niedawna mało znanej, którą spośród ponad tysiąca różnych gatunków bakterii, tworzących złożony ekosystem naszych jelit, wyróżnia to, że pełni ona w organizmie szcze­gólnie ważną funkcję¹.

Co to są postbiotyki?

Postbiotykami nazywamy preparaty sporządzone z nie­ożywionych drobnoustrojów, ich fragmentów lub meta­bolitów, które korzystnie wpływają na zdrowie. Nazywając uśmiercone mikroorganizmy nieożywionymi, naukowcy starali się uniknąć takich określeń, jak „martwy” lub „zabity”, ponieważ mogłyby one sugerować, iż mikroorganizmy te nie wykazują już żadnej aktywności biologicznej. Tymczasem postbiotyki są niezwykle aktywne, ponieważ poza całymi komórkami bakteryjnymi zawierają także ich metabolity, które nie tracą swoich właściwości pomimo uśmiercenia mikroorganizmu. A co najważniejsze, wszystkie skład­niki postbiotyków muszą, zgodnie z definicją, korzystnie wpływać na zdrowie człowieka i musi to być potwierdzone badaniami naukowymi.

Co ciekawe, aby mikroorganizm został zakwalifikowany jako postbiotyk, nie jest wymagane, by wcześniej był stosowany w postaci żywej jako probiotyk. Istnieją bowiem takie szczepy bakterii, których nigdy nie stosowano w postaci probiotyków i które nigdy nie były składnikiem synbiotyków, choć wykazują silne działanie na nasz organizm. Jednym z takich mikroorganizmów jest Akkermansia muciniphila, gram-ujemna bakteria, której kolo­nie stanowią jedynie 1–5% mikrobiomu jelitowego¹.

Dobre bakterie pojawiają się już u dziecka w łonie matki

Do niedawna uważano, że przychodzimy na świat jałowi i mikrobiom naszych jelit, a także skóry, dróg oddechowych i rodnych, kształtuje się w pierwszych tygodniach życia. Dziś już wiemy, że nie jest to prawdą, bo niektóre szczepy bakterii kolonizują nasz organizm jeszcze w łonie matki. Jednym z tych pionierów jest właśnie Akkermansia muciniphila, która zasiedla śluz pokrywający błonę śluzową jelit, chroniąc się w nim przed czynnikami zewnętrznymi. Śluz stanowi także pożywienie dla tej bakterii i to właśnie odróżnia ją od innych bakterii probiotycznych, których byt zależny jest od zawar­tości błonnika w diecie – A. muciniphila go nie potrzebuje.

Ten brak bezpośredniej zależności od błonnika nie sprawia jednak, że możemy przestać dbać o jego odpowiednią podaż. Aktywność A. muciniphila jest bowiem nierozerwal­nie związana z działaniem innych przedstawicieli mikrobioty, zatem zachwianie równowagi mikrobiologicznej w jelicie jej również szkodzi. Inną ważną cechą A. muciniphila jest to, że kolonizuje ona nie tylko jelito grube, które jest matecznikiem mikrobioty jelitowej, ale też jelito cienkie².

A. muciniphila- postbiotyk nowej generacji

Bakterię A. muciniphila wyizolowano z ludzkiego jelita w 2004 roku i od tamtej pory trwają intensywne badania nad rolą, jaką ten mikroorganizm odgrywa w naszym ciele. Szybko okazało się, że o ile namnażanie się innych bakterii probiotycznych możemy pobudzać, wprowadzając błonnik do diety, o tyle w przypadku niezależnej od tego składnika A. muciniphila nie jest to takie proste i zasadniczo nie mamy sposobu na to, by zwiększyć liczebność jej kolonii. Mogli­śmy jedynie budować środowisko sprzyjające rozwojowi tej bakterii, czyli dbać o zdrowie jelit poprzez stosowanie odpo­wiedniej diety, probiotyków i prebiotyków. Przełom nastąpił dopiero 4 lata temu, gdy rozpoczęto badania nad zastoso­waniem A. muciniphila, zarówno żywej, jak i pasteryzowa­nej, czyli uśmierconej w wysokiej temperaturze, u zwierząt i ludzi. Okazało się, że suplementy zawierające pasteryzo­waną bakterię są bezpieczne i działają równie skutecznie jak żywe kultury.

Badania wykazały ponadto, że przyjmowanie pasteryzowanej A. muciniphila w żaden sposób nie ingeruje w ogólny skład mikrobioty jelitowej i nie działa mutagennie – pod tym kątem, aby zapobiec mutacjom genomu, bada się każdy żywy organizm wprowadzany do organizmu człowieka³. Dodatkowe badania przeprowadzone na zlecenie Europejskiego Urzędu ds. Bezpieczeń­stwa Żywności (EFSA), czyli instytucji stojącej na straży naszego zdrowia, wykazały, że przyjmowanie pastery­zowanej A. muciniphila jest zupełnie bezpieczne. Wobec tego agencja ta wydała pozytywną opinię, kwalifikującą A. muciniphila jako tzw. nową żywność, co pozwoliło na stosowanie przez ludzi suplementów zawierających tę paste­ryzowaną bakterię⁴.

Jak A. muciniphila wpływa na nasze zdrowie?

• Podstawowym zadaniem A. muciniphila jest pobudzanie błony śluzowej jelita do wytwarzania ochronnego śluzu – bakteria ta wydziela enzym rozkładający główny składnik śluzu, czyli mucynę, wskutek czego śluzówka jest stale pobu­dzana do uzupełniania jego zapasów. A śluz, który wydziela, tworzy barierę mechaniczną chroniącą komórki nabłonka jelitowego (enterocyty) i ułatwia pasaż treści jelitowej. Ponadto właśnie w nim znajdują się komórki układu odpor­nościowego, które chronią nasz organizm przed patogenami i toksynami znajdującymi się w treści pokarmowej.

• Jednym z metabolitów, wytwarzanych przez samą A. muciniphila lub powstających w wyniku jej współdziałania z innymi bakteriami tworzącymi mikrobiotę jelit, są krótko­łańcuchowe kwasy tłuszczowe (short-chain fatty acids, SCFA), które odżywiają komórki nabłonka jelitowego (enterocyty). SCFA są także ważnym czynnikiem regulującym metabolizm węglowodanów i lipidów oraz dbają o szczelność bariery jelitowej, co pomaga zapobiegać chorobom autoimmuno­logicznym. Można więc powiedzieć, że A. muciniphila pełni w ważną funkcję w utrzymaniu homeostazy, czyli stanu zdrowej równowagi w organizmie⁵. Ale to nie wszystko, co potrafi ta bakteryjna supermenka.
• Badania wykazały także, że występowanie małej liczby bakterii A. muciniphila w jelicie związane jest z wyższym poziomem stanu zapalnego i nasileniem wytwarzania szkodliwych wolnych rodników tlenowych oraz ze spowolnieniem pasażu treści jelitowej, co z kolei niekorzystnie wpływa na wchła­nianie składników odżywczych i zdrowie jelit, a nawet może przyczyniać się do dysbiozy i zaburzenia równowagi mikro­biologicznej w jelicie. Zaobserwowano też, że osoby otyłe i cierpiące na zaburzenia metaboliczne mają w jelitach mniej tych dobroczynnych bakterii niż osoby zdrowe. Okazało się ponadto, że zmniejszenie populacji bakterii A. muciniphila w jelitach przyczynia się do zaburzeń odporności, w tym zmniejszenia liczebności wytwarzają­cych przeciwciała limfocytów B i wzrostu liczby cytokin prozapalnych, oraz do roz­woju zaburzeń metabolicznych⁶. Zatem konieczne jest zatroszczenie się o to, by nasze jelito zasiedlała odpowiednia liczba kolonii A. muciniphila, zwłaszcza że już przed czterdziestką zaczyna się ona zmniejszać.

• Badania wykazały, że przyjmowanie przez 12 tygodni preparatów zawie­rających pasteryzowaną bakterię A. muciniphila wpływa korzystnie na metabolizm glukozy i zwiększa wrażli­wość naszych komórek na insulinę, co zapobiega rozwojowi insulinooporno­ści, cukrzycy typu 2 i otyłości. Ponadto przyczynia się do obniżenia poziomu cholesterolu we krwi i oddziałuje dobroczynnie na wątrobę – zmniejsza stłuszczenie tego narządu, reguluje poziom enzymów wątrobowych, hamuje glukoneogenezę i ograni­cza stany zapalne3. Badania belgijskich uczonych dowiodły także, że pasteryzowana A. muciniphila korzystnie wpływa na metabolizm i zwiększa wydatek energetyczny organizmu, przyczyniając się w ten sposób do efektywniejszego wyko­rzystania kwasów tłuszczowych zmagazynowanych w tkance tłuszczowej, i nasila termogenezę, co powoduje zmniejszenie masy ciała⁷. Okazało się ponadto, że mikroorganizm ten, poprzez korzystny wpływ na metabolizm glukozy i lipidów oraz modulowanie aktywności enzymów, zmniejsza ryzyko chorób sercowo-naczyniowych⁸.
• Niektóre badania wykazują także, że mała liczebność bakterii A. muciniphila może wiązać się z większym ryzykiem chorób neurodegeneracyjnych i demielinizacyjnych, w których, jak w przypadku stwardnie­nia rozsianego, dochodzi do uszkodzenia mieliny budującej osłonki nerwów. Kluczowy wydaje się tu wpływ, jaki obec­ność tej bakterii wywiera na enterocyty i szczelność bariery jelitowej – utrata integralności śluzówki jelit wiąże się bowiem z przenikaniem toksyn i kompleksów białkowych do krwio­biegu, co wzbudza lub zaostrza istniejącą reakcję autoimmu­nologiczną, uważaną za jeden z głównych czynników ryzyka wspomnianych chorób⁷.