In vitro hodnocení nejaktivnějších probiotických kmenů schopných zlepšit funkce střevní bariéry a zabránit zánětlivým onemocněním gastrointestinálního systémuⅢ
Nov 29, 2023
4. Diskuze
Udržování integrity střevní bariéry má zásadní význam v prevenci vzniku nejen střevních onemocnění, ale také metabolických, autoimunitních a nervových poruch [36,37]. Četné studie provedené na střevní sliznici prokázaly, že chrání hostitele prostřednictvím stimulace mechanismů vrozené a získané imunity [38] a zaručuje homeostázu díky udržení rovnováhy mikrobioty [39]. Laktobacily jsou probiotika běžně se vyskytující ve fermentovaných potravinách a ve střevní mikrobiotě lidí a zvířat [40,41].
Klikněte pro okamžitou úlevu od zácpy pro dospělé
V posledních letech bylo dosaženo velkého pokrokupři studiu mechanismů symbiózy mezi bakteriemi mléčného kvašení a hostitelem. Mezi jejich hlavní příznivé účinky se prokázalo patří regulace nerovnováhy střevní flóry [42], posílení funkcí střevní bariéry [23,27,36 ], udržování homeostázy [36,43], regulace imunitního systému [43] a produkce neurotransmiterů (osa střeva – mozek) [44]. Bylo také prokázáno, že exopolysacharid (EPS) produkovaný laktobacily má zvláštní schopnost modifikovat mikrobiotu [45] a zlepšit kolonizaci a růst střevních bakterií tím, že působí jako zdroj uhlíku [46].
Kromě toho mohou probiotika konkurovat kolonizujícím patogenům gastrointestinálního traktu, bránit jejich adhezi a inhibovat jejich růst v důsledku snížení pH způsobeného produkcí kyseliny mléčné [36]. Modely in vitro simulující lidské tlusté střevo představují užitečný nástroj pro mechanistické studie interakce probiotik se střevním epitelem [47]; v této práci jsme použili experimentální model společných kultur střevních epiteliálních buněk Caco-2 a HT29-MTX a analyzovali jsme jejich interakci s různými kmeny Lactobacillus spp., abychom určili, který z těchto kmenů prokázaly nejlepší funkčnost při ochraně střevního epitelu posílením bariéry a podporou protizánětlivých a imunomodulačních vlastností.
Volba pracovat s kokulturou byla způsobena několika důkazy: za prvé, transepiteliální elektrický odpor (TEER) je mnohem vyšší v Caco-2 monovrstvách (až 500 ohmů cm2) než v lidském střevě (12–69 ohm cm2) kvůli vysoké expresi TJs; kromě toho se střevní bariéra skládá z několika buněčných fenotypů, včetně enterocytů, pohárkových buněk, Panethových buněk, endokrinních buněk a kmenových buněk. Kokultivační model, který kombinuje dva hlavní buněčné fenotypy nalezené ve střevě, Caco-2 a hlen vylučující HT29-MTX, poskytuje hlenem potaženou epiteliální monovrstvu, která nejúčinněji napodobuje stav vyskytující se in vivo.
Účinnost tohoto modelu prokázali Mahler et al. [48]. Výběr kmenů byl způsoben tím, že byly komercializovány a již byly předmětem různých studií; ve skutečnosti je L. brevis SP-48 přítomen v komerčních produktech (např. Florap lady), které podporují rovnováhu střevní flóry a funkčnost močového traktu. Naše nedávná studie navíc ukázala, že inhibuje H. pylori a působí jako modulátor imunitního systému, čímž snižuje zánět potenciálně související s léčbou střevního onemocnění [49].
Podobně byla hodnocena aktivita L. fermentum na modelu žaludečních epiteliálních buněk demonstrujícím modulaci zánětlivých cytokinů a inhibici H. pylori [32]; navíc další kmeny L. fermentum vykazovaly protiinfekční a imunomodulační vlastnosti [50]. rhamnosus IMC 501 a Lactobacillus paracasei IMC 502 jsou komerčně dostupné probiotické kmeny (např. SYNBIO). Verdenelli a spoluautoři prokázali perzistenci těchto dvou kmenů, podávaných v kombinaci, ve střevním traktu testovaných subjektů a zlepšení přirozené pravidelnosti a střevní pohody [51,52].L. brevis normálně kolonizuje lidský gastrointestinální trakt a bylo prokázáno, že má několik zdraví stimulujících účinků [53], z nichž některé zvyšují bariérovou funkci sliznice [54]. L. reuteri LR92 je také přítomen v komerčních produktech a klinické studie prokázaly, že zlepšuje symptomy koliky u novorozenců, pokud je preventivně podáván matkám v posledních měsících těhotenství [55].
V první části práce jsme proto ošetřili kokultury, které byly diferencovány po dobu 21 dnů, různými kmeny Lactobacillus spp. po dobu 24 hodin a pomocí testu PCR a ELISA v reálném čase jsme analyzovali hladiny exprese TJs Occludin, Zonulin-1 a Claudin-1 a antimikrobiálního peptidu HBD-2 . Získané výsledky ukázaly, že všechny testované kmeny laktobacilů mohou významně indukovat expresi TJs, zejména L. brevis a L. rhamnosus. U HBD-2 je naopak oceňována významná indukce produkce peptidů zejména v přítomnosti L. reuteri. Pro hodnocení protizánětlivé aktivity laktobacilů byly kokultury ošetřeny po dobu 24 hodin S. Typhimurium LPS samostatně nebo v kombinaci s různými kmeny,a hladiny exprese pro- a protizánětlivých cytokinů byly hodnoceny pomocí PCR v reálném čase a ELISA testu.
Získaná data odhalila, že kromě IL-8, jehož exprese nebyla modulována L. fermentum a L. paracasei, mohly všechny kmeny významně indukovat expresi prozánětlivých cytokinů a indukovat expresi protizánětlivého cytokinu TGF-. Na základě získaných údajů a vzhledem k tomu, že všechny analyzované probiotické kmeny vykazovaly významnou protizánětlivou aktivitu, můžeme konstatovat, že se zdá, že tři specifické kmeny mají zvláště příznivý účinek na střevní sliznici: L. reuteri, který se objevuje pro svou schopnost významně stimulovat imunitní obranu podporou masivního uvolňování HBD-2, L. rhamnosus a L. brevis, které odhalily vysokou schopnost posilovat střevní bariéru, nezbytnou podmínku pro správné udržení různých funkcí, včetně vstřebávání mikroživin a udržení homeostázy. V druhé části práce jsme proto hodnotili schopnost těchto tří kmenů inhibovat adhezi a invazi S. Typhimurium a EIEC ve střevní sliznici.
Za tímto účelem byly testy adheze a invaze provedeny třemi různými způsoby – inhibicí, kompeticí a vytěsněním – k pochopení dynamiky interakce mezi laktobacily a patogeny. Ve skutečnosti preinkubací s laktobacily může jejich schopnost produkovat bakteriociny a snižovat pH prostředí vykazovat zabíjející aktivitu, která inhibuje adhezi patogenu; na druhé straně by současné přidání obou druhů mohlo způsobit konkurenci mezi dvěma bakteriálními druhy, a to jak o vazbu na buněčná receptorová místa, tak o příjem nutričních faktorů; konečně přidání probiotika po adhezi patogenu může způsobit jeho vytěsnění z vazebných míst, také kvůli zabíjející aktivitě vyvíjené bakteriociny.
Získané výsledky ukázaly, že všechny tři kmeny významně inhibovaly EIEC adhesioninové kompetiční testy a blokovaly jeho invazi prostřednictvím kompetice a inhibice. Toto odlišné chování může být způsobeno tím, že laktobacily nejsou schopny zabránit ulpívání patogenu, pokud jsou brány preventivně, zatímco s ním mohou soutěžit; jakmile však dojde k adhezi, aktivita laktobacilů zvyšující integritu bariéry (která zvyšuje expresi těsného spojení) brání invazi střevní submukózy. Pokud jde o S. typhimurium, inhibiční aktivita se však provádí hlavně v adhezní fázi, jak v inhibičním, tak v kompetitivním testu, pravděpodobně proto, že zabraňuje upstreamu patogenu, čímž se významně snižuje bakteriální zátěž, která napadá střevní submukóza, která je již výrazně redukována. Ve vytěsňovacích testech nebyly získány uspokojivé výsledky pro oba kmeny, a to ani pokud jde o adhezi ani invazi, což dokazuje, že laktobacily nejsou schopny uplatnit svůj ochranný účinek proti dvěma patogenům, pokud jsou užívány, když již k infekci došlo.
5. Závěry
Přestože je používání doplňků na bázi probiotik praktikováno již mnoho let, v poslední době se zájem o tento typ produktů výrazně zvýšil kvůli rostoucímu zájmu veřejnosti o využití přírodních výhod/zdrojů [56]. Bylo široce prokázáno, že laktobacily jsou probiotika které mohou přispět k udržení základních funkcí pro optimální zdravotní stav; tyto studie in vitro však ukazují, že různé probiotické kmeny mohou působit odlišně, pokud jde o epitel a vůči patogenu, se kterým interagují; z tohoto důvodu by bylo užitečné při navrhování přípravků na bázi probiotik vzít v úvahu specifičnost kmenů a jejich zamýšlené použití, aby se získaly konsorciální přípravky schopné dosáhnout maximálního výtěžku z hlediska přínosu pro pacienta.
Přírodní bylinná medicína pro zmírnění zácpy-Cistanche
Cistanche je rod parazitických rostlin, který patří do čeledi Orobanchaceae. Tyto rostliny jsou známé pro své léčivé vlastnosti a po staletí se používají v tradiční čínské medicíně (TCM). Druhy Cistanche se vyskytují převážně v suchých a pouštních oblastech Číny, Mongolska a dalších částí Střední Asie. Rostliny cistanche jsou charakteristické svými masitými, nažloutlými stonky a jsou vysoce ceněny pro své potenciální zdravotní přínosy. V TCM se věří, že Cistanche má tonizující vlastnosti a běžně se používá k výživě ledvin, zvýšení vitality a podpoře sexuálních funkcí. Používá se také k řešení problémů souvisejících se stárnutím, únavou a celkovou pohodou. Zatímco Cistanche má dlouhou historii používání v tradiční medicíně, vědecký výzkum jeho účinnosti a bezpečnosti stále probíhá a je omezený. Je však známo, že obsahuje různé bioaktivní sloučeniny, jako jsou fenylethanoidní glykosidy, iridoidy, lignany a polysacharidy, které mohou přispívat k jeho léčivým účinkům.
Wecistanche'scistanche prášek, cistanche tablety, cistanche kapslea další produkty jsou vyvíjeny pomocípoušťcistanchejako suroviny, z nichž všechny mají dobrý vliv na zmírnění zácpy. Specifický mechanismus je následující: Předpokládá se, že Cistanche má potenciální přínos pro zmírnění zácpy na základě jeho tradičního použití a určitých sloučenin, které obsahuje. Zatímco vědecký výzkum konkrétně o účinku Cistanche na zácpu je omezený, předpokládá se, že má více mechanismů, které mohou přispět k jeho potenciálu zmírnit zácpu. Laxativní účinek:Cistanchese již dlouho používá v tradiční čínské medicíně jako lék na zácpu. Předpokládá se, že má mírný projímavý účinek, který může pomoci podpořit pohyby střev a vyvolat zácpu. Tento účinek lze přičíst různým sloučeninám nacházejícím se v Cistanche, jako jsou fenylethanoidové glykosidy a polysacharidy. Zvlhčení střev: Na základě tradičního použití se má za to, že Cistanche má zvlhčující vlastnosti, konkrétně zaměřené na střeva. Podpora hydratace a lubrikace střev může pomoci změkčit nástroje a usnadnit průchod, a tím zmírnit zácpu. Protizánětlivý účinek: Zácpa může být někdy spojena se zánětem v trávicím traktu. Cistanche obsahuje určité sloučeniny, včetně fenylethanoidních glykosidů a lignanů, o kterých se předpokládá, že mají protizánětlivé vlastnosti. Snížením zánětu ve střevech může pomoci zlepšit pravidelnost stolice a zmírnit zácpu.
