Perorálne probiotiká predstavujú rôzne výzvy, keď prechádzajú cez ústa, žalúdok, črevá a hrubé črevo. Drsné prostredie gastrointestinálneho traktu a kolonizačná odolnosť komenzálnych baktérií voči cudzím bakteriálnym druhom sú dve hlavné prekážky, ktoré ovplyvňujú zdravotné účinky perorálnych probiotík.
Transport probiotík v gastrointestinálnom trakte
1. ústna dutina
Keď sú probiotiká požité, prvá vec, s ktorou prídu do kontaktu, sú sliny v ústach. Sliny sú číry, mierne kyslý hlien, ktorý premasťuje ústnu sliznicu, rozpúšťa potravu a pomáha pri prehĺtaní. Imunitné zložky v slinách zahŕňajú sekrečný imunoglobulín A (IgA), imunoglobulín G (IgG) a imunoglobulín M (IgM). Neimunitné zložky zahŕňajú proteíny, mucíny, peptidy a enzýmy. Sliny preto pôsobia aj do istej miery antibakteriálne a dokážu selektívne podporovať rast nekariogénnych baktérií. Štúdie in vitro ukázali, že sliny nemajú žiadny významný inhibičný účinok na rast kmeňov Lactobacillus, Pediococcus a Bifidobacterium. Navyše, vzhľadom na krátky kontaktný čas možno povedať, že vplyv slín na probiotiká je minimálny.
2. žalúdok
Po prehltnutí sa probiotiká dostanú cez pažerák a dostanú sa do žalúdka, kde čelia svojej prvej veľkej výzve: žalúdočnej kyseline. pH žalúdočnej kyseliny je približne 1-3, čo je extrémne kyslý stav, ktorý môže spôsobiť zníženie hodnoty pH bakteriálnej cytoplazmy, čo je pre väčšinu baktérií extrémne smrteľné. Probiotiká zostávajú v žalúdku asi 5 minút až 2 hodiny. Ak sú dlhodobo vystavené žalúdočnej kyseline, veľmi to ovplyvní činnosť probiotík. Okrem toho vysoká iónová sila, pepsín a mechanické miešanie v žalúdku môžu nepriaznivo ovplyvniť probiotiká.
3. tenké črevo
Po prechode pylorom sa probiotiká dostanú do tenkého čreva, ktoré obsahuje veľké množstvo pankreatickej šťavy a žlče. Neutralizáciou tekutiny tenkého čreva stúpa pH v tenkom čreve na 6-7, čo je vhodnejšie pre rast probiotík. Žlčové kyseliny a tráviace enzýmy (ako je lipáza, proteáza a amyláza atď.) v tekutine tenkého čreva však stále zostanú na určitej úrovni. Zničiť do určitej miery bunkovú štruktúru probiotík alebo spôsobiť poškodenie vnútrobunkovej DNA.
4. hrubé črevo
Hrubé črevo obsahuje najväčší počet a najvyššiu hustotu flóry v ľudskom tele (10^11-10^12CFU/ml), takže probiotiká v hrubom čreve zvyčajne musia čeliť kolonizačnej rezistencii komenzálnych baktérií hrubého čreva. Probiotiká musia súťažiť s hostiteľskou flórou o živiny a miesta adhézie, aby mohli kolonizovať sliznicu hrubého čreva. Probiotiká, ktoré sa úspešne nekolonizujú, sa krátko nato vylučujú stolicou.
Kolonizácia črevnej sliznice probiotickými baktériami
Úspešná kolonizácia probiotík v ľudskom organizme je dôležitým predpokladom pre ich dlhodobé priaznivé účinky. Adhézia črevnej sliznice sa považuje za kľúčový krok v probiotickej kolonizácii. Proces adhézie baktérií na črevnú sliznicu zahŕňa dve fázy: reverzibilné a stabilné. Spočiatku sa probiotiká viažu na sliznicu prostredníctvom nešpecifických fyzických kontaktov (vrátane stérického a hydrofóbneho rozpoznávania), čím sa vytvorí reverzibilná slabá fyzická asociácia. Následne, prostredníctvom špecifickej väzby medzi adhezínmi a komplementárnymi receptormi, sú probiotiká stabilne spojené s hlienom alebo bunkami črevného epitelu, aby sa dosiahla úspešná kolonizácia. Probiotiká môžu kódovať rôzne povrchové faktory buniek, ktoré sa podieľajú na adhézii hlienových proteínov alebo črevných epiteliálnych buniek. Okrem toho probiotiká môžu tiež nadviazať kontakt s hostiteľskými bunkami prostredníctvom neproteínových molekúl, ako je kyselina teichoová a exopolysacharidy, čím ovplyvňujú adhéziu a kolonizáciu.
Výber kmeňa je kľúčový
Suma sumárum, probiotiká musia prejsť „deväťdesiatdeväť a osemdesiatjeden ťažkosťami“, aby mohli konečne zohrať svoju úlohu v ľudskom tele, čo ukazuje, že probiotiká musia mať nielen probiotické účinky, ale aj silnú vitalitu! Preto sa mimoriadne dôležitý stal cielený chov probiotických kmeňov odolných voči stresu. Prostredníctvom hĺbkového výskumu fyziologickej odozvy a regulačných mechanizmov stresu spôsobeného kyselinami a žlčovými soľami spoločnosť Union Biotech uskutočnila smerové šľachtenie kmeňov so silnou toleranciou izolovaných z tradičných fermentovaných potravín, ako je kimchi a jogurt, ako aj z ľudského čreva a nakoniec získané rastliny vrátane vysoko odolných kmeňov vrátane Lactobacillus HH-LP56, Bifidobacterium lactis HH-BA68, Lactobacillus casei PB-LC39, Lactobacillus rhamnosus PB-LR76, Lactobacillus reuteri PB-LR09, funkčný kmeň Lactobacillus johnsonii, atď., LB.456 Optimalizáciou zloženia kultivačného média a výrobného procesu sa dosiahne expresia a regulácia tolerančných génov a kľúčových enzýmov. Okrem toho aplikácia technológie zapuzdrenia ďalej zlepšila toleranciu kmeňov voči nepriaznivému prostrediu.