Törzsek és táplálékuk

Nem.

Ez az egyik legfontosabb dolog, amit a probiotikumokról érdemes megérteni.

A baktériumokat fajokba, azon belül pedig különböző törzsekbe sorolhatjuk. Két, ugyanahhoz a fajhoz tartozó törzs tulajdonságai sem feltétlenül azonosak.

Ezért probiotikumoknál nemcsak a baktériumfaj neve lehet fontos, hanem az adott törzs pontos azonosítása is.

Kolonizációnak nevezzük, amikor egy mikroorganizmus képes egy adott környezetben megtelepedni és ott legalább bizonyos ideig fennmaradni.

Fontos azonban, hogy a probiotikumokkal kapcsolatban a „kolonizáció” szót óvatosan használjuk.

Sok elfogyasztott probiotikus mikroorganizmus csak átmenetileg van jelen a bélrendszerben, majd a fogyasztás megszűnése után mennyisége csökkenhet vagy eltűnhet.

Ez is az egyik oka annak, hogy a rendszeres fogyasztásnak jelentősége lehet.

A prebiotikum nem baktérium.

Olyan, a gazdaszervezet mikroorganizmusai által szelektíven hasznosított anyag, amely egészségügyi előnnyel járhat.

Bizonyos élelmi rostok és egyéb összetevők prebiotikus tulajdonságokkal rendelkezhetnek.

Az inulin egy természetesen előforduló fruktán típusú élelmi rost, amely több növényben is megtalálható.

Az emberi emésztőenzimek nagyrészt nem bontják le a vékonybélben, ezért eljuthat a vastagbélbe, ahol bizonyos bélbaktériumok felhasználhatják.

Emiatt az inulint gyakran alkalmazzák prebiotikus összetevőként.

A szinbiotikum olyan készítmény vagy kombináció, amely élő mikroorganizmusokat és számukra hasznosítható szubsztrátot egyaránt tartalmaz, megfelelően meghatározott kombinációban.

Leegyszerűsítve:

probiotikus mikroorganizmus + megfelelő prebiotikus táplálék.

A Bifidobacterium nemzetség tagjai az emberi bélmikrobiom fontos mikroorganizmusai.

Különösen érdekes a szerepük az élet kezdetén. Anyatejjel táplált csecsemők mikrobiomjában bizonyos Bifidobacterium fajok nagy arányban lehetnek jelen.

Egyes Bifidobacteriumok képesek az anyatejben található különleges oligoszacharidok hasznosítására is.

Ez az egyik gyönyörű példája annak, milyen szoros kapcsolat alakult ki az ember és mikrobiális társai között az evolúció során.

A Lactobacillus név alatt hagyományosan számos tejsavtermelő baktériumot ismertünk meg. A tudományos rendszertan azóta jelentősen átalakult, ezért több korábban Lactobacillusnak nevezett faj ma már más nemzetségnév alatt szerepel.

Ezeknek a baktériumoknak számos képviselője megtalálható fermentált élelmiszerekben és az emberi test különböző mikrobiális közösségeiben.

Egyes törzseket probiotikumként is vizsgáltak.

Nagyon fontos azonban:

a Lactobacillus név önmagában még nem mondja meg, milyen tulajdonságokkal rendelkezik az adott törzs.

Képzeljünk el két embert ugyanabból a családból.

Sok közös tulajdonságuk lehet, mégsem teljesen egyformák.

Hasonló elv érvényes a baktériumokra is.

Egy baktériumfajon belül különböző törzsek létezhetnek, amelyek genetikai és funkcionális tulajdonságai eltérhetnek egymástól.

Ezért ha egy adott baktériumtörzsről tudományos vizsgálat bizonyít valamilyen tulajdonságot, azt nem lehet automatikusan az adott faj minden más törzsére is kiterjeszteni.

A probiotikumok világában ezért a pontos törzsazonosítás rendkívül fontos.

A szájon keresztül elfogyasztott élő mikroorganizmusok számára a gyomor-bél rendszer komoly környezeti kihívást jelent.

A gyomor savas közege az ember természetes védelmi rendszerének része. Sok mikroorganizmus számára kedvezőtlen környezetet jelent.

Az egyes baktériumok savtűrése azonban eltérő lehet.

Ezért probiotikus mikroorganizmusok vizsgálatánál fontos kérdés lehet, hogy milyen mértékben képesek életképesen áthaladni a felső emésztőrendszeren.

A gyomorból továbbjutva újabb környezeti feltételekkel találkoznak.

Ilyen többek között:

• az epesavak jelenléte,
• az emésztőenzimek,
• a változó pH,
• a már ott élő mikroorganizmusokkal való verseny,
• a rendelkezésre álló tápanyagok.

Ezért az, hogy egy mikroorganizmus életképes a termékben, még nem jelenti automatikusan azt, hogy változatlan mennyiségben eljut a vastagbélbe.

Nem.

A probiotikum kedvező hatásának nem feltétlenül feltétele a tartós kolonizáció.

Számos probiotikus mikroorganizmus csak átmenetileg halad át az emésztőrendszeren.

Ez idő alatt azonban kölcsönhatásba kerülhet a már ott élő mikroorganizmusokkal, a bél környezetével és a gazdaszervezettel.

Ezért a „nem telepszik meg örökre” nem jelenti automatikusan azt, hogy „nem csinál semmit”.

Az SCFA az angol Short-Chain Fatty Acids, vagyis rövid szénláncú zsírsavak rövidítése.

Bizonyos bélbaktériumok az általunk meg nem emésztett vagy részben emésztett szénhidrátok és rostok fermentációja során ilyen molekulákat állítanak elő.

A legismertebbek:

• acetát,
• propionát,
• butirát.

Ezek nem egyszerűen „baktériumhulladékok”. Részt vesznek a bélrendszer és a szervezet különböző biológiai folyamataiban.

Ez kiváló példa arra, hogy a mikrobiom jelentőségét nemcsak az határozza meg, milyen mikroorganizmusok vannak jelen, hanem az is, hogy mit csinálnak.

A butirát – vagy vajsav – az egyik legismertebb rövid szénláncú zsírsav.

Bizonyos bélbaktériumok elsősorban élelmi rostok és más fermentálható szubsztrátok feldolgozása során állítják elő.

A butirát különösen érdekes, mert a vastagbél hámsejtjeinek fontos energiaforrása, és szerepet játszik a bél környezetének, a bélgát működésének és az immunológiai folyamatoknak a szabályozásában.

Ezért a mikrobiomkutatásban nemcsak az egyes baktériumfajokat, hanem a mikrobiális anyagcseretermékeket is intenzíven vizsgálják.

Az ember nem minden elfogyasztott szénhidrátot képes saját emésztőenzimeivel lebontani.

Bizonyos rostok eljutnak a vastagbélbe, ahol a mikrobiota egy része képes azokat felhasználni.

A fermentáció során többek között rövid szénláncú zsírsavak képződhetnek.

Ezért a megfelelő mennyiségű és változatos rostbevitel nemcsak a bélműködés miatt fontos: a mikrobiom egyes tagjainak is táplálékot biztosít.

A bél felszínét nem közvetlenül a béltartalom éri.

A nyálkahártya felszínét nyák, illetve mucinokból álló védőréteg borítja. Ez a rendszer fontos része annak a határfelületnek, amely elválasztja a bélben élő hatalmas mikrobiális közösséget a szervezet saját szöveteitől.

Bizonyos baktériumok a nyákréteg közelében élnek, egyesek pedig annak összetevőit is képesek tápanyagként hasznosítani.

A mucinréteg, a bélhám, az immunrendszer és a mikrobiom ezért egymással szoros kapcsolatban működő rendszer.

Az Akkermansia muciniphila az utóbbi évek egyik sokat kutatott bélbaktériuma.

Különlegessége többek között az, hogy képes a bél nyákrétegének egyik fő alkotóelemét, a mucint hasznosítani.

Kutatások vizsgálják jelenlétének és mennyiségének kapcsolatát többek között a bélgát működésével és az anyagcserével.

Fontos azonban: egy baktérium jelenlétéből vagy hiányából önmagában nem lehet egy ember egészségi állapotát meghatározni.

A mikrobiom mindig egy teljes ökoszisztéma.

A mikrobiom nem egymástól független baktériumok gyűjteménye.

A mikroorganizmusok gyakran egymás anyagcseretermékeit használják fel.

Ezt nevezzük cross-feedingnek, vagyis kereszt-táplálásnak.

Például egy baktérium lebont egy összetett rostot, és olyan molekulákat termel, amelyeket egy másik baktérium képes tovább hasznosítani.

Így mikrobiális táplálékláncok alakulhatnak ki.

Ez az egyik oka annak, hogy a mikrobiom működését nem lehet pusztán egy-egy baktérium alapján megérteni.

A rendszer tagjai együtt működnek.

Egy mikroorganizmus ritkán működik teljesen elszigetelten.

A baktériumok:

• versenyezhetnek tápanyagokért,
• segíthetik egymást,
• gátolhatják egymás szaporodását,
• módosíthatják a környezet pH-ját,
• és olyan anyagokat termelhetnek, amelyeket más mikroorganizmusok használnak fel.

A mikrobiom ezért valódi ökológiai rendszer.

A mikroorganizmusok nem mindig szabadon lebegő, különálló sejtek formájában élnek.

Képesek felszínekhez tapadni, és egy saját maguk által kialakított mátrixba rendeződni.

Ezt nevezzük biofilmnek.

A biofilmben a mikroorganizmusok egymással szoros kapcsolatban élhetnek, és a környezet hatásaival szembeni viselkedésük eltérhet a szabadon élő sejtekétől.

Biofilmek természetes módon is jelen lehetnek az emberi szervezetben.

A probléma nem maga a biofilm létezése, hanem az, hogy milyen mikroorganizmusok alkotják, hol helyezkedik el, és milyen kapcsolatban áll a környezetével.

A mycobiom a szervezetben élő gombák közösségét jelenti.

Bár a bélmikrobiom kutatásának nagy része hagyományosan a baktériumokra koncentrált, a gombák is részei ennek az ökoszisztémának.

Egyes Candida fajok például egészséges emberekben is jelen lehetnek anélkül, hogy betegséget okoznának.

A kérdés gyakran nem pusztán az, hogy jelen van-e egy mikroorganizmus, hanem az, milyen arányban és milyen ökológiai környezetben található meg.

A virom a szervezethez kapcsolódó vírusok összessége.

Elsőre ijesztően hangozhat, pedig ezek jelentős része nem emberi sejteket fertőz.

Sok vírus baktériumokat támad meg.

Ezeket nevezzük bakteriofágoknak.

A virom ezért szoros kapcsolatban állhat a bakteriális mikrobiommal is.

A bakteriofágok olyan vírusok, amelyek baktériumokat fertőznek.

Rendkívül nagy számban vannak jelen a természetben és az emberi bélrendszerben is.

A bakteriofágok befolyásolhatják:

• mely baktériumok tudnak elszaporodni,
• hogyan változnak a baktériumpopulációk,
• és hogyan cserélődhetnek genetikai információk a mikrobiális közösségekben.

A mikrobiom tehát nem csak baktériumok közössége.