PRO полезных микробов и красоту

Дрожжи

Пробиотические свойства дрожжей связаны с их конкуренцией за питательные вещества с патогенными микроорганизмами, изменением кислотности среды, образованием этанола и антимикробных соединений, включая бактериоцины и микоцины. Примерами являются Сахаромицеты Буларди (Saccharomyces boulardii). наиболее изученными и давно применяющимися дрожжами-пробиотиками. Они были названы в честь французского ученого Анри Булара (Henri Boulard), который впервые выделил чистую культуру этих грибов в Индокитае из тропических плодов личи и мангостина, кожура которых используется местным населением для лечения диареи.

Критерии эффективности

Анализ потенциальной пользы пробиотиков для здоровья проводится на уровне штамма, следует избегать употребления пробиотических продуктов, на этикетке которых указан только род и вид, но не штамм, поскольку эффекты пробиотиков являются штаммоспецифичными и важно определить род и вид пробиотических бактерий, которые приносят пользу здоровью.

Чтобы пробиотик был эффективен в организме, пробиотический продукт должен иметь минимальную концентрацию 106–107 КОЕ/г. Дозы, которые рекомендовано давать ежедневно, обычно составляют 5 × 106–6 × 106 КОЕ в день для детей и 10 × 106–20 × 106 КОЕ в день для взрослых.

Пробиотики нового поколения

Традиционно в качестве пробиотиков использовались бактерии, продуцирующие молочную кислоту, такие как лактобациллы, бифидобактерии и другие. Трудность в том, что большинство других микроорганизмов, населяющих кишечник человека, долгое время оставалось неопознанными, поскольку они в основном являются анаэробными бактериями и их трудно выращивать в культуре. Однако современная микробиология произвела революцию в способности идентифицировать ранее неопознанные микробы кишечника.

Современные достижения в области секвенирования генома и методов культивирования помогли выделить и описать множество новых различных микробов из микробиоты человека, которые показали многообещающие полезные для здоровья свойства и пробиотический потенциал. Их можно применять как пробиотики нового поколения (NGS – next generation probiotics). И можно было бы определить такие пробиотики по-новому как «живые микробы, идентифицированные на основе сравнительных исследований микробиома, которые приносят пользу для здоровья хозяину при приеме в подходящих количествах».

С новыми открытиями термин «пробиотик» расширяется, и включает все больше новых пробиотических видов наряду с хорошо известными молочнокислыми бактериями и бифидобактериями. Примерами пробиотиков нового поколения являются: Roseburia intestinalis, Eubacterium spp., Akkermansia muciniphila, Faecalibacterium prausnitzii и Bacteroides spp .

Пробиотики нового поколения обладают физиологической полезностью, например, выработкой фолата, серотонина, индолов и короткоцепочечных жирных кислот, бутирата, пропионата, ацетата и других, каждый из которых играет важную роль в регуляции физиологии хозяина. Превращение этих недавно выявленных видов в промышленно полезные пробиотики является большой проблемой. Это связано с потребностью этих микробов в дорогостоящих и сложных богатых питательных средах и анаэробных условиях. Поэтому исследования в этом аспекте для определения оптимальных ромышленных процессов все еще затруднительны.

Выжить в желудке – сложный путь пробиотиков в пищеварительной системе

Как следует из самого определения, именно «живое» состояние необходимо для пробиотиков, чтобы защищать хозяина от патогенов, ведь неактивные пробиотические штаммы, не смогут связываться со слизистой оболочкой или генерировать органические кислоты. Выжить в процессе изготовления и дойти до конечного пункта назначения – достаточно серьезный вызов для полезных микробов. Помимо технологического стресса во время обработки пищевых продуктов, за которым следует стресс, связанный со стабилизацией, упаковкой и хранением, пробиотики подвергаются дополнительным огромным стрессам после употребления их внутрь.

Чтобы причинить пользу своему хозяину, пробиотические микроорганизмы должны сохраниться в достаточном количестве и успешно заселить организм хозяина. Полезные для здоровья эффекты пробиотиков особенно зависят от их способности к выживанию во время прохождения через желудочно-кишечный тракт. Во время прохождения по желудочно-кишечному тракту штаммы должны переносить присутствие пепсина и низкий pH желудка, присутствие ферментов в двенадцатиперстной кишке и антимикробную активность желчных солей.

Выживаемость пробиотиков зависит от многих факторов: от формы препарата, в которую они упакованы, от сопутствующей пищи и дозировки. Кроме того, резидентная микробиота желудочно-кишечного тракта, и даже совместно употребляемая микробиота пищи могут быть еще одним важным повреждающим фактором для пробиотиков.

Особенно сложный этап путешествующих по пищеварительной системе бактерий ожидает в желудке. Желудок – это враждебная среда для большинства микроорганизмов, ведь сильная желудочная кислота по своей физиологии специально предназначена для очищения пищи от всех проглоченных микробов. В исследованиях с использованием традиционных методов культивирования показано, что количество бактерий в слизистой оболочке желудка составляет всего около 103 КОЕ на г. В состоянии голодания утром желудок имеет пиковую кислотность pH 1-2. Наиболее распространенные пробиотические штаммы, которые показывают значительно высокую устойчивость к кислотности, относятся к родам Lactobacillus или Bifidobacterium, они выдерживают pH 2-3.

Пищевые продукты, используемые в качестве носителей пробиотиков или принимаемые одновременно с пробиотиками, можно считать одним из основных важных факторов, влияющих на способность пробиотиков выживать при прохождении желудочно-кишечного тракта и обеспечивать ожидаемую эффективность пробиотиков.

Натощак с соком или с едой ? Как лучше выживают пробиотики

Исследователи протестировали три реальных сценария: когда человек принимает пробиотик натощак, с апельсиновым соком или с едой. В качестве блюда выбрали мелкоизмельченную кашу, приготовленную на цельном молоке. Пробиотик участники эксперимента принимали в форме капсул, порошка или таблеток, при этом ни одна из капсул не была устойчива к желудочному соку.

В результате оказалось, что самое большое снижение жизнеспособности пробиотиков наблюдалось, когда их употребляли одновременно с апельсиновым соком. Это связано с тем, что фруктовые соки содержат в своем составе различные органические кислоты, которые могут снижать выживаемость пробиотиков. Горячие напитки и алкогольные напитки также могут существенно повлиять на выживаемость пробиотиков в желудочно-кишечном тракте, хотя некоторые штаммы могут быть адаптированы для выживания в более высоких концентрациях спирта или достаточно защищены для выдерживания при высоких температурах.

Но в целом, не рекомендуется принимать продукты с пробиотиками непосредственно с горячими напитками, горячей пищей или алкоголем. Для достижения полезных эффектов пробиотики также не следует принимать одновременно с антибиотиками. Принимать пробиотик следует за 1–3 часа до или после приема антибиотиков.

С точки зрения общего количества бактерий, выживаемость пробиотиков, которых проглотили с чистой водой, была на втором месте и составила 87,2% .

Больше всего выжило микробов при условии совместного употребления пробиотиков с кашей. Уровень выживаемости пробиотиков был статистически выше в образцах с кашей (91,8%), чем в образцах с соком (79,0%).

Многие исследования показывают, что фрукты и овощи являются ценными источниками питательных веществ, которые делают их идеальными субстратами для роста пробиотиков. Тем не менее, поведение пробиотических штаммов в этих пищевых матрицах может меняться в процессе пищеварения. Например, B. animalis subsp. lactis Bb-12 показал хорошую выживаемость в апельсиновом соке в течение 7-дневного хранения, но не выжил при последующем моделировании пищеварения в желудочно-кишечном тракте.

Более высокая вариация в уровне выживаемости лактобацилл согласуется с тем фактом, что по сравнению с бифидобактериями лактобациллы представляют собой очень разнообразную группу микроорганизмов с различными способностями выживать в условиях стресса. Кроме того, штаммы лактобацилл и энтерококков показали немного большее количество жизнеспособных бактерий после приема с кашей. Это указывает на то, что каша, приготовленная на молоке, не только обеспечивала защиту бактерий, но и служила источником питательных веществ для их роста.

Выполнение нескольких простых рекомендаций по употреблению пробиотиков вместе с пищей может помочь улучшить выживаемость штаммов, а значит и усилить их пользу.

Итак, чтобы получить больше пользы от пробиотиков нужно:

– избегать применения пробиотиков утром натощак – в это время кислотность желудка наиболее высокая.

– избегать применения пробиотиков с горячими напитками и пищей, так как высокая температура губительна для живых микробов.

– не запивать пробиотики кислыми соками – им итак предстоит еще проходить через кислую среду желудка.

– сыр, каши, молоко, специальные капсулы – замечательные спутники пробиотиков в их пути по желудочно кишечному тракту, эти продукты создают матрицу, защищающую полезных бактерий от агрессивной переваривающей среды и заодно снабжают микробов дополнительной пищей.

Пребиотики – накормите своих полезных микробов

Итак вы подселили себе в кишечник полезных микробов, но им понадобится ваша дальнейшая забота и поддержка. Как минимум их теперь нужно накормить специальной пищей, чтобы они не погибли с голоду, так и не выполнив своей важной миссии по заселению кишечника хозяина с целью борьбы за его здоровье. Едой для полезных микробов служат специальные вещества, получившие название пребиотики.

Пребиотик – это корм для полезных микробов, «субстрат, который избирательно используется микроорганизмами хозяина, принося пользу здоровью». Если пробиотики вносят разнообразие и восполняют своим присутсвием здоровый микробиом, то пребиотики «подкармливают» их, помогая им выживать и размножаться.

По своей структуре пребиотики – это короткоцепочечные полисахариды, уникальные молекулы, не перевариваемые человеком: например, олигосахариды на основе фруктозы, которые существуют в пище в естественном виде или специально добавляются в пищу. Употребление в пищу пребиотиков значительно влияет на состав и активность микробиоты кишечника и способствует росту лактобактерий и бифидобактерий, помогая их метаболизму.

Чтобы запомнить, чем по своей сути отличаются пробиотики от пребиотиков, можно обратить внимание на различия в буквах в приставках к этим словам. ПрОбиотики – это живые полезные нам Организмы, а прЕбиотики – это Еда для наших полезных микробов.

В 1995 году пребиотики были определены Гибсоном и Роберфруа как неперевариваемые компоненты пищи, которые посредством стимуляции роста или активности одного типа микроорганизмов, находящихся в желудочно-кишечном тракте, улучшают состояние здоровья хозяина. В 2004 году определение было обновлено, и пребиотики были определены как селективно ферментированные компоненты, позволяющие вносить определенные изменения в состав или активность микроорганизмов в желудочно-кишечном тракте, полезные для здоровья и благополучия хозяина. Наконец, в 2007 году эксперты ВОЗ описали пребиотики как нежизнеспособные компоненты пищи, которые не всасываются и не перевариваются в желудке и тонком кишечнике, но создают благоприятные условия для роста и размножения полезных бактерий кишечника.

Критерии пребиотиков

Согласно Вангу (2009), существует пять основных критериев для пребиотиков.

– Первый критерий предполагает, что пребиотики не перевариваются (или только частично перевариваются) в верхних отделах пищеварительного тракта.

– В результате они достигают толстой кишки, где избирательно ферментируются потенциально полезными бактериями (требование второго критерия).

– Ферментация может привести к увеличению выработки или изменению относительного содержания различных короткоцепочечных жирных кислот, увеличению массы стула, умеренному снижению pH толстой кишки, снижению конечных продуктов азотистого обмена и фекальных ферментов и улучшению иммунологической системы, что полезно для хозяина (требование третьего критерия).

– Избирательная стимуляция роста или активности кишечных бактерий, связанных с защитой здоровья и благополучием, считается еще одним критерием.

– Последний критерий классификации предполагает, что пребиотик должен быть способен выдерживать условия обработки пищевых продуктов и оставаться химически неизмененным и доступным для бактериального метаболизма в кишечнике.

Пребиотики в нашей еде

Пребиотики в пище являются одним из важнейших компонентов поддержания здоровья кишечника. Они помогают поддерживать здоровое число внутренних полезных бактерий, они защищают организм от кишечной инфекции, стимулируют усвоение минералов, предотвращают запоры и снижают заболеваемость. Пребиотики также отвечают за выработку витаминов группы B.

Основными веществами-пребиотиками являются лактулоза, инулин, олигофруктоза и пищевые волокна, а вспомогательными веществами: аргинин, валин, глютаминовая кислота, пектины и хитозан. Также к таким веществам можно отнести и некоторые витамины, например витамины А, Е, С.

Пребиотики есть в таких продуктах питания, как в крупах, молочных продуктах, кукурузе, хлебе, луке, чесноке. Эти вещества проходят транзитом нетронутыми через весь наш пищеварительный тракт и уже в самом конце, в толстом кишечнике, подкармливают бактерии нормальной микрофлоры, создавая условия для их жизнедеятельности. Тем самым они участвуют в поддержании баланса и постоянства микрофлоры кишечника.

К пребиотикам относятся олигосахариды молока, инулин и некоторые глюканы. В настоящее время наиболее широко известными пребиотиками являются фруктоолигосахариды и галактоолигосахариды. Они входят в состав пищевых волокон вместе с некрахмальными полисахаридами, лигнином и целлюлозой. Ферменты в тонком кишечнике не переваривают пребиотики, такие как инулин и яблочная клетчатка, а эти вещества стимулируют рост и активность пробиотических бактерий. Фруктаны, такие как инулин и олигофруктоза, считаются наиболее используемыми и эффективными по отношению ко многим видам пробиотиков.

Недавно к потенциальным пребиотикам также причислили фенольные соединения, поскольку они могут модулировать микробиоту кишечника благодаря антимикробной активности и эффектов стимуляции полезных бактерий. Из большого разнообразия фенольных соединений, обнаруженных во фруктах и овощах, флавоноиды, включая антоцианы, обладают многообещающей потенциальной пребиотической активностью.

Фрукты, овощи, злаки и другие съедобные растения являются источниками углеводов-пребиотиков. В качестве таких полезных источников можно упомянуть томаты, артишоки, бананы, спаржу, ягоды, чеснок, лук, цикорий, зеленые овощи, бобовые, а также овес, льняное семя, ячмень и пшеницу.

Существуют также искусственно полученные пребиотики, например, лактулоза. Лактулоза составляет значительную часть получаемых олигосахаридов (до 40%). Лактулоза – дисахарид, который получают из молочного сахара синтетическим путем, это структурный изомер лактозы, который не встречается в природе. Лактулоза состоит из остатков молекулы галактозы и фруктозы.

Пребиотики могут использоваться в качестве альтернативы пробиотикам или в качестве дополнительной поддержки для них. Однако, разные пребиотики способны стимулировать рост разных местных кишечных бактерий. Поэтому хоть пребиотики и обладают огромным потенциалом для изменения микробиоты кишечника, но трудность их применения в том, что нелегко предсказать априори какие изменения произойдут на уровне отдельных штаммов и видов под влиянием того или иного пребиотика.

Пребиотики обладают огромным потенциалом для изменения микробиоты кишечника, но как эти изменения происходят на уровне отдельных штаммов и видов нелегко предсказать. Как по соображениям эффективности, так и безопасности, разработка пребиотиков, предназначенных для улучшения здоровья человека, должна учитывать весьма индивидуальные профили микробиоты. В отличие от пищевых волокон, таких как целлюлоза, пектин и ксилан, которые способствуют росту самых различных микроорганизмов в кишечнике, пребиотики специфически стимулируют пролиферацию именно полезных микроорганизмов по своему определению.

Пищевые волокна – являются ли они пребиотиками?

По определению пищевые волокна – это пищевой растительный материал, который не гидролизуется ферментами, выделяемыми пищеварительным трактом, но переваривается микрофлорой в кишечнике.

Пищевые волокна в основном включают некрахмальные полисахариды, такие как целлюлоза, гемицеллюлоза, камеди и пектины, лигнин, устойчивые декстрины и устойчивые крахмалы. С химической точки зрения пищевые волокна означают углеводные полимеры, которые не перевариваются и не всасываются в тонком кишечнике. Однако они ферментируются кишечными бактериями и являются основным источником углерода и энергии для микробиоты кишечника, что способствует увеличению ее разнообразия.

Помимо олигосахаридов, пищевые волокна включает β-глюканы и арабиноксиланы из цельнозерновых злаков, пектин из фруктов, овощей и бобовых, а также резистентный крахмал. Бактерии Firmicutes, Bifidobacterium spp. и Bacteroides spp. являются основными бактериальными группами, которые разрушают длинноцепочечные компоненты волокон, например, резистентный крахмал.

В зависимости от растворимости в воде пищевые волокна можно разделить на две формы:

Нерастворимые пищевые волокна, включающие целлюлозу, некоторые гемицеллюлозы и лигнины, которые ферментируются в ограниченной степени в толстой кишке.

Растворимые пищевые волокна, включающие β-глюканы, пектины, камеди, и гемицеллюлозы, которые ферментируются в толстой кишке.

Продукты, богатые растворимыми волокнами – это фрукты, овес, ячмень и бобы. Растворимые компоненты пищевых волокон в силу их способности набухать и создавать вязкость замедляют опорожнение желудка. Это влияет на скорость пищеварения и усвоения питательных веществ и создает чувство сытости. В толстой кишке пищевые волокна увеличивают объем фекалий из-за увеличения задержки воды, увеличения времени транзита и увеличения массы фекальных бактерий, вызванного ферментацией растворимых волокон.

Волокна также способствует росту бифидобактерий в кишечнике (особенно фруктоолигосахариды). Рекомендуется, чтобы потребление пищевых волокон для взрослых обычно находилось в диапазоне 20–35 г/день. Рекомендуемое потребление пищевых волокон для детей и взрослых оценивается в 14 г/1000 ккал.

Овощи, такие как корни цикория, бананы, томаты, луковые, богаты фруктоолигосахаридами. Некоторые другие примеры этих олигосахаридов – раффиноза и стахиоза, они содержатся в фасоли и горохе.

Польза пребиотиков для здоровья включает улучшение переносимости лактозы, противоопухолевые свойства, нейтрализацию токсинов и стимуляцию иммунной системы кишечника, уменьшение запоров, уровня липидов и холестерина в крови. Ежедневный прием 5–20 г инулина и олигосахаридов способствует росту бифидобактерий.

Но стоит помнить, что потребление избыточного количества таких олигосахаридов вызывает диарею, вздутие живота и метеоризм – эти эффекты отсутствуют при чрезмерном потреблении пробиотиков. Пребиотики в умеренных количествах, соблюдая дозировки, можно без проблем употреблять длительно и в профилактических целях.

Пребиотики могут использоваться в качестве альтернативы пробиотикам или в качестве дополнительной их поддержки. Долгосрочная стабильность в течение срока годности продуктов питания и напитков, устойчивость к обработке, а также физические и химические свойства, которые оказывают положительное влияние на вкус и консистенцию продуктов, могут способствовать тому, что пребиотики станут конкурентами пробиотиков.

Кроме того, устойчивость к кислотам, протеазам и желчным солям, присутствующим в желудочно-кишечном тракте, можно рассматривать как другие преимущества пребиотиков. Более того, пребиотики вызывают снижение pH кишечника и поддерживают осмотическое удержание воды в кишечнике и способствуют усвоению питательных веществ. Например, было отмечено увеличение процента усвоения кальция после потребления олигофруктозы.

Пребиотики или пищевые волокна

Большинство пребиотиков представляют собой углеводы различной молекулярной структуры, естественным образом встречающиеся в рационе человека и животных. Пребиотики можно выявить по их критериям:

– не перевариваются (или перевариваются только частично);

– не всасываются в тонком кишечнике;

– плохо ферментируются бактериями в полости рта;

– хорошо ферментируются полезными кишечными бактериями;

– плохо ферментируются потенциальными патогенами в кишечнике.

Пребиотики и пищевые волокна – это термины, используемые попеременно для пищевых компонентов, которые не перевариваются в желудочно-кишечном тракте.

Существенное различие между этими двумя терминами заключается в том, что пребиотики ферментируются строго определенными группами микроорганизмов, а пищевые волокна используются большинством микроорганизмов толстой кишки. Поэтому, учитывая один из основных критериев классификации, оказывается, что использование этих терминов попеременно не всегда правильно.

Пребиотики могут быть пищевыми волокнами, но пищевые волокна не всегда являются пребиотиками.

К пищевым волокнам относятся некрахмальные полисахариды: целлюлоза, гемицеллюлоза, пектины, камеди, вещества, полученные из морских водорослей, а также лактулоза, соевые олигосахариды, инулины, фруктоолигосахариды, галактоолигосахариды, ксилоолигосахариды и изомальтоолигосахариды.

По количеству связанных мономеров пребиотики можно классифицировать как: дисахариды, олигосахариды (3–10 мономеров) и полисахариды.

Наиболее перспективными и удовлетворяющими критериями для классификации пребиотических веществ, как показывают исследования in vitro и in vivo, являются олигосахариды, в том числе : фруктоолигосахариды, галактоолигосахариды, изомальтоолигосахариды, ксилоолигосахариды, трансгалактоолигосахариды и олигосахариды сои. Также, полисахариды, такие как инулин, рефлюксный крахмал, целлюлоза, гемицеллюлоза или пектин, могут быть потенциальными пребиотиками.

Когда пребиотики сочетаются с пробиотиками, их отношения классифицируются как синбиотические. Такое сочетание может повысить уровень выживаемости пробиотиков и обеспечить дополнительную пользу для здоровья хозяина. Высокий потенциал приписывается одновременному использованию пробиотиков и пребиотиков.

Синбиотики – полезный микс из микробов и их еды

В 1995 году Гибсон и Роберфруа ввели термин «синбиотик» для описания комбинации синергически действующих пробиотиков и пребиотиков.

Польза для здоровья от употребления пребиотиков и пробиотиков, усиливается при их одновременном использовании, то есть в качестве синбиотика. Синбиотик – это микс из пре- и пробиотиков и определяется как «смесь из живых микроорганизмов и субстратов, избирательно используемых микроорганизмами хозяина, что приносит пользу для здоровья хозяина». В синбиотике пребиотический компонент может избирательно помогать пробиотическому микроорганизму, улучшая его выживаемость во время хранения и прохождения по желудочно-кишечному тракту, усиливая его полезное действие в тонком и толстом кишечнике.

Синбиотики обладают как пробиотическими, так и пребиотическими свойствами и были созданы для того, чтобы преодолеть некоторые возможные трудности в выживании пробиотиков в желудочно-кишечном тракте. Поэтому сочетание обоих компонентов в одном продукте должно обеспечить превосходный эффект по сравнению с активностью пробиотика или пребиотика по отдельности. Сочетание бактерий рода Bifidobacterium или Lactobacillus с фруктоолигосахаридами в синбиотических продуктах, является наиболее популярным.

Учитывая тот факт, что пробиотик в основном активен в тонком и толстом кишечнике, а эффект пребиотика наблюдается в основном в толстом кишечнике, их сочетание может иметь синергический эффект.

Пребиотики используются в основном как селективная среда для роста пробиотического штамма, ферментации и прохождения через кишечник. В литературе имеются указания на то, что благодаря использованию пребиотиков пробиотические микроорганизмы приобретают более высокую толерантность к условиям окружающей среды, включая: уровень кислорода, pH и температуру в кишечнике для конкретного организма.