Probiotika z pohledu praktického lékaře – kmeny bakterií používané jako probiotika, jejich účinek, bezpečnost a dávkování

Souhrn

Autoři tohoto článku se zabývají problematikou probiotik, a to jednotlivých kmenů bakterií, které jsou používané jako probiotika a dále jejich použitím v klinické praxi. Kmeny bakterií používané jako probiotika se rozdělují do 2 základních skupin.

1. Jedná se o bakterie mléčného kvašení, kam zařazujeme bakterie ze tří rodů:

– Bifidobacterium,

– Lactobacillus, a

– Lactococcus.


2. Do druhé skupiny patří probiotické organismy, které představují nepatogenní izoláty, např.

– Escherichia coli,

– Clostridium butyricum, nebo

– Saccharomyces boulardii.

Mechanismus probiotického účinku spočívá buď v produkci substancí, které mohou inhibičně působit na bakterie, nebo ve schopnosti adherovat na střevní epitel a kompetitivní inhibicí blokovat adhezní místa pro potenciálně patogenní bakterie. Další z mechanismů účinku, které se můžou uplatnit, je možnost využití živin probiotickými bakteriemi, které by jinak byly spotřebovány patogenními mikroorganismy. Probiotické bakterie se podílí i na tvorbě vitaminů a mají příznivý vliv na vstřebávání minerálů, zejména vápníku. V neposlední řadě ovlivňují příznivě i střevní funkce.

Bezpečnost probiotické terapie je ve srovnání s jinými terapeutickými postupy ve stejných indikacích vysoká. Až na několik případů výskytu bakteriémie nebyly zjištěny žádné nežádoucí účinky. Minimální denní dávka probiotického preparátu k dosažení žádaného účinku se pohybuje v rozmezí 10⁸–10¹⁰ CFU (koncentrace počtu kolonií).

Klíčová slova:
probiotika, bifidobakterie, Lactobacillus.

Úvod

Mikroflóře trávicího traktu je v posledním desetiletí věnována velká pozornost jak v oblasti patofyziologie a diagnostiky, tak i v oblasti léčby. Systematický výzkum bakterií trávicího traktu započal zejména ve 20. století.

Probiotikum

je definováno experty Evropské unie jako preparát nebo produkt, který obsahuje živé přesně definované mikroorganismy v dostatečném množství. Tyto mikroorganismy pozitivně ovlivňují mikroflóru hostitele a mají pozitivní účinky na zdraví člověka (1, 2).

V poslední době byla prováděna celá řada studií, zabývající se vlivem probiotik na léčbu řady onemocnění. Nutnost znalosti problematiky probiotik a jejich použití v klinické praxi se tedy neustále zvyšuje.

Kmeny bakterií používané jako probiotika

Mikroorganismy používané jako probiotika jsou humánního původu, s jedinou výjimkou kvasinky Saccharomyces boulardii. Nejčastěji používaná probiotika jsou uvedena v tabulce 1. Tyto mikroorganismy můžeme rozdělit do dvou skupin.

1. První skupina zahrnuje bakterie mléčného kvašení. Jedná se o heterogenní skupinu grampozitivních bakterií, jejichž metabolismem vzniká kyselina mléčná, a patří sem bakterie ze tří rodů:
   
   • Bifidobacterium,
   • Lactobacillus, a 
   • Lactococcus.
     
     Podstatné je, že ve skupině bakterií mléčného kvašení jsou zahrnuty ty bakteriální druhy, které jsou obecně považovány za bezpečné. To znamená, že jejich aplikace nepředstavuje pro člověka žádné riziko.
2. Do druhé skupiny zařazujeme probiotické organismy, které představují nepatogenní izoláty, např.
   
   • Escherichia coli,
   • Clostridium butyricum, nebo
   • kvasinku Saccharomyces boulardii.
     
     Jedná se tedy o mikrobiální rody, které zahrnují i potenciálně patogenní kmeny bakterií (3).

Rod Bifidobacterium

Bakterie rodu Bifidobacterium osídlují trávicí trubici a jsou dominantní bakteriální populací. U kojených dětí tvoří více než 95 % kultivovatelných střevních bakterií. U dospělých jedinců klesá jejich podíl asi na 25 %. Bifidobakterie vytváří hlavně vitamíny skupiny B a digestivní enzymy, jako jsou kaseinfosfatáza a lysozym.

Bifidobakterie produkují také silné kyseliny, jako jsou acetát a laktát, které snižují pH okolního prostředí, což má za výsledek jejich antimikrobiální efekt. Poprvé izoloval bifidobakterie ze stolice kojených dětí v roce 1900 Henry Tissier. Organismus, který izoloval, měl specifickou morfologii a Tissier jej nazval Bacillus bifiduscommunis. Později byl přejmenován na Bacillus bifidus. Tissier zjistil, že bifidobakterie jsou dominantní bakteriální populací v trávicím traktu kojených dětí, a proto doporučoval jejich podávání dětem, které trpěly průjmem.

V současnosti rozeznáváme 38 bakteriálních druhů v rámci rodu Bifidobacterium. Pro své probiotické vlastnosti je z nich využíváno 6 druhů. Jejich podání je bezpečné jak u imunokompetentních osob, tak u osob s imunodeficiencí (4, 5, 6).

Rod Lactobacillus

Bakterie rodu Lactobacillus se ve svém výskytu neomezují pouze na střevní trakt, jak je tomu v případě bifidobakterií. Nacházejí se i ve volné přírodě a jsou často součástí potravy. U člověka jsou dominantní populací v proximální části tenkého střeva, nejvíce jsou pak zastoupeny v terminálním ileu.

Jako prvotní probiotikum byl na základě svých pozitivních vlastností vybrán Lactobacillus GG, a to hlavně díky jeho rezistenci vůči žaludeční kyselině a žluči, stejně jako pro jeho kvalitní schopnost kolonizovat lidské tlusté střevo. Je také zajímavé, že laktobacily nemají plazmidy, a proto jejich rezistence k antibiotikům je stálá. Lactobacillus GG exprimuje adhezívní faktory, které umožňují interakci s lidskými enterocyty. Dále vytváří peroxid vodíku, snižuje intraluminální pH, redox potenciál a produkuje bakteriociny, které inhibují růst patogenních mikroorganismů.

Obecně jejich kolonizace trvá po tu dobu, pokud trvá suplementace. Ve studiích bylo prokázáno, že po ukončení suplementace vymizel Lactobacillus GG ze stolice u 67 % dobrovolníků již během 7 dní (4, 5, 6).

V současné době je již popsáno okolo 128 druhů rodu Lactobacillus, ovšem pouze některé z nich jsou v klinické praxi využívány pro své probiotické vlastnosti. Co se týče bezpečnosti, jsou považovány za bezpečné, s výjimkou Lactobacillus rhamnosus, jehož aplikace u imunokompromitovaných osob je diskutabilní (4, 6, 7).

Jedním z nejčastěji zastoupených kmenů laktobacilů v lidském trávicím ústrojí je Lactobacillus reuterii, který produkuje substanci reuterin s významným antimikrobiálním působením. Zaznamenané klinické efekty bakterií rodu Lactobacillus jsou shrnuty v tabulce 2 (8).

Saccharomyces cerevisiae

Mezi tzv. nepatogenní izoláty zařazujeme zejména kvasinku Saccharomyces cerevisiae, což je synonymum k názvu Saccharomyces boulardii. Saccharomyces cerevisiae byla izolována francouzským vědcem Henri Boulardem v roce 1920 poté, co vypozoroval, že lidé v jihovýchodní Asii používali na léčbu průjmu podle starodávných tradic extrakt ze skořápky Lychee (L. chinensis). Bylo zjištěno, že tato kvasinka inhibuje růst patogenních bakterií in vitro a taky in vivo.

Velkou výhodou Saccharomyces boulardii je, že je rezistentní v trávicím ústrojí a dostává se tedy v životaschopném stavu do tračníku. Navíc není ovlivňována antibiotiky. Její nevýhodou však je, že pokud je její podávání ukončeno, velmi rychle mizí z trávicího ústrojí.

Od roku 1950 je S. cerevisiae dostupná i v Evropě a stala se předmětem mnoha klinických studií, ve kterých se zkoumal zejména její vliv na postantibiotické průjmy a léčbu infekcí vyvolaných bakterií Clostridium difficile (5, 6).

V tabulce 3 jsou shrnuty dosavadní studie, které se zabývaly léčebným efektem S. cerevisiae na různá onemocnění.

Rod Enteroccocus faecinum

V neposlední řadě je velmi významnou bakterií mléčného kvašení také Enteroccocus faecinum. Bakterie tohoto rodu můžeme nalézt také v mnoha potravinách, a to buď jako přirozenou součást rostlinné stravy, nebo jako zdroj kontaminace (6).

V tabulce 4 jsou shrnuty klinické studie týkající se bakterií rodu Enterococcus faecinum SF68.

Rod Lactococcus lactis

Posledním rodem bakterií mléčného kvašení s probiotickými vlastnostmi je rod Lactococcus.

Rod Lactococcus byl poprvé popsán Josephem Listerem v roce 1878 (9). V současné době tvoří rod Lactoccocus tyto bakterie:

• Lc. Lactis,
• Lc. Garviae,
• Lc. Piscium,
• Lc. Plantarum, a 
• Lc. Raffinolactis.

Z nich je ovšem nejvíce využíván Lactococcus Lactis. Právě tato bakterie kolonizuje jako jedna z prvních střevo novorozence. Tvoří vitamín K a potentní bakteriociny, které se vyznačují širokým spektrem antibakteriálního účinku. V potravinářství je hojně využíván k produkci sýrů.

Ačkoliv jsou bakterie rodu Lactoccocus široce používány jako tzv. spouštěči fermentačních procesů, je jejich role probiotických bakterií velmi nejistá. Tyto bakterie jsou sice zahrnovány do velkého množství studií prováděných s bakteriemi mléčného kvašení, ale mnoho jim připisovaným efektů nebylo ještě v žádných klinických studiích potvrzeno (4, 6).

Charakteristiky probiotik

Mikroorganismy používané jako probiotika by měly splňovat následující požadavky:

l podrobná definice a typizace (molekulárně genetická, sérologická, biochemická a mikrobiologická),

l nepřítomnost patogenních vlastností – hostiteli nesmí škodit samotné bakterie, ani látky, které produkují (neprodukce enterotoxinů, cytotoxinů, bez enteroinvazivity, patogenní adhezivity, hemolýzy a přítomnosti rezistence na antibiotika),

• rezistenci k žaludeční šťávě a žluči,
• schopnost kolonizovat střevo a adherovat na epitelie,
• příznivý účinek na zdravotní stav hostitele,
• bezpečnost.

Další nutnou podmínkou je u naprosté většiny kmenů možnost aplikace v živém stavu, a až na výjimky lidský původ (10).

Předpoklad účinku probiotických bakterií

Probiotika prokazují v různé míře charakteristické vlastnosti, které jsou předpokladem jejich léčebného účinku. Pro účinnost probiotik je rozhodující zejména jejich přežívání během průchodu trávicím traktem a následná kolonizace trávicího traktu. Hlavními překážkami přežívání probiotických mikroorganismů na cestě trávicím traktem jsou:

• baktericidní účinek kyseliny chlorovodíkové v žaludku,
• žlučové kyseliny, a 
• trávicí proteolytické enzymy.

Všeobecně platí, že probiotické kmeny kolonizují tlusté střevo jen dočasně, proto je vhodné podávat je dlouhodobě nebo trvale, nebo alespoň do doby, kdy jsou upraveny stravovací návyky (8, 10, 11).

Probiotické bakterie působí na zdravotní stav hostitele svou vlastní přítomností – tedy tím, že vytěsňují bakterie patogenní nebo potenciálně patogenní. K tomuto dochází několika mechanismy. Jedná se o produkci substancí, které mohou inhibičně působit na bakterie. Mezi tyto substance lze zařadit organické kyseliny, peroxid vodíku a bakteriociny, které snižují nejen počet živých buněk, ale ovlivňují i metabolismus bakterií a produkci toxinů. Některé probiotické kmeny mají schopnost adherovat na střevní epitel a kompetitivní inhibicí blokovat adhezní místa pro potenciálně patogenní bakterie.

Další z mechanismů, které se můžou uplatnit, je možnost využití živin probiotickými bakteriemi, které by jinak byly spotřebovány patogenními mikroorganismy. Jiná probiotika mají zase schopnost degradovat receptory pro toxiny na střevní sliznici, nebo regulovat apoptózu patogenních bakterií (8, 11, 12).

Dále mohou působit probiotika na zdravotní stav hostitele i úpravou prostředí, které pak zvýhodňuje růst střevní mikroflóry již přítomné v trávicím traktu.

Další možností jejich prospěšného působení je tvorba vitamínů (zejména vitamínů řady B - B₁, B₂, B₆, B₁₂, niacin, kyselina listová a kyselina pantotenová) a tvorba vitaminu K. 

Probiotika tvoří i další působky prospěšné pro hostitele, jako jsou například SCFA (mastné kyseliny s krátkým řetězcem), které slouží jako substrát pro buňky tlustého střeva (kolonocyty).

Sacharolytické bakterie mají také příznivý vliv na vstřebávání minerálů, zejména vápníku. Bylo prokázáno, že probiotika ovlivňují také střevní funkce, zejména vstřebávání, sekreci, motilitu a průtok krve splanchnikem (11).

Bezpečnost probiotické terapie

Léčba probiotiky má fyziologický charakter, neboť sleduje dosažení rovnovážného stavu střevní mikroflóry a normalizaci odpovědí slizničního imunitního systému. Stupeň její bezpečnosti je proto ve srovnání s jinými terapeutickými postupy ve stejných indikacích vysoký. Vzhledem k tomu, že probiotika jsou nepatogenní mikroorganismy, jsou nežádoucí účinky při jejich aplikaci velmi vzácné (10). Ojediněle jsou zmiňovány jako nežádoucí účinky flatulence a mírný břišní dyskomfort. Existují však i zprávy o patologických infekcích zahrnující bakteriémii s probiotickými kmeny v souvislosti s jejich perorálním podáním (13).

Studie Landa et al. (14) popisuje případy 2 dětí, u nichž se po podání probiotik vyvinula bakteriémie a sepse, jež byla způsobena stejnými kmeny podanými jako probiotika. V obou případech se jednalo o kmeny Lactobacillus rhamnosus GG, který byl podán k léčbě průjmu zapříčiněného dlouhodobou léčbou antibiotiky. U obou pacientů se vyskytly vysoké horečky, dechová nedostatečnost, u prvního případu dokonce endokarditida. Jedná se však o případy velmi vzácné, vyskytující se u těžce nemocných či u osob s oslabenou obranyschopností nebo u dětí se syndromem krátkého střeva. Probiotika by se proto těmto pacientům neměla podávat, anebo je třeba mít na zřeteli možné riziko sepse (13, 14).

Dávkování probiotik

Minimální denní dávka probiotického preparátu k dosažení žádaného fyziologického nebo terapeutického účinku se pohybuje v rozmezí 10⁸–10¹⁰ CFU (koncentrace počtu kolonií). Většina provedených studií užívala dávky v rozmezí 1–20 miliard CFU/den, i když přesná dávka pro specifickou indikaci se liší. Obecně vyšší dávky probiotik (tj. > 5 miliard CFU/den u dětí a > 10 miliard CFU/den u dospělých) byly doprovázeny lepší klinickou účinností. Nejsou ale údaje o tom, že by vyšší dávky byly méně bezpečné. Na druhou stranu není podávání vyšších dávek probiotika vždy nezbytné a jejich podávání je spjato s vyššími finančními náklady.

Dávky S. boulardii ve většině studií se pohybovaly v rozmezí 250–500 mg/den (10, 13). Vzhledem k tomu, že jsou probiotické přípravky dostupné nejen ve formě tablet či prášků, ale také ve formě tobolek, roztoků, anebo jsou součástí potravin, může specifický počet CFU obsažených v každé dávce probiotika velmi kolísat. Pacienti by proto měli pečlivě číst příslušný příbalový leták s cílem užití odpovídající dávky. Jelikož některé z letáků nejsou zcela věrohodné, zejména u probiotik ze skupiny parafarmaceutik, nemusí být informace o síle a dávkování kompletní, lékaři by měli doporučovat pouze konkrétní přípravky s prokázanou kvalitou, anebo doporučit pacientům, aby si ověřili konkrétní přípravek ještě před jeho zakoupením (13).

Závěr

Probiotikum

je definováno experty Evropské unie jako preparát nebo produkt, který obsahuje živé přesně definované mikroorganismy v dostatečném množství. Tyto mikroorganismy pozitivně ovlivňují mikroflóru hostitele a mají pozitivní účinky na zdraví člověka.

V článku byly shrnuty nejdůležitější informace o bakteriích, které jsou v současné době považovány za probiotické, o jejich vlastnostech, využití v klinické praxi, bezpečnosti a dávkování.

V následujícím článku se budeme věnovat základním klinickým indikacím pro podání probiotik a výsledkům dotazníkového průzkumu provedeného mezi praktickými lékaři, který se týkal problematiky předepisování a doporučování probiotik pacientům.

PharmDr. Bc. Dana Mazánková, PhD.

Ústav aplikované farmacie

Farmaceutická fakulta VFU Brno

Palackého 1-3

612 42 Brno

E-mail: mazankovad@vfu.cz