Probiotiky nazýváme nepatogenní specifické živé organizmy lidského původu, které mohou ovlivňovat nebo dokonce zlepšovat zdravotní stav jedince, pokud jsou podávány a přijímány v dostatečném množství. Velmi často jsou přirozenou součástí běžné lidské střevní mikrobioty, avšak v množství, které není optimální či dostatečné pro léčebné účely. Abychom mikroorganizmy mohli označit za probiotikum, musí splňovat jistá kritéria.
Mezi základní kritéria pro použití probiotik k léčebným účelům dominantně patří bezpečnost a abscence patogenních vlastností, lidský původ, odolnost vůči kyselině chlorovodíkové v žaludku a schopnost kolonizace střevního traktu s následným rozvojem žádoucích vlastností. Jako probiotické kultury jsou obvykle používány bakterie rodů Lactobacillus a Bifidobacterium.
Mikrobiota
Pojem mikrobiota, který nahrazuje dříve hojně užívaný termín mikroflóra, představuje společenství mikroorganizmů, které osídlují určitý kompartment člověka a jsou tvořeny různými skupinami symbiotických, komenzálních i patogenních mikroorganizmů, kam patří především bakterie, ale i viry, houby či paraziti. Můžeme pak hovořit například o mikrobiotě kožní, respirační, urogenitální či střevní. Tyto mikroorganizmy vytvářejí komplexní ekosystém, zaujímají nejrůznější role a jsou nezbytné pro správný vývoj spousty fyziologických úkolů hostitele. Plní například funkci imunitní, bariérovou, metabolickou, regulační nebo epigenetickou. Příznivě působí na tlumení alergických projevů, mají imunostimulační účinky, význam v prevenci kolorektálního karcinomu, zácpy nebo průjmu.
Mikrobiota má zásadní roli v otázce zdraví a nemoci. Neustále narůstající počet autoimunitních onemocnění úzce souvisí právě se změnami ve složení evolučně stabilních bakteriálních společenství střeva. Zevní vlivy, jako podávání antibiotik, vystavení organizmu dlouhodobému stresu, ale především změny ve složení přijímané potravy, ovlivňují i tuto střevní mikrobiotu. Optimální imunitní odpověď vyžaduje také správné kvalitativní i kvantitativní složení nutrice. Mikrobiální osídlení člověka je do jisté míry individuální a je určeno jak genetickou determinací konkrétního jedince, tak součtem všech proměnných faktorů, kterým byl člověk vystaven ve svém vnějším prostředí. Celý systém je vysoce dynamický a musí reflektovat jak aktuální potřeby, tak i ty, které jsou dány vývojem.
Střevní mikrobiota
Největší část mikrobioty člověka se nachází v tlustém střevě a je nesmírně velkým a dynamickým systémem, který tvoří asi 1,5 kg střevního obsahu a obsahuje stovky bakteriálních druhů, z nichž více než 99 % jsou anaeroby a téměř dvě třetiny ještě nebyly prozkoumány, protože jsou nekultivovatelné v běžných podmínkách. Dále sestává z desítek zástupců hub a virů. Ve zdravém lidském střevě jsou přítomny především tři hlavní bakterie kmenů Firmicutes, Actinobacteria a Bacteriodetes. V posledních letech se potvrdilo, že bakteriální střevní mikrobiota má zásadní účinky na průběh trávení, imunitní systém, udržení střevní bariérové funkce a výživu sliznice trávicí trubice. Střevní mikroorganizmy vytvářejí spolu s hostitelem ekosystém nezbytný k udržení homeostázy, jehož vývoj začíná časně po porodu, závisí na způsobu výživy novorozence a preferenčně se formuje do tří let věku života.
Další z dominantních vlastností střevní mikrobioty je její velká metabolická aktivita, která vede k homeostáze hostitelského organizmu, je schopna přeměňovat vlákninu a střevní hleny na jednoduché sloučeniny, které mohou být následně absorbovány. Produkuje látky potřebné k výživě střevního epitelu (např. butyrát), podílí se na syntéze esenciálních vitamínů a reguluje vstřebávání žlučových kyselin. V posledních letech je tato aktivní metabolická schopnost lidské mikrobioty zkoumána v asociaci s rozvojem diabetu nebo obezity. Mikrobiota společně se střevním epitelem a slizničním imunitním systémem vede ke vzájemné interakci jednotlivých složek a k funkční vyzrálosti trávicí trubice.
Probiotika, prebiotika, symbiotika
Světová zdravotnická organizace (WHO) definuje probiotika jako specifické živé mikroorganizmy lidského původu, které, pokud jsou podávány v adekvátním množství, mají příznivý vliv na zdraví hostitele a zlepšují zdravotní stav jedince (tabulka 1). Prebiotika jsou substrátem pro střevní mikroflóru, jsou to složky potravy, které nejsou enzymatickým systémem trávicího traktu tráveny, a přecházejí tak nezměněné do tlustého střeva, ovlivňují růst a aktivitu prospěšných bakterií a jsou pro svého hostitele benefitem. Nejčastěji se jedná o nestravitelné oligosacharidy (inulin, oligofruktóza, galaktooligosacharidy nebo laktulóza). V tračníku jsou prebiotika fermentována bakteriemi, vznikají z nich například mastné kyseliny s krátkým řetězcem, které jsou pak výživou pro epitelové buňky. Symbiotikyoznačujeme synergicky působící kombinace probiotik a prebiotik. Nejjednodušším příkladem symbiotika pro lidskou výživu je jogurt či jiný kysaný mléčný výrobek s obsahem probiotických bifidobakterií a prebiotickou oligofruktózou.
Mechanizmus účinku probiotik je rozmanitý a závisí na mnoha faktorech. Mezi nejčastěji zmiňované efekty probiotických bakterií patří antimikrobiální aktivita s bariérovou funkcí a produkcí antimikrobiálních substancí. Dále posilují bariérový vliv střeva redukcí kolonizace, invazivity, metabolizmu a množení patogenních bakterií. Metabolické účinky a ovlivnění složení střevní mikroflóry je zajištěno prostřednictvím poklesu pH, produkcí metabolitů, ovlivněním aktivity mikrobiálních enzymů a ovlivněním střevní motility. V neposlední řadě má nezanedbatelné imunomodulační účinky.
Abychom mohli bakteriální kmen označit za probiotikum, musí splňovat řadu kritérií Bakteriální kmenmusí být především nepatogenní, netoxický a pro člověka bezpečný. Jako probiotické kultury jsou obvykle používány bakterie, které přirozeně obývají lidský trávicí trakt. Nutný je i lidský původ, známost detailní typizace včetně molekulárněgenetické charakteristiky, rezistence vůči žaludeční kyselině, žluči a jiným trávicím šťávám, současně schopnost kolonizovat trávicí trubici po podání v podobě živé kultury. Musí být účinné a musí být znám bezpečnostní profil mikroba. Dále je vhodné rozlišit, zda konkrétní mikrobiální preparát splňuje všechny uvedené požadavky a je veden jako léčivý přípravek, nebo zda se jedná jen o kulturu, která je netoxická a nepatogenní, ale prokazatelné léčebné účinky nejsou přesvědčivě dokumentovány. V těchto případech je preparát klasifikován jako dietetický doplněk. Na českém trhu je v současné době k dostání pouze několik preparátů, které splňují kritéria léčiva.
První produkt obsahuje nepatogenní kmen Escherichia coli Nissle 1917. Je nejpodrobněji studovaným a nejlépe dokumentovaným probiotickým léčivem současnosti. Tento kmen izoloval A. Nissle, berlínský profesor mikrobiologie roce 1917 ze stolice vojáků, kteří jako jedni z mála za první světové války přežili epidemii úplavice, když většina postižených na tuto nemoc umírala. Zjistil, že nově objevený kmen Escherichia coli nevykazuje patogenní vlastnosti, má inhibiční vliv na růst jiných mikrobů a že jeho přítomnost v tračníku již zmiňovaných vojáků mohla vést k jejich zvýšené odolnosti vůči bakteriální nákaze. Lyofilizovaný preparát těchto bakterií je již léta dostupný i na českém trhu. Druhým produktem je kvasinka Saccharomyces boulardii, která jako jediný léčebný přípravek probiotik není lidského původu. Jedná se o sušené nepatogenní kvasinky, které mají velmi dobrý bezpečnostní profil, rychlý nástup účinku léčby (maximální koncentraci ve střevě dosahují do čtvrtého dne od začátku léčby) a poměrně časně se taky eliminují ze střevního obsahu (do šesti dnů od ukončení léčby). K dalším probiotickým léčebným přípravkům pak řadíme směs osmi bakteriálních kmenů (Lactobacillus acidophilus, L. casei, L. plantarum, L. delbrueckii, Bifidobacterium longum, B. breve, B. infantis a Streptococcus salivarius spp. Thermophilus), taktéž dostupnou na českém trhu a hojně využívanou v léčbě zažívacích obtíží.
Využití probiotik v praxi
I přes obrovský terapeutický potenciál probiotik se s klinickými studiemi, které by prokazovaly efekt podávání probiotik u různých onemocnění, setkáváme stále poměrně limitovaně. Klinická účinnost mnohdy neodpovídá teoretickým předpokladům nejčastěji z důvodu široké a multifaktoriální patogeneze dané nemoci. Dominantní úlohu mají probiotika především na poli zažívacích obtíží.
- Prevence postantibiotických průjmů a střevní dysmikrobie. Jedná se o nejčastější preventivní indikaci užití probiotik, kdy mezi nejrizikovější léčiva z rozvoje těchto průjmů patří betalaktamová antibiotika, fluorochinolony a linkosamidy. Střevní postantibiotická dysmikrobie se vyskytuje až u jedné třetiny nemocných s indikovanou antibiotickou léčbou, může k ní dojít bezprostředně po začátku užívání léčby nebo i s několikatýdenním odstupem. Prokazatelně efektivní a příznivý vliv probiotik na zmírnění rozvoje postantibiotických průjmů byl potvrzen v mnoha klinických hodnoceních (významné zlepšení bylo popisováno u dvou probiotických kmenů, a to Sacharomyces boulardii a Lactobacillus rhamnosus GG). Za zvláště problematický je považován rozvoj průjmů (v asociaci s předchozím užíváním antibiotické léčby) vyvolaných toxiny bakterie Clostridioides difficile (clostridiodes difficile infection – CDI). Standardní léčbu tvoří v prvních liniích perorálně podávaný vankomycin. Pro rekurující nemoci je vyhrazena léčba fidaxomicinem či fekální bakteriální terapie. Efekt izolovaných probiotických kmenů v léčbě CDI nebyl prokázán.
- Funkční poruchy trávicího traktu (irritable bowel syndrome – IBS). Jedná se o nejčastější gastroenterologické onemocnění v populaci a dlouhou dobu byla i probiotika slibnou cestou k ovlivnění projevů této skupiny onemocnění. Ukázalo se, že některé látky produkované probiotickou bakterií Escherichia coli Nissle 1917, Lactobacillus rhamnosus GG nebo Lactobacillus acidophilus příznivě ovlivňují motilitu střeva, zlepšují bariérovou funkci střeva, chrání buňky hladké svaloviny střeva před ztrátou kontraktility, přispívají tak k modulaci vnímání viscerální bolesti. Vzhledem k široké heterogenitě obtíží nemocných a multifaktoriální etiologii nemoci je hodnocení efektu probiotické léčby svízelné, mnohdy nejednotné s výraznou interindividuální variabilitou.
- Chronické střevní záněty (inflammatory bowel disease – IBD, Crohnova choroba a ulcerózní kolitida). Mikrobiom trávicího traktu pacientů s idiopatickým střevním zánětem je odlišný od mikrobiomu zdravého člověka a patogeneze obou nemocí je velmi úzce spjata s přítomností střevních bakterií, bez nichž tyto záněty ve střevě nevzniknou, což bylo prokázáno v experimentu na bezmikrobních zvířatech. Vědecké práce dále ukázaly, že idiopatické střevní záněty vznikají v důsledku abnormální imunitní reaktivity k fyziologické střevní flóře u geneticky predisponovaných jedinců. Přesto je současné využití probiotik v léčbě IBD zatím relativně malé a praktické zkušenosti zcela jistě nenaplňují teoretická očekávání.
První a nejvýznamnější indikací podání probiotik u pacientů s ulcerózní kolitidou je v prevenci rozvoje akutního zánětu v ileálním vaku(pouch) u pacientů časně po ileopouchanální anastomóze (IPAA). Bylo prokázáno, že dlouhodobé podávání směsi osmi kmenů probiotik (obsahující Lactobacillus acidophilus, L. casei, L. plantarum, L. delbrueckii, Bifidobacterium longum, B. breve, B. infantis a Streptococcus salivarius spp. Thermophilus) významně snižuje vznik pouchitidy po uzavření pojistné stomie. Druhou indikací k zavedení probiotické léčby u nemocných s IBD je udržovací terapie pacientů s lehkým průběhem ulcerózní kolitidy. V dané situaci jsou probiotika Escherichia coli Nissle 1917 stejně účinná jako perorální aminosalicyláty a vhodné je jejich podávání u pacientů, kteří aminosalicyláty netolerují.
Data ukazující na účinnost probiotik v léčbě Crohnovy choroby (CD) jsou nadále nejednoznačná a spíše svědčí pro neefektivitu užití probiotických kultur k ovlivnění průběhu zánětu či navození remise onemocnění u CD.
- Přínosné se jeví i podávaní probiotik u segmentální kolitidy asociované s divertikly.
- U pacientů s celiakií mohou být probiotika efektivní při snížení toxicity gliadinu a následnou aktivací imunitního systému.
- Význam probiotik u NAFLD (non alcoholic fatty liver disease) je stále zkoumán a vyžaduje další sledování.
- Cestovatelské dysmikrobie a průjmy pozitivně ovlivňuje podání kvasinky Saccharomyces boulardii.
- Kojenecké koliky se vyskytují nejčastěji do tří měsíců od narození a je zde doporučováno podávání probiotik v kapkách (např. Lactobacillus reuteri protectis). Řada studií dále potvrdila efekt probiotik v prevenci nekrotické enterokolitidy u nedonošených novorozenců. Preventivní podávání se však aktuálně nedoporučuje.
- Prospěšný význam probiotik je evidován i u vaginálních infekcí, kdy jsou probiotika podávána převážně lokálně ve formě kapslí.
- V asociaci s kolorektálním karcinomem se studuje možný pozitivní vliv Lactobacillus rhamnosus GG a Bifidobacterium animalis spp. na biomarkery asociované s tímto onemocněním. Nutno podotknout, že význam probiotik se jeví spíše preventivní než terapeutický.
- Význam probiotik se zkoumá v prevenci i léčbě atopického ekzému, alergické rinitidy a astmatu.
Závěr
Probiotika jsou specifické živé mikroorganizmy, jež mohou příznivě ovlivňovat či zlepšit zdravotní stav jedince. Jejich využití se řídí nejen výsledky klinických studií, ale i praktickou zkušeností konkrétního lékaře. Abychom přesně pochopili princip a rozsah účinku probiotických kultur, a tím realizovali již zmiňovaná ne zcela naplněná očekávání, bude potřeba další sledování a výzkum. V současnosti dostupná data a výsledky studií se však jeví v této problematice velmi nadějně.
MUDr. Barbora Pipek
Centrum péče o zažívací trakt, Nemocnice AGEL Ostrava Vítkovice a. s.
II. interní klinika-gastroenterologická a geriatrická LF UP a FN Olomouc
Katedra interních oborů, LF Ostravská Univerzita