A probiotikum története nem a távoli múltba nyúlik vissza. 1989-ben jelent meg először egy a higiéniai hipotézisről szóló tanulmány (1), amely a korai életkori fertőzések potenciális védőhatását vetette fel különféle atópiás megbetegedések, így az asztma, a szénanátha és az ekcéma kialakulásával szemben. A tanulmány szerint kimutatható, hogy a családban több testvér jelenléte, a vidéki környezet és a háziállatokkal való interakciók protektív tényezők lehetnek az allergiás reakciókkal szemben.
További kutatások (2) rávilágítottak arra, hogy koránt sem a közismert gyermekkori fertőzések nyújtanak védelmet az atópiás betegségekkel szemben, hanem bizonyos speciális fertőzések, amelyek például fekális úton terjednek. A kutatói figyelem ezután a bélflóra felé terelődött, és kimutatták, hogy a bélflóra összetétele kritikus szerepet játszik az immunrendszer működésében.
Rövid út vezetett el ezt követően a probiotikumok meghatározása, elkülönítése és egy teljes iparág kifejlődéséig és addig, hogy ma már szabadalmaztatott baktériumtörzsek uralják az élelmiszerpiac ezen területét.
A probiotikumokat az FAO/WHO úgy határozza meg, mint „élő mikroorganizmusok, amelyek megfelelő mennyiségben alkalmazva egészségügyi előnyt biztosítanak a gazdaszervezet számára” (3). A probiotikumok egyre nagyobb elfogadottságot élveznek, és ma már gyakran használják őket élelmiszerként és étrend-kiegészítő termékekként.
A probiotikumok természetesen mint élő organizmusok kedvező hatásokkal csak akkor rendelkeznek, ha képesek megtelepedni a gazdaszervezetben. Ehhez az is szükséges, hogy elegendő ideig életben maradjanak ahhoz, hogy ezt megtehessék. Sajnos azt kell mondanunk, hogy a piacon kapható termékek legtöbbje nem teljesíti ezt a kritériumot.
A szájon át szedett probiotikumoknak számos kihívással kell szembenézniük az emésztőrendszeren át vezető útjuk során. Először a nyállal kerülnek kapcsolatba. A nyál tartalmaz immunológiai összetevőket. Ezek közé tartozik az immunglobulin A (IgA), az immunglobulin G (IgG) és az immunglobulin M (IgM). Emiatt a nyálnak antibakteriális hatása van, azonban ez szelektív, és támogathatja a nem karieszt okozó mikroflóra növekedését (4). Több Lactobacillus és Bifidobacteria törzset vizsgáló in vitro tanulmány nem mutatott ki jelentős sejtszám-csökkenést a nyállal való érintkezés során a kontrollcsoporthoz képest (5-6). Kijelenthetjük, hogy a nyál hatása a probiotikumok túlélési arányára minimálisnak tűnik.
Első komoly akadály a gyomor savas környezete. A gyomron áthaladás 5 perc és 2 óra között tart, és a hosszan tartó kitettség a savas környezetnek hatalmas kihívást jelent a probiotikumok számára (7). Emellett más kedvezőtlen körülmények is vannak a gyomorban, mint az ionerősség, az enzimaktivitás (pepszin) és a mechanikai keveredés, amelyekről bebizonyosodott, hogy hatással vannak a probiotikumok életképességére (8). Például a Bifidobacterium longum és Bifidobacterium breve életképes sejtjei egy órán belül kimutathatatlanokká váltak szimulált gyomornedvben (7).
A vékonybélben, ahol jó esetben bőséges hasnyálmirigy váladék és epe található, a probiotikumoknak további kihívással kell szembenézniük. A vékonybél pH-értéke körülbelül 6,0–7,0, ami sokkal enyhébb, mint a gyomornedv (7). Azonban az epesavak és az emésztőenzimek (beleértve a lipázokat, proteázokat és amilázokat) is befolyásolhatják a probiotikumok életképességét a sejthártyájuk megbomlása és a DNS-ük sérülése (bomlása) révén (9).
A fentieken túlmenően, a probiotikumoknak meg kell küzdeniük a bélflóra által jelentett kolonizációs ellenállással is. A bélben meglévő mikrobióm versenytársaként a probiotikumoknak szükséges tápanyagokért és a bél nyálkahártyáján való tapadási helyekért kell versengeniük, hogy sikeresen kolonizálhassák a bélfalat.
A kutatások folyamatosan keresik azokat a módszereket és technológiákat, amelyek elősegíthetik ezeknek a hasznos mikroorganizmusoknak a túlélését a szájon át bevételtől a kolonizálódásra alkalmas helyre jutásig. Kezdetben azzal próbáltuk megvédeni a probiotikumokat a gyomorban, hogy alginátba, egy algákból származó ragadós polimerbe zártuk őket. Az alginát azonban nem az ideális összetevő, mert könnyen lebomlik az gyomorban.
A hatékonyabb pajzs elkészítéséhez cellulózt és alginát oldatokat kevertek össze, majd hozzáadták a baktériumokat ehhez a keverékhez. Az utolsó lépés az, hogy ezt a keveréket kalcium-klorid oldatba csepegtetik. Ez a Lab2Pro néven szabadalmaztatott eljárás képes megvédeni egyrészt a gyártás során, másrészt a gyomron és a patkóbélen átvezető útjukon a különféle baktériumtörzseket. Magyarországon a Vitaking Flora Pro termékei tartalmazzák a fentebb leírt eljárással stabilizált hat különböző probiotikus törzset.
Hivatkozott irodalom:
1. Strachan DP (1989) Hay fever, hygiene, and household size. Brit Med J 299: 1259-1260
2. Rook, G(ed.): The Hygiene Hypothesis and Darwinian Medicine. Birkhäuser, Basel, 2009. pp:1-27.
3. Hill et al., (2014) The International Scientific Association for Probiotics and Prebiotics consensus statement on the scope and appropriate use of the term probiotic. Nat Rev Gastroenterol Hepatol. 2014 Aug;11(8):506-14.
4. Humphrey SP, Williamson RT. A review of saliva: normal composition, flow, and function. J Prosthet Dent. 2001 Feb;85(2):162-9.
5. Stamatova, et al. (2009). In vitro evaluation of yoghurt starter lactobacilli and Lactobacillus rhamnosus GG adhesion to saliva-coated surfaces. Oral microbiology and immunology.
6. Almudena García-Ruiz et al. (2009) Assessment of probiotic properties in lactic acid bacteria isolated from wine, Food Microbiology, Volume 44.
7. M. T. Cook, et al. (2012) Microencapsulation of probiotics for gastrointestinal delivery, Journal of Controlled Release, Volume 162, Issue 1.
8. Sarao LK, Arora M. (2017) Probiotics, prebiotics, and microencapsulation: A review. Crit Rev Food Sci Nutr. 2017 Jan 22;57(2):344-371.
9. Yao M. et al. (2020) Progress in microencapsulation of probiotics: A review. Compr Rev Food Sci Food Saf. 19: 857–874.