Как улучшить микробиом с помощью синергии пробиотиков

Кишечник представляет собой сложную экосистему, населенную триллионами микроорганизмов, называемых в совокупности микробиотой кишечника. 

Эти микроорганизмы играют важную роль в различных функциях организма, включая пищеварение, иммунную регуляцию и психическое здоровье. Сбалансированная и разнообразная микробиота кишечника является залогом хорошего самочувствия.

Польза пробиотиков для кишечника

Пробиотики получили широкую известность благодаря своим многочисленным полезным свойствам, особенно для здоровья кишечника. Это живые непатогенные микроорганизмы, включая молочнокислые бактерии, такие как Lactobacillus и Bifidobacterium, которые естественным образом обитают в толстой кишке человека (комменсальные бактерии). 

В состав пробиотиков могут входить и некомменсальные штаммы, такие как Bacillis subtilis, и даже дрожжи Saccharomyces boulardii, которые содержатся в ферментированных продуктах, почве, свежих овощах, а также в пищевых добавках. При потреблении в достаточном количестве они оказывают целый ряд положительных эффектов на здоровье человека. Они заселяют кишечник полезными бактериями, способствуют поддержанию микробного баланса и формированию здоровой среды кишечника.

Почему меньше значит больше, когда речь идет о пробиотиках?

По мере роста интереса к пробиотикам растет и разнообразие предлагаемых продуктов, производители которых утверждают, что в нем больше всего штаммов и он дает наилучшие результаты, что в итоге сбивает потребителей с толку. 

Продукты, сочетающие в себе множество комменсальных штаммов в очень высоких дозах, дают кратковременный эффект или не дают его вовсе по трем важнейшим причинам: 

1. Отсутствие синергетического эффекта или конкуренция штаммов приводит к низкой эффективности. Несмотря на то, что в толстой кишке человека обитает множество штаммов, теоретически обладающих синергизмом, они не действуют синергично в капсуле — среде, значительно отличающейся от кишечника человека. Производители пытаются компенсировать эту погрешность, добавляя высокие (избыточные) дозы, чтобы предвосхитить гибель бактерий в надежде, что некоторые из них попадут в толстую кишку. 
2. Неспособность правильно колонизировать толстую кишку. Штаммы, содержащиеся в пробиотической добавке, могут не выдержать жесткой и нестабильной среды, характерной для желудочно-кишечного тракта (повышенная кислотность желудка, щелочная среда тонкого кишечника и сама толстая кишка, где они колонизируются и живут). Несмотря на эффективность ферментированных продуктов с пробиотическими свойствами, многие препараты и добавки не так хорошо изучены, чтобы с уверенностью утверждать, что происходит правильная колонизация кишечника. 
3. Непереносимость из-за побочных эффектов. Многие пробиотические добавки содержат пребиотики, которые могут привести к газообразованию, вздутию живота и неприятным реакциям. Даже препараты, не содержащие таких пребиотиков, могут давать только кратковременный эффект, обеспечивая микробное разнообразие только при продолжении приема пробиотиков и не давая долгосрочных результатов после прекращения их приема. 

Концепция синергии в пробиотиках

Синергия — это совокупное действие различных элементов, приводящее к результату, превышающему сумму их индивидуальных эффектов. 

В контексте пробиотиков это означает, что определенные штаммы дополняют друг друга, повышая их общую эффективность. 

Прекрасным примером синергии пробиотиков является сочетание E. faecium T-110, C. butyricum TO-A и B. subtilis TO-A. B, которые дают синергетический эффект благодаря тщательно подобранной комбинации небольшого количества штаммов.

Польза синергии при меньшем количестве штаммов

1. Повышенная стабильность. Меньшее количество штаммов в пробиотической формуле может увеличить стабильность и жизнеспособность продукта. Для выживания каждого штамма необходимы определенные условия окружающей среды. При меньшем количестве штаммов легче обеспечить соблюдение этих условий, что приводит к созданию более надежного и стабильного пробиотического продукта.
2. Пониженная конкуренция штаммов. В пробиотиках с большим количеством конкурирующих штаммов одни штаммы могут превосходить другие, что приводит к снижению разнообразия и эффективности микробиоты кишечника. В отличие от этого, тщательно отобранные штаммы демонстрируют рост в одной и той же среде, а не деградацию одного или нескольких штаммов. Это означает, что каждый штамм гармонично взаимодействует друг с другом, снижая конкуренцию в капсуле, что, в свою очередь, приводит к созданию сбалансированной и разнообразной среды в кишечнике, подавляющей плохие бактерии. Например, E. faecium T-110 естественным образом обитает в кишечнике человека. Она вырабатывает молочную кислоту, которая снижает pH, препятствуя росту вредных бактерий, и при этом синергично взаимодействует с видами Bifidobacterium.
3. Целенаправленная польза. Можно эффективно решать конкретные проблемы со здоровьем, выбирая определенные штаммы, которые дополняют функционал друг друга. Так, одни штаммы могут быть ориентированы на улучшение пищеварения, а другие — на повышение иммунной функции. Синергия между штаммами усиливает общее воздействие на здоровье кишечника. Например, C. butyricum TO-A также естественным образом обитает в кишечнике человека и расщепляет пищевые волокна до нескольких полезных соединений, одним из которых является масляная кислота, питающая клетки желудочно-кишечного тракта.
4. Улучшенная колонизация кишечника. Способность пробиотических штаммов заселять кишечник является решающим фактором их эффективности. Выбранные штаммы должны быть способны выдерживать суровую среду желудочно-кишечного тракта. Кислотоустойчивые, спорообразующие или инактивированные штаммы имеют больше шансов попасть в толстый кишечник, закрепиться в нем и, наконец, остаться там.
5. Минимизация побочных эффектов. При употреблении пробиотиков с несколькими конкурирующими штаммами некоторые люди могут испытывать дискомфорт в пищеварительном тракте. Это является следствием высокой метаболической активности, в результате которой побочные продукты ферментации раздражают толстую кишку или усиливают газообразование. Штаммы могут использовать побочные продукты метаболизма другого бактериального штамма, что приводит к синергии. Примером может служить штамм B. subtilis TO-A , который поддерживает рост E. faecium и C. butyricum, а также нескольких полезных штаммов Bifidobacterium.

Важность научных данных

Как уже отмечалось, многие производители пробиотиков используют для обоснования формул скорее теоретические, чем клинические данные. Они помещают в капсулу множество штаммов, комбинации которых мало обоснованы научными данными, и надеются, что они дойдут до кишечника и заселят его. Для безопасного приема пробиотиков необходимо провести тщательное тестирование взаимодействия капсульных штаммов с кишечником.

Источники:

1. Yoshimatsu Y, Yamada A, Furukawa R, Sono K, Osamura A, Nakamura K, Aoki H, Tsuda Y, Hosoe N, Takada N, Suzuki Y. (2015). Effectiveness of probiotic therapy for the prevention of relapse in patients with inactive ulcerative colitis. World J Gastroenterol. May 21;21(19):5985-94. doi: 10.3748/wjg.v21.i19.5985. 
2. Chen CC, Kong MS, Lai MW, Chao HC, Chang KW, Chen SY, Huang YC, Chiu CH, Li WC, Lin PY, Chen CJ, Li TY. (2010). Probiotics have clinical, microbiologic, and immunologic efficacy in acute infectious diarrhea. Pediatr Infect Dis J.Feb;29(2):135-8. doi: 10.1097/inf.0b013e3181b530bf.
3. Hua, M. C., Lin, T. Y., Lai, M. W., Kong, M. S., Chang, H. J., & Chen, C. C. (2010). Probiotic Bio-Three induces Th1 and anti-inflammatory effects in PBMC and dendritic cells. World journal of gastroenterology, 16(28), 3529–3540. https://doi.org/10.3748/wjg.v16.i28.3529
4. Ariyoshi, T., Hagihara, M., Takahashi, M., & Mikamo, H. (2022). Effect of Clostridium butyricum on Gastrointestinal Infections. Biomedicines, 10(2), 483. http://dx.doi.org/10.3390/biomedicines10020483
5. Fagnant, H.S., Isidean, S.D., Wilson, L., Bukhari, A.S., Allen, J.T., Agans, R.T., Lee, D.M., Hatch-McChesney, A., Whitney, C.C., Sullo, E., Porter, C.K., Karl, J.P.. (2023). Orally Ingested Probiotic, Prebiotic, and Synbiotic Interventions as Countermeasures for Gastrointestinal Tract Infections in Nonelderly Adults: A Systematic Review and Meta-Analysis. Advances in Nutrition. https://doi.org/10.1016/j.advnut.2023.02.002.
6. Kanai, T., Mikami, Y. & Hayashi, A. (2015). A breakthrough in probiotics: Clostridium butyricum regulates gut homeostasis and anti-inflammatory response in inflammatory bowel disease. J Gastroenterol 50, 928–939. https://doi.org/10.1007/s00535-015-1084-x