Što su probiotici, prebiotici i postbiotici? Vodič kroz zdravlje crijevne mikrobiote

Zdravlje crijeva posljednjih je godina u središtu znanstvenog interesa, i to s dobrim razlogom. Ljudski probavni sustav nastanjuju trilijuni mikroorganizama koji zajedno čine crijevnu mikrobiotu. Crijevna mikrobiota sudjeluje u probavi, regulaciji imunosnog sustava, sintezi određenih vitamina te čak u komunikaciji s mozgom putem tzv. crijevno moždane osi¹. Ravnoteža između „dobrih” i potencijalno štetnih mikroorganizama ključna je za očuvanje zdravlja. Kada je ravnoteža ugrožena, govorimo o crijevnoj disbiozi. Disbioza (neravnoteža mikrobiote) povezuje se s nizom stanja, uključujući:

• upalne bolesti crijeva,
• metabolički sindrom,
• alergije,
• poremećaje raspoloženja i sl.

Iako se uzročnost još uvijek istražuje, sve je više dokaza da modulacija mikrobiote putem prehrane, prebiotika i probiotika može imati važnu preventivnu i potpornu ulogu². U tom kontekstu često se spominju probiotici, prebiotici i sve češće - postbiotici. Iako su pojmovi slični, njihova uloga je različita, ali međusobno povezana. U ovom članku donosimo znanstveno utemeljeno objašnjenje njihove sinergije i važnosti za organizam.   

Probiotici - dobre bakterijske kulture

Prema Međunarodnom znanstvenom udruženju za probiotike i prebiotike (ISAPP), probiotici su živi mikroorganizmi koji, primijenjeni u odgovarajućim količinama, donose zdravstvenu korist domaćinu³. Da bi se određeni mikroorganizam smatrao probiotikom:

• mora biti jasno identificiran na razini soja,
• siguran za primjenu te
• imati dokazan učinak u kliničkim istraživanjima³.

Najčešće pripadaju rodovima Lactobacillus, Bifidobacterium, te kvascu Saccharomyces boulardii. Ovi mikroorganizmi prirodno su prisutni u zdravoj crijevnoj mikrobioti, ali njihova zastupljenost može biti smanjena uslijed stresa, nepravilne prehrane, infekcija, primjene antibiotika i lijekova i sl.

Kako djeluju probiotici?

Probiotici djeluju putem više komplementarnih mehanizama:

1. Kompetitivna inhibicija patogena: probiotički sojevi mogu se vezati na epitel crijeva i time spriječiti adheziju potencijalno patogenih mikroorganizama. Također proizvode antimikrobne tvari poput bakteriocina i organskih kiselina koje snižavaju pH i otežavaju rast štetnih bakterija³.
2. Jačanje crijevne barijere: određeni probiotički sojevi potiču proizvodnju mucina i proteina čvrstih spojeva (tight junctions), čime doprinose integritetu crijevne barijere i smanjenju crijevne propusnosti⁴.
3. Modulacija imunološkog sustava: probiotici mogu utjecati na aktivaciju dendritičnih stanica, makrofaga i limfocita te regulirati ravnotežu između protuupalnih i proinflamatornih citokina³. Time doprinose održavanju imunološke homeostaze.
4. Metabolička aktivnost i fermentacija: u suradnji s prebioticima, probiotici sudjeluju u fermentaciji neprobavljivih ugljikohidrata, pri čemu nastaju kratkolančane masne kiseline (SCFA), uključujući butirat, acetat i propionat⁵.

U kojim se stanjima primjenjuju probiotici?

Brojna istraživanja ispitivala su učinke probiotika u različitim stanjima:

• Prevencija i ublažavanje proljeva povezanog s antibioticima: meta-analiza objavljena u časopisu JAMA pokazala je da probiotici smanjuju rizik od proljeva povezanog s primjenom antibiotika⁶.
• Sindrom iritabilnog crijeva (IBS): sustavni pregled i meta-analiza ukazuju na to da probiotici mogu smanjiti ukupne simptome IBS-a, uključujući bol i nadutost⁷.
• Imunosna potpora: određeni sojevi povezani su sa smanjenjem učestalosti respiratornih infekcija te modulacijom imunološkog odgovora³.

Kako odabrati kvalitetan probiotik? Na što obratiti pažnju

1. Sojno specifično djelovanje Jedno od najvažnijih obilježja probiotika jest činjenica da su njihovi učinci sojno specifični. To znači da se zdravstveni učinak dokazan za jedan bakterijski soj ne može automatski pripisati drugom soju, čak ni unutar iste vrste³. Primjerice, različiti sojevi unutar roda Lactobacillus ili Bifidobacterium mogu imati različite učinke na probavu, imunološki sustav ili crijevnu barijeru. Zato je pri odabiru probiotičkih formulacija ključno provjeriti je li na deklaraciji naveden točan naziv soja (npr. kombinacija roda, vrste i oznake soja) te provjeriti postoji li znanstvena dokumentacija koja podupire njegovu primjenu. 2. Broj živih mikroorganizama (CFU) i preživljavanje kroz probavni sustav

Djelotvornost probiotika ovisi i o dovoljnom broju živih mikroorganizama, koji se najčešće izražava u kolonijama formirajućim jedinicama (CFU).

Također je važno da mikroorganizmi prežive prolazak kroz kiseli okoliš želuca i dospiju u crijeva u aktivnom obliku³. Kvalitetne formulacije koriste tehnološka rješenja koja povećavaju stabilnost i otpornost bakterija, poput zaštitnih kapsula ili mikroenkapsulacije. 3. Kombinacija više sojeva i sinergija s prebioticima Suvremeni pristup probiotičkim formulacijama često uključuje kombinaciju više sojeva u odgovarajućoj koncentraciji. Takva kombinacija može pružiti komplementarne učinke, primjerice istodobnu potporu crijevnoj barijeri i imunološkoj regulaciji. Dodatno, kombinacija probiotika s prebioticima (tzv. sinbiotici) može povećati učinkovitost djelovanja. Prebiotici osiguravaju supstrat za rast korisnih bakterija, potičući njihovu metaboličku aktivnost i proizvodnju kratkolančanih masnih kiselina poput butirata. Time se postiže njihov sinergijski učinak.  

Prebiotici – hranjiva vlakna dobrim bakterijama

Prebiotici su supstrati koje selektivno koriste mikroorganizmi domaćina, donoseći pritom zdravstvenu korist⁸. Za razliku od probiotika, koji su živi mikroorganizmi, prebiotici su najčešće neprobavljiva prehrambena vlakna ili njihovi derivati koji prolaze kroz tanko crijevo netaknuti i dospijevaju u debelo crijevo, gdje postaju izvor hrane za korisne bakterije. Najbolje istražena skupina prebiotika su fruktani, koji uključuju inulin i fruktooligosaharide (FOS). Iako su kemijski srodni, razlikuju se u duljini lanca, fermentabilnosti i kliničkim učincima. Oni nisu probavljivi u tankom crijevu, već dospijevaju u debelo crijevo gdje služe kao „hrana” korisnim bakterijama.

Kako djeluju prebiotici?

Prebiotici djeluju na sljedeće načine:

1. Selektivna stimulacija korisnih bakterija: prebiotici potiču rast i aktivnost bifidobakterija i laktobacila, što je poznato kao “bifidogeni učinak”⁹. Time doprinose ravnoteži mikrobiote i smanjuju prostor za potencijalno štetne mikroorganizme.
2. Povećana proizvodnja kratkolančanih masnih kiselina (SCFA): fermentacijom prebiotika nastaju SCFA: acetat, propionat i butirat; koji imaju važnu metaboličku i imunološku ulogu⁵.
3. Regulacija crijevne funkcije: prebiotici povećavaju volumen stolice, poboljšavaju konzistenciju i mogu doprinijeti redovitoj probavi⁹.

Kada se probiotici i prebiotici primjenjuju zajedno, govorimo o sinbioticima. Cilj je poboljšati preživljavanje i aktivnost korisnih mikroorganizama osiguravanjem odgovarajućeg supstrata za njihov rast¹⁰. Takva kombinacija može povećati kolonizaciju korisnih bakterija, potaknuti metaboličku aktivnost mikrobiote i pojačati proizvodnju korisnih metabolita.

Što su FOS (fruktooligosaharidi) i inulin? Sličnosti i razlike

I FOS i inulin pripadaju skupini fruktana, no razlikuju se prema duljini polimernog lanca: FOS imaju kraće lance (obično 2–10 fruktoznih jedinica) dok inulin ima dulje lance (do 60 ili više jedinica). Ta razlika utječe na brzinu fermentacije, podnošljivost i metaboličke učinke. Ključne prednosti FOS-a su:

• Brža i selektivnija fermentacija: zbog kraće duljine lanca, FOS se brže fermentira u debelom crijevu, što rezultira učinkovitijom i predvidljivijom stimulacijom bifidobakterija⁸. Taj izraženi bifidogeni učinak dobro je dokumentiran u kliničkim studijama.
• Bolja podnošljivost u manjim dozama: iako i FOS i inulin mogu izazvati nadutost pri višim dozama, FOS se često koristi u nižim, preciznije definiranim količinama koje omogućuju postizanje učinka uz manju gastrointestinalnu nelagodu⁹.
• Brži učinak na mikrobiotu: kraći lanac znači i brži metabolički odgovor mikrobiote. To može biti posebno važno u situacijama kada je potrebna brža modulacija crijevne ravnoteže, primjerice nakon antibiotske terapije.
• Sinergija s probioticima: zbog svoje brze fermentabilnosti, FOS predstavlja pogodan supstrat za probiotičke sojeve, čime podržava njihovu aktivnost i proizvodnju SCFA¹⁰.

Ključna vrijednost prebiotika nije samo u poticanju rasta korisnih bakterija, već u stvaranju njihovih metaboličkih produkata, posebno butirata. Dostupnost fermentabilnih supstrata izravno utječe na količinu proizvedenih SCFA⁵. Na taj način prebiotici predstavljaju temelj za nastanak postbiotika i posredno utječu na integritet crijevne barijere, imunološku regulaciju i metaboličku ravnotežu.  

Postbiotici i butirat - ključni metabolički proizvodi

Jedan od najvažnijih rezultata fermentacije prebiotika od strane probiotika jest proizvodnja kratkolančanih masnih kiselina (SCFA), među kojima se posebno ističe butirat (maslačna kiselina). Prema Međunarodnom znanstvenom udruženju za probiotike i prebiotike (ISAPP), postbiotici su pripravci neživih mikroorganizama i/ili njihovih komponenti koji donose zdravstvenu korist domaćinu¹¹. U širem smislu, uključuju i metaboličke produkte poput SCFA.

Butirat - zašto je važan?

Butirat ima višestruke biološke učinke:

• Glavni izvor energije za stanice debelog crijeva (kolonocite): čak 70 % energetskih potreba kolonocita osigurava se oksidacijom butirata¹².
• Očuvanje integriteta crijevne barijere: butirat potiče ekspresiju proteina čvrstih spojeva (tight junctions), čime doprinosi smanjenju crijevne propusnosti⁴.
• Protuupalno djelovanje: djeluje kao inhibitor histon deacetilaza (HDAC), regulirajući ekspresiju gena uključenih u upalne procese¹².
• Imunomodulacija: potiče diferencijaciju regulatornih T-stanica, važnih za kontrolu imunološkog odgovora¹³.
• Metabolički učinci: SCFA su povezane s regulacijom metabolizma glukoze i lipida⁵.

Zaključno

Prebiotici i probiotici djeluju u sinergiji; prvi hrane korisne bakterije, dok drugi izravno nadopunjuju mikrobiotu. Njihova interakcija rezultira stvaranjem postbiotika poput butirata, molekule s dokazanim učincima na crijevnu barijeru, imunološki sustav i metaboličko zdravlje. Znanstveni dokazi jasno ukazuju na važnost očuvanja raznolike i funkcionalne mikrobiote. Kombinacija pažljivo odabranih probiotičkih sojeva, prebiotičkih vlakana i ključnih mikronutrijenata predstavlja racionalan, znanstveno utemeljen pristup potpori zdravlju crijeva, a time i cijelog organizma.  

Literatura

1. Cryan, John F., et al. "The microbiota-gut-brain axis." Physiological reviews 99.4 (2019): 1877-2013.
2. Valdes, Ana M., et al. "Role of the gut microbiota in nutrition and health." Bmj 361 (2018).
3. Hill, Colin, et al. "Expert consensus document. The International Scientific Association for Probiotics and Prebiotics consensus statement on the scope and appropriate use of the term probiotic." Nature reviews. Gastroenterology & hepatology 11.8 (2014): 506-514.
4. Peng, Luying, et al. "Butyrate enhances the intestinal barrier by facilitating tight junction assembly via activation of AMP-activated protein kinase in Caco-2 cell monolayers." The Journal of nutrition 139.9 (2009): 1619-1625.
5. Koh, Ara, et al. "From dietary fiber to host physiology: short-chain fatty acids as key bacterial metabolites." Cell 165.6 (2016): 1332-1345.
6. Hempel, Susanne, et al. "Probiotics for the prevention and treatment of antibiotic-associated diarrhea: a systematic review and meta-analysis." Jama 307.18 (2012): 1959-1969.
7. Goodoory, Vivek C., et al. "Efficacy of probiotics in irritable bowel syndrome: systematic review and meta-analysis." Gastroenterology 165.5 (2023): 1206-1218.
8. Gibson, Glenn R., et al. "Expert consensus document: The International Scientific Association for Probiotics and Prebiotics (ISAPP) consensus statement on the definition and scope of prebiotics." Nature reviews Gastroenterology & hepatology 14.8 (2017): 491-502.
9. Slavin, Joanne. "Fiber and prebiotics: mechanisms and health benefits." Nutrients 5.4 (2013): 1417-1435.
10. Swanson, Kelly S., et al. "The International Scientific Association for Probiotics and Prebiotics (ISAPP) consensus statement on the definition and scope of synbiotics." Nature reviews Gastroenterology & hepatology 17.11 (2020): 687-701.
11. Salminen, Seppo, et al. "The International Scientific Association of Probiotics and Prebiotics (ISAPP) consensus statement on the definition and scope of postbiotics." Nature reviews Gastroenterology & hepatology 18.9 (2021): 649-667.
12. Canani, Roberto Berni, et al. "Potential beneficial effects of butyrate in intestinal and extraintestinal diseases." World journal of gastroenterology: WJG 17.12 (2011): 1519.
13. Furusawa, Yukihiro, et al. "Commensal microbe-derived butyrate induces the differentiation of colonic regulatory T cells." Nature 504.7480 (2013): 446-450.
14. Salehi, Bahare, et al. "The therapeutic potential of apigenin." International journal of molecular sciences 20.6 (2019): 1305.
15. Cardona, Fernando, et al. "Benefits of polyphenols on gut microbiota and implications in human health." The Journal of nutritional biochemistry 24.8 (2013): 1415-1422.