Prebiotyki i postbiotyki czyli jak chronić nasz mikrobiom.

Homo sapiens czy raczej Homo microbiens?

Czy wiesz, że jesteś gospodarzem kilkudziesięciu bilionów różnego rodzaju drobnoustrojów?

Co oznacza, że na każdą komórkę ludzką (3,1013) przypada 1 do 10 drobnoustrojów (1% chorobotwórczych, 99% obojętnych lub żyjących w symbiozie). Tylko na samej powierzchni naszej skóry żyje 1 milion do 1 miliarda różnych gatunków mikrobów w przeliczeniu na 1 cm2 skóry.  

Wieloletnie badania potwierdziły, że zdrowa skóra posiada bardzo zróżnicowany i niejednorodny mikrobiom i odwrotnie – w przypadku chorób skóry niektóre gatunki mikrobów zaczynają wypierać inne gatunki i zaburzona zostaje równowaga (homeostaza).
Podstawowe typy bakterii żyjących na naszej skórze to: Actinobacteria, Firmicutes, Bacteroidetes oraz Proteobacteria, do najważniejszych gatunków grzybów zasiedlających skórę należą lipofilne grzyby z  rodzaju Malassezia, a roztoczy – nużeńce (Demodex)

Definicje prebiotyku, probiotyku, synbiotyku i postbiotyku

Prebiotyk
Zgodnie z raportem FAO/WHO definicja prebiotyku ogranicza się do „substancji nieprzyswajalnych, które po spożyciu powodują wybiórczą stymulację wzrostu lub aktywności ograniczonej liczby bakterii żyjących w jelicie grubym i w efekcie wpływają korzystnie na zdrowie gospodarza”.  Przyjmowane w postaci suplementów działają w jelicie grubym gdzie  metabolizowane są selektywnie przez bakterie sacharolityczne. Tam ulegają fermentacji w wyniku której powstają krótkołańcuchowe kwasy karboksylowe (takie jak: kwas octowy, masłowy czy propionowy) oraz pochodne tlenu i niskocząsteczkowe produkty przemiany materii. W kosmetykach prebiotyki występują głównie w postaci poli- i oligosacharydów, w tym inuliny.

Prebiotki naturalnie występują w ponad 36 000 produktów naturalnego pochodzenia, m. in. w czosnku (9-16%), cykorii (13-20%), karczochach (15-20%), szparagach (10-15%),cebuli (2-6%), pszenicy (1-4%) czy bananach (0,3-0,7%). Te otrzymywane sztucznie to najczęściej laktuloza, galaktooligosacharydy, fruktooligosacharydy, malotoligosacharydy, cyklodekstryny, laktosacharoza i najpowszechniej stosowana.

Probiotyk

Probiotyk z greckiego oznacza „dla życia”. Probiotyki to żywe drobnoustroje o pozytywnym działaniu na organizm (podane w odpowiedniej dawce). Do grupy tej zaliczamy szereg mikroorganizmów, głównie bakterie kwasu mlekowego, bytujące w różnych środowiskach, także w organizm człowieka. Probiotykmoże zawierać pojedyncze szczepy bakterii kwasu mlekowego (Lactobacillus spp., Streptococcus spp.), szczepy drożdży (Saccharomyces spp.), kultury pleśni (Aspergillus spp.) lub też bakterie kwasu mlekowego łącznie z wyselekcjonowanymi szczepami drożdżowymi. Występują głównie w produktach mlecznych otrzymywanych w wyniku fermentacji mleka, kiszonych warzywach i owocach, ciastach na zakwasie, piwie, winie i kiszonkach spożywczych. Można je również znaleźć w preparatach farmaceutycznych.

Synbiotyk

Kombinacja probiotyki i prebiotyków nazywana jest synbiotykiem. Kompleks taki wykazuje działanie na zasadzie synergii i  zwielokrotnia korzyści wynikające z zastosowania preparatów o takim składzie. Wpływają one na rozwój pożytecznej mikroflory jelitowej wskutek pobudzania probiotyków prebiotykami, hamują także rozwój patogennej flory bakteryjnej jelit. Zmniejszają stężenie niepożądanych metabolitów w organizmie, przeciwdziałają procesom gnilnym oraz zapobiegają zaparciom i biegunkom. Poza tym, połączenie inuliny z Bifidobacterium longum wpływa pozytywnie na walkę z rakiem.

Postbiotyk

Terminem tym opisuje się wszystkie aktywne biologicznie składniki, które są produkowane przez bakterie (enzymy, białka, metabolity), np. w czasie procesu fermentacji, ale także fragmenty unieszkodliwionych bakterii. To może być wiele różnych komponentów, ale nie są to żywe i aktywne bakterie.

Jak jest rola takich substancji w farmacji i w kosmetykach.

Probiotyki i prebiotyki kojarzą się przede wszystkim ze specyfikami, które trzeba łykać podczas kuracji antybiotykami. Albo z przetworami mlecznymi takimi jak kefiry czy jogurty. Czy coś, co działa korzystnie na nasz układ trawienny (i nie tylko) sprawdzi się również w pielęgnacji skóry?

• prebiotyki

Prebiotyki stanowią naturalną pożywkę dla korzystnych bakterii i sprawiają, że rozwijają się one szybciej od niż bakterie niekorzystne – patogenne. Wpływają dzięki temu na stan równowagi mikrobiologicznej. Prebiotyki mogą być dodawane sztucznie do żywności w celu poprawienia wartości odżywczej i zdrowotnej, np. inulina, fruktooligosacharydy, laktuloza, czy pochodne galaktozy i β-glukanów. Są one pożywką dla probiotyków, stymulują ich wzrost i w przeciwieństwie do nich, nie ma w ich składzie mikroorganizmów.
Wspierają skórę w procesach odbudowy bariery ochronnej, co ma bezpośredni wpływ na uszczelnienie, zmniejszenie parowania wilgoci z zewnętrznych warstw naskórka i zmniejszenie podatności do podrażnień. Prebiotyki wpływają na zachowanie odpowiedniego poziomu nawilżenia naskórka oraz normalizują procesy keratynizacji.

• probiotyki

Probiotyki mogą być stosowane w leczeniu i zapobieganiu większości chorób układu pokarmowego, w tym:  biegunek, alergii pokarmowych, karcynogenezie, zapalenia żołądka wywołanego przez Helicobacter pylori, przewlekłych zaparć, encefalopatii wątrobowej, biegunek u chorych na AIDS, niedoborom izomaltazy sacharozy, przewlekłych zapaleń jelit, zespołu jelita drażliwego, próchnicy zębów, reumatoidalnego zapalenia stawów. Odkryto, że wzbogacenie diety w bakterie probiotyczne może powodować zwiększenie liczby komórek „natural killer” w surowicy krwi oraz wpływa na zwiększenie aktywności makrofagów i limfocytów. Badania prowadzone na zwierzętach wykazały, że probiotyki mogą hamować wzrost nowotworu puchliny brzusznej, mięsaka Sarkoma i białaczki. Probiotyki mają również pozytywny wpływ na poprawę trawienia laktozy u ludzi z problemami nietolerancjach laktozy.

Wielu naukowców podjęło również próbę przeanalizowania wpływu suplementacji diety probiotykami na złagodzenie objawów alergii układu oddechowego. Potwierdziły one korzystny wpływ na zmniejszenie nasilenia objawów alergicznego zapalenia nosa, jednak nie astmy atopowej. Nie udało się także potwierdzić skuteczności 6-miesięcznej kuracji L. rhamnosus u chorych z astmą uczulonych na pyłek brzozy.

W medycynie ludowej probiotyki stosowane na skórę są od wielu lat, bo kefir nakładany na spaloną słońcem skórę to nic innego jak probiotyk. Okład z kefiru lub maślanki nie tylko szybko łagodzi podrażnioną skórę przynosząc natychmiastową ulgę, ale także przyspiesza jej regenerację, nawilża ją i delikatnie natłuszcza. Dodatkowo kwas mlekowy zawarty w kefirze poprawia nawilżenie skóry, działa antybakteryjnie i przeciwzapalnie.

Prowadzone są także badania nad wpływem probiotyków na syntezę ceramidów i włókien kolagenowych skóry, oraz na możliwość zastosowania ich w leczeniu chorób skóry takich jak trądzik pospolity, łuszczyca czy trądzik różowaty.

Probiotyki, czyli żywe bakterie w przemyśle kosmetycznym nie są stosowane. Głównie z powodu nietrwałości żywych szczepów bakterii, problemów z utrzymaniem stabilności, ale także obwarowań prawnych dotyczących czystości mikrobiologicznej gotowego kosmetyku.

• synbiotyki

Synbiotyki – preparaty łączące szczepy probiotyczne z substancjami prebiotycznymi uważane są za szczególnie skuteczne w walce z problemami zaburzeń mikroflory w jelitach.

Połączenie pro i prebiotyku w jednym układzie zwiększa przeżywalność bakterii, dzięki czemu większa ich część przechodzi przez górną część przewodu pokarmowego by móc mocniej zadziałać w jelicie grubym.

• postbiotyki

O ile w przemyśle farmaceutycznym i spożywczym zastosowanie typowych probiotyków, czyli żywych kultur bakterii nie sprawia większych trudności, tak w przemyśle kosmetycznym jest to technicznie nie możliwe. Do tej pory nie ma prawnej definicji probiotycznych kosmetyków, która byłaby jednocześnie spójna z wymaganiami prawnymi mówiącymi o czystości mikrobiologicznej gotowego wyrobu. Do tego dochodzą problemy ze stabilnością i zastosowaniem konserwantów. A przecież kosmetyk musi myć nie tylko skuteczny, ale także bezpieczny. Jak pogodzić obecność żywych bakterii z regulacjami prawnymi, które narzucają ostre limity dla obecności mikroorganizmów w kosmetyku? Jest to możliwe dzięki fermentom (odfiltrowane pożywki, w których rosły bakterie probiotyczne, łącznie z produktami ich przemiany metabolicznej) i lizatom komórkowym (zawiesiny fragmentów unieczynnionych komórek bakteryjnych), które nazywane są postbiotykami a często niesłusznie probiotykami.

W farmacji postbiotyki stosowane są do stymulacji układu immunologicznego (głównie kwas masłowy) i leczeniu takich schorzeń jak stany zapalne jelit, choroba uchyłkowa czy zespół jelita drażliwego. Jednak na razie wiedza na temat ich skuteczności jest niewielka i zastosowanie postbiotyków w farmakoterapii jest przedmiotem badań klinicznych.

Od kiedy się ich używa?

• prebiotyk

W 1995 roku Glenn Gibson i Marcel Roberfroid ustalili, że poprzez uzupełnienie diety o nietrawienne składniki pokarmu stymulowany jest wzrost i/lub aktywność mikroorganizmów zamieszkujących w przewodzie pokarmowym, co powoduje poprawę zdrowia gospodarza. Te selektywne składniki pokarmu nazwano prebiotykami.

Mogą być stosowane jako alternatywa dla probiotyków lub jako wsparcie dla nich. Jednak należy mieć na uwadze, że różne prebiotyki stymulują wzrost różnych bakterii jelitowych, więc trudno przewidzieć zmiany występujące w obrębie poszczególnych szczepów lub gatunków.

• probiotyk

Terminu probiotyk po raz pierwszy  użyli w 1965 roku Lilly i Stillwell określając probiotykiem substancje wytwarzane przez mikroorganizmy. Nazwę tą uzupełnił w 1989 r. Fuller definiując, że: „probiotyki to żywe, bakteryjne dodatki do żywności, poprawiające funkcjonowanie przewodu pokarmowego gospodarza”.

Ale stosowanie określonych kultur żywych, korzystnych dla zdrowia bakterii znane było już w starożytności. Prawdopodobnie już Pliniusz Starszy w 96 r. p.n.e. zalecał stosowanie fermentowanych produktów mlecznych u osób cierpiących na problemy żołądkowo – jelitowe. Fermentowane napoje mleczne powszechnie zalecane były w starożytnym Rzymie, Grecji czy na Bliskim Wschodzie. Stosowano je w leczeniu chorób układu pokarmowego.

Już w 1907 roku rosyjski naukowiec i noblista Élie Metchnikoff badał i promował korzyści stosowania żywych kultur dobrych bakterii

• postbiotyk

Pierwszy patent  dotyczący lizatu fermentacyjnego Bifida został zgłoszony zgłoszony w 1981 roku,  pierwsze wzmianki w piśmie dotyczące postbiotyku,  pojawiły się  około 2010 r., zaś samo pojęcie paraprobiotyki pojawiało się już od 1986 r. Termin postbiotyk powstał w celu odróżnienia żywych komórek bakterii (probiotyków) od aktywnej biologicznie mieszaniny zawierającego martwe mikroorganizmy i produkty ich przemiany metabolicznej.

Do literatury naukowej wprowadzono pojęcie postbiotyku w roku 2008 – substancji produkowanej przez probiotyczne mikroorganizmy o bezpośrednim lub pośrednim działaniu prozdrowotnym.

Mechanizm działania

• prebiotyk

Zawiera substancje stymulujące, odporne na enzymy trawienne w układzie pokarmowym, stanowiące „pożywkę” dla odpowiednich kultur bakterii. Bardzo często ma działanie selektywne, odpowiednio dobrany prebiotyk „karmi” korzystne bakterie, nie wspierając jednocześnie wzrostu bakterii patogennych i „złych”.

• probiotyk

„Dobre” bakterie działają na zasadzie symbiozy z organizmem gospodarza, obie strony czerpią korzyści z wzajemnej współpracy. Bardzo duże znaczenie w tym układzie ma równowaga (homeostaza) między mikrobiomem a naszą skórą. Dobre bakterie wspierają skórę w procesach odnowy, polepszają funkcje barierowe skóry, zwiększają produkcję peptydów przeciwdrobnoustrojowych. Są też sojusznikiem skóry w walce ze złymi, czyli chorobotwórczymi patogenami, działają immunostymulująco kompensując uszkodzenia komórek skóry wywołane promieniowaniem UV. Prawidłowa mikroflora skóry to: przyspieszenie odnowy skóry, większa spójność między keratynocytami i usprawniony proces złuszczania się martwego naskórka.
 

• synbiotyk

Kombinacja probiotyków i prebiotyków o synergicznym działaniu.

• postbiotyk

Miejscowe lizaty probiotyczne bakterii dzięki interakcji z ludzkimi komórkami poprzez białka efektorowe (substancje występujące na końcu szlaku sygnałowego), „naśladują” zdrowy mikrobiom skóry.

Postbiotyki zawierają cząsteczki, które system immunologiczny rozpoznaje i na nie reaguje, dlatego są w stanie silnie stymulować organizm, aczkolwiek pełny mechanizm ich działania na ludzki organizm nie jest jeszcze dokładnie znany. Postbiotyki nie wykazują już aktywności charakterystycznej dla bakterii probiotycznych i z tego powodu są dużo stabilniejsze i zdecydowanie bardziej przewidywalne.

Jakie są postbiotyki i prebiotyki w naszej serii POST i co robią

Zachowanie równowagi flory bakteryjnej jest niezwykle ważne w codziennej pielęgnacji nie tylko skóry, ale także całego organizmu. Wspierają nas w tym probiotyki, prebiotyki, synbiotyki i postbiotyki.

Na zaburzenia równowagi bakteryjnej skóry i choroby z tym związane mogą mieć wpływ takie czynniki jak:

• wszelkiego rodzaju mechaniczne i chemiczne uszkodzenia naskórka (np. peeling chemiczne, retinoidy stosowane w nadmiernej ilości, agresywne detergenty)
• przesadna i nieuzasadniona sterylność (zbyt częste stosowanie preparatów bakteriobójczych nie tylko zabija patogent, ale także niszczy dobre bakterie)
• dym papierosowy, smog i zanieczyszczenia środowiska
• promieniowanie UV
• dieta uboga w błonnik, nienasycone kwasy tłuszczowe, witaminy, minerały

Składniki zastosowane w Posbiotycznym Żelu do mycia twarzy:

Postbiotyk - Lactococcus Ferment Lysate
To otrzymana biotechnologicznie zawiesina z lizatu bakterii Gram-dodatnich Lactococcus lactis, który jest poddawany fermentacji w specjalnych warunkach represji katabolicznej. Otrzymana biotechnologicznie zawiesina zawiera fragmenty, takie jak DNA, metabolity, związki cytoplazmatyczne i materiały ściany komórkowej w umiarkowanie kwaśnym, wodnym środowisku.

• Przyspiesza i poprawia odnowę skóry
• Pobudza produkcję kluczowych składników jakości i gęstości skóry
• Poprawia spójność i wzrost keratynocytów
• Zwiększa produkcję peptydów przeciwdrobnoustrojowych
• Aktywuje naturalne procesy złuszczania skóry
• Zapewnia aktywne odnawianie skóry

Prebiotyk – Inulina z cykorii

Inulina jest polimerem fruktozy i glukozy, pozyskiwanym najczęściej z korzenia cykorii. Występuje także w korzeniach m.in. topinamburu.

Wspomaga rozwój bakterii przyjaznych dla skóry człowieka (mikroflora) przy jednoczesnym hamowaniu wzrostu mikroorganizmów szkodliwych dla skóry człowieka. Dzięki temu inulina wzmacnia i uszczelnia naturalną barierę ochronną skóry utrzymując ją w dobrej kondycji. Skutecznie działający mikrobiom to także większa odporność na szkodliwe działanie czynników zewnętrznych. Inulina to także antyoksydant, skutecznie neutralizujący szkodliwe działanie wolnych rodników tlenowych, zapobiegając przedwczesnemu starzeniu. Jest składnikiem pozostającym na skórze tworząc na jej powierzchni film zmniejszający nadmierną ucieczkę wody z naskórka (TEWL), co pośrednio zwiększa nawilżenie skóry.

Wykorzystuje się ją także w kosmetykach do włosów – wygładza, nawilża oraz nabłyszcza włosy. Inulina wykazuje działanie przeciwzapalne i łagodzące.   

Materiały źródłowe:

• CLR prezentacja z 2019  Sense about microbiome skincare
• CLR prezentacja z 2018  Probiotics-in-Skincare
• Katarzyna Mojka „Probiotyki, prebiotyki i synbiotyki – charakterystyka i funkcje/ Probiotics, prebiotics and synbiotics – characteristics and functions”;  Probl Hig Epidemiol 2014, 95(3): 541-549; Katedra Technologii Żywności, Wydział Nauk o Żywności i Rybactwa, Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny w Szczecinie
• Adriana Roży, Paulina Jaguś, Joanna Chorostowska-Wynimko „Rola probiotyków w profilaktyce i leczeniu chorób alergicznych/ Probiotics in the prevention and treatment of allergic diseases” Praca poglądowa; Samodzielna Pracownia Diagnostyki Molekularnej i Immunologii, Instytut Gruźlicy i Chorób Płuc w Warszawie; Kierownik: dr hab. n. med. prof. nadzw. Joanna Chorostowska-Wynimko
• Jakub Ruszkowski, Jacek M. Witkowski, Adrian Szewczyk „Przegląd doustnych prebiotyków, probiotyków, synbiotyków i postbiotyków dostępnych na polskim rynku aptecznym”
• Dr n. biol. med. Patrycja Szachta, dyrektor ds. naukowych Centrum Medycznego Vitaimmun w Poznaniu „Historia probiotyków – od starożytności do współczesności” https://www.lakcid.pl/antybiotykoterapia
• https://www.linex-probio.pl/balance-inside-and-out/15-need-to-know-fact/
• Marcel B Roberfroid „Prebiotics and probiotics: are they functional foods?”