Probiotika

Vores sundhed er meget afhængig af, hvad vi spiser. Det er både fordi, vi skal have de rigtige mængder kulhydrat, fedt, protein, mineraler og vitaminer, men også fordi det, vi spiser, har indflydelse på mavetarmkanalens velvære. Mange sygdomme skyldes en svækket mavetarmkanal, og det er derfor vigtigt at holde den sund. Mikrobiotaen er afgørende for, om mavetarmkanalen fungerer ordentligt. Man kan derfor forsøge at ændre mikrobiotaens sammensætning af de forskellige bakterier, så den bliver sundere. Det kan gøres enten ved at spise sundhedsfremmende bakterier og håbe på, at de bosætter sig i tarmen, eller ved at indtage visse fibre som de sunde bakterier i tarmen “spiser”. Denne artikel handler om de sundhedsfremmende bakterier, man kan spise, og om hvordan deres sundhedsfremmende effekt opstår i mavetarmkanalen.

Figur 25. Kosten er vigtig, hvis man skal ændre sammensætningen af mikrobiotaen. De sundhedsfremmende bakterier kan fremmes ved at indtage disse bakterier eller ved at spise de fibre, som de sundhedsfremmende bakterier lever af.

Hvad er probiotika?

Ordet probiotika kommer fra græsk, hvor ”pro-” betyder til fordel for, og ”bios” oversættes til liv. Probiotika kan defineres som ”levende mikroorganismer som tilført i passende mængder udfører en sundhedsfremmende effekt på værten”. Her handler det om bakterier, som findes i menneskets mavetarmkanal, og som indtages oralt. Definitionen er meget bred for at dække, at det kan dreje sig om alle former for mikroorganismer (ikke kun bakterier), målorganer (ikke kun tarmen), værter (også andre end mennesker), indtagelsesmetoder (ikke kun oralt) osv. (Probiotika er som regel mikroorganismer, der findes i den naturlige mikrobiota).

Figur 26. Den sundhedsfremmende virkning og bakteriens klassificering som probiotika afhænger af stammen. For eksempel er det ikke alle Lactobacillus acidophilus, der er sundhedsfremmende, men kun specifikke stammer såsom LA-5.

Til at starte med var tanken om probiotika, at de generelt fremmede sundheden ved at erstatte skadelige bakterier med sunde bakterier i mikrobiotaen. Nu ved man, at de har mange andre sundhedsfremmende egenskaber. Bl.a. virker de på specifikke dele af immunsystemet, og det undersøges i dag, hvordan de eventuelt kan anvendes mod bestemte lidelser som fx forhøjet blodtryk, forhøjet blodkolesterol, tyktarmskræft og laktoseintolerance, enten forebyggende eller behandlende.

For at kunne klassificere en bakteriestamme som værende probiotika, skal bestemte kriterier være opfyldte. Fælles for alle probiotika gælder:

De skal være velkarakteriserede på slægt-, art- og stammeniveau fxBifidobacterium (slægt) longum (art) NCC2705 (stamme) – to forskellige stammer inden for samme art er ikke nødvendigvis begge probiotiske
De skal være grundigt studeret med henblik på bakteriestammens effekter i værten og på sikkerheden ved at indtage dem. Det skal også vides i hvilke mængder, de skal tilføres for at være sundhedsfremmende.

For probiotika til menneskets mavetarmkanal gælder desuden:

De må ikke have nogen patogene træk, dvs. de skal være uskadelige
De skal kunne overleve oral indtagelse og kunne kolonisere tarmen. De må altså ikke blive nedbrudt ved fordøjelsen, dvs. de skal kunne tåle den lave pH i maven, galde, fordøjelsesenzymer mm. (se også ”Fordøjelseskanalen”)
De skal have en dokumenteret effekt, fx være antipatogene, have indvirkning på immunresponser eller have et stofskifte (metabolisme), der er gavnligt for mennesket

De fleste probiotiske bakterier er mælkesyrebakterier – en gruppe af bakterier, som ved fermentering af kulhydrater danner mælkesyre. Mange af de probiotiske bakteriestammer, der anvendes i dag, findes naturligt i menneskets mikrobiota (se artiklen ”Mavetarmsystemet”).

Figur 27. De fleste probiotika er mælkesyrebakterier. På mikroskopibillederne ses øverst Bifidobacterium og nederst Lactobacillus. Billederne er fra Rowett Institute of Health and Nutrition, University of Aberdeen.

De mest kendte og studerede probiotika er stammer inden for slægten Bifidobacterium og Lactobacillus. På artniveau anvendes især B. longum, L. acidophilus og L. plantarum som probiotika i kosttilskud. Disse findes alle tre i den normale tarmflora. Hos mennesket findes bifidobakterier i store mængder i tyktarmen, hvor de udgør 10 % af mikrobiotaen og 3-6 % af mikroorganismerne i afføringen (fæces). Lactobacillus findes især i den nederste del af tyndtarmen i relativt små mængder og udøver hovedsageligt sine effekter her. Selvom Bifidobacterium er den mest signifikante sundhedsfremmende bakterieart i tyktarmen, er det dogLactobacilli, der anvendes mest i kosttilskud. Det skyldes, at Lactobacillus er nemmere at holde i live i fødevarerne, da den er fakultativ anaerob, mens bifidobakterier udelukkende er anaerobe.

Hvordan virker probiotika?

Sundhedsfremmende bakterier adskiller sig ikke meget fra patogene bakterier, og de fleste af livsstrategierne er på mange måder ens. Forskellen er dog, at mens de patogene bakterier får immunforsvaret til at reagere eller producere og udsende stoffer, som dræber vores celler, så vil de sunde bakterier interagere med vores celler i et sundhedsfremmende forhold i form af metabolitter.

Læs mere om bakterier generelt under ekstra materiale.

Når først probiotika er nået ned i tarmen og har bosat sig der, kan de gavne ved at gøre forskellige ting:

beskytte mod de patogene bakterier og deres effekter
stimulere immunfunktioner
producere gavnlige stoffer for kroppen (fx kortkædede fedtsyrer, vitaminer ellerenzymer, hvis virkning gavner organismen)

Det er dog forskelligt fra stamme til stamme, hvad den gør bedst. Mens én stamme kan være god til at stimulere immunsystemet og producere vitaminer, kan en anden stamme være bedre til at beskytte mod patogene bakterier og producere kortkædede fedtsyrer.

Figur 28. Probiotika virker sundhedsfremmende på forskellige måder. De beskytter mod patogene bakterier og deres effekter, de stimulerer immunsystemet og styrker epitelets barrierefunktioner. Desuden producerer de gavnlige stoffer for kroppen (fx kortkædede fedtsyrer, vitaminer ellerenzymer).

Hæmning af patogene bakterier

Patogene bakterier i mavetarmkanalen kan være årsag til adskillige lidelser bl.a. diarré eller forstoppelse, kræft, leverskader, infektioner samt hjerneskader. Den måde, hvorpå patogene bakterierne kan fremkalde disse lidelser, sker gennem deres produktion af giftige og kræftfremkaldende stoffer (toksiner og carcinogener). Derudover er bakterierne gode til at beskytte sig selv og blive der, hvor de gør skade. Desuden giver de anledning til forrådnelse og betændelse.

Probiotika afbalancerer mikrobiotaen, så der kommer flere sundhedsfremmende eller neutrale bakterier, og derved kan de nedsætte væksten af andre uønskede bakterier. Probiotika kan hjælpe til at mindske mængden af patogene bakterier i tarmen på mange måder.

Probiotika er gode til at overleve i tarmen, og andre bakterier har derfor svært ved at komme til. Deres gode overlevelsesevne skyldes både, at de ikke angribes af immunsystemet, og at de er gode til at sidde fast på tarmvæggen (adhære) og danne biofilm (læs mere om adhæring og biofilm under “Om bakterier generelt” i ekstra materialet).

Figur 29. Probiotika beskytter mod patogener på flere måder. De er gode til at overleve, da de ikke angribes af immunsystemet, er gode til at blive siddende i tarmen og ikke er kræsne. Dette medfølger, at de udkonkurrerer andre mikroorganismer. Derudover gør de miljøet surt, hvilket gør det sværere for mange bakterier at overleve. De producerer desuden antimikrobielle stoffer, som angriber andre mikroorganismer.

Derudover er de sjældent kræsne – nogle slægter (især bifidobakterier) kan leve på mange forskellige kulhydratkilder (se også artiklen ”Præbiotika”), mens andre slægter (såsom lactobacilli) ikke kræver jern, hvilket er essentielt for adskillige patogene bakterier. Dermed vil de sunde bakterier udkonkurrere andre bakterier ved at spise al maden og ved at optage plads på tarmvæggen og i lumen. De gavnlige bakterier har også strategier, som er direkte rettet mod de andre bakterier. De producerer nemlig antimikrobielle stoffer som fx peptider med bakteriehæmmende og -dræbende effekt. Derudover gør de sunde bakterier også tarmmiljøet surt for de andre bakterier – bogstaveligt talt. Som nævnt er de fleste probiotika er nemlig mælkesyrebakterier. De producerer mælkesyre, hvormed de nedsætter pH, hvilket reducerer vækstbetingelser for mange andre bakterier.

Interaktion med immunsystemet og anden beskyttelse af kroppen

Probiotika kan regulere og styrke immunsystemet. Stofferne interagerer med nogle af immunsystemets celler i tarmen (herunder dendritiske celler, T-celler og B-celler – se afsnittet “Mavetarmsystemet”) og påvirker derved cellernes genekspression. På den måde reguleres mængden af immunceller, dvs. celledelingshastigheden og celledifferentieringen, og hvilke proteiner, der udskilles, såsom antistoffer eller cytokiner. Denne påvirkning kan ofte være udført af kort-kædede fedtsyrer, som omtales længere nede. Overordnet set fremmer probiotika IgA-produktionen, øger fagocytosen (en vigtig forsvarsmekanisme) og ændrer balancen mellem T_h-effektorcellerne og cytokinproduktionen (se afsnittet ”Mavetarmsystemet” for at genopfriske begreberne), alt sammen ved at øge immun aktiveringen.

Probiotika kan også beskytte kroppen uden at interagere med immunsystemet. Dette sker især ved vedligeholdelse af tarmens barrierefunktioner, ved øgning af epitelcelledeling, og som ovenfor beskrevet ved hæmning af patogen vækst. Tarmens barriere styrkes bl.a. gennem forøgelse af tarmens egne slimproduktion, og ved at probiotika udgør en fysisk barriere, så antigener ikke kommer i kontakt med kroppens celler. Slimproduktionen kan stimuleres gennem produktion af kortkædede fedtsyrer, som nedsætter pH. De dannede kortkædede fedtsyrer hjælper også til at stimulere epitelcelledelingen. Dette reducerer oplagring af toxiner eller carcinogene stoffer og beskytter dermed mod tyktarmskræft. Herudover mindskes muligheden for, at patogene stammer invaderer kroppen.

Gavnlig metabolisme

Mikrobiotaen nedbryder føde, som er ufordøjelig for værten. Denne føde kan fx være komplekse kulhydrater. Disse omdannes bl.a. til kortkædede fedtsyrer i tarmen, hvor mere end 95 % af disse optages af værten. Bifidobakterier og laktobacilli syntetiserer især acetat og laktat, som senere omdannes til butyrat og optages over tarmepitelet. Kortkædede fedtsyrer er enormt vigtige. De har som nævnt en rolle i at forsvare kroppen ved at opretholde den fysiske barriere i tarmen, ved at stimulere epitelcelledelingen samt ved at styre immunresponset. Derudover regulerer kortkædede fedtsyrer epitelcelle-transportprocesser, vækst og celledifferentiering, og de giver energi til muskler, hjerte, nyre, hjerne og tyktarmens celler (kolonocytter).

Desuden omdannes komplekse kulhydrater også til bestemte aminosyrer, polyaminer, vitaminer og antioxidanter. Det vides fx, at genomet for Bifidobacterium longum NCC2705 har kapacitet til at syntetisere adskillige B-vitaminer som fx folinsyre, thiamin og nicotinat. Disse vitaminer kan absorberes og bruges af kroppen.

Mikrobiotaen er altså vigtig for fordøjelsen og dermed optagelsen af en stor del af vores energi og essentielle nærringsstoffer. Men for meget af noget er ikke godt for kroppen. Og i et overflodssamfund som det vi lever i, i dag, er et af de største problemer af en sådan slags. Her har ny forskning vist en positiv sammenhæng mellem et særligt miljø af probiotika i tarmene og nedsættelse af cholesterol niveauerne i blodet.

Undersøgelser tyder på, at probiotika kan have en gavnlig effekt på nedsættelse af blodets cholesterol.

Figur 30. Probiotika har en metabolisme, der er gavnlig for værten. Bl.a. producerer de kortkædede fedtsyrer (hjælper til beskyttelse, energi, vækst, differentiering, epitelcelletransportprocesser), vitaminer (især B-vitaminer, såsom folat) og medvirker til større udskillelse af kolesterol (fx vha. enzymet galdesalt hydrolase).

For højt cholesterol i blodet kan være en stor risikofaktor for at udvikle forskellige hjerte-kar-sygdomme, hvilket årligt dræber millioner af mennesker verden rundt og der bliver derfor forsket meget i, hvordan man naturligt kan nedsætte dette. Probiotika har vist sig at kunne gøre dette gennem følgende mekanismer:

Gennem assimilation (inkorporering som en del af cellen) af cholesterol under væksten af mælkesyrebakterierne, hvorved der er mindre cholesterol til rådighed for kroppen at optage. Da kroppen hele tiden udskiller og forbruger cholesterol men ikke længere kan optage den samme mængde, vil blodets cholesterol niveau falde.
Ved at binde cholesterol på overfladen
Ved at danne korte frie fedtsyrer som kan påvirke metabolismen af cholesterol (såkaldte SCFA, Short Chain Fatty Acids). SCFA dannet af mikrobiota i tarmene kan findes overalt i kroppen og kan derfor have meget omfattende virkningsmekanismer. Særligt de to stoffer acetat og propionat har indvirkning på cholesterol dannelsen i leveren ved at påvirke de enzymer, der danner cholesterol ud fra acetyl-CoA (acetyl Co-enzym A, en vigtig metabolit for kroppens celler). Ved at hæmme nysyntesen af cholesterol, nedsættes den totale mængde af cholesterol i kroppen.

Alt dette har til effekt at sænke cholesterolniveauerne i blodet men er ikke et slankemiddel, da tilstedeværelsen af mikrobiotika som sagt er vigtig for en balanceret optag af forskellige nærringsstoffer.

Hvad kan probiotika bruges til?

Probiotika har som beskrevet mange mekanismer, der bidrager til at hjælpe værten, men hvad kan vi bruge det til? Probiotika har gennem mange år vakt interesse som et kosttilskud, der generelt fremmer menneskets sundhed. I et stort forsøg med 571 sunde børn på 1-6 år blev det fx observeret, at gruppen med probiotisk kost havde mindst fravær, idet der var 16 % forskel i fraværet fra dagsinstitution mellem dem og kontrolgruppen.

Derudover kan man evt. også bruge probiotika som et forebyggende og eventuelt behandlende kosttilskud mod forskellige specifikke lidelser herunder forhøjet blodkolesterol (og dermed hjerte-/karsygdomme), respiratoriske infektioner, allergier, diarré, laktoseintolerance, kræft, inflammatorisk tarmsygdom, infektioner ved operationer, mm. Der er dog rigtigt mange krav der skal opfyldes før et lægemiddel eller stof kan blive klassificeret som terapeutisk, mange af hvilke probiotika endnu ikke opfylder. Det største problem er, at probiotika virker forskelligt fra menneske til menneske. Mens nogle bliver bedre, reagerer andre kun minimalt, men der er dog generel enighed om probiotikas positive effekter.

Der skal, som sagt, stadig mange undersøgelser til, før probiotika kan blive anerkendt terapeutisk. Der er dog stort potentiale inden for probiotikas anvendelse, idet probiotika udgør en forholdsvis naturlig måde at regulere kroppen på gennem afbalancering af mikrobiotaen og interaktioner med tarmepitelet og immunsystemet. Der er desuden udsigt til, at man senere vil kunne fremstille genmodificerede probiotika, som har potentiale til at producere terapeutiske molekyler in situ – dvs. der hvor de skal bruges – eller til at kunne fungere som bærere af vacciner.