Živé mikroorganizmy z potravy (ŽMOP) žili v spoločenstve s človekom počas celej jeho histórie. Môžu vykonávať rôzne funkcie: fermentovať potraviny a nápoje, dávať im nové vlastnosti a uľahčovať ich skladovanie; udržiavajú normálnu činnosť gastrointestinálneho traktu, majú normalizujúci účinok na zloženie a biologickú aktivitu črevnej mikroflóry. Každodenný príjem nepatogénnych ŽMOP stimuluje imunitný systém, plní imunoregulačnú funkciu, potláča nadmernú zápalovú reakciu na cudzie antigény, čo napomáha vlastnej mikroflóre znižovať riziko vzniku neprenosných chronických ochorení.

Článok pojednáva o problematike interakcie ŽMOP s ľudským telom, najmä s jeho imunitným systémom, a vývojom vedeckých predstáv o význame mikroorganizmov pri vzniku niektorých neprenosných ochorení. Pozrieme sa na rôzne zdroje živých mikroorganizov z potravy: fermentované potraviny, probiotiká atď.., ako aj špecifické a všeobecné účinky probiotík, zdravotné tvrdenia a regulačný stav probiotík. Tu je dôležité uviesť, že v danej problematike je potrebné ďalší výskum.

Kľúčové slová: živé mikroorganizmy z potravy (ŽMOP), fermentované potraviny, probiotiká, mikroflóra, imunitný systém, hygienická hypotéza, hypotéza „dávnych priateľov“, účelná hygiena, výživové doplnky

Informácia o autoroch:

AB, medicínsky poradca spoločnosti VitVar, Minsk, Bielorusko — zber a analýza informácií, prehľad literatúry na túto tému, napísanie článku v ruštine;
MB, produktová manažérka Medalta International Zrt., Bratislava, Slovensko – úprava a preklad článku do slovenského jazyka
Spoločnosti, ktorých zamestnanci sú AB a MB, vykonávajú vývoj, výrobu, dodávku a propagáciu vyživových doplnkov s obsahom probiotických baktérií.

Živé mikroorganizmy v ľudskej strave

V počiatkoch svojej existencie ľudia jedli surové a nespracované potraviny, ktoré obsahujú množstvo náhodných mikroorganizmov rastlinného a živočíšneho pôvodu, ako aj mikroorganizmy z okolitého prostredia. Asi pred 14 000 rokmi bola ľudská strava obohatená o fermentované potraviny získané pomocou rôznych prospešných mikroorganizmov. Fermentácia poskytla cenným potravinovým zdrojom dôležité výhody: zlepšené funkčné vlastnosti, premena surových potravín na výživné a chutné a niekedy aj opojné; zvýšila sa ich trvanlivosť vďaka organickým kyselinám, alkoholom, bakteriocínom a iným látkam s antimikrobiálnym účinkom produkovaných fermentačnými mikroorganizmami; poskytoval bezpečný a prenosný zdroj tekutín na pitie vo forme piva, vína, kyslého mlieka atď. [1].

Zvyšovanie trvanlivosti potravín a odstraňovanie škodlivých rastlinných zložiek prostredníctvom fermentácie je stále aktuálne v regiónoch sveta so nízkou potravinovou bezpečnosťou, obmedzeným prístupom k chladeniu, elektrine a čistej vode. Ale aj tam, kde hygiena a konzervácia potravín nie sú problémom, sú fermentované potraviny dôležitou súčasťou ľudskej stravy. V súčasnosti sa celosvetovo vyrába a konzumuje viac ako 5 000 druhov fermentovaných potravín a nápojov. [2].

Výsledky skúmania ľudskej mikroflóry a klinických skúšok s fermentovanými mliečnymi výrobkami a probiotikami naznačujú, že pravidelná konzumácia bezpečných ŽMOP má priaznivý vplyv na zdravie. Ukázalo sa, že výhody fermentovaných potravín a probiotík podporujú funkciu gastrointestinálneho traktu, kardiovaskulárne funkcie a metabolizmus, ako aj ďalšie ukazovatele ľudského zdravia. Každodenné používanie nepatogénnych ŽMOP stimuluje imunitný systém, plní imunoregulačnú funkciu, potláča nadmernú zápalovú reakciu na cudzie antigény, čo zvyšuje schopnosť vlastnej mikroflóry znižovať riziko vzniku chronických neprenosných ochorení [3,4].

Okrem prospešných mikroorganizmov môžu s jedlom prijímať aj škodlivé a patogénne mikroorganizmy, ktoré môžu jedlo pokaziť, urobiť ho nevhodným na konzumáciu a tiež spôsobiť infekčné ochorenia. Konzumácia určitých druhov potravín bez tepelnej úpravy, ako je mlieko, ryby, mäso, môže byť zdraviu nebezpečná.

Spôsoby spracovania a skladovania potravín, ktoré sa objavili v 20. storočí, výrazne zmenili stravovanie moderného človeka a spolu so zlepšenými hygienickými podmienkami viedli k slabšej a menej rôznorodej interakcii medzi ľuďmi a mikroorganizmami. [5].

Od hygienickej hypotézy ku koncepcii účelnej hygieny

Napriek bezpečnosti potravín s menším množstvom mikroorganizmov z hľadiska infekčných rizík a verejného zdravia zníženie mikrobiálnej expozície ľudského tela môže mať pre ľudské zdravie veľa negatívnych dôsledkov. Moderná strava ochudobnená o užitočné GMP je spojená so zvýšeným výskytom niektorých alergických a autoimunitných ochorení. [6].

K takýmto záverom dospeli vedci na základe epidemiologických údajov získaných v druhej polovici 20. storočia, pričom upozornili na pokles výskytu mnohých typických infekcií (osýpky, mumps, tuberkulóza, vírusová hepatitída A, akútna reumatická horúčka) s tzv. súčasný nárast výskytu alergických a autoimunitných ochorení (priedušková astma, Crohnova choroba, diabetes mellitus 1. typu, roztrúsená skleróza) – pozri obrázok 1 [7].

 

Obrázok 1. Inverzný vzťah medzi výskytom typických infekčných ochorení (panel A) a výskytom niektorých alergických a autoimunitných ochorení (panel B) od roku 1950 do roku 2000 [7]

Na základe týchto pozorovaní David Strachan v roku 1989 navrhol, že infekcie v ranom detstve môžu znížiť riziko vzniku alergií v neskoršom veku [8]. Tento predpoklad sa nazýva hygienická hypotéza. Tento termín však nie je celkom vhodný na popis pozorovaného javu, pretože môže byť zavádzajúci a vyvolávať nerozumné praktické závery, o ktorých bude reč nižšie.

Hygienická hypotéza sa na istý čas stala hlavným postulátom pre vysvetlenie mechanizmov rozvoja alergických ochorení v sociálnom a epidemiologickom kontexte. Štúdie uskutočnené v rôznych regiónoch sveta ukázali, že mikrobiálna diverzita v ľudskom prostredí je dôležitá pre vytvorenie adekvátnej a ochrannej, no zároveň tolerantnej imunity; a absencia alebo vyčerpanie mikrobiálnych stimulov, pozorované v modernom svete, prispieva k poruchám imunitného systému a rozvoju alergických ochorení [10-16].

Medzi molekulárnymi mechanizmami takýchto porúch si výskumníci všímajú úlohu regulačných T-lymfocytov a cytokínov, ktoré produkujú (najmä interleukínu-10 a TGF-β), ako aj ligandov receptorov prirodzenej imunity prítomných v baktériách, vírusoch a parazity a pôsobia nezávisle od ich imunogenicity (TOLL-like receptorov) [21].

Nadväzujúc na a zdokonaľovaní hygienickej hypotézy Graham Rook v roku 2003 navrhol hypotézu „dávnych priateľov“, podľa ktorej sa verí, že primeraná úroveň vystavenia mikroorganizmom „dávnych priateľov“ v ranom veku môže chrániť pred imunitnými abnormalitami a alergickými ochoreniami v budúcnosti. Vďaka dlhému evolučnému vzťahu s týmito mikroorganizmami ich náš vrodený imunitný systém rozpoznáva ako neškodné alebo ako svojich „dávnych priateľov“ a namiesto toho, aby vyvolávali agresívne imunitné reakcie, fungujú ako akési imunoregulátory [9]. Za „dávnych priateľov“ Rook nepovažoval pôvodcov hromadných infekcií (prechladnutie, osýpky a iné detské infekcie), ale skôr mikroorganizmy, s ktorými prichádzali do styku pravekí ľudia a ich imunitný systém – mikroorganizmy z prostredia, ktoré žijú v interiéri aj exteriéri, no zároveň sú neškodné, ako aj komenzálne (symbiotické) mikroorganizmy pochádzajúce z kože, čriev a dýchacích ciest iných ľudí. Pred rozvojom modernej medicíny k „dávnym priateľom“ zrejme patrili aj helminty, Helicobacter pylori a vírus hepatitídy A – tie mohli v ľudskom tele zostať celý život a aktivovať jeho imunoregulačné mechanizmy bez toho, aby vyvolali agresívnu reakciu imunitného systému. [17].

Z nesprávneho chápania podstaty hygienickej hypotézy vznikol názor, že pedantná hygiena je príčinou nárastu alergických ochorení. Tento názor nie je podložený rigoróznymi vedeckými dôkazmi. Naopak, údaje ukazujú, že nevyhnutné vystavovanie mikróbom nemá veľa spoločného s hygienou, ako ju často chápe široká verejnosť. Napríklad udržiavanie ľudskej črevnej mikroflóry za pomoci stravy a vyhýbanie sa nadmernému užívaniu antibiotík sú faktory, ktoré priamo nesúvisia s hygienou, ale zároveň majú pozitívny vplyv na stav imunity.

Preto sa od polovice 2010-ych rokov vo vedeckej komunite rozšíril aktualizovaný prístup k problému, ktorý sa nazýva „účelná hygiena“. Autori tohto konceptu tvrdia, že existujú stratégie, ktoré môžu pomôcť obnoviť a udržať vyváženú ľudskú mikroflóru a prípadne pomôcť znížiť riziko vzniku alergických ochorení. Medzi také stratégie zahŕňajú napríklad prirodzený pôrod (namiesto cisárskeho rezu), dojčenie (namiesto kŕmenia umelým mliekom), zvýšenie sociálnej interakcie prostredníctvom športu a iných vonkajších aktivít a zároveň skrátenie času stráveného vo vnútri; zdravá výživa a rozumné užívanie antibiotík. Preventívne úsilie by sa podľa odborníkov malo zamerať na rané detstvo, ktoré je najdôležitejšie pre formovanie plnohodnotnej mikroflóry a dozrievanie imunitného systému, ktorý do značnej miery určuje zdravie jedinca v ďalších rokoch jeho života. Účelná hygiena poskytuje maximálnu ochranu pred expozíciou patogénom a zároveň umožňuje šírenie základných mikroorganizmov v ľudskej populácii. Je založená na identifikácii zdrojov a rezervoárov patogénov, ich prenosových ciest, kritických kontrolných bodov a stanovení nevyhnutných hygienických zásahov [17]. Učelná hygiena umožňuje meniť hygienické správanie tak, aby sme pri zachovaní potrebného vplyvu mikroorganizmov na našu imunitu boli spoľahlivo chránení pred nebezpečnými infekciami [18].

Zdroje živých mikroorganizmov z potravy v ľudskej strave

Vplyv ŽMOP na ľudský organizmus je rôzny. Bol skúmaný a popísaný ich pozitívny vplyv na funkčný stav gastrointestinálneho traktu, kardiovaskulárneho systému, metabolizmu a pod. [20].

Vo svetle diskutovaných hygienických konceptov si interakcia ŽMOP a imunitného systému zaslúži osobitnú pozornosť. Viac ako 70% všetkých imunokompetentných buniek v našom tele je sústredených v gastrointestinálnom trakte, takže stimulačný a regulačný účinok ŽMOP na imunitný systém je celkom pochopiteľný. Strava moderného človeka je však ochudobnená o užitočné ŽMOP, čo vedie k nízkej úrovni ich interakcie s imunitným systémom. Konzumácia dostatočného množstva ŽMOP s jedlom umožňuje vrátiť túto interakciu na prijateľnú úroveň – pozri obrázok 2 [3].

Obrázok 2. ŽMOP vo väčšom množstve im umožňuje interakciu s ľudským imunitným systémom a prevenciu, obmedzenie alebo zlepšenie priebehu chorôb spojených s narušením imunity [3]

Medzi zdroje ŽMOP patria:

• surová zelenina a ovocie (najlepšie so šupkami), bobuľové ovocie, čerstvé bylinky

• fermentované potraviny

• výživové doplnky obsahujúce probiotiká [20]

Fermentované potraviny sú potraviny získané požadovaným mikrobiálnym rastom a enzymatickou premenou zložiek potravy. Živé mikroorganizmy môžu byť prítomné vo fermentovaných potravinách (jogurt, kyslá smotana, kefír, väčšina syrov, surová fermentovaná zelenina a údeniny, kombucha, niektoré druhy piva) ale aj nemusia (chlieb, varená fermentovaná zelenina, klobása, sójová omáčka, ocot, víno, väčšina pív, kávové zrná a kakaové bôby po upražení). V súvislosti s fermentovaným produktom, v ktorom sú prítomné živé mikroorganizmy, možno povedať, že „obsahuje živé a aktívne mikroorganizmy“, a ak produkt živé mikroorganizmy neobsahuje tak o ňom hovoríme, že je „získaný fermentáciou“ [1].

Probiotiká – Ide o živé mikroorganizmy, ktoré pri podávaní v primeranom množstve priaznivo ovplyvňujú zdravie hostiteľského organizmu. Probiotiká môžu byť zahrnuté v produktoch s rôznym regulačným statusom, ako sú potraviny, liečivé potraviny, výživové doplnky, a lieky [19]. V súčasnosti sa celosvetovo najväčšie množstvo probiotík (až 70 %) konzumuje vo forme jogurtov. Podiel probiotík v doplnkoch stravy sa v posledných rokoch zvýšil a v roku 2021 dosiahol 18 % [22].

Fermentovaný produkt sa od probiotika líši tým, že pre probiotiká sú potrebné dôkazy o jeho pozitívnych účinkoch na ľudské zdravie, získané predpísaným spôsobom a uznané regulačným orgánom. Prítomnosť takýchto dôkazov vám umožňuje podložiť tvrdenia o zdravotných výhodách probiotík, aplikovať relevantné informácie na etiketu produktu a použiť ich pri komunikácii so spotrebiteľom. Okrem toho musí byť probiotikum charakterizované z hľadiska jeho mikrobiologickej klasifikácie na úroveň konkrétneho kmeňa, jeho genóm musí byť sekvenovaný (prepísaný) a musí byť presne určený aj počet živých buniek (jednotky tvoriace kolónie, kolóniu tvoriace jednotky alebo KTJ) potrebný na dosiahnutie priaznivého účinku. [1, 19].

Probiotiká môžu pôsobiť ako samotné fermentujúce mikroorganizmy alebo sa jednoducho nachádzajú vo fermentovaných potravinách (pridané po fermentácii). Na takéto probiotiká sa vzťahujú všetky požiadavky uvedené vyššie [1]. Iné mikroorganizmy (nespĺňajúce kritériá pre probiotiká) vo fermentovaných potravinách nepodliehajú takýmto prísnym požiadavkám. Napriek tomu tisíce rokov skúseností s konzumáciou takýchto produktov, ako aj údaje z moderných štúdií poukazujú na ich bezpečnosť a prínos pre zdravie pri konzumácii v dostatočnom množstve [20].

Odporúčania na používanie probiotík, najmä v klinickom prostredí, sú vo všeobecnosti špecifické pre daný kmeň (odporúčania špecifické pre daný kmeň) a sú založené na účinkoch zistených v klinických štúdiách. Jednotlivé kmene sú schopné vykazovať jedinečné neurologické, imunologické, metabolické, antimikrobiálne a iné účinky. Niektoré mechanizmy probiotickej aktivity sú však spoločné pre rôzne kmene, druhy a dokonca aj rody mikroorganizmov. Mnohé probiotiká môžu podobne stimulovať odolnosť voči kolonizácii patogénmi, regulovať gastrointestinálny tranzit alebo normalizovať poruchy vlastnej mikroflóry jedinca. Napríklad schopnosť zvýšiť produkciu mastných kyselín s krátkym reťazcom alebo znížiť pH v lúmene hrubého čreva sú charakteristické účinky rôznych probiotík. Mnohí zástupcovia dobre preštudovaných rodov Lactobacillus a Bifidobacterium môžu zdieľať niektoré spoločné vlastnosti. Ak je teda cieľom užívania probiotík podpora zdravého trávenia a stavu črevnej mikroflóry, potom je opodstatnené a postačujúce užívanie rôznych probiotických zmesí obsahujúcich primerané množstvo dobre preštudovaných druhov [23].

Záver

Ľudstvo nazbieralo dlhoročné skúsenosti s bezpečným používaním ŽMOP v zložení fermentovaných potravín a potravinových doplnkov. ŽMOP môžeme bez obáv zaradiť medzi „dávnych priateľov“ človeka, schopných pozitívne vplývať na jeho zdravie a najmä na stav jeho imunitného systému. Hoci súčasné stravovacie odporúčania výslovne neuvádzajú používanie ŽMOP, renomovaní odborníci na výživu sa domnievajú, že dostupné dôkazy sú dostatočné na podporu hypotézy o zachovaní a zlepšení ľudského zdravia, keď sú do stravy zahrnuté bezpečné ŽMOP. Aby bolo možné vyvinúť stravovacie odporúčania pre ŽMOP založené na dôkazoch, je potrebné podniknúť ďalšie kroky ako je analýza existujúcich údajov, formulovanie otázok o chýbajúcich informáciách a navrhnutie a uskutočnenie výskumných štúdií na zodpovedanie týchto otázok [3].

Použitá literatúra

 

1. 1. Marco, M.L., Sanders, M.E., Gänzle, M. et al. The International Scientific Association for Probiotics and Prebiotics (ISAPP) consensus statement on fermented foods. Nat Rev Gastroenterol Hepatol 18, 196–208 (2021)

1. 1. Tamang JP, Watanabe K, Holzapfel WH. Review: Diversity of Microorganisms in Global Fermented Foods and Beverages. Front Microbiol. 2016 Mar 24;7:377

1. 1. Marco M.L., Hill C., Robert Hutkins R. et al. Should there be a recommended daily intake of microbes? J Nutr. 2020; 150 (12): 3061–3067

1. 1. Sanders, M.E., Merenstein, D., Merrifield, C.A. and Hutkins, R. (2018), Probiotics for human use. Nutr Bull, 43: 212-225

1. 1. Rodríguez-Monforte M, Sánchez E, Barrio F, Costa B, Flores-Mateo G. Metabolic syndrome and dietary patterns: a systematic review and meta-analysis of observational studies. Eur J Nutr. 2017 Apr;56(3):925-947

1. 1. Christ A, Lauterbach M, Latz E. Western Diet and the Immune System: An Inflammatory Connection. Immunity. 2019 Nov 19;51(5):794-811

1. 1. Bach JF. The effect of infections on susceptibility to autoimmune and allergic diseases. N Engl J Med. 2002 Sep 19;347(12):911-20

1. 1. Strachan DP. Family size, infection and atopy: the first decade of the “Hygiene Hypothesis”. Thorax. (2000) 55(Suppl. 1):S2–10

1. 1. Rook GA, Brunet LR. Microbes, immunoregulation, and the gut. Gut. (2005) 54:317–20

1. 1. Riedler J, Braun-Fahrländer C, Eder W, Schreuer M, Waser M, Maisch S, et al. Exposure to farming in early life and development of asthma and allergy: a cross-sectional survey. Lancet. (2001) 358:1129–33

1. 1. Braun-Fahrländer C, Gassner M, Grize L, Neu U, Sennhauser FH, Varonier HS, et al. Prevalence of hay fever and allergic sensitization in farmer’s children and their peers living in the same rural community. SCARPOL team. swiss study on childhood allergy and respiratory symptoms with respect to air pollution. Clin Exp Allergy. (1999) 29:28– 34

1. 1. Björkstén B, Dumitrascu D, Foucard T, Khetsuriani N, Khaitov R, Leja M, et al. Prevalence of childhood asthma, rhinitis and eczema in Scandinavia and Eastern  Europe. Eur Resp J. (1998) 12:432–7

1. 1. Bråbäck L, Breborowicz A, Julge K, Knutsson A, Riikjärv M, Vasar M, et al. Risk factors for respiratory symptoms and atopic sensitization in the Baltic area. Arch Dis Child. (1995) 72:487–93

1. 1. Björkstén B, Naaber P, Sepp E, Mikelsaar M. The intestinal microflora in allergic estonian and swedish 2-year old children. Clin Exper Allergy. (1999) 29:342–6

1. 1. Seiskari T, Kondrashova A, Viskari H, Kaila M, Haapala AM, Aittoniemi J, et al. Allergic sensitization and microbial load–a comparison between Finland and Russian Karelia. Clin Exp Immunol. (2007) 148:47–52

1. 1. Ege MJ, Mayer M, Normand AC, Genuneit J, CooksonWO, Braun-Fahrländer C, et al. Exposure to environmental microorganisms and childhood asthma. N Engl J Med. (2011) 364:701–9

1. 1. Bloomfield, S.F., Rook, G.A., Scott, E.A., Shanahan, F., Stanwell-Smith, R., Turner, P., 2016. Time to abandon the hygiene hypothesis: new perspectives on allergic disease, the human microbiome, infectious disease prevention and the role of targeted hygiene. Perspectives in Public Health 136, 213–224

1. 1. Rook GAW, Bloomfield SF. Microbial exposures that establish immunoregulation are compatible with targeted hygiene. J Allergy Clin Immunol. 2021 Jul;148(1):33-39

1. 1. Hill C, Guarner F, Reid G, Gibson GR, Merenstein DJ, Pot B, Morelli L, Canani RB, Flint HJ, Salminen S, Calder PC, Sanders ME. Expert consensus document. 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

1. 1. LIVE DIETARY MICROBES: A Role in Human Health. © 2023, International Scientific Association for Probiotics and Prebiotics

1. 1. Bach JF. Revisiting the Hygiene Hypothesis in the Context of Autoimmunity. Front Immunol. 2021 Jan 28;11:615192

1. 1. International Probiotics Association Europe. Global and European probiotic market insights 2018-2021. IPAEurope website. https://www.ipaeurope.org/wp-content/uploads/2022/05/Market-data-probiotics-2018-2021.pdf

1. 1. World Gastroenterology Organisation Global Guidelines Probiotics and prebiotics, February 201713.02.2023