Food-Info.net> Produkty żywnościowe > Słodycze i wyroby cukiernicze

Prebiotyki

1. Definicja i wprowadzenie
2. Działanie prebiotyków
3. Prebiotyki dostępne handlowo
1. Skutki uboczne
2. Skuteczna dawka
4. Synbiotyki

Definicja i wprowadzenie

Prebiotyki są definiowane jako:

Niestrawne składniki pożywienia, które korzystnie wpływają na organizm gospodarza poprzez wybiórczą stymulację wzrostu i/lub aktywności jednej lub określonej grupy bakterii w jelicie, poprawiając w ten sposób zdrowie gospodarza (Gibson and Roberfroid, 1995) .

Większość potencjalnych prebiotyków jest węglowodanami, choć definicja nie wyklucza innych składników żywności uznawanych jako prebiotyk. Teoretycznie, każdy antybiotyk, który mógłby redukować liczbę potencjalnie szkodliwych mikroorganizmów, a sprzyjać poprawie stanu mikroflory lub jej aktywności, może być rozpatrywany jako prebiotyk.

Definicja nie precyzuje konkretnej grupy bakterii. Jednakże, często przyjmuje się, że prebiotyk powinien zwiększać liczbę i/lub aktywność bifidobakterii i bakterii fermentacji mlekowej jako grup bakterii mających określony, korzystny wpływ na organizm gospodarza. Produkty, które stymulują (lub dążą do stymulacji) bifidobakterii uważa się za czynnik bifidogeniczny. Niektóre prebiotyki mogą w ten sposób również działać jako czynnik bifidogeniczny i odwrotnie, ale oba pojęcia nie są identyczne (patrz ramka poniżej).

Definicja określa również zmiany aktywności metabolicznej, która może przyczyniać się do poprawy zdrowia gospodarza. Oznacza to, że nie tylko specyficzne grupy bakterii muszą być stymulowane, ale to aktywność metaboliczna mikroflory jelitowej jako całości musi być zmodyfikowana. Ogólnie oznacza to wzmożenie fermentacji węglowodanów i obniżenie degradacji i fermentacji białek.

Ogólnie, w wyniku fermentacji węglowodanów otrzymuje się nieszkodliwe a nawet korzystne produkty końcowe, natomiast fermentacja białek pociąga za sobą wytworzenie potencjalnie szkodliwych związków, patrz rycina poniżej.

Ryc. 1. Schemat fermentacji białek i węglowodanów przy udziale mikroflory jelitowej. Podkreślono białka i produkty fermentacji pochodzące głównie z fermentacji białek. SCFA = krótkołańcuchowe kwasy tłuszczowe (Short Chain Fatty Acids), BCFA = rozgałęzione kwasy tłuszczowe (Branched Chain Fatty Acids)

Gaz H₂S jest bardzo reaktywny i może niekorzystnie oddziaływać na jelita. Inne gazy, jak wodór (H₂), CO₂ i metan(CH₄), nie mają negatywnego wpływu, z wyjątkiem przyczyniania się do wzdęć i zaparć. Krótkołańcuchowe kwasy tłuszczowe (SCFA) i mleczan są korzystne zarówno dla mikroflory jelitowej (obniżanie pH, produkcja większej ilości kwasów jelitowych), jak i dla mikroflory jelitowej (która wykorzystuje SCFA do przemian energetycznych). Etanol jest szybko metabolizowany przez inne bakterie jelitowe i nie ma wpływu na organizm gospodarza. BCFA, amoniak, aminy, fenole oraz indole są czynnikami drażniącymi komórki jelita, są potencjalnie mutagenne, a w wysokim stężeniu mogą mieć negatywny wpływ na system immunologiczny.

Zwiększona fermentacja węglowodanów i ograniczona fermentacja białek w jelitach jest zatem korzystna. Jednakże, zmiany aktywności metabolicznej są niekoniecznie związane ze zwiększoną liczbą potencjalnie korzystnych grup bakterii.

Koncepcja prebiotyku jest zatem jasna: ma on zwiększać liczbę korzystnych bakterii i/lub zwiększać metabolizm węglowodanów.

Działanie prebiotyków

Prebiotyki mają na celu oddziaływanie na mikroflorę jelita grubego.

Stwierdzono następujące skutki działania prebiotyków:

• łagodzenie zaparć
• redukcję pH treści jelitowej
• przywracanie równowagi mikroflory jelitowej
• wpływ na poziom cholesterolu we krwi
• zmniejszenie ryzyka występowania raka okrężnicy
• wpływ na układ odpornościowy
• poprawę stanu mikroflory jelitowej u noworodków

Łagodzenie zaparć.

Jest to dobrze udokumentowane działanie, podobne do tego, wywoływanego spożywaniem błonnika. Dużo prebiotyków należy do węglowodanów, fermentowanych w jelicie grubym. Podczas fermentacji węglowodanów są wytwarzane gazy, które zwiększają objętość i skracają czas przejścia treści pokarmowej przez jelita. Zaparcie jest skutkiem bardzo powolnego pasażu pokarmu w jelicie (długi czas przejścia). Skrócenie czas przejścia pokarmu, przeciwdziała zatem zaparciom.

Co więcej, wiele węglowodanów zwiększa zawartość wody w jelicie, a wytwarzane kwasy poprawiają ruchliwość treści pokarmowej w jelitach. Te dwa oddziaływania przyczyniają się również do skrócenia czasu pasażu pokarmu w dolnej części układu pokarmowego.

Najlepsze działanie mają mieszaniny węglowodanów zawierające błonnik pokarmowy. Dzieje się tak na skutek zmian w metabolizmie (najczęściej węglowodanów), a nie na stymulacji określonych bakterii.

Redukcja pH treści jelitowej

Efekt ten jest również wywołany zmianą w metabolizmie, z dominującej fermentacji białek (skutkującej produkcją amoniaku i wysokim pH) do wzmożonej fermentacji węglowodanów (skutkującej produkcją kwasów). Kilka dolegliwości jelitowych, takich jak choroba Crohn'a i syndrom drażliwego jelita (IBS ang. irritated bowel syndrome) cechuje wysokie pH treści jelitowej. Tak więc, obniżając pH redukuje się objawy tych chorób (nie lecząc!), co jest korzystne dla chorego. Niskie pH treści jelitowej ułatwia również wypróżnianie się i może chronić przed rozwojem patogenów.

Najlepsze rezultaty uzyskuje się przez spożywanie szybko fermentujących mieszanin węglowodanów. Polega to na zmianach metabolizmu (dotyczy bardziej węglowodanów), a nie na stymulowaniu określonych bakterii.

Przywracanie równowagi mikroflory jelitowej

Prebiotyki mogą przywracać równowagę w jelicie po zaburzeniach spowodowanych przyjmowaniem antybiotyków, biegunką, stresem czy innymi lekarstwami (nie antybiotykami). Równowaga jelitowa może być przywrócona również przez wybiórczą stymulację pewnych grup bakterii. Dotyczyć to może różnych grup bakterii i być wywołane przez bezpośrednią stymulację (wzrost wybranych bakterii na prebiotykach), lub przez stymulację pośrednią (bakterie stwarzają korzystne warunki dla innych bakterii).

W tym przypadku, znaczenie ma zarówno wybiórcza stymulacja i zmiany w metabolizmie.

Wpływ na poziom cholesterolu we krwi

Uważa się, że niektóre oligosacharydy mają korzystny wpływ na poziom cholesterolu w organizmie, lecz działanie to nie zostało udowodnione. Opublikowane dane wskazują, że wpływ ten nie jest wysoki.

Zmniejszenie ryzyka wystąpienia raka okrężnicy

Wpływ ten nie został udowodniony. Jednakże, istnieje wiele przesłanek wskazujących, że produkty fermentacji białek mogą zwiększać ryzyko wystąpienia raka okrężnicy. Redukując fermentację białek, redukuje się także tego rodzaju ryzyko. Co więcej, produkty fermentacji węglowodanów mogą obniżyć ryzyko wystąpienia raka okrężnicy.

Ponownie, obniżenie ryzyka wystąpienie raka okrężnicy może być skutkiem zmian w metabolizmie, a nie wynikać ze zmian w określonych grupach bakterii.

Wpływ na układ odpornościowy

Prebiotyki same z siebie nie będą miały wpływu na układ odpornościowy. Jednakże, układ odpornościowy może być indukowany przez zmiany w mikroflorze jelitowej,. Oddziaływanie to może być korzystne lub niekorzystne. Korzystny jest wtedy, gdy układ odpornościowy jest aktywowany przeciwko potencjalnym patogenom. Niekorzystny wtedy, gdy stymulacja prowadzi do spotęgowania reakcji alergicznych.

Wykonano wiele badań dotyczących wpływu mikroflory jelitowej na układ odpornościowy. Pomimo to, obecnie, nie są znane substancje prebiotyczne o korzystnym wpływie na układ odpornościowy.

Poprawa stanu mikroflory jelitowej u noworodków

Mikroflora jelitowa dzieci poniżej 4 roku życia jest bardzo niestabilna. Wiele patogenów wchłanianych drogą pokarmową może zakłócać funkcjonowanie naturalnej mikroflory jelitowej. Substancje, które stabilizują mikroflorę bakteryjną można uważać za prebiotyki. Wykonano wiele badań, w których oligosacharydy dostępne handlowo miały działanie stabilizujące, łączące zmiany mikroflory bakteryjnej z obniżeniem pH.

Prebiotyki dostępne handlowo

Większość prebiotyków dostępnych handlowo jest oligosacharydami i błonnikiem pokarmowym. Wybrane, nietrawione oligosacharydy, intensyfikują fermentację węglowodanów i z tego powodu posiadają cechy funkcjonalne przedstawione powyżej. Należy jednak pamiętać, że nie wszystkie oligosacharydy mają korzystny wpływ. Aby ten wpływ wykazać, oligosacharydy (i ich mieszanki) powinny być dokładnie zbadane w testach żywieniowych na ludziach i zwierzętach.

Obecnie, nie są znane oligosacharydy, które wybiórczo stymulują pewne grupy bakterii. Stwierdzono, że kilka oligosacharydów selektywnie stymuluje bifidobakterie i bakterie fermentacji mlekowej, choć doświadczenia wykonane in vivo (na ludziach) i in vitro (laboratoryjnie) wykazały, że wszystkie oligosacharydy dostępne w handlu są fermentowane przez dużą liczbę szczepów bakterii jelitowych.

Skuteczność wszystkich dostępnych handlowo oligosacharydów należy tłumaczyć zmianami metabolizmu, a nie wybiórczą stymulacją poszczególnych grup bakterii.

Skutki uboczne

Dostępne handlowo oligosacharydy intensyfikują fermentację węglowodanów, jak również zwiększają produkcję gazu (patrz rycina powyżej). Oznacza to, że głównymi skutkami ubocznymi są wzdęcia i zaparcia. Działanie to może wystąpić po spożyciu 5 g preparatu u osób wrażliwych, a nie wystąpić po spożyciu 40 g u osób odpornych. Skutki uboczne są zatem związane z rodzajem oligosacharydu i tolerancją gospodarza.

Skuteczna dawka

Normalna dieta dostarcza dziennie 5 - 10 g niestrawnych węglowodanów. Składają się na to oligosacharydy ze źródeł roślinnych (głównie fruktooligosacharydy). Skuteczna dawka oligosacharydów mieści się w przedziale 5 -10 g/dobę dla dorosłego, zdrowego człowieka. Dawka poniżej 5 g jest uznawana za dawkę nieskuteczną.

Przykłady oligosacharydów dostępnych handlowo:

Synbiotyki

Rolą prebiotyków jest specyficzne oddziaływanie na mikroflorę jelita grubego. Działanie probiotyków (łącze do probiotyki) jest najbardziej skuteczne w jelicie cienkim.

Synbiotyki są połaczeniem prebiotyków i probiotyków w jednym produkcie. Produkt synbiotyczny powinien zawierać składnik korzystny dla jelita cienkiego (probiotyk) oraz inny dla jelita grubego (prebiotyk). W ten sposób oba czynniki oddziałują synergistycznie, stąd nazwa syn-biotyk.

Częstym niezrozumieniem jest przekonanie, że prebiotyk powinien stymulować probiotyk (w rozumieniu sym-biotyk, od symbiozy). Jeśli w czasie stymulację probiotyku wykorzystywany będzie prebiotyk, nie będzie on odgrywał roli w jelicie grubym, a więc przekonanie to jest niesłuszne.