Probiotik je prehrambeni pripravek ali zdravilo, ki vsebuje takšne žive mikroorganizme, ki imajo blagodejen učinek na gostitelja (človeka). Najdlje so v uporabi laktobacili (grampozitivni bacili v mlekarstvu), uporabljajo pa se tudi določene kvasovke. Poleg probiotikov poznamo še prebiotike; med slednje sodijo zlasti vlaknine in druge substance, ki v črevesju omogočajo ustrezno okolje za rast bakterij črevesne flore. Simbiotiki so pripravki, ki vsebujejo tako probiotike kot prebiotike.
Poimenovanje Etimološko je izraz probiotik sestavljen iz latinskega predloga pro ("za") in grškega pridevnika βιωτικός ("biotski"). Slednji izhaja iz samostalnika βίος (bios, "življenje").
Probiotična živila Probiotični prehrambeni izdelki vsebujejo mikroorganizme, zlasti iz rodu Lactobacillus in predstavljajo naravno črevesno floro ter preprečujejo razrast patogenih ali oportunističnih bakterij v črevesju. Sodelujejo pri zapletenih presnovnih procesih. Načeloma se v črevesju ne naselijo za stalno in izkazujejo le prehoden učinek.
Med najbolj priljubljenimi probiotičnimi živili so probiotični jogurti. Le-te izdelujejo na različne načine; običajno dodajo probiotične seve bakterij šele na koncu proizvodnje jogurta (ko je mlečnokislinska fermentacija že potekla v prisotnosti primarnih bakterij). Nekateri sevi probiotičnih bakterij lahko sami povzročijo želeno fermentacijo mleka in zato primarne bakterije niso potrebne. V zadnjem času se na tržišču pojavljajo novi probiotični izdelki: probiotična skuta, sir in celo klobase, mlečni napitki in namazi s probiotiki ter živila rastlinskega izvora, namenjena predvsem vegetarijancem.Bojana Bogovič Matijašič, Metoda Zorič Peternel, Irena Rogelj: Ugotavljanje deklariranih bakterij v probiotioenih prehranskih dopolnilih in zdravilih na slovenskem trgu Farmacevtski vestnik Farm Vestn 2010; 61:263-269
Probiotične bakterije so odpornejše na želodčni sok in žolčne kisline kot druge bakterije in zato preživijo prehod skozi prebavila. Ko dospejo v spodnejše predele črevesja, se tam namnožijo in izkazujejo svoj blagodejni učinek na zdravje. Pri nekaterih vrstah bakterij že obstajajo znanstvene študije, ki potrjujejo učinek, pri večini pa so dokazi še potrebni. Dokazovanje učinka ovira zlasti dejstvo, da je za vsak bakterijski rod potrebna posebna študija.
Dobro proučeni so zlasti učinki probiotikov na: pospeševanje presnove laktoze, zatiranje patogenih klic v črevesju, zaviranje oziroma blaženje driske.
Nekateri učinki se predpostavljajo, a še niso dokazani: okrepljena zaščita pred okužbami, znižanje holesterola v krvi, zaviranje raka na debelem črevesu.
Probiotična zdravila
Poleg prehrambenih izdelkov, ki jim dodajajo probiotične bakterije, so na tržišču tudi zdravila, ki vsebujejo liofilizirane mikroorganizme. Prehranska dopolnila in zdravila so na trgu v obliki tablet, kapsul, pastil, peroralnih praškov in peroralnih kapljic. Terapevtske indikacije so zelo raznolike, a niso vse znanstveno podkrepljene. Dokazan je pozitiven učinek pri preprečevanju in lajšanju driske.
Rodovi V probiotičnih zdravilih se uporabljajo zlasti naslednji rodovi bakterij: laktobacili: Lactobacillus acidophilus in Lactobacillus gasseri bifidobakterije: Bifidobacterium bifidum, Bifidobacterium lactis, Bifidobacterium infantis in Bifidobacterium longum enterokoki: Enterococcus faecalis, Enterococcus faecium ešerihije: Escherichia coli Nissle 1917
Pogosto so v določenem zdravilu prisotne mešanice več vrst bakterij.
Zgodovina probiotikov Pozitivno vlogo nekaterih bakterij je prvič predstavil ruski znanstvenik in Nobelov nagrajenec Ilja Iljič Mečnikov, ki je v začetku 20. stoletja predlagal, da bi bilo mogoče spremeniti črevesno floro in zamenjati škodljive mikrobe z uporabnimi. Mečnikov, ki je bil v tem času profesor na inštitutu Pasteur v Parizu, je bil mnenja, da je proces staranja rezultat dejavnosti gnitja (proteolitičnih) mikrobov, ki proizvajajo strupene snovi v debelem črevesju. Proteolitične bakterije (kot je klostridija) so del normalne črevesne flore, pri presnovi beljakovin pa proizvajajo strupene snovi (fenoli, indoli, amonijak). Po Mečnikovu naj bi bile te spojine odgovorne za t. i. "črevesne avto-zastrupitve", ki so povzročile fizikalne spremembe povezane s staranjem.
V tistem času je bilo znano, da mlečnokislinska fermentacija zavira rast proteolitičnih bakterij zaradi nizkega pH, ki je posledica fermentacije laktoze. Mečnikov je opazil, da so nekatere populacije podeželskega prebivalstva v Evropi, na primer v Bolgariji in v ruskih stepah, ki so v veliki meri živele od fermentiranega mleka z mlečno-kislinskimi bakterijami, izjemno dolgo živele. Na podlagi teh dejstev je Mečnikov predlagal, da uživanje fermentiranega mleka »zaseje« v črevesju neškodljive mlečnokislinske bakterije in zniža pH črevesnja. To pa onemogoča rast proteolitičnih bakterij. Mečnikov je zato v svojo prehrano uvedel kislo fermentirano mleko z bakterijami, ki jih je imenoval »Bolgarski Bacillus«. Ugotovil je, da mleko koristi njegovemu zdravju. Prijatelji v Parizu so kmalu sledili njegovemu zgledu in zdravniki so začeli predpisovati dieto s kislim mlekom.
Bifidobakterijo je prvič izoliral Henry Tissier, ki je prav tako delal na inštitutu Pasteur. Bifidobakterijo je izoliral iz dojenčka. Izolirana bakterija Bacillus bifidus communis Tissier, H. 1900. Recherchers sur la flora intestinale normale et pathologique du nourisson. Thesis, University of Paris, Paris, France. se je pozneje preimenovala v rod Bifidobacterium. Tissier je ugotovil, da so bifidobakterije prevladujoče v črevesni flori dojenčkov, ki so dojeni. Ugotovil je tudi, da so bifidobakterije koristne pri zdravljenju driske pri dojenčkih, saj naj bi bifidobakterije zamenjale proteolitične bakterije, ki povzročajo drisko.
Med izbruhom griže leta 1917 je nemški profesor Alfred Nissle izoliral sev Escherichie coli iz blata v vojaka, ki ga bolezen ni prizadela. V tistem času so bile zelo potrebne metode zdravljenja nalezljivih bolezni, saj antibiotikov še ni bilo na voljo. Nissle je tako pri zdravljenju akutne gastrointestinalne infekcije s salmonelo in grižo uporabil Escherichio coli sev Nissle 1917.
Leta 1920 je Rettger dokazal, da Mečnikov »Bolgarski Bacillus«, ki je bil kasneje poimenovan Lactobacillus delbrueckii subsp. bulgaricus, ne more živeti v človeškem črevesju. Mečnikovova teorija je bila na tej stopnji sporna, zato so ljudje dvomili vanjo.
Po Mečnikovovi smrti se je leta 1916 središče dogajanja preselilo v Združene države Amerike. Leta 1935 je bilo za nekatere seve Lactobacillus acidophilus ugotovljeno, da so zelo aktivni, kadar so prisotni v človeškem prebavnem traktu Rettger, L.F., W.N. Levy, L. Weinstein, and J.E. Weiss. 1935. Lactobacillus acidophilus and its therapeutic application. Yale University Press, New Haven., zato so bili nadaljnje študije izvedene z uporabo te bakterije. Spodbudne rezultate so dobili predvsem pri zdravljenju kroničnega zaprtja.
Izraz "probiotiki" je leta 1953 prvič uvedel Kollath. Nasprotno od antibiotikov so bili probiotiki opredeljeni kot iz mikrobov pridobljeni dejavniki, ki spodbujajo rast drugih mikroorganizmov. Leta 1989 je Roy Fuller predlagal definicijo probiotikov, ki je bolj široko uporabljena: »Probiotiki so živi mikroorganizmi, dodani k hrani, ki ugodno vplivajo na gostitelja z izboljšanjem njegovega črevesnega mikrobnega ravnotežja.«
V naslednjih desetletjih so kot probiotike predstavili črevesne mlečno kislinske bakterijske vrste Lactobacillus rhamnosus, Lactobacillus casei in Lactobacillus johnsonii, ki naj bi koristno vplivale na naše zdravje.
Potencialne koristi probiotikov Klinične raziskave v katerih so proučevali uporabnost probiotičnih terapij kažejo na številne možne koristne rabe probiotikov, vendar so pri mnogih raziskavah na voljo le nepopolni rezultati. Potrebno je poudariti, da opisani učinki niso učinki vseh probiotikov. Nedavne raziskave molekularne biologije in genetike rodu Lactobacillus so se osredotočile na interakcijo z imunskim sistemom, na potencialno antikancerogeno delovanje ter na potencialno uporabo v primerih z antibiotiki povzročene driske, potovalne diareje in driske otrok, vnetja črevesja in sindroma razdražljivega črevesja.
Vsi učinki se lahko pripišejo le posameznemu sevu, ki je bil testiran, ne moremo pa teh učinkov pripisati celotnemu rodu Lactobacillus.
Probiotiki in laktozna intoleranca Mlečnokislinske bakterije pretvorijo laktozo v mlečno kislino. Zato bi zaužitje nekaterih aktivnih sevov lahko pomagalo pri laktozni intoleranci posameznikov, tako da bi po zaužitju sevov prenesli več laktoze kot bi jo sicer.
Preprečevanje raka na debelem črevesju V laboratorijskih preiskavah so nekateri sevi LAB (Lactobacillus bulgaricus) izkazali antimutagene učinke, ki so verjetno posledica njihove sposobnosti, da se vežejo s heterocikličnimi amini. Heterociklični amini so rakotvorne snovi, ki nastajajo v kuhanem mesu. Študije na glodalcih so pokazale, da lahko nekateri sevi LAB ščitijo pred nastankom raka na debelem črevesju. Podatki o študijah na ljudeh pa so pomanjkljivi in celo nasprotujoči. V večini študij na ljudeh so ugotovili, da bi testirani sevi lahko imeli antikancerogene učinke zaradi zmanjšanja aktivnosti encima β-glukuronidaze , ki lahko povzroča nastanek rakotvornih snovi v prebavnem traktu. V eni študiji so potrdili nižje tveganje za razvoj raka na debelem črevesju pri ljudeh, ki so uživali veliko fermentiranih mlečnih izdelkov.
Možni mehanizmi protitumornega delovanja probiotikov
Na podlagi rezultatov številnih in vitro ter in vivo (na živalih in tudi na človeku) raziskav se probiotikom pripisuje številne zdravju koristne učinke, med drugim tudi preprečevanje raka na debelem črevesu. Mehanizmi tovrstnega delovanja probiotikov še niso v popolnosti pojasnjeni, najverjetneje pa pri preprečevanju razvoja raka ne gre za en sam mehanizem, pač pa za kombinacijo vplivov.Commane D., Hughes R., Shortt C., Rowland I.: The potential mechanisms involved in the anti-carcinogenic action of probiotics; Mutation research 591 (2005) 276-289
Za prebivalce Evrope je ocenjeno 2 % tveganje za razvoj raka debelega črevesa in danke. Incidenca je visoka predvsem v zahodnem delu, kar pripisujejo prehranjevalnim navadam oziroma uživanju velikih količin maščob in malo vlaknin. Rak debelega črevesa se razvije postopoma zaradi mutacij, aktivacij in delecij onkogenov in tumor supresorskih genov. Možno je, da različni probiotiki delujejo na različnih stopnjah razvoja raka debelega črevesa. Predlagani mehanizmi delovanja probiotikov so stimulacija imunskega odgovora gostitelja, kvantitativne in/ali kvalitativne spremembe v intestinalni mikroflori, sprememba metabolizma črevesne mikroflore, sprememba pogojev v črevesu, sinteza protitumornih snovi, učinki na fiziologijo gostitelja ter vezava in/ali razgradnja karcinogenov.Hirayama K., Rafter J.: The role of probiotic bacteria in cancer prevention; Microbes and infection 2 (2000) 681-686
Probiotiki so imunogeni, zato njihovo redno uživanje aktivira imunski sistem gostitelja. To vodi v supresijo ali regresijo tumorjev tako v črevesju kot izven intestinalnega trakta. Posledica vnetnega imunskega odziva je namreč aktivacija monocitov in makrofagov, ki sproščajo citotoksične snovi, ki lahko lizirajo tumorske celice. Vnetna citokina IL-1 in TNF-α imata citotoksične in citostatične učinke na rakave celice. Poleg tega tudi celice ubijalke delujejo proti tumorskim celicam, njihova aktivnost pa je povečana ob uživanju nekaterih probiotikov. Možno pa je, da je aktiviran imunski odziv vezan le na krajši čas po začetku uporabe probiotikov in se kasneje razvije toleranca.