Что такое постбиотики? Самый полный всесторонний обзор

В последнее время повысился интерес к использованию пребиотиков, пробиотиков и постбиотиков для изменения микробиома кишечника. Представляем вам всесторонний обзор постбиотиков, включая их механизм действия, клинические характеристики и потенциальные терапевтические применения. Поскольку постбиотики не содержат живых микроорганизмов, риски, связанные с их приемом, сведены к минимуму. 

Что такое постбиотики?

Постбиотики – это побочные продукты процесса ферментации, осуществляемого пробиотиками в кишечнике. Другими словами, пробиотики питаются пребиотиками и образуются постбиотики (3).

Чтобы не путаться в терминах, вот краткое описание:

  • Пробиотики – это полезные или «дружественные» бактерии, которые живут в кишечнике и превращают клетчатку в соединения, полезные для здоровья (1).
  • Пребиотики – это группа питательных веществ, в основном клетчатка, которые питают полезные бактерии в кишечнике (2).
  • Синбиотики – это комбинация пребиотиков и пробиотиков, которые оказывают благотворное влияние на микробиом кишечника.
  • Постбиотики – это биоактивные соединения, которые производят пробиотические бактерии, когда они потребляют пребиотики (клетчатку).

Читайте нашу статью “Пробиотики и пребиотики: в чем разница?”, чтобы стать экспертом в этом вопросе.

Оказывается, что все полезные свойства для здоровья, связанные с пребиотиками и пробиотиками, на самом деле связаны с производством постбиотиков.

Хотя постбиотики не содержат живых микроорганизмов, они оказывают благотворное влияние на здоровье за ​​счет аналогичных механизмов, характерных для пробиотиков, сводя к минимуму риски, связанные с их приемом.  Следовательно, как и у пребиотиков, так и у постбиотиков нет серьезных побочных эффектов, и при этом они сохраняют эффективность, аналогичную пробиотикам.

Оптимальный состав микробиома как признак благополучия человека. 

Состав и структура микробиома – один из факторов, определяющих правильное развитие и здоровье человека. 

Крыша, представляющая микробиом, может быть непроницаемой и надежной только при условии, что нижележащие конструкции прочные. Основа для строительства – правильное питание и физическая активность. Метафорический фундамент, представленный правильным питанием и физической активностью, подчеркивает главную роль здорового образа жизни в поддержании здоровья и благополучия человека. Соединители (столбы) между «крышей» и «фундаментом», которые цементируют конструкцию, являются пре-, про- и постбиотиками. В настоящее время большое количество исследований сосредоточено на определении идеальной пропорции и формы каждой колонны. Важно отметить, что на состав микробиома также влияют другие факторы, которые не указаны на этом рисунке, например, способ родов, использование антибиотиков, наличие братьев и сестер и многое др.

Виды постбиотиков

Постбиотики представляют собой любое вещество, высвобождаемое или продуцируемое метаболической активностью микроорганизма, которое прямо или косвенно оказывает благотворное влияние на хозяина [ 7 ]. 

Концепция постбиотиков основана на наблюдении, что положительные эффекты микробиоты опосредованы секрецией различных метаболитов. 

Существуют различные виды постбиотиков (3):

  • короткоцепочечные жирные кислоты;
  • липополисахариды;
  • экзополисахариды;
  • ферменты;
  • фрагменты клеточной стенки;
  • бактериальные лизаты (смесь из бактериальных компонентов);
  • бесклеточные супернатанты (смесь соединений, продуцируемых бактериями и дрожжами);
  • различные другие метаболиты, такие как витамины и аминокислоты.
Виды постбиотиков

Постбиотические добавки пока не так доступны, как пребиотики и пробиотики, но их уже можно купить в интернет-магазинах здорового питания или можно увеличить количество постбиотиков в своем организме, употребляя больше пребиотических продуктов (клетчатки) и пробиотиков, поскольку постбиотики являются их конечным продуктом.

Какая польза для здоровья от постбиотиков

Хотя концепция постбиотиков довольно нова, они существуют уже давно и связаны с полезными функциями для здоровья. Постбиотики обладают плейотропными свойствами. В медицинской практике под плейотропией понимают множественность эффектов одного и того же лекарственного средства.

За счет индукции дифференцировки Т-регуляторных лимфоцитов и синтеза противовоспалительных цитокинов постбиотики восстанавливают дисбаланс между двумя основными ветвями иммунной системы, представленными лимфоцитами Th1 и Th2. Баланс между лимфоцитами Th1 и Th2 жизненно важен для иммунорегуляции, и его нарушение вызывает различные иммунные заболевания, в том числе атопические. 

Антибактериальная активность, вероятно, опосредована воздействием постбиотиков на молекулярную структуру энтероцитов, что приводит к закрытию кишечного барьера. 

«Статиноподобная» активность постбиотиков и их будущее терапевтическое применение при метаболических и родственных заболеваниях ожидаются с большим нетерпением.

Повышают иммунитет

Постбиотики обладают свойствами, которые помогают укрепить иммунную систему.

Иммуномодулирующие эффекты кишечного микробиома предполагались давно [ 77 ]. Например, бутират (короткоцепочечная жирная кислота) индуцирует дифференцировку регуляторных Т-клеток (Treg) в кишечнике [ 78 ]. Кроме того, пропионат (еще одна короткоцепочечная жирная кислота) усиливает образование периферических Treg [ 79 ]. 

Другие постбиотики, выделенные из культуры Bacillus coagulans (супернатант, фрагменты клеточной стенки), также индуцируют продукцию противовоспалительных цитокинов и способствуют Т-хелперному (Th) 2-зависимому иммунному ответу [ 80 ]. 

Более того, многочисленные эксперименты in vitro показали, что супернатант от Bifidobacterium breveкультура индуцирует созревание и выживание дендридных клеток и, следовательно, увеличивает секрецию IL-10 и ингибирует секрецию TNF-α [ 81 ]. Эти свойства могут быть ответственны за ограничение Th1-опосредованных ответов и усиление Th2-опосредованных ответов [ 82 ], что часто наблюдается у лиц, предрасположенных к атопическим заболеваниям.

Исследования на взрослых показали, что постбиотики усиливают иммунную систему и могут защитить от инфекций, таких как простуда.

Одно 12-недельное исследование с участием 80 здоровых пожилых людей показало, что ежедневный прием постбиотиков снижает риск респираторной инфекции путем улучшения способности вырабатывать антитела, которые и помогают защищать организм от вредных бактерий и токсинов (4).

В другом 20-недельном исследовании 300 пожилых людей, разделенных на три группы, получали либо плацебо, либо постбиотики в низких дозах, либо постбиотики в высоких дозах для защиты от простуды. К концу исследования в группе плацебо заболело простудой большее количество людей, чем в группах с низкой и высокой дозой постбиотиков (5).

Использование бактериальных лизатов у детей было связано со значительным уменьшением инфекции дыхательных путей по сравнению с контролем [ 56 ].

Уменьшают проблемы пищеварения

Воспалительные заболевания кишечника (ВЗК) поражает более 1 миллиона человек в Соединенных Штатах.

Исследования показывают, что постбиотики, такие как короткоцепочечные жирные кислоты, помогают улучшить симптомы у людей с язвенным колитом легкой и средней степени тяжести, а также с болезнью Крона – двумя типами ВЗК.

У людей с воспалительными заболеваниями кишечника, как правило, меньше вырабатывается в кишечнике короткоцепочечных жирных кислот, таких как бутират, которые нужны для регулирования иммунитета и контроля воспаления в пищеварительном тракте. Например, бутират важен для активации иммунных клеток, которые помогают уменьшить воспаление (6).

Было обнаружено, что бутират (SCFA) поддерживает регенерацию кишечного эпителия [ 88 ]. Между тем, супернатант, полученный из одного из наиболее распространенных пробиотических штаммов, L. rhamnosus GG , помогает защитить гладкомышечные клетки кишечника человека от повреждения [ 89 ]. 

Некоторые постбиотики могут оказывать прямое противомикробное действие, закрывая кишечный барьер, конкурентно связываясь с рецепторами, необходимыми для некоторых патогенных бактерий, изменяя экспрессию генов хозяина или модулируя локальную среду [ 12 ]. 

Небольшое исследование с участием 13 человек с болезнью Крона от легкой до умеренной степени тяжести показало, что ежедневный прием 4 граммов бутирата в течение 8 недель привел к клиническим улучшениям и ремиссии у 53% участников (7).

Несколько более ранних исследований постбиотиков и ВЗК, проведенных в основном в 1990-х годах, показывают, что короткоцепочечные жирные кислоты, улучшают симптомы язвенного колита (891011).

Помогают предотвратить и лечить диарею

Исследования показывают, что постбиотики помогают предотвратить и лечить диарею.

Например, обзор семи исследований с участием 1740 детей показал, что добавление постбиотиков значительно сокращает продолжительность диареи и более эффективно, чем лечение плацебо, в предотвращении диареи, фарингита и ларингита (12).

Аналогичным образом, обзор 23 исследований с участием 3938 детей показал, что добавление постбиотиков было значительно более эффективным, чем плацебо, в предотвращении диареи, связанной с антибиотиками (13).

В небольшом исследовании 2003 года 137 взрослых с хронической диареей лечились либо постбиотическими добавками, либо добавками с пробиотиками в течение 4 недель. К концу исследования было доказано, что постбиотическая добавка более эффективна при лечении диареи, чем пробиотик (14).

Кроме того, 4-недельное исследование с участием 297 взрослых с синдромом раздраженного кишечника (СРК) показало, что добавление постбиотиков значительно снижает частоту опорожнения кишечника, вздутие и боль в животе и улучшает общее качество их жизни (15).

Антиатеросклеротические эффекты

Постбиотики также могут играть роль в метаболизме липидов и снижать риск сердечно-сосудистых заболеваний. Например, пропионат SCFA может ингибировать конденсацию предшественников холестерина, что приводит к статиноподобным эффектам [ 50 ]. Кефиран также обладает антиатерогенными свойствами, что может быть результатом уменьшения воспаления, предотвращения накопления холестерина в макрофагах и снижения концентрации липидов [ 22 ]. Более того, было обнаружено , что бактериальные лизаты Lactobacillus снижают уровни триглицеридов и холестерина ЛПНП, одновременно повышая уровень полезного холестерина ЛПВП на модели мышей с ожирением [ 90 ]. Этот благотворный эффект фрагментированных лактобацилл на липидный профиль были вызваны активацией рецептора, активируемого пролифератором пероксисом (PPAR) α, который также является терапевтической мишенью липидоснижающих препаратов фибратного класса [ 90 ]. Более того, пропионат стимулировал высвобождение пептида YY и GLP-1 в клетках толстой кишки человека и приводил к значительному снижению общего содержания жировой ткани и содержания внутрипеченочных липидов in vivo [ 91 ].

Использование при аллергических заболеваниях

Считается, что постбиотики могут быть жизнеспособным вариантом лечения аллергических заболеваний, поскольку они могут восстанавливать баланс Th1 / Th2-опосредованных иммунных ответов и поддерживать созревание иммунной системы. Действительно, имеющиеся данные подтверждают использование постбиотиков для предотвращения обострений астмы / хрипов у детей [ 57 , 101 ]. Кроме того, тяжесть симптомов атопического дерматита была обратно пропорциональна количеству бутират-продуцирующих бактерий в кишечнике [ 102 ], а пероральный прием бактериального лизата ассоциировался с лучшими результатами лечения атопического дерматита у детей [ 61]. 

Исследование с участием 34 взрослых с атопическим дерматитом (экземой)  показало, что прием постбиотиков в течение 8–12 недель значительно снижает тяжесть состояния. Для сравнения, в группе плацебо улучшений не наблюдалось (16).

Другие потенциальные преимущества

  • Помогают в похудении. Несколько исследований показывают, что постбиотики, такие как короткоцепочечные жирные кислоты, могут способствовать снижению веса,  подавляя сигналы голода (171819).
  • Помогают снизить риск сердечных заболеваний. Исследования на животных показали, что бутират помогает снизить артериальное давление и подавляет гены, которые играют роль в производстве холестерина (2021 ).
  • Помогают контролировать уровень сахара в крови. Исследования показывают, что бутират может помочь контролировать уровень сахара в крови (2223).
  • Может иметь противоопухолевые свойства. Некоторые исследования в пробирках и на животных показывают, что постбиотики могут обладать качествами, которые помогают подавлять рост и распространение некоторых раковых клеток, например, клетки рака толстой кишки и желудка (242526).

Безопасны ли постбиотики?

При обсуждении терапевтических преимуществ следует обращать внимание на превосходство постбиотиков над пробиотиками с точки зрения безопасности. Несомненным преимуществом постбиотиков является обход проблемы приобретения генов устойчивости к антибиотикам и факторов вирулентности, которые могут возникать in vivo при использовании пробиотиков [ 95 ]. 

Постбиотики устраняют необходимость контакта с живыми микроорганизмами, что особенно важно для детей с незрелой иммунной системой и неплотным кишечным барьером.

Редакция Proautism.infohttp://proautism.info
Главный редактор: Светлана Витренко. SMM, диетолог, врач спортивной медицины: Морозова Ольга. Редактор, переводчик: Ирина Привольская. Врач-педиатр: Кононова Лариса Дмитриевна. Администратор: Логинов Владимир.

Статьи по этой теме

Последние новости

Самые популярные новости