Шлунково-кишковий тракт частина 4 - тварина, що відповідає видам
Відновлення мікробного балансу
Пробіотики
Вплив кислого молока на зміцнення здоров’я вже згадується у Старому Завіті. У 1907 р. Мечников у своїй книзі «Подовження життя - оптимістичні дослідження» підозрював, що споживання живих мікроорганізмів має зміцнюючі для здоров’я ефекти. Ліллі та Стіллвелл (1965) вперше застосували термін "пробіотик". Вони розуміли, що це речовини, що сприяють росту інших мікроорганізмів. Визначення терміна "пробіотик" з тих пір постійно розвивається. Більш пізній варіант визначення описує пробіотики як "живі мікроорганізми, які при введенні в достатній кількості призводять до поліпшення стану здоров'я господаря".
У попередніх визначеннях корисний ефект пробіотиків пов’язувався безпосередньо з регуляцією кишкової флори. Зокрема, як пробіотики часто використовують представників родів Bifidobacterium та Lactobacillus. Інші мікроорганізми, які використовуються в якості пробіотиків, - це окремі види родів Streptococcus, Enterococcus, Lactococcus, Propionibacterium, Escherichia, Bacillus та Saccharomyces.
Пробіотики діють, наприклад, шляхом конкурентного витіснення патогенних мікробів і, таким чином, сприяють стійкості хазяїна до колонізації. Крім того, деякі пробіотики належать до молочнокислих бактерій, які знижують значення рН. Таким чином, ці бактерії створюють середовище, в якому патогенні, чутливі до рН мікроби не є конкурентоспроможними або лише обмеженою мірою. Вони також мають протизапальну дію, важливі для розвитку GALT (кишково-асоційованої лімфатичної тканини) та сприяють підвищеному утворенню sIgA (секреторного імуноглобуліну A). У людській медицині використовуються властивості раку та інгібуючі мутацію пробіотичні штами. У Lactobacillus rhamnosus особливо добре вивчено його стабілізуючу дію на стінки кишечника. Це запобігає перенесенню різних макромолекул і, отже, розвитку імунологічної/алергічної відповіді.
Набагато більш конкретний механізм заснований на протиалергічній дії спеціального штаму Lactobacillus paracasei. Тут продукція IgE зменшується за допомогою контрольованого грунтування (збудження) IL-12 (інтерлейкін 12) від нативних Т-клітин до клітин Th (Т-хелперних клітин) 1 та їх продукування IFN-γ (гамма-інтерферону). У той же час це забезпечує збалансоване співвідношення Th1/Th2 (допоміжні клітини для В і Т лімфоцитів). У тестах in vitro (тести в лабораторії) можна було показати, що види Lactobacillus змогли контролювати ріст z. B. Salmonella Typhimurium та E. coli O157: H7. У подальших дослідженнях in vitro було встановлено, що деякі види досліджених Lactobacillus також можуть запобігти прилипанню сальмонели до клітин епітелію кишечника.
Пробіотик повинен відповідати наступним вимогам:
- мають оздоровчий вплив на господаря,
- бути апатогенними та нетоксичними,
- мають високий вміст живих клітин,
- вижити при MDT та бути метаболічно активним,
- Зберегти зберігання та обробку,
- мають привабливі сенсорні властивості і
- бути ізольованим від користувача.
Пробіотик (насправді суміш кількох мікробів) з видатним ефектом - це кефір. Цей продукт ферментації, виготовлений з молока, містить лактобактерії, лейконостокові коки, продуценти оцтової кислоти, лактострептококи та дріжджі. Він має антибактеріальну, протигрибкову, імуностимулюючу, протипухлинну та знижуючу холестерин дію.
Пребіотики
Пребіотики були описані так: "Неперетравлювані харчові компоненти, що надають оздоровчий ефект на господаря шляхом селективної стимуляції росту та/або активності однієї або обмеженої кількості бактерій у товстій кишці".
Згідно з GIBSON (1999), зазначені харчові компоненти можуть вважатися пребіотиком лише в тому випадку, якщо вони:
- не може перетравлюватися або всмоктуватися в шлунку або тонкому кишечнику,
- може ферментуватися лише обмеженою кількістю потенційно "позитивних" бактерій в товстій кишці,
- змістити склад флори в бік "більш здорового", а отже
- викликати оздоровчий ефект для господаря.
Зниження значення рН, про яке вже згадувалося для пробіотиків, є механізмом, який також описаний для пребіотиків і позитивно регулює флору кишечника. Певні бактерії відповідають за ефект зниження рН, який може утворювати коротколанцюгові жирні кислоти з пребіотиками за типовими метаболічними шляхами.
Навіть якщо такі компоненти їжі, як ліпіди або білки, можуть перетравитись у товсту кишку, вуглеводи є «справжніми» пребіотиками. Тут особливо слід зазначити фруктоолігосахариди.
Залежно від ступеня полімеризації β-D-фруктанів розрізняють z. B. інулін та олігофруктоза. Іншими пребіотиками, деякі з яких виробляються синтетичним шляхом, є глюоолігосахариди, галактоолігосахариди або лактулоза. Пошук нових пребіотиків у більшості випадків пов’язаний з метою підтримки бактерій, що продукують лактат (особливо біфідо- та лактобактерій), у їх зростанні. Однак прямий вплив на патогенні мікроби також можна спостерігати за допомогою різних пребіотиків.
Здається, біфідобактерії мають найбільшу здатність до бродіння для олігосахаридів (цукрових полімерів, виготовлених з тих самих або різних поодиноких цукрів з не більше 10 ланками) з короткою довжиною ланцюга. Через позитивний вплив на здоров’я та високий рівень використання фруктоолігосахаридів, біфідобактерії є типом бактерій, призначених для використання пребіотиків.
Хоча пробіотики не можуть повністю вижити після застосування, перебіотики мають перевагу просування мікроорганізмів, що проживають у МДТ, які вже добре адаптовані до існуючого середовища і не є "іноземцями".
Поєднання пробіотиків і пребіотиків відоме як Синбіотики. При правильному складі цієї композиції доданий пребіотик надає використаному пробіотику виборчу харчову перевагу в новому середовищі, тобто він підтримує його розмноження та метаболізм. У той же час, звичайно, окремі компоненти також розвивають свої відповідні ефекти незалежно один від одного.
Вторинні фітонутрієнти
Загальні
Група різних рослинних продуктів узагальнена під терміном вторинні рослинні інгредієнти. До них належать каротиноїди, фітостерини, сапоніни, глюкозинолати, поліфеноли, інгібітори протеази, монотерпени, фітоестрогени (лігнани) та сульфіди. Вони є вторинними рослинними метаболітами, які утворюються лише в спеціальних рослинних клітинах або активні лише на певних стадіях розвитку. Використання рослин або рослинних екстрактів при лікуванні захворювань таке ж давнє, як і сама історія людства.
Використання у домашніх тварин також почалося одночасно з їх прирученням. Зокрема, ефірні олії знайшли і широко використовуються завдяки їх різноманітній дії. Спектр включає протизапальну, антиоксидантну та антиканцерогенну дію, а також біоцидну дію проти бактерій, вірусів, грибів, найпростіших, комах та інших рослин. Вплив вторинних рослинних компонентів на мікробіоти МДТ можна визначити за допомогою досліджень як мікробіому, так і метаболому.
Мікробні метаболіти, такі як коротколанцюгові жирні кислоти, жовчні кислоти, холіни, похідні фенілу та індолу, пов’язані з мікробіотою та її метаболізмом. Вони також мають глибокий вплив на енергетичний гомеостаз. Масляна кислота, зокрема, є важливим джерелом енергії для епітеліальних клітин товстої кишки, але також транспортується до мітохондрій і надходить у цикл трикарбонової кислоти для виробництва АТФ.
Ефірні масла
На кухні використовують ефірні олії (як компоненти ароматичних рослин). Але навіть при такому застосуванні спостерігаються або передбачаються подальші ефекти, що виходять за межі зміни смаку. Наприклад, терпеноїдний капсаїцин, що міститься в перці чилі, також впливає на нервову, травну та серцево-судинну системи. Збереження їжі - ще одне основне використання ефірних масел.
Термін "ефірні олії" сходить до терміна "Quinta essentia", придуманого Парацельсом фон Гогенгеймом (1493-1541). Ефірні олії зазвичай складаються з понад 500 частково летких компонентів.
Склад ефірної олії одного і того ж виду рослин залежить від різних факторів. Географічне розташування рослини, відповідна фаза росту, частина рослини, що використовується, або застосовуваний спосіб екстракції впливають на склад. Наприклад, ефірні олії, видобуті з гексаном (які самі по собі токсичні), мають сильніший протимікробний ефект, ніж ті, що отримуються при паровій дистиляції. Однак метанол (токсичний) є найбільш придатним розчинником порівняно з гексаном, а також водою та етанолом.
Що стосується часу збору врожаю, слід зазначити, що ефірні олії з трав, отриманих під час або безпосередньо після цвітіння, мають найсильніший протимікробний ефект.
Основними компонентами ефірних масел є моно- та сесквітерпени. Терпени відповідають як за запах, так і за багато лікувальних властивостей рослин. Монотерпени можуть бути у вигляді фенольних (карвакрол, тимол), ароматичних (цимен) або алкогольних (борнеол) сполук. Але компоненти, які трапляються лише в слідах або в невеликих кількостях (максимум 15%), здається, важливі для антибактеріальної активності ефірної олії. Вони опосередковують ефект синергії між окремими компонентами, що до цього часу спостерігалося з ефірними оліями материнки, шавлії та чебрецю.
Поліфеноли
Поліфеноли включають різні класи речовин, такі як B. флавоноїди, терпеноїди, алкалоїди, стильбеноїди, поліацетилени, ізофлавони, дубильні речовини, лігніни тощо. Ці вторинні метаболіти отримують із синтетичних шляхів первинного метаболізму. Похідні фенолу та флавоноїди є продуктами амінокислоти фенілаланін або походять з одного метаболічного шляху (метаболізм шикімової кислоти) та метаболізму цукру.
Їжа/продукти, багаті поліфенолами, впливають на вуглеводний та жировий обмін. На основі їх будови поліфеноли можна розділити на 10 класів. Спільним для них є фенольна кільцева структура та одна або декілька гідроксильних груп.
Вони включають тинамієву кислоту, бензойну кислоту, флавоноїди, включаючи проантоціанідини, стильбени, кумарини, лігнани та лігніни.
У рослинах є понад 6000 різних сполук флавоноїдів. На додаток до своєї антиоксидантної дії, поліфеноли можуть захоплювати та нейтралізувати вільні радикали, регулювати оксиди азоту, зменшувати іммобілізацію лейкоцитів (робити їх нерухомими), викликати апоптоз («запрограмована клітинна смерть»), гальмувати ріст клітин, проліферацію та ангіогенез (васкуляризація) та діяти як фітоестрогени.
Знання метаболічного шляху шикімової кислоти для утворення поліфенолів у рослинах дає зрозуміти, які наслідки блокування цього шляху гербіцидами, що містять гліфосат.
Поліфеноли лише частково всмоктуються в тонкому кишечнику. Після поглинання вони змінюються (метоксилюються, глюкуронідуються та сульфатують), що впливає на їх біоактивність. Основними метаболітами є фенольні кислоти, такі як гомованілова кислота, які накопичуються в тканинах. Більшість поліфенолів не є у розчинній формі в рослинах; вони ковалентно зв’язані з полісахаридами (стабільний хімічний зв’язок). Антиоксидантна здатність поліфенолів дуже корисна для кишкового середовища, оскільки антиоксидант, тобто анаеробний потенціал у МДТ, збільшується в напрямку товстої кишки. Процес травлення також характеризується утворенням кисневих радикалів. Це середовище наочно підтримується і захищається поліфенолами, так що, перш за все, анаеробні мікроорганізми активні, а кисневі радикали не можуть мати негативний вплив на епітеліальні клітини кишечника.
Протягом часу транзиту зв’язані поліфеноли відщеплюються від нерозчинних субстратів МДМ і, таким чином, робляться біодоступними. Але вони також безпосередньо впливають на мікробіоти. Після застосування поліфенолів какао було виявлено значне збільшення лактобактерій та біфідобактерій. Встановлено, що коротколанцюгові жирні кислоти, особливо масляна кислота, є метаболітами метаболізму. Таким чином, природа має велику кількість структур, що сприяють зміцненню здоров’я, які склалися протягом мільйонів років еволюції і від яких люди і тварини залежать, оскільки не можуть їх самі утворити. Всім людям, котрі займаються збереженням чи відновленням здоров’я живих істот, радимо вдаватися до цього і дозволяти сприятливі наслідки.
Гумінові кислоти
Гумінові кислоти створюються в природних умовах під час так званого гуміфікації з різної органічної сировини в грунтах. Наявні гумінові речовини сьогодні значною мірою походять з третинного світу, тому їм майже 60 мільйонів років. Окрім ґрунтів, їх також можна знайти в лігнітах, торфі та родовищах бурого вугілля. Крім того, гумінові кислоти або їх фрагменти утворюються при виробництві їжі, наприклад Б. у процесі випікання та обсмажування або бродіння. Наприклад, гумінові кислоти містяться в каві, чаї, хлібній скоринці, а також у смаженому м’ясі.
Вперше гумінові кислоти були описані німецьким фізиком і хіміком Ахардом в 1786 році. На основі вилучення лугу розрізняють нерозчинну частину, гуміни, та розчинну частину, яка може осідати (гумінові кислоти) або ні (фульвокислоти) з додаванням кислоти. Вони являють собою ланцюги ароматичних фенолів, які зв’язані азотовмісними гетероциклічними ланцюгами, несуть азотовмісні бічні ланцюги і мають вуглеводні компоненти. Гумінові кислоти мають полімерний гомологічний характер і представляють широкий діапазон молекулярних розмірів (від 1000 до 200000 Дальтон).
Існують поліонічні структури, напр. В. ефір карбонової кислоти, фенольна гідроксильна, карбонільна та карбоксильна групи. Також присутні аміно- та сульфгідрильні залишки, а також хіноїдні та флавоноїдні структури. Зокрема, гумінові кислоти, виготовлені з рослинних продуктів, включаючи лігнітні гумінові кислоти WH 67, також мають флавонові структури (включаючи фізетин, кверцетин, флавони, ксантини). Певні фармакологічні ефекти (протизапальні, герметизуючі клітини, віруцидні, фунгіцидні).
Нерозчинні гумінові кислоти залишаються в МДТ після перорального застосування і можуть розвивати тут сорбційні властивості - або поглинання (осадження певних структур), або адсорбція (осадження на поверхнях) через утворення комплексу, іонний обмін. Сюди також входить накопичення патогенних грибків, бактерій та вірусів (антимікробна активність).
Інші токсини, важкі метали, нітрати/нітрити, фторид, фосфорорганічні речовини, особливо гліфосат, хлорорганічні інсектициди, карбарил або варфарин також адсорбуються, так що вони не пошкоджують епітелій кишечника і не потрапляють в організм через ентерогепатичну циркуляцію. Були виявлені бактеріостатичні та бактерицидні ефекти на сальмонелу тифі, сальмонелу холерну, золотистий стафілокок та вірусидну дію на простий герпес, аденовіруси та ротавіруси.
Оскільки гумінові кислоти є продуктами деградації рослинного походження, можна припустити, що ці фенольні полімери зазнають подібного процесу деградації та перетворення в МДТ, як і поліфеноли, що містяться в живих рослинах. Використання гумінових кислот у ветеринарній медицині налічує більше 40 років. З самого початку захист споживачів був першорядним: використання антибіотиків у вирощуванні тварин повинно бути якомога нижчим, щоб запобігти стійкості до антибіотиків у патогенних мікроорганізмів.
У MDT препарати гумінової кислоти характеризуються властивістю покривати слизову оболонку - вони запобігають або, принаймні, мінімізують поглинання забруднюючих речовин або токсичних метаболітів, що містяться у кормах у разі зараження. Крім того, вони мають заспокійливу дію на периферичні нервові закінчення в МДТ, що дозволяє МДТ відновити свій фізіологічний тонус.
Деякі гумінові кислоти мають нейтралізуючу дію на гербіцид гліфосат. Його знешкодження є першим кроком у зменшенні шкідливого впливу на споживача через забруднену їжу.
Через показані властивості використання гліфосату в сільському господарстві має бути припинено. Поки ця мета не досягнута, необхідно вживати заходів для нейтралізації її наслідків. Для цього підходять гумінові кислоти, які нейтралізують гліфосат у MDT і, зокрема, запобігають шкідливу дію на мікробіоти.
Ця шкода може бути доведена як в лабораторних умовах, так і в контексті досліджень на молочних коровах. Оскільки ефект гумінових кислот з різних місць зберігання неоднаковий, перед використанням необхідно провести лабораторне дослідження. Дуже важливо, щоб у MDT були присутні вільні гумінові кислоти. Цеоліт (алюмосилікат) і торф також виявляли нейтралізуючі ефекти, порівнянні з гуміновими кислотами.
Проф. Лікар. Моніка Крюгер, біолог
Ця стаття є частиною нашої серії про шлунково-кишковий тракт