In vitro vrednotenje najbolj aktivnih probiotičnih sevov, ki lahko izboljšajo funkcije črevesne pregrade in preprečijo vnetne bolezni prebavilⅠ
Nov 29, 2023
Povzetek:
Ozadje: Celovitost črevesne pregrade je temeljnega pomena za zdravje črevesja in homeostazo; njegova poškodba lahko poveča prepustnost črevesja, s translokacijo bakterij in/ali endotoksinov iz črevesja ter nastankom različnih črevesnih bolezni. Lactobacillus spp. je eden najpogostejših probiotikov, ki jih običajno najdemo v fermentiranih živilih in mlečnih izdelkih in je znan po svojih protivnetnih in imunomodulatornih lastnostih ter po sposobnosti zaščite in krepitve črevesne pregrade. To delo je bilo namenjenoza oceno sposobnosti različnih sevov Lactobacillus spp. za izboljšanje in vitro celovitosti črevesne pregrade, za izvajanje protivnetnega in imunomodulatornega delovanja ter za preprečevanje okužb s Salmonella Typhimurium in enteroinvazivno Escherichia coli (EIEC). Metode: Analizirali smo celično izražanje tesnih stikov, protimikrobnega peptida HBD-2, provnetnih citokinov ter inhibicijo adhezije in invazije patogenov v modelu sokultiviranih epitelijskih celic, zdravljenih z Lactobacillus spp. Rezultati: L. brevis, L. reuteri in L. rhamnosus se je izkazal za učinkovitejšega pri zaščiti črevesnega epitelija. Sklepi: Te študije in vitro lahko pomagajo pri izbiri sevov, ki so še posebej aktivni pri njihovi predvideni uporabi, da dobimo konzorcijske formulacije, ki imajo lahko čim večji izkoristek v smislu koristi za bolnika.
Kliknite na hitro delujoče odvajalo
1. Uvod
Gastrointestinalni trakt je opredeljen kot najpomembnejši in največji imunski organ človeškega telesa, saj je mesto tesnega navzkrižnega stika med celicami, ki sestavljajo epitelij, in imunskim sistemom, ki uravnava vsebino črevesnega lumna. Črevesna površina je sestavljen iz ene same plasti epitelijskih celic, ki tvorijo širši vmesnik med gostiteljem in okoljem, tako da vzdržujejo ravnovesje med izločanjem tekočin in absorpcijo hranil in ionov ter ga ščitijo pred mikroorganizmi, toksini in prehranskimi antigeni [1–3] .
Celovitost črevesne pregrade je temeljnega pomena za zdravje črevesja in homeostazo; več dejavnikov prispeva k celovitosti pregrade, kot so kislost želodca, peristaltika, izločeni protimikrobni dejavniki in sluznica [4], ki nastane zaradi aktivnosti vrčastih celic, razpršenih med črevesnimi epitelnimi celicami, ki so odgovorne za izločanje glikoproteinov, imenovanih mucini [4, 5]. Poleg tega zapleten sistem medceličnih stikov uravnava prepustnost črevesja, vključno s šibkimi stiki (tj. Adherens in Gap spoji, desmosomi) in proteinskimi kompleksi, ki nastanejo na najbolj apikalnih področjih polariziranih epitelijskih celic, imenovanih "tesni stiki" (TJ). TJ, kot so okludin, klaudin in zonulin, so dinamične strukture, ki uravnavajo promet vode, raztopljenih snovi in imunskih celic iz črevesnega lumna v subepitelijska tkiva v fizioloških in patoloških stanjih, katerih sestava in organizacija se lahko razlikujeta glede na znotrajcelično tkivo. in zunajcelični dražljaji [6,7].
Različni dejavniki lahko zmanjšajo pregradno funkcijo [8, 9] z ogrožanjem celovitosti črevesnega epitelija, kar vodi do povečanja prepustnosti s posledičnim prenosom bakterij in/ali njihovih toksičnih produktov iz črevesja ter indukcijo sistemskega vnetnega odziva.
Ti dogodki predstavljajo glavni vzrok patogeneze večine črevesnih bolezni, kot so sindrom razdražljivega črevesja (IBS), vnetna črevesna bolezen (IBD), celiakija in zgodnje stopnje raka debelega črevesa [7, 10–13]. Med temi dejavniki so obstajajo oksidativni stres, provnetni citokini in patogeni mikroorganizmi, kot sta Salmonella Typhimurium [3,14] in enteroinvazivna Escherichia coli (EIEC) [15]Salmonella enterica subsp. enterica serovar Typhimurium (S. Typhimurium) je gramnegativni bacil, ki velja za glavnega povzročitelja akutne okužbe s hrano, ki jo povzroča netifusna salmonela (NTS) [14]. S. Typhimurium lahko kolonizira črevesni epitelij tako, da tekmuje s komponentami rezidenčne mikrobiote [16], in zaradi svoje sposobnosti preživetja v makrofagih [17] inducira aktivacijo jedrnega transkripcijskega faktorja NF-kB, kar povzroči izločanje pro vnetnih citokinov, kot sta interlevkin (IL)-8 [18] in faktor tumorske nekroze alfa (TNF-) [19].
To vnetno stanje povzroči hude simptome, kot so bruhanje, driska, zvišana telesna temperatura in v nekaterih primerih, zlasti pri otrocih in starejših bolnikih z oslabljenim imunskim sistemom, smrt [14–20]. EIEC je še en po Gramu negativen bacil, ki je vpleten v patogenezo bacilarne dizenterije, ki je zaradi na repertoar virulentnih genov, združenih v 230 kb virulentni plazmid, vdre v sluznico debelega črevesa človeških gostiteljev in uniči črevesno epitelijsko pregrado, kar povzroči nastanek abscesov in razjed debelega črevesa. Nastali akutni vnetni odziv je odgovoren za patološko stanje, podobno šigelozi, za katero je značilna prisotnost gnojnega blata s krvjo in levkociti, ki ga spremljajo trebušni krči, zvišana telesna temperatura in včasih bruhanje [15, 21], in ga lahko najdemo tako pri otrocih kot pri odraslih, zlasti v državah z nizkim in srednjim dohodkom in neustreznimi sanitarnimi pogoji [15,22].
Dokazano je, da uživanje probiotičnih bakterij prispeva k pravilnemu delovanju črevesja z ohranjanjem prepustnosti epitelija, izboljšanjem sluznice, povečanjem obnove enterocitov, spodbujanjem prirojenega in adaptivnega imunskega odziva ter obnavljanjem sestave in aktivnosti črevesne mikrobiote [23,24].Probiotiki po navedbah Svetovne zdravstvene organizacije so opredeljeni kot "živi mikroorganizmi, ki ob dajanju v ustreznih količinah koristijo zdravju gostitelja" [25] in lahko vstopijo v gostitelja s hrano ali dodatki in kolonizirajo črevesno sluznico tako, da se lahko uprejo delovanju želodčnih in žolčnih sokov.
Rod Lactobacillus je eden najbolj razširjenih probiotikov, ki ga lahko najdemo v številnih funkcionalnih živilih in bioterapevtskih sredstvih [26]. Rod Lactobacillus spp. vključuje široko paleto po Gramu pozitivnih, fakultativno anaerobnih in asporogenih bakterij z znanimi koristnimi učinki [27]; so naravno prisotni v človeškem prebavnem traktu, njihova porazdelitev pa je heterogena in odvisna od različnih eksogenih in endogenih dejavnikov [28]. Izboljšanje funkcije epitelijske pregrade in zmožnost uravnavanja tako prirojene kot adaptivne imunosti so nekateri od predlaganih mehanizmov, s katerimi lahko nekateri laktobacili prenesejo koristne aktivnosti [29]; te dejavnosti so lahko odvisne od seva in vrste Lactobacillus, pa tudi od ciljne populacije in črevesja. sposobnost odpornosti sluznice in lahko igra vlogo pri preprečevanju in zdravljenju bolezni pri gostitelju z imunsko stimulacijo in regulacijo. Obsežne študije so pokazale, da lahko laktobacili modulirajo izražanje pro- in protivnetnih citokinov [30–32] ter prirojeni imunski odziv [33].
Med mehanizmi prirojenega imunskega odziva je še posebej zanimiva proizvodnja protimikrobnih peptidov (AMP), vključno s človeškim beta-defenzinom 2 (HBD-2), inducibilnim AMP, identificiranim v psoriatičnih lezijah kot najpogostejši AMP, ki ga proizvajajo številni epiteliji in s širokim spektrom delovanja proti gram-pozitivnim in gram-negativnim bakterijam, glivam in ovojnicam nekaterih virusov. Njegovo proizvodnjo sprožijo različni dražljaji, kot so vnetja, okužbe, endogeni dražljaji ali rane [3,34].
Po drugi strani pa lahko AMP tudi modulirajo sestavo mikrobiote (za razliko od antibiotikov, ki se običajno uporabljajo pri zdravljenju) in spodbujajo obnovo intestinalnega epitelija [35]. Z naraščajočim zanimanjem znanstvene skupnosti za uporabo probiotikov v različnih potencialnih aplikacijah , cilj tega dela je bil oceniti protivnetne in imunomodulatorne lastnosti ter sposobnost različnih sevov Lactobacillus spp. za okrepitev in vitro celovitosti črevesne pregrade in zaviranje adhezije in invazije S. tyhimurium in EIEC v modelu sokultiviranih epitelijskih celic, za poudarjanje sevov, ki se uporabljajo posamezno ali v konzorcijih, ki so primernejši za ta namen.
Naravno zeliščno zdravilo za lajšanje zaprtja - Cistanche
Cistanche je rod parazitskih rastlin, ki spada v družino Orobanchaceae. Te rastline so znane po svojih zdravilnih lastnostih in se že stoletja uporabljajo v tradicionalni kitajski medicini (TCM). Vrste Cistanche najdemo predvsem v sušnih in puščavskih regijah Kitajske, Mongolije in drugih delov Srednje Azije. Za rastline Cistanche so značilna mesnata, rumenkasta stebla in so zelo cenjene zaradi potencialnih koristi za zdravje. V TKM se verjame, da ima Cistanche tonične lastnosti in se običajno uporablja za hranjenje ledvic, povečanje vitalnosti in podporo spolne funkcije. Uporablja se tudi za reševanje težav, povezanih s staranjem, utrujenostjo in splošnim dobrim počutjem. Čeprav ima Cistanche dolgo zgodovino uporabe v tradicionalni medicini, znanstvene raziskave o njeni učinkovitosti in varnosti še potekajo in so omejene. Znano pa je, da vsebuje različne bioaktivne spojine, kot so feniletanoidni glikozidi, iridoidi, lignani in polisaharidi, ki lahko prispevajo k njegovim zdravilnim učinkom.
Wecistanchejevacistanche prašek, cistanche tablete, cistanche kapsulein drugi izdelki so razviti z uporabopuščavacistanchekot surovine, vse skupaj pa dobro vpliva na lajšanje zaprtja. Specifični mehanizem je naslednji: Cistanche naj bi imel potencialne koristi za lajšanje zaprtja na podlagi tradicionalne uporabe in nekaterih spojin, ki jih vsebuje. Medtem ko so znanstvene raziskave o učinku Cistanche na zaprtje omejene, se domneva, da ima več mehanizmov, ki lahko prispevajo k njegovemu potencialu za lajšanje zaprtja. Odvajalni učinek: Cistanche se že dolgo uporablja v tradicionalni kitajski medicini kot zdravilo za zaprtje. Domneva se, da ima blag odvajalni učinek, ki lahko pomaga spodbujati gibanje črevesja in povzroči zaprtje. Ta učinek je mogoče pripisati različnim spojinam, ki jih najdemo vCistanče, kot so feniletanoidni glikozidi in polisaharidi. Vlaženje črevesja: Na podlagi tradicionalne uporabe velja, da ima Cistanche vlažilne lastnosti, posebej usmerjene na črevesje. Spodbujanje hidracije in mazanja črevesja lahko pomaga zmehčati orodja in olajšati lažji prehod ter tako ublažiti zaprtje. Protivnetni učinek: zaprtje je lahko včasih povezano z vnetjem v prebavnem traktu. Cistanche vsebuje določene spojine, vključno s feniletanoidnimi glikozidi in lignani, za katere se verjame, da imajo protivnetne lastnosti. Z zmanjšanjem vnetja v črevesju lahko pomaga izboljšati rednost odvajanja blata in lajša zaprtje.
