Probiotici e prebiotici: caratteristiche e funzioni benefiche, Università San Raffaele Roma

Università San Raffaele Roma

Paola Checconi

I probiotici

• "Microrganismi vivi che, ingeriti in adeguate quantità (attraverso alimenti appositamente arricchiti o sotto forma di integratori), sono in grado di esercitare funzioni benefiche per l'organismo".
• Il termine "fermenti lattici" col quale sono universalmente conosciuti corrisponde ad una definizione generica e non del tutto esatta, perché non tutti i probiotici sono in grado di produrre acido lattico fermentando gli zuccheri

I probiotici possono essere utilizzati a scopo:

• preventivo (per prevenire la disbiosi)
• terapeutico (per riequilibrare la disbiosi e risolvere i problemi che ne possono derivare).

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La nascita della probiotica

• All' inizio del 1900, il premio Nobel russo Elie Metchnikoff intuì che ceppi di lattobacilli presenti nello yogurt e nelle bevande a base di latte fermentato potevano essere in grado di apportare benefici per la salute umana.
• Metchnikoff fu il primo a suggerire l'ingestione di colture vive di batteri lattici il cui ruolo naturale era quello di prevenire i fenomeni putrefattivi nell'intestino.

Da allora molte ricerche sono state condotte in questo campo portando a quello che oggi conosciamo come "probiotica".

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Caratteristiche dei microrganismi

Microrganismi che possono essere utilizzati negli alimenti e negli integratori alimentari

a) essere usati tradizionalmente per integrare la microflora (microbiota) intestinale dell'uomo; b) essere considerati sicuri per l'impiego nell'uomo. In ogni caso i microrganismi usati per la produzione di alimenti non devono essere portatori di antibiotico-resistenza acquisita e/o trasmissibile; c) essere attivi a livello intestinale in quantità tale da moltiplicarsi in tale sede

Linee guida su probiotici e prebiotici

Ministero della salute

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Caratteristiche dei probiotici

1. Essere di provenienza intestinale umana: devono cioè essere normali componenti del nostro microbiota (specie-specifici)
2. Appartenere a un gruppo batterico G.R.A.S. (generally regarded as safe): non devono cioè poter scatenare una infezione, specialmente in pazienti immunocompromessi.
3. Essere attivi e vitali alle condizioni ambientali intestinali- essere resistenti al succo gastrico, alla bile, al succo pancreatico. Essere in grado di persistere, almeno temporaneamente, nell'intestino.

L'uso di un nuovo ceppo microbico, sia pure appartenente ad una specie già impiegata, richiede una nuova valutazione della sicurezza e dell'efficacia, in relazione alla capacità di colonizzare.

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Funzioni benefiche metaboliche

• Sintetizzano vitamine B2, B12, K, ac. folico
• Sintetizzano gli acidi grassi a catena corta (SCFA: ac. acetico, butirrico e propionico)

METABOLICA

• Neutralizzano sostanze tossiche o cancerogene (ad esempio nitriti e nitrati)
• Aumentano la digeribilità dei lipidi (idrolisi dei trigliceridi alimentari in ac. grassi e glicerolo) e delle proteine (proteolisi delle proteine alimentari)
• Aumentano la digeribilità del lattosio nei soggetti intolleranti (attraverso un meccanismo poco chiaro)

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Funzioni benefiche protettive

• Effetto protettivo sulla mucosa intestinale, migliorando e stabilizzando la funzione di barriera intestinale
• Ostacolano l'attecchimento di specie patogene

TROFICA

• Sintetizzano sostanze ad azione antimicrobica (batteriocine)
• Stimolano l'immunità umorale e cellulo-mediata a livello intestinale (GALT)
• Migliorano le malattie respiratorie di natura allergica e infettiva
• Migliorano le allergie alimentari in generale

PROTETTIVA

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Meccanismi d'azione dei probiotici

Lumen (3) Inhibition of pathogen adhesion (1) Enhancement of the epithelial barrier (4) Competitive exclusion of pathogenic microorganisms Mucins and defensins (5) Production of anti-microorganism substances Probiotics Pathogens Mucus (2) Increased adhesion to intestinal mucosa IECs DCs Lamina propria IL-10 TGFB (6) Modulation of the immune system Immature DC Macrophage Thị Th2 Th17 Bermudez-Brito M et al., Ann Nutr Metab 2012 Treg

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Indicazioni d'uso dei probiotici

"Favorisce l'equilibrio della flora intestinale"

Linee guida del Ministero della Salute

Ministero della salute

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Probiotici nella pratica clinica

Si sono dimostrati utili come coadiuvanti nella cura di:

• tutti i tipi di diarree (del viaggiatore, antibiotici, rotavirus, etc)
• gastroenteriti infettive
• enterocoliti infantili
• sindrome del colon irritabile
• colite ulcerosa
• infezione da Helicobacter pylori, Clostridium difficile
• Malassorbimento ed allergie alimentari
• Cistiti ricorrenti e candidosi vaginale e/o orale

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Criteri di scelta e parametri dei probiotici

• Valutazione efficacia: 1. stabilire la dose giornaliera efficace; 2. avere indicazioni sul meccanismo d'azione
• Numero di cellule vive: secondo il Ministero della Salute per ottenere una temporanea colonizzazione dell'intestino sono necessarie non meno di 109 (1 miliardo) di cellule vive per persona adulta al giorno
• Poiché il numero di cellule vive nel prodotto tende a diminuire nel tempo, un miliardo di cellule vive devono essere garantite, con le modalità di conservazione suggerite, fino al termine della shelf-life, ovvero devono essere presenti alla scadenza del prodotto.

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Criteri di scelta e parametri: numero di cellule vive

• In realtà molti prodotti non indicano il numero di cellule vive (o unità formanti colonie, ufc) alla scadenza.
• Se il numero di ufc per ogni ceppo batterico è: - Minore di un miliardo il preparato è scarso in quantità - Se va da 1-3 miliardi il preparato è buono in quantità - Se è maggiore di 3 miliardi è ottimo in quantità

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I principali probiotici e la loro localizzazione

LATTOBACILLI BIFIDOBATTERI ENTEROCOCCHI LIEVITI FEGATO PANCREAS STOMACO VESCICOLA BILIARE DUO DENO COLON TRASVERSALE Area con Lattobacillo acidofilo dominante Area con Bifidi dominanti Area con Lattobacillo Rhamnosus dominante - Area con L. Salivarius sub. Salivarius dominante Area con L. Plantarum prevalente Area con "Doderlein Mix" prevalente ECO SIGMOIDE APPENDICE RETTO ANO 1 COLON ASCENDENTE DIGIUND COLON DISCENDENTE

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Lattobacilli come probiotici

Firmicutes Gram positivi, Anaerobi facoltativi Producono sostanze (come l'acido lattico) che contribuiscono a mantenere l'ambiente intestinale "sano"

Esempi di Lattobacilli

• Lactobacillus acidophilus (il più importante simbiotico della prima parte dell'intestino: impedisce ai batteri produttori di gas di risalire dal colon);
• Lactobacillus rhamnosus (simbiotico del colon, inibisce la maggior parte dei patogeni (C. difficile), antidiarroico, riduce l'infiammazione intestinale associata alle allergie alimentari, miglioramento della dermatite atopica)

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• Lactobacillus casei (immunostimolante, aumento di IgA, diarrea da rotavirus, diverticoliti);
• Lactobacillus paracasei (il più accreditato come immunostimolante);
• Lactobacillus jonsonii (ostacola \'Helycobacter pylori, aumenta le difese immunitarie, aumenta di dieci volte la conta fecale dei lattobacilli);
• Lactobacillus salivarius (modulatore dell'infiammazione intestinale, utile in tutte le malattie gastro-enteriche caratterizzate da una notevole componente infiammatoria);
• Lactobacillus reuteri (modula la risposta immune particolarmente attraverso le cellule CD4+ T-helper, I' equilibrio Th1/Th2, utile nell'inibizione delle infezioni da patogeni, nella prevenzione della diarrea, per le coliche dei neonati)
• Lactobacillus plantarum (altro stimolante immunitario; è un elemento fondamentale della flora batterica vaginale);
• Lactobacillus fermentum (con caratteristiche sovrapponibili al precedente)

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Bifidobatteri

Actinobacteria Gram positivi, Anaerobi obbligati Fondamentali nella produzione di sostanze (vitamine, enzimi, ecc ... ) che noi non riusciamo a produrre

Esempi di Bifidobatteri

• B. infantis (elemento caratteristico del lattante; tende ad essere carente nell'intestino dei lattanti allattati artificialmente);
• B. adolescentis (caratteristico dell'età evolutiva);
• B. brevis, B. longum, B. bifidum, B. animalis (caratteristici dell'età neonatale ed adulta, tendono a diminuire nella vecchiaia)

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Enterococchi e Lattococchi

Firmicutes- Un po' meno importanti, sia come numero che come funzioni, rispetto ai precedenti, ma in qualche caso si possono rivelare estremamente utili.

• E. faecium
• Lactococcus lactis (con le subspecie lactis e cremoris) ampiamente diffuso come componente della microflora naturale di molti formaggi, latti e creme fermentate. Alcuni ceppi sono in grado di produrre batteriocine attive contro patogeni ed agenti di deterioramento, come la nisina (antibiotico peptidico policiclico, usato come conservante), l'unica batteriocina il cui uso è autorizzato in forma semipurificata negli alimenti (principalmente per il controllo di microrganismi sporigeni, incluso, C. botulinum). Produce grandi quantità di acido lattico e aiuta a scomporre le proteine del latte, quindi rendendone più facile la digestione

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Lieviti: Saccharomyces boulardii

Saccharomyces boulardii Molto importante da utilizzare contemporaneamente agli antibiotici. È in grado di resistere all'acidità gastrica ed alla proteolisi. La sua temperatura ottimale per proliferare è di circa 30℃ e l'ambiente gastrointestinale rappresenta un habitat ideale dove riesce a raggiungere una concentrazione elevata in breve tempo. Non viene inibito dall'azione degli antibiotici. Favorisce il ripristino del normale ecosistema intestinale, agevolando inoltre la produzione di acido lattico e vitamina B. Contrasta la proliferazione di ceppi di lievito dannosi.

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