Tractul gastrointestinal partea 4 - animal adecvat speciei
Refacerea echilibrului microbian
Probiotice
Efectele care promovează sănătatea laptelui acru sunt deja menționate în Vechiul Testament. În 1907, Metchnikoff a suspectat în cartea sa Prolungirea vieții - studii optimiste că consumul de microorganisme vii a avut efecte de promovare a sănătății. Lilly și Stillwell (1965) au folosit pentru prima dată termenul „probiotic”. Ei au înțeles că sunt substanțe care promovează creșterea altor microorganisme. Definiția termenului „probiotic” a fost supusă unei dezvoltări constante de atunci. O variantă mai recentă a definiției descrie probioticele ca „microorganisme vii care, atunci când sunt administrate în cantități suficiente, conduc la o îmbunătățire a sănătății gazdei”.
Definițiile anterioare au legat efectele benefice ale probioticelor direct cu reglarea florei intestinale. În special, reprezentanții genurilor Bifidobacterium și Lactobacillus sunt adesea folosiți ca probiotice. Alte microorganisme utilizate ca probiotice sunt specii individuale din genurile Streptococcus, Enterococcus, Lactococcus, Propionibacterium, Escherichia, Bacillus și Saccharomyces.
Probioticele acționează, de exemplu, prin deplasarea competitivă a germenilor patogeni și contribuie astfel la rezistența gazdei la colonizare. În plus, unele probiotice aparțin bacteriilor lactice care scad valoarea pH-ului. În acest fel, aceste bacterii creează un mediu în care germenii patogeni, sensibili la pH, nu sunt competitivi sau doar într-o măsură limitată. De asemenea, au un efect antiinflamator, sunt importante pentru dezvoltarea GALT (țesut limfatic asociat intestinal) și contribuie la o formare crescută de sIgA (imunoglobulină secretorie A). Proprietățile de cancer și de inhibare a mutațiilor ale tulpinilor probiotice sunt utilizate în medicina umană. În Lactobacillus rhamnosus, efectul său stabilizator asupra peretelui intestinal a fost deosebit de bine studiat. Acest lucru previne transferul diferitelor macromolecule și, astfel, dezvoltarea unui răspuns imunologic/alergic.
Un mecanism mult mai specific se bazează pe efectul antialergic al unei tulpini speciale Lactobacillus paracasei. Aici, producția de IgE este redusă prin amorsare (excitație) controlată de IL-12 (interleukină 12) de la celulele T native la celulele Th (celule T helper) 1 și producerea lor de IFN-γ (interferon gamma). În același timp, acest lucru asigură un raport echilibrat Th1/Th2 (celule ajutătoare pentru limfocitele B și T). În testele in vitro (teste de laborator) s-a putut demonstra că speciile Lactobacillus au fost capabile să controleze creșterea z. B. Salmonella Typhimurium și E. coli O157: H7. În alte studii in vitro s-a constatat că unele specii de Lactobacillus examinate ar putea preveni, de asemenea, aderarea Salmonella la celulele epiteliale intestinale.
Un probiotic ar trebui să îndeplinească următoarele cerințe:
- au un efect de promovare a sănătății asupra gazdei,
- să fie apatogen și netoxic,
- au un conținut ridicat de celule vii,
- să supraviețuiască în MDT și să fie activ din punct de vedere metabolic,
- Supraviețuiți stocării și procesării,
- au proprietăți senzoriale atrăgătoare și
- să fie izolat de utilizator.
Un probiotic (de fapt un amestec de mai mulți germeni) cu un efect remarcabil este kefirul. Acest produs de fermentare din lapte conține lactobacili, coci leuconostoc, producători de acid acetic, lactostreptococi și drojdii. Are efecte antibacteriene, antifungice, imunostimulatoare, antitumorale și de reducere a colesterolului.
Prebioticele
Prebioticele au fost descrise ca: "Componente alimentare nedigerabile care au un efect de promovare a sănătății asupra gazdei prin stimularea selectivă a creșterii și/sau a activității uneia sau a unui număr limitat de bacterii din colon".
Conform GIBSON (1999), componentele alimentare menționate pot fi considerate un prebiotic numai dacă:
- nu sunt nici digerate, nici absorbite în stomac și în intestinul subțire,
- poate fi fermentat doar de un număr limitat de bacterii potențial „pozitive” din colon,
- deplasați compoziția florei către una „mai sănătoasă” și astfel
- provoacă un efect de promovare a sănătății pentru gazdă.
Scăderea valorii pH-ului deja menționată pentru probiotice este un mecanism care este descris și pentru prebiotice și reglează pozitiv flora intestinală. Anumite bacterii sunt responsabile de efectul de scădere a pH-ului, care poate forma acizi grași cu lanț scurt cu prebiotice pe căile metabolice tipice.
Chiar dacă componentele alimentare, cum ar fi lipidele sau proteinele, pot fi nedigerate în intestinul gros, glucidele sunt „adevăratele” prebiotice. Aici trebuie menționate în special fructooligozaharidele.
În funcție de gradul de polimerizare a β-D-fructanilor se diferențiază z. B. inulină și oligofructoză. Alte prebiotice, dintre care unele sunt produse sintetic, sunt glucooligozaharidele, galactooligozaharidele sau lactuloza. Căutarea de noi prebiotice este în majoritatea cazurilor legată de scopul de a sprijini bacteriile producătoare de lactat (în special bifidobacteriile și lactobacilii) în creșterea lor. Cu toate acestea, un efect direct asupra germenilor patogeni poate fi observat și cu diferite prebiotice.
Bifidobacteriile par să aibă cea mai mare capacitate de fermentație pentru oligozaharide (polimeri de zahăr obținuți din aceleași sau diferite zaharuri cu cel puțin 10 verigi) cu o lungime scurtă a lanțului. Datorită efectelor lor pozitive asupra sănătății și a utilizării lor ridicate a fructooligozaharidelor, bifidobacteriile sunt tipul de bacterii predestinate pentru utilizarea prebioticelor.
În timp ce probioticele nu pot supraviețui complet după aplicare, prebioticele au avantajul de a promova microorganisme rezidente în MDT care sunt deja bine adaptate mediului existent și nu sunt „străini”.
Combinația de probiotice și prebiotice este cunoscută sub numele de Sinbiotice. Cu compoziția corectă a acestei formulări, prebioticul adăugat oferă probioticului utilizat un avantaj nutrițional selectiv în noul mediu, adică sprijină reproducerea și metabolismul acestuia. În același timp, desigur, componentele individuale își dezvoltă efectele respective independent unul de celălalt.
Fitonutrienți secundari
General
Un grup de produse vegetale diferite este rezumat sub termenul ingrediente vegetale secundare. Acestea includ carotenoizi, fitosteroli, saponine, glucozinolați, polifenoli, inhibitori de protează, monoterpene, fitoestrogeni (lignani) și sulfuri. Sunt metaboliți secundari ai plantelor care se formează numai în celule speciale ale plantelor sau sunt activi numai în anumite stadii de dezvoltare. Utilizarea plantelor sau a extractelor de plante în tratamentul bolilor este la fel de veche ca și istoria umană în sine.
Utilizarea la animale de companie a început, de asemenea, în același timp cu domesticirea lor. Uleiurile esențiale în special s-au găsit și sunt utilizate pe scară largă datorită efectelor lor diverse. Spectrul său include efecte antiinflamatorii, antioxidante și anticancerigene, precum și efecte biocide împotriva bacteriilor, virușilor, ciupercilor, protozoarelor, insectelor și altor plante. Efectul constituenților plantelor secundare asupra microbiotei MDT poate fi determinat prin studii atât ale microbiomului, cât și ale metabolomului.
Metaboliții microbieni, cum ar fi acizii grași cu lanț scurt, acizii biliari, colinele, fenilul și derivații de indol sunt legați de microbiotă și metabolismul acesteia. De asemenea, au un impact profund asupra homeostaziei energetice. Acidul butiric în special este o sursă importantă de energie pentru celulele epiteliale ale colonului, dar este, de asemenea, transportat în mitocondrii și alimentat în ciclul acidului tricarboxilic pentru producerea de ATP.
Uleiuri esentiale
Uleiurile esențiale (ca componente ale plantelor aromatice) sunt utilizate în bucătărie. Dar chiar și cu acest tip de aplicație, sunt observate sau intenționate efecte suplimentare care depășesc schimbarea gustului. De exemplu, capsaicina terpenoidă găsită în ardeiul iute are efecte și asupra sistemului nervos, digestiv și cardiovascular. Conservarea alimentelor este o altă utilizare majoră a uleiurilor esențiale.
Termenul „uleiuri esențiale” se întoarce la termenul „Quinta essentia” inventat de Paracelsus von Hohenheim (1493-1541). Uleiurile esențiale constau de obicei din peste 500 de componente parțial volatile.
Compoziția uleiului esențial al uneia și aceleiași specii de plante depinde de diverși factori. Amplasarea geografică a plantei, faza respectivă de creștere, partea de plantă utilizată sau metoda de extracție utilizată influențează compoziția. De exemplu, uleiurile esențiale extrase cu hexan (care sunt toxice în sine) au un efect antimicrobian mai puternic decât cele obținute prin distilarea cu abur. Cu toate acestea, metanolul (toxic) este solventul cel mai potrivit în comparație cu hexanul, precum și apa și etanolul.
În ceea ce privește momentul recoltării, trebuie remarcat faptul că uleiurile esențiale din ierburi obținute în timpul sau imediat după înflorire au cele mai puternice efecte antimicrobiene.
Principalele componente ale uleiurilor esențiale sunt mono- și sesquiterpenele. Terpenele sunt responsabile atât pentru parfumul, cât și pentru multe proprietăți medicinale ale plantelor. Monoterpenele pot exista sub formă de compuși fenolici (carvacrol, timol), aromatici (chimeni) sau alcoolici (borneol). Dar componentele care apar doar în urme sau în cantități mici (maximum 15%) par a fi importante pentru activitatea antibacteriană a uleiului esențial. Aceștia mediază efectele de sinergie dintre componentele individuale, care s-a observat până acum cu uleiurile esențiale de oregano, salvie și cimbru.
Polifenoli
Polifenolii includ diverse clase de substanțe, cum ar fi B. flavonoide, terpenoide, alcaloizi, stilbenoizi, poliacetilene, izoflavone, taninuri, lignine etc. Acești metaboliți secundari sunt derivați din căile sintetice ale metabolismului primar. Derivații fenolului și flavonoizii sunt produse ale aminoacidului fenilalanină sau provin din aceeași cale metabolică (metabolismul acidului shikimic) și din metabolismul zahărului.
Alimentele/alimentele bogate în polifenoli au un impact asupra metabolismului glucidelor și al grăsimilor. Pe baza structurii lor, polifenolii pot fi împărțiți în 10 clase. Ceea ce au în comun este structura inelului fenolic și una sau mai multe grupări hidroxil.
Acestea includ acid tinamic, acid benzoic, flavonoide, inclusiv proantocianidine, stilbene, cumarine, lignani și lignine.
Există mai mult de 6000 de compuși diferiți ai flavonoizilor din plante. Pe lângă efectele lor antioxidante, polifenolii pot prinde și neutraliza radicalii liberi, pot regla oxizii de azot, pot reduce imobilizarea leucocitelor (le fac imobile), pot declanșa apoptoza („moartea celulară programată”), inhibă creșterea celulară, proliferarea și angiogeneza (vascularizația) și pot acționa ca fitoestrogeni.
Cunoașterea căii metabolice a acidului shikimic pentru formarea polifenolilor la plante arată foarte clar care sunt consecințele blocării acestei căi cu erbicide care conțin glifosat.
Polifenolii sunt absorbiți doar parțial în intestinul subțire. După absorbție, acestea sunt schimbate (metoxilate, glucuronidate și sulfatate), ceea ce afectează bioactivitatea lor. Principalii metaboliți sunt acizii fenolici, cum ar fi acidul homovanilic, care se acumulează în țesuturi. Majoritatea polifenolilor nu sunt în formă solubilă în plante; sunt legați covalent de polizaharide (legătură chimică stabilă). Capacitatea antioxidantă a polifenolilor prezintă un mare beneficiu pentru mediul intestinal, deoarece antioxidantul, adică potențialul anaerob din MDT crește în direcția intestinului gros. Procesul digestiv se caracterizează și prin formarea radicalilor de oxigen. Acest mediu este susținut și protejat în mod demonstrabil de polifenoli, astfel încât, mai presus de toate, microorganismele anaerobe sunt active și radicalii de oxigen nu pot avea un efect negativ asupra celulelor epiteliale intestinale.
În timpul timpului de tranzit, polifenolii legați sunt despărțiți de substraturile lor insolubile de către MDM și astfel sunt biodisponibili. Dar influențează în mod direct microbiota. După aplicarea polifenolilor de cacao, s-a constatat o creștere semnificativă a lactobacililor și a bifidobacteriilor. Acizii grași cu lanț scurt, în special acidul butiric, s-au dovedit a fi metaboliți metabolici. Natura are astfel un număr mare de structuri de promovare a sănătății care s-au dezvoltat de-a lungul a milioane de ani de evoluție și de care oamenii și animalele sunt dependente, deoarece nu le pot forma singure. Toți oamenii care sunt preocupați de păstrarea sau restabilirea sănătății ființelor vii sunt sfătuiți să recurgă la aceasta și să permită efectele benefice.
Acizi humici
Acizii humici sunt creați în condiții naturale în cursul așa-numitei humificări din diverse materii prime organice din soluri. Substanțele humice disponibile astăzi provin în mare parte din terțiar și, prin urmare, sunt vechi de aproape 60 de milioane de ani. În plus față de soluri, acestea pot fi găsite și în depozitele de lignit, turbă și lignit. Mai mult, acizi humici sau fragmente ale acestora se formează în producția de alimente, de ex. B. în procesele de coacere și prăjire sau fermentare. De exemplu, acizii humici se găsesc în cafea, ceai, crustă de pâine și, de asemenea, în carnea prăjită.
Acizii humici au fost descriși pentru prima dată de către fizicianul și chimistul german Achard în 1786. Pe baza extracției alcaline, se face distincția între o parte insolubilă, huminurile și o parte solubilă, care poate fi precipitată (acizi humici) sau nu precipitată (acizi fulvici) cu adăugarea de acizi. Acestea sunt lanțuri de fenoli aromatici care sunt legate de lanțuri heterociclice care conțin azot, transportă lanțuri laterale care conțin azot și au componente carbohidrat. Acizii humici au un caracter polimer omolog și reprezintă o gamă largă de dimensiuni moleculare (1000 până la 200.000 Dalton).
Există structuri polionice, de ex. B. esterul acidului carboxilic, grupările fenolice hidroxil, carbonil și carboxi. Sunt prezente și reziduuri de amino și sulfhidril, precum și structuri chinoide și flavonoide. În special, acizii humici obținuți din produse vegetale, inclusiv acizii humici lignitici WH 67, au, de asemenea, structuri de flavonă (inclusiv fisetină, quercetină, flavone, xantine). Anumite efecte farmacologice (antiinflamatoare, de etanșare celulară, virucide, fungicide).
Acizii humici insolubili rămân în MDT după aplicarea orală și pot dezvolta aici proprietăți absorbționale, fie absorbție (depunere a anumitor structuri), fie adsorbție (depunere pe suprafețe) prin formare complexă, schimb de ioni. Aceasta include și acumularea de ciuperci patogene, bacterii și viruși (activitate antimicrobiană).
Alte toxine, metale grele, nitrați/nitriți, fluoruri, organofosfați, în special glifosat, insecticide organoclorurate, carbaril sau warfarină sunt, de asemenea, adsorbiți, astfel încât să nu afecteze epiteliile intestinale și nici să pătrundă în organism prin circulația enterohepatică. S-au găsit efecte bacteriostatice până la bactericide pentru Salmonella Typhi, Salmonella Cholerae, Staphylococcus aureus și efecte virucide pentru Herpes simplex, adenovirusuri și rotavirusuri.
Deoarece acizii humici sunt produse de degradare de origine vegetală, se poate presupune că acești polimeri fenolici sunt supuși unui proces similar de degradare și conversie în MDT ca polifenolii conținuți în plantele vii. Utilizarea acizilor humici în medicina veterinară este mai veche de 40 de ani. Încă de la început, protecția consumatorului a fost esențială: utilizarea antibioticelor în creșterea animalelor ar trebui menținută cât mai scăzută posibil, pentru a preveni rezistența la antibiotice în agenții patogeni.
În MDT, preparatele de acid humic se caracterizează prin proprietatea de a acoperi membrana mucoasă - previn sau cel puțin minimizează absorbția poluanților sau a metaboliților toxici conținuți în furaje în cazul infecțiilor. Mai mult, acestea au un efect calmant asupra terminațiilor nervoase periferice din MDT, ceea ce permite MDT să-și recapete tonul fiziologic.
Anumiți acizi humici au un efect neutralizant asupra erbicidului glifosat. Neutralizarea acestuia este un prim pas în reducerea efectelor sale dăunătoare asupra consumatorului din cauza alimentelor contaminate.
Datorită proprietăților prezentate, utilizarea glifosatului în agricultură trebuie oprită. Atâta timp cât acest obiectiv nu este atins, trebuie luate măsuri pentru neutralizarea efectelor acestuia. Acizii humici, care neutralizează glifosatul din MDT și astfel previn în special efectul dăunător asupra microbiotei, sunt potriviți pentru acest lucru.
Aceste daune ar putea fi dovedite atât în condiții de laborator, cât și în contextul studiilor efectuate pe vacile de lapte. Deoarece efectul acizilor humici din diferite locuri de stocare este diferit, trebuie efectuat un test de laborator înainte de utilizare. Este crucial ca acizii umici liberi să fie prezenți în MDT. Zeolitul (aluminosilicat) și turbă au prezentat, de asemenea, efecte neutralizante comparabile cu acizii humici.
Prof. Em. Dr. Monika Krüger, biolog
Acest articol face parte din seria noastră despre tractul gastro-intestinal