Probiotika, prebiotika a synbiotika

2.4.Hodnocení bezpečnosti u probiotik

Kmeny mléčných bakterií a kvasinek tradičně používané v potravinářském průmyslu, jsou díky tomuto dlouhodobému a bezproblémovému využívání všeobecně považované za bezpečné (Generally Regarded as Safe, GRAS). Tomu navíc nasvědčuje také to, že jsou přirozenou součástí rezidentní mikroflóry savců (Donohue 2006). Nově identifikované druhy s probiotickým potenciálem však za sebou nemají takovou historii a bez dostatečného prověření nemohou být označeny jako bezpečné pro člověka (Salminen a kol. 1998).

Běžně užívané toxikologické testy jsou v případě probiotik použitelné jen omezeně, a proto bylo v nedávné době popsáno několik přístupů k hodnocení bezpečnosti probiotik (Donohue 2006). Pracovní skupina FAO/WHO v roce 2002 ve svých Pokynech pro hodnocení probiotik v potravinách (Guidlines for the Evaluation of Probiotics in Food) stanovila minimum testů nutných pro ověření jejich bezpečnosti, které navíc doporučuje provádět i u skupiny mikroorganismů tradičně považovaných za bezpečné. Měly by se zhodnotit rezistence mikroorganismů k antibiotikům (ATB) (viz kap. 2.4.2.), přítomnost specifických metabolických procesů jako např. rozklad žlučových solí (viz kap. 2.4.1.2.) a vedlejší účinky probiotik během klinických testů na člověku. U druhů, které jsou známými producenty savčích toxinů, by se u jednotlivých kmenů měla otestovat tvorba toxinů, u druhů s hemolytickým potenciálem také hemolytické vlastnosti (FAO/WHO working group 2002).

EFSA (The European Food Safety Authority) v roce 2004 stanovila tzv. koncept QPS (Qualified Presumption of Safety of Microorganisms in Food and Feed), jehož cílem je kvalifikovaný a všeobecně uznávaný systém pro hodnocení bezpečnosti mikroorganismů napříč potravinovým řetězcem (viz schéma 2) (EFSA 2005).

2.4.1.Patogenita probiotických mikroorganismů

Podle většiny studií nemají probiotika větší vedlejší účinky než placebo. Teoreticky však mohou způsobit několik nežádoucích vedlejších účinků. Patří mezi ně riziko vzniku systémových infekcí, škodlivé metabolické vlivy bakteriálních buněk, poškození imunitního systému a je zde také riziko přenosu genetického materiálu mezi probiotiky a rezidentní střevní mikroflórou a s tím spojený výskyt rezistence k antibiotikům (Salminen a kol. 1998).

2.4.1.1.Probiotika jako původci infekcí

Probiotické organismy jsou všeobecně považovány za nepatogenní a zřídka jsou spojovány s případy oportunních infekcí (viz tab. 3). Ty se mohou vyskytnout především u dětí, jejichž střevní bariéra ještě není plně vyvinutá, u jedinců se střevní bariérou poškozenou onemocněním, radioterapií nebo antibiotickou léčbou a u jedinců se sníženou imunitou (Donohue 2006). Vysoký věk nebo těhotenství, známé rizikové faktory stimulující vznik oportunních infekcí, nepředstavují u infekcí spojovaných s LAB vyšší riziko pro vznik onemocnění (Adams a Marteau 1995). Navíc ve většině hlášených případů se zdá, že patogenní mikroorganismus pocházel z pacientovi vlastní mikroflóry (Salminen a kol. 1998).

Z infekcí byly izolovány některé druhy rodů Bifidobacterium, Leuconostoc, Enterococcus, Pediococcus (Land a kol. 2005) a Lactobacillus, konkrétně L. rhamnosus, L. paracasei, L. leichmannii, L. confuses a L. plantarum (Ooi a Liong 2010). Z těchto druhů způsobil největší procento zaznamenaných infekcí Lactobacillus rhamnosus, který je však také nejčastějším laktobacilem vyskytujícím se ve střevním traktu, což by mohlo mít spojitost se zmíněnými infekcemi (Donohue 2006). U několika případů fungémie se předpokládá, že Saccharomyces boulardii, která kolonizovala katetr, byla kontaminací vnějšího původu (Salminen a kol. 1998).

2.4.1.2.Metabolická poškození způsobená probiotiky

Mezi škodlivé metabolické vlivy je dlouhodobě řazena hypotéza o degradaci střevní sliznice probiotiky, která však dodnes nebyla podpořena studiemi, spíše naopak. Potenciálně škodlivý účinek by mohla mít také produkce hydrolázy žlučových solí (bile salt hydrolase, BSH) (Ooi a Liong 2010). Tento enzym, detekovaný u laktobacilů (Dashkevicz a Feighner 1989) i bifidobakterií (Kim a kol. 2004), štěpí soli žlučových kyselin, což je jeden z mechanismů snižování hladiny cholesterolu probiotiky (Begley a kol. 2006). Štěpné produkty solí by však mohly být následně transformovány střevní mikroflórou na škodlivé a potenciálně cytotoxické sekundární žlučové kyseliny. Jejich akumulace by pak mohla zvyšovat riziko gastrointestinálních onemocnění jako je cholestáza nebo rakovina tlustého střeva a konečníku (Tan a kol. 2007). O této hypotéze je však zatím dostupných málo informací a je třeba ji dále ověřit (Ooi a Liong 2010).

2.4.1.3.Přenos genů kódujících rezistenci k antibiotikům

Výměna genetického materiálu mezi bakteriemi probíhá transdukcí, transformací a konjugací (Davison 1999). V gastrointestinálním traktu tento horizontální přenos probíhá mezi rezidentní mikroflórou a patogenními bakteriemi, což dokazuje výskyt shodných genů kódujících rezistenci k ATB u obou skupin bakterií (Scott 2002). Může k němu dojít i u živých probiotik, které mohou potenciálně kolonizovat střevo, in vivo je však obtížně prokazatelná (Donohue 2006).

2.4.2.Rezistence probiotik k antibiotikům

U bakterií se vyskytují dva druhy rezistence. Přirozená, která je přenosná vertikálně, a získaná, která je přenosná horizontálně. V případě kdy konkrétní bakteriální buňka získá rezistenci mutací, je však tato rezistence dále horizontálně nepřenosná (Mathur a Singh 2005).

Mléčné bakterie jsou díky své buněčné struktuře a fyziologii přirozeně rezistentní k mnoha antibiotikům. Tato rezistence je ve většině případů nepřenosná a specifická pro jednotlivé druhy i rody (Salminen a kol. 1998). Pokud LAB žijí v prostředí s pravidelným výskytem antibiotik, které představují třeba střeva člověka nebo zvířat, je u nich detekována i získaná rezistence. Přenosné geny rezistence mohou být lokalizovány na konjugativních, příp. koreplikujících se, plazmidech nebo konjugativních transpozonech a jsou u LAB a bifidobakterií pravděpodobně ve většině případů přenášeny konjugací. Přenos transdukcí je kvůli vysoké specifitě bakteriofágů sporný. Multirezistence nebyla mezi kmeny LAB a bifidobakterií detekována, ale stále častěji jsou izolovány kmeny s atypickými stupni rezistence k některým antibiotikům (Ammor a kol. 2007).

Plazmidy se u mléčných bakterií vyskytují často a liší se velikostí, funkcí i rozšířením. Kódují hydrolýzu bílkovin, metabolismus cukrů, aminokyselin a citrátu, tvorbu bakteriocinů a exopolysacharidů a rezistenci k antibiotikům, těžkým kovům a fágům. Konjugativní plazmidy jsou obvyklé u laktokoků, leukonostoků, pediokoků a některých druhů laktobacilů (Davidson a kol. 1996, Wang a Lee 1997). Plazmidy kódující rezistenci k antibiotikům se u LAB moc nevyskytují a byly prokázány především u laktobacilů, u nichž je rezistence k ATB druhově specifická (Salminen a kol. 2006), a enterokoků. Kmeny s těmito plazmidy by se neměly užívat jako probiotika (Salminen a kol. 1998).

O oportunně patogenních enterokocích je dostupných nejvíce dat. Jsou dobrými recipienty i donory konjugativních plazmidů a často se u nich vyskytují konjugativní plazmidy kódující rezistenci k ATB. Problém způsobují především enterokoky rezistentní k vankomycinu, které jsou původcem nozokomiálních infekcí v nemocnicích (Leclerq a Curvalin 1997). Rezistence k vankomycinu se vyskytuje také u mnoha dalších druhů LAB, zatím však není potvrzeno, zda je také přenosná (Salminen a kol. 1998).

Konjugativní transpozony se zdají být pro přenos genů rezistence velmi efektivní, nemusí se replikovat a nevznikají u nich problémy s inkompatibilitou. Z rodů zahrnovaných do skupiny LAB byly dosud objeveny především u enterokoků - Enterococcus faecalis, E. lactis a streptokoků – Streptococcus pyogenes, S. agalactiae, u nichž kódují rezistenci k tetracyklinu, erytromycinu, chloramfenikolu a kanamycinu, a dále laktokoků – Lactococcus lactis, u něhož kódují tvorbu nisinu a fermentaci sacharosy (Mathur a Singh 2005).