Probiotika, prebiotika a synbiotika

2.6.Geneticky modifikovaná probiotika

Genetické inženýrství by mohlo pomoci při zlepšení či kombinování vlastností různých probiotických mikroorganismů, které by pak byly účinnější ve specifických oblastech použití. Geneticky modifikovaná (GM) probiotika by mohla najít využití v substituční terapii, kdy dochází k nahrazení škodlivého mikroorganismu v jeho ekologické nice neškodným kompetitorem, a mohla by se také rozšířit řada enzymových deficiencí léčitelných pomocí probiotik (Steidler 2003). Na příklad Drouault a kol. (2002) vytvořili Lactococcus lactis, který produkoval lipázu původem ze Staphylococcus hyicus. Takto upravený laktokok pak v prasatech s nedostatečnou tvorbou pankreatické lipázy pomáhal při trávení tuků. GM probiotika by mohla produkovat enzymy přeměňující škodliviny na neškodné sloučeniny, což by mohlo pomoci při léčbě metabolických poruch, při kterých dochází k hromadění odpadních produktů v organismu, např. při selhání ledvin či fenylketonurii (Steidler 2003).

Genetická modifikace probiotik by mohla pomoci také při jejich lepším přizpůsobení pro použití jako orálních vektorů vakcín (Steidler 2003). Studován je např. Lactococcus lactis MG1363 při tvorbě vakcíny proti Helicobacter pylori (Lee a kol. 2001) nebo Lactobacillus casei 393 proti Bacillus anthracis (Zegers a kol. 1999).

Velmi důležitým aspektem při použití GM probiotik je však jejich bezpečnost pro hostitele i životní prostředí, kde může dojít k přenosu genetických modifikací na další bakterie (Steidler 2003).

2.7.Prebiotika

Prebiotikum je nestravitelná potravinová složka, která blahodárně působí na hostitele tím, že selektivně podporuje růst, aktivitu či obojí jednoho nebo omezeného počtu bakteriálních druhů vyskytujících se v mikroflóře tlustého střeva (Gibson a Roberfroid 1995). Prebiotika jsou sacharidy s krátkým i dlouhým řetězcem, které jsou v tlustém střevě fermentovány za vzniku jednodušších organických karboxylových kyselin (short chain fatty acids, SCFA) a plynů, vodíku a oxidu uhličitého (Marteau a Boutron-Ruault 2002).

Mezi běžná prebiotika patří fruktooligosacharidy (zejména inulin), galaktooligosacharidy, isomaltooligosacharidy, sojové oligosacharidy (často rafinosa), xylooligosacharidy, laktosukrosa, laktulosa a lakcitol (Sekhon a Jairath 2010).

Při jejich fermentaci vznikají obvykle acetát, propionát a butyrát. Poměr, ve kterém jsou produkovány, ale závisí na výchozím prebiotiku. Tyto metabolity snižují pH v tlustém střevě, mohou ovlivňovat peristaltiku a slouží jako zásobárna energie. Butyrát je hlavním zdrojem energie pro kolonocyty, je přednostně užíván místo glukózy a možná je schopen regulovat genovou expresi, zvláště u genů řídících proliferaci, diferenciaci a apoptózu epiteliálních buněk. Propionát pravděpodobně snižuje hladinu cholesterolu v krvi tím, že inhibuje jeho tvorbu v játrech (Andoh a kol. 2003).

Prebiotika většinou zvyšují množství bifidobakterií (Marteau a Boutron-Ruault 2002), které vlastní enzymy na jejich fermentaci, a také mohou díky modifikaci střevní mikroflóry snižovat riziko vzniku infekcí (Buddington a kol. 2002). Jako denní dávka prebiotik se doporučuje jeden až tři gramy u dětí a deset až patnáct gramů u dospělých (Frič 2007).

Aby mohla být určitá látka označena za prebiotikum, musí stanovená splňovat kritéria (Collins a Gibson 1999):

1. 
   Nesmí být hydrolyzována ani absorbována v horní části GIT.
   
2. 
   Musí být selektivním substrátem jedné či omezeného počtu potenciálně prospěšných komenzálních bakterií v tlustém střevě a tím podporovat jejich růst, metabolickou aktivitu či obojí.
   
3. 
   Musí být schopna ovlivňovat mikroflóru tlustého střeva tak, aby se její složení měnilo na zdraví prospěšnější.
   

Pokud nejsou prebiotika (zvláště ta s krátkým řetězcem) fermentována, mohou ve střevním lumen působit jako osmotika, což zvyšuje zavodnění, může způsobit kručení v břiše, bolesti břicha a také průjem, pokud již střevo není schopno dále vstřebávat vodu a elektrolyty. Tento efekt je využit při léčbě zácpy vysokými dávkami prebiotik (Marteau a Boutron-Ruault 2002).

2.8.Synbiotika

Synbiotika představují kombinaci probiotik a prebiotik (viz tab. 4). Hlavním důvodem pro jejich použití je, že probiotikum bez živin (prebiotik) přežívá hůře průchod trávicím traktem. Je citlivější ke kyslíku, nízkému pH a teplotě. Prebiotika jako specifické substráty tedy zvyšují životaschopnost probiotických mikroorganismů, se kterými jsou společně obsaženy v synbiotiku (Collins a Gibson 1995, Sekhon a Jairath 2010).

2.9.Funkční potraviny

Termín „funkční potraviny“ (functional foods) se poprvé objevil v Japonsku ke konci 20. století. Nedávná definice je charakterizuje jako „potraviny, u kterých je mimo jejich nutriční hodnotu dostatečně prokázán příznivý účinek na jednu či více cílových funkcí v organismu, jež zlepšují fyzický i duševní zdravotní stav a/nebo přispívají ke snížení rizika vzniku určitých onemocnění“ (Contor 2001). Množství funkčních potravin prodaných na celosvětovém trhu se stále zvyšuje a největší procento v Evropě, Japonsku a Austrálii představují potraviny obsahující probiotika, prebiotika nebo synbiotika (Stanton a kol. 2005). Běžné produkty jako třeba jogurt nebo fermentované mléko obsahující probiotika však mají jen krátkou dobu použitelnosti (dva až tři týdny). Mnoho probiotických bakterií je totiž střevního původu, a proto jsou citlivé na kyslík, teplo a kyseliny. V mnoha potravinách, obzvláště v těch fermentovaných, které mohou být dosti kyselé, pak rychle ztrácejí svou účinnost. Objevily se ale třeba i probiotické sýry cheddar, které mají delší trvanlivost (až dva roky) (Ross a kol. 2002). Mikroorganismy mohou účinnost funkčních potravin ovlivňovat také nepřímo produkcí bioaktivních metabolitů při fermentaci. Těmi jsou např. u Lactobacillus helveticus v mléce tripeptidy val-pro-pro a ile-pro-pro (Takano 2002).