In vitro оценка наиболее активных штаммов пробиотиков, способных улучшить барьерные функции кишечника и предотвратить воспалительные заболевания желудочно-кишечной системыⅢ

4. Дискуссия

Поддержание целостности кишечного барьера имеет решающее значение в профилактике возникновения не только кишечных заболеваний, но и метаболических, аутоиммунных и нарушений нервной системы [36,37]. Многочисленные исследования, проведенные на слизистой оболочке кишечника, показали, что она защищает хозяина посредством стимуляции механизмов врожденного и приобретенного иммунитета [38] и гарантирует гомеостаз благодаря поддержанию баланса микробиоты [39]. Лактобациллы – пробиотики, обычно встречающиеся в ферментированных пищевых продуктах и ​​в микробиоте кишечника человека и животных [40,41].

Нажмите, чтобы немедленно облегчить запор взрослым

За последние годы достигнут большой прогресспри изучении механизмов симбиоза молочнокислых бактерий с хозяином. Показано, что к основным их полезным эффектам относятся регуляция дисбаланса кишечной флоры [42], усиление барьерных функций кишечника [23,27,36] ], поддержание гомеостаза [36,43], регуляцию иммунной системы [43] и выработку нейротрансмиттеров (ось кишечник-мозг) [44]. Также было показано, что экзополисахарид (ЭПС), продуцируемый лактобациллами, обладает своеобразной способностью модифицировать микробиоту [45] и улучшать колонизацию и рост кишечных бактерий, выступая в качестве источника углерода [46].

Кроме того, пробиотики могут конкурировать с колонизирующими патогенами желудочно-кишечного тракта, предотвращая их адгезию и ингибируя рост из-за снижения pH, вызванного выработкой молочной кислоты [36]. Модели in vitro, имитирующие толстую кишку человека, представляют собой полезный инструмент для механистических исследований на взаимодействие пробиотиков с эпителием кишечника [47]; В этой работе мы использовали экспериментальную модель совместных культур кишечных эпителиальных клеток Caco-2 и HT29-MTX и проанализировали их взаимодействие с различными штаммами Lactobacillus spp., чтобы определить, какой из этих штаммов продемонстрировал наилучшую функциональность, защищая эпителий кишечника, укрепляя барьер и усиливая противовоспалительные и иммуномодулирующие свойства.

Выбор работы с совместной культурой был обусловлен несколькими фактами: во-первых, трансэпителиальное электрическое сопротивление (TEER) значительно выше в монослоях Caco-2 (до 500 Ом см2), чем в кишечнике человека. (12–69 Ом/см2) из-за высокой экспрессии TJs; кроме того, кишечный барьер состоит из нескольких клеточных фенотипов, включая энтероциты, бокаловидные клетки, клетки Панета, эндокринные клетки и стволовые клетки. Модель совместной культуры, которая объединяет два основных клеточных фенотипа, обнаруженных в кишечнике, Caco-2 и секретирующий слизь HT29-MTX, обеспечивает покрытый слизью эпителиальный монослой, который наиболее эффективно имитирует состояние, происходящее in vivo.

Эффективность этой модели была продемонстрирована Mahler et al. [48]. Выбор штаммов был обусловлен тем, что они были коммерциализированы и уже были предметом различных исследований; Фактически, L. brevis SP-48 присутствует в коммерческих продуктах (например, Florap lady), которые способствуют балансу кишечной флоры и функционированию мочевыводящих путей. Более того, наше недавнее исследование показало, что он ингибирует H. pylori и действует как модулятор иммунной системы, уменьшая воспаление, потенциально связанное с лечением кишечных заболеваний кишечника [49].

Аналогичным образом, активность L.fermentum оценивалась на модели эпителиальных клеток желудка, демонстрирующей модуляцию воспалительных цитокинов и ингибирование H. pylori [32]; более того, другие штаммы L.fermentum показали противоинфекционные и иммуномодулирующие свойства [50]. Lactobacillus rhamnosus IMC 501 и Lactobacillus paracasei IMC 502 представляют собой коммерчески доступные пробиотические штаммы (например, SYNBIO). Верденелли и соавторы продемонстрировали устойчивость двух штаммов, введенных в комбинации, в кишечном тракте испытуемых, а также улучшение естественной регулярности и благополучия кишечника [51,52].L. brevis обычно колонизирует желудочно-кишечный тракт человека, и было показано, что он оказывает ряд стимулирующих здоровье эффектов [53], некоторые из которых усиливают барьерную функцию слизистой оболочки [54]. L. reuteri LR92 также присутствует в коммерческих продуктах, и клинические исследования показали, что он облегчает симптомы колик у новорожденных, если его профилактически вводить матерям в последние месяцы беременности [55].

Поэтому в первой части работы мы обрабатывали совместные культуры, которые дифференцировались в течение 21 дня, различными штаммами Lactobacillus spp. в течение 24 часов, и мы проанализировали с помощью ПЦР в реальном времени и ELISA уровни экспрессии TJ окклюдина, зонулина-1 и клаудина-1, а также антимикробного пептида HBD-2. . Полученные результаты показали, что все протестированные штаммы лактобактерий способны в значительной степени индуцировать экспрессию TJ, в частности L. brevis и L. rhamnosus. Что касается HBD-2, с другой стороны, можно оценить значительную индукцию продукции пептидов, особенно в присутствии L. reuteri. Для оценки противовоспалительной активности лактобацилл совместные культуры обрабатывали в течение 24 часов S. Typhimurium LPS отдельно или в сочетании с различными штаммами.а уровни экспрессии про- и противовоспалительных цитокинов оценивали с помощью ПЦР в реальном времени и анализа ELISA.

Полученные данные показали, что, за исключением IL-8, экспрессия которого не модулировалась L.fermentum и L.paracasei, все штаммы способны в значительной степени индуцировать экспрессию провоспалительных цитокинов и индуцировать экспрессию противовоспалительного цитокина TGF-. На основании полученных данных и учитывая, что все проанализированные штаммы пробиотиков проявили значительную противовоспалительную активность, можно констатировать, что три конкретных штамма, по-видимому, оказывают особенно благоприятное воздействие на слизистую оболочку кишечника: L. reuteri, которая проявляется в своей способности значительно стимулировать иммунную защиту, способствуя массовому высвобождению HBD-2, L. rhamnosus и L. brevis, что выявило высокую способность укреплять кишечный барьер, необходимое условие для правильного поддержания различных функций, включая всасывание микроэлементов и поддержание гомеостаза. Поэтому во второй части работы мы оценили способность этих трех штаммов ингибировать адгезию и инвазию S. Typhimurium и EIEC в слизистую оболочку кишечника.

С этой целью анализы адгезии и инвазии проводились тремя различными способами — ингибирование, конкуренция и вытеснение — чтобы понять динамику взаимодействия между лактобациллами и патогенами. Фактически, при предварительной инкубации с лактобациллами их способность продуцировать бактериоцины и снижать pH окружающей среды может проявлять убивающую активность, ингибирующую адгезию патогена; с другой стороны, одновременное добавление обоих видов может вызвать конкуренцию между двумя видами бактерий как за связывание с участками клеточных рецепторов, так и за поглощение питательных факторов; наконец, добавление пробиотика после адгезии патогена может вызвать его смещение из мест связывания, также из-за убийственной активности бактериоцинов.

Полученные результаты показали, что все три штамма значительно ингибировали адгезию EIEC в конкурентных анализах и блокировали ее инвазию посредством конкуренции и ингибирования. Такое различное поведение может быть связано с тем, что лактобактерии не способны предотвратить прилипание возбудителя при превентивном приеме, но могут конкурировать с ним; однако, как только возникла адгезия, активность лактобактерий, улучшающая целостность барьера (которая увеличивает экспрессию плотных соединений), предотвращает инвазию в подслизистую оболочку кишечника. Однако, что касается S. Typhimurium, ингибирующая активность в основном осуществляется в фазе адгезии, как в тесте ингибирования, так и в конкурентном анализе, вероятно, потому, что это позволяет избежать адгезии патогена выше по ходу процесса, тем самым значительно снижая бактериальную нагрузку, которая проникает в подслизистая оболочка кишечника, которая уже значительно уменьшена. В анализах вытеснения для обоих штаммов не были получены удовлетворительные результаты ни в отношении адгезии, ни в отношении инвазии, что свидетельствует о том, что лактобактерии не способны оказывать свое защитное действие против двух патогенов, если их принимать, когда инфекция уже произошла.

5. Выводы

Хотя использование добавок на основе пробиотиков практикуется уже много лет, в последнее время интерес к этому типу продуктов значительно возрос из-за растущего общественного интереса к использованию природных благ/ресурсов [56]. Было широко продемонстрировано, что лактобактерии являются пробиотиками. что может способствовать поддержанию основных функций для оптимального состояния здоровья; однако эти исследования in vitro показывают, что разные пробиотические штаммы могут по-разному действовать в отношении эпителия и патогена, с которым они взаимодействуют; по этой причине было бы полезно при разработке составов на основе пробиотиков принимать во внимание специфичность штаммов и их предполагаемое использование, чтобы получить составы консорциумов, способные достичь максимального выхода с точки зрения пользы для пациента.

Натуральное растительное лекарственное средство для облегчения запоров — цистанхе

Цистанхе — род паразитических растений, принадлежащий к семейству Оробанховые. Эти растения известны своими лечебными свойствами и на протяжении веков использовались в традиционной китайской медицине (ТКМ). Виды цистанхе преимущественно встречаются в засушливых и пустынных регионах Китая, Монголии и других частях Центральной Азии. Растения цистанхе характеризуются мясистыми желтоватыми стеблями и высоко ценятся за свою потенциальную пользу для здоровья. В традиционной китайской медицине считается, что цистанхе обладает тонизирующими свойствами и обычно используется для питания почек, повышения жизненной энергии и поддержки сексуальной функции. Он также используется для решения проблем, связанных со старением, усталостью и общим самочувствием. Хотя Цистанхе имеет долгую историю использования в традиционной медицине, научные исследования его эффективности и безопасности продолжаются и ограничены. Однако известно, что он содержит различные биологически активные соединения, такие как фенилэтаноидные гликозиды, иридоиды, лигнаны и полисахариды, которые могут способствовать его лечебным эффектам.

Wecistanche'sпорошок цистанхе, таблетки цистанхе, капсулы цистанхеи другие продукты разрабатываются с использованиемпустыняцистанхев качестве сырья, все из которых хорошо влияют на облегчение запоров. Конкретный механизм таков: считается, что цистанхе обладает потенциальным преимуществом в облегчении запоров на основе его традиционного использования и определенных соединений, которые он содержит. Хотя научные исследования, посвященные влиянию цистанхе на запоры, ограничены, считается, что у нее есть несколько механизмов, которые могут способствовать ее способности облегчать запоры. Слабительный эффект:Цистанхеиздавна используется в традиционной китайской медицине как средство от запоров. Считается, что он обладает мягким слабительным эффектом, который может способствовать опорожнению кишечника и вызывать запоры. Этот эффект можно объяснить различными соединениями, обнаруженными в цистанхе, такими как фенилэтаноидные гликозиды и полисахариды. Увлажнение кишечника. При традиционном использовании считается, что цистанхе обладает увлажняющими свойствами, особенно воздействуя на кишечник. Содействие гидратации и смазке кишечника может помочь смягчить инструменты и облегчить его прохождение, тем самым облегчая запор. Противовоспалительный эффект: иногда запор может быть связан с воспалением пищеварительного тракта. Цистанхе содержит определенные соединения, в том числе фенилэтаноидные гликозиды и лигнаны, которые, как полагают, обладают противовоспалительными свойствами. Уменьшая воспаление в кишечнике, он может помочь улучшить регулярность дефекации и облегчить запоры.