Стомашно-чревния тракт, част 4 - подходящо за вида животно
Възстановяване на микробния баланс
Пробиотици
Ефектите на киселото мляко за укрепване на здравето вече са споменати в Стария завет. През 1907 г. Metchnikoff подозира в книгата си „Удължаването на живота - оптимистични изследвания“, че консумацията на живи микроорганизми има здравословни ефекти. Lilly and Stillwell (1965) за първи път използват термина „пробиотик“. Те разбраха, че това са вещества, които подпомагат растежа на други микроорганизми. Определението на термина „пробиотик“ е обект на постоянно развитие оттогава. По-нов вариант на дефиницията описва пробиотиците като "живи микроорганизми, които, когато се прилагат в достатъчни количества, водят до подобряване на здравето на гостоприемника".
По-ранните дефиниции свързват полезните ефекти на пробиотиците директно с регулирането на чревната флора. По-специално, представители на родовете Bifidobacterium и Lactobacillus често се използват като пробиотици. Други микроорганизми, които се използват като пробиотици, са отделни видове от родовете Streptococcus, Enterococcus, Lactococcus, Propionibacterium, Escherichia, Bacillus и Saccharomyces.
Пробиотиците действат например чрез конкурентно изместване на патогенни микроби и по този начин допринасят за устойчивостта на гостоприемника към колонизация. Освен това някои пробиотици принадлежат към млечнокиселите бактерии, които понижават стойността на рН. По този начин тези бактерии създават среда, в която патогенните, чувствителни към рН микроби не са в състояние да се конкурират или само в ограничена степен. Те също имат противовъзпалителен ефект, важни са за развитието на GALT (свързана с червата лимфна тъкан) и допринасят за повишено образуване на sIgA (секреторен имуноглобулин А). В хуманната медицина се използват раковите и мутиращите свойства на пробиотичните щамове. При Lactobacillus rhamnosus неговият стабилизиращ ефект върху чревната стена е особено добре проучен. Това предотвратява трансфера на различни макромолекули и по този начин развитието на имунологичен/алергичен отговор.
Много по-специфичен механизъм се основава на антиалергичния ефект на специален щам Lactobacillus paracasei. Тук производството на IgE се намалява чрез контролирано праймиране (възбуждане) от IL-12 (интерлевкин 12) от естествени Т клетки до Th (Т помощни клетки) 1 клетки и тяхното производство на IFN-γ (интерферон гама). В същото време това осигурява балансирано съотношение Th1/Th2 (помощни клетки за В и Т лимфоцити). При in vitro тестове (тестове в лаборатория) може да се покаже, че видовете Lactobacillus са в състояние да контролират растежа на z. B. Salmonella Typhimurium и E. coli O157: H7. При по-нататъшни проучвания in vitro беше установено, че някои от изследваните видове Lactobacillus също могат да предотвратят прилепването на Salmonella към чревни епителни клетки.
Пробиотикът трябва да отговаря на следните изисквания:
- имат здравословен ефект върху гостоприемника,
- да са апатогенни и нетоксични,
- имат високо съдържание на живи клетки,
- да оцелее в MDT и да бъде метаболитно активен,
- Преживейте съхранението и обработката,
- имат привлекателни сензорни свойства и
- да бъдат изолирани от потребителя.
Пробиотик (всъщност смес от няколко микроба) с изключителен ефект е кефирът. Този ферментационен продукт, направен от мляко, съдържа лактобацили, левконостокови коки, производители на оцетна киселина, лактострептококи и дрожди. Има антибактериален, противогъбичен, имуностимулиращ, антитуморен и редуциращ холестерола ефект.
Пребиотици
Пребиотиците са описани като: "Несмилаеми хранителни компоненти, които имат здравословен ефект върху гостоприемника чрез селективно стимулиране на растежа и/или активността на една или ограничен брой бактерии в дебелото черво".
Според GIBSON (1999) споменатите хранителни компоненти могат да се считат за пребиотик само ако:
- не може да се смила или абсорбира в стомаха или тънките черва,
- може да се ферментира само от ограничен брой потенциално "положителни" бактерии в дебелото черво,
- изместете състава на флората към "по-здравия" и по този начин
- предизвикват здравословен ефект за домакина.
Понижаването на стойността на pH, вече споменато за пробиотиците, е механизъм, който е описан и за пребиотиците и регулира положително чревната флора. Някои бактерии са отговорни за понижаващия рН ефект, който може да образува късоверижни мастни киселини с пребиотиците по типичните метаболитни пътища.
Дори ако хранителни компоненти като липиди или протеини могат да се усвоят в дебелото черво, въглехидратите са „истинските“ пребиотици. Тук по-специално трябва да се споменат фруктоолигозахаридите.
В зависимост от степента на полимеризация на β-D-фруктаните се разграничава z. Б. инулин и олигофруктоза. Други пребиотици, някои от които са синтетично произведени, са глюкоолигозахариди, галактоолигозахариди или лактулоза. Търсенето на нови пребиотици в повечето случаи е свързано с целта да се подкрепят бактериите, произвеждащи лактат (особено бифидобактериите и лактобацилите) в техния растеж. Въпреки това, директен ефект върху патогенните микроби може да се наблюдава и при различни пребиотици.
Изглежда, че бифидобактериите имат най-голям ферментационен капацитет за олигозахариди (захарни полимери, произведени от еднакви или различни единични захари с не повече от 10 връзки) с къса дължина на веригата. Поради своите положителни ефекти върху здравето и високото им използване на фруктоолигозахариди, бифидобактериите са видът на бактериите, предопределени за употребата на пребиотици.
Докато пробиотиците не могат да оцелеят напълно след приложение, пребиотиците имат предимството да популяризират микроорганизми, живеещи в MDT, които вече са добре адаптирани към съществуващата среда и не са "чужденци".
Комбинацията от пробиотици и пребиотици е известна като Синбиотици. С правилния състав на тази формулировка, добавеният пребиотик дава на използвания пробиотик селективно хранително предимство в новата среда, т.е.подпомага неговото размножаване и метаболизъм. В същото време, разбира се, отделните компоненти развиват и съответните си ефекти независимо един от друг.
Вторични фитонутриенти
Общ
Група от различни растителни продукти е обобщена под термина вторични растителни съставки. Те включват каротиноиди, фитостероли, сапонини, глюкозинолати, полифеноли, протеазни инхибитори, монотерпени, фитоестрогени (лигнани) и сулфиди. Те са вторични растителни метаболити, които се образуват само в специални растителни клетки или са активни само през определени етапи на развитие. Използването на растения или растителни екстракти при лечението на болести е толкова старо, колкото самата човешка история.
Използването при домашни любимци също започва едновременно с опитомяването им. По-специално етеричните масла са открили и се използват широко поради разнообразните си ефекти. Спектърът му включва противовъзпалителни, антиоксидантни и антиканцерогенни ефекти, както и биоцидни ефекти срещу бактерии, вируси, гъби, протозои, насекоми и други растения. Ефектът на вторичните растителни съставки върху MDT микробиотата може да се определи чрез проучвания както на микробиома, така и на метаболома.
Микробните метаболити като късоверижни мастни киселини, жлъчни киселини, холини, производни на фенил и индол са свързани с микробиотата и нейния метаболизъм. Те също така имат дълбоко въздействие върху енергийната хомеостаза. По-специално маслената киселина е важен енергиен източник за епителните клетки на дебелото черво, но също така се транспортира до митохондриите и се подава в цикъла на трикарбоксилната киселина за производството на АТФ.
Етерични масла
В кухнята се използват етерични масла (като компоненти на ароматни растения). Но дори и при този тип приложение, се наблюдават или предвиждат допълнителни ефекти, надхвърлящи промяната във вкуса. Например, терпеноидният капсаицин, намиращ се в лют пипер, също има ефект върху нервната, храносмилателната и сърдечно-съдовата системи. Консервирането на храни е друга основна употреба на етерични масла.
Терминът „етерични масла“ се връща към термина „Quinta essentia“, измислен от Парацелс фон Хохенхайм (1493-1541). Етеричните масла обикновено се състоят от над 500 компонента, някои от които са летливи.
Съставът на етеричното масло от един и същи растителен вид зависи от различни фактори. Географското местоположение на растението, съответната фаза на растеж, използваната част от растението или използваният метод на екстракция влияят върху състава. Например, етеричните масла, извлечени с хексан (които са токсични сами по себе си) имат по-силен антимикробен ефект от тези, получени чрез дестилация с пара. Въпреки това, метанолът (токсичен) е по-подходящият разтворител в сравнение с хексана, както и водата и етанолът.
По отношение на времето на прибиране на реколтата, трябва да се отбележи, че етеричните масла от билки, получени по време на или непосредствено след цъфтежа, имат най-силно антимикробно действие.
Основните компоненти на етеричните масла са моно- и сескитерпените. Терпените са отговорни както за аромата, така и за много лечебни свойства на растенията. Монотерпените могат да съществуват като фенолни (карвакрол, тимол), ароматни (цимени) или алкохолни (борнеол) съединения. Но компонентите, които се срещат само в следи или в малки количества (максимум 15%), изглеждат важни за антибактериалната активност на етеричното масло. Те медиират синергични ефекти между отделните компоненти, което досега се наблюдава при етеричните масла от риган, градински чай и мащерка.
Полифеноли
Полифенолите включват различни класове вещества като Б. флавоноиди, терпеноиди, алкалоиди, стилбеноиди, полиацетилени, изофлавони, танини, лигнини и др. Тези вторични метаболити са получени от синтетични пътища на първичния метаболизъм. Производните на фенол и флавоноидите са продукти на аминокиселината фенилаланин или идват от същия метаболитен път (метаболизъм на шикимовата киселина) и метаболизма на захарта.
Храната/храни, богати на полифеноли, оказват влияние върху метаболизма на въглехидратите и мазнините. Въз основа на тяхната структура полифенолите могат да бъдат разделени на 10 класа. Общото между тях е фенолната пръстенна структура и една или повече хидроксилни групи.
Те включват тинамиева киселина, бензоена киселина, флавоноиди, включително проантоцианидини, стилбени, кумарини, лигнани и лигнини.
В растенията има повече от 6000 различни съединения на флавоноидите. В допълнение към своите антиоксидантни ефекти, полифенолите могат да улавят и неутрализират свободните радикали, да регулират азотните оксиди, да намаляват обездвижването на левкоцитите (да ги правят неподвижни), да предизвикват апоптоза („програмирана клетъчна смърт“), да инхибират клетъчния растеж, пролиферацията и ангиогенезата (васкуларизация) и да действат като фитоестрогени.
Познаването на метаболитния път на шикимовата киселина за образуването на полифеноли в растенията прави много ясно какви са последиците от блокирането на този път с хербициди, съдържащи глифозат.
Полифенолите се абсорбират само частично в тънките черва. След абсорбцията те се променят (метоксилирани, глюкуронирани и сулфатирани), което влияе върху тяхната биоактивност. Основните метаболити са фенолни киселини като хомованилова киселина, които се натрупват в тъканите. Повечето полифеноли не са в разтворима форма в растенията; те са ковалентно свързани с полизахариди (стабилна химическа връзка). Антиоксидантният капацитет на полифенолите е от голяма полза за чревната среда, тъй като антиоксидантът, т.е. анаеробният потенциал в MDT, се увеличава по посока на дебелото черво. Храносмилателният процес се характеризира и с образуването на кислородни радикали. Тази среда е доказано подкрепена и защитена от полифенолите, така че преди всичко анаеробните микроорганизми са активни и кислородните радикали не могат да имат отрицателен ефект върху чревните епителни клетки.
По време на тяхното транзитно време свързаните полифеноли се отделят от неразтворимите им субстрати от MDM и по този начин се правят бионалични. Но те също влияят пряко върху микробиотата. След прилагане на какаови полифеноли е установено значително увеличение на лактобацилите и бифидобактериите. Установено е, че късоверижните мастни киселини, особено маслената киселина, са метаболитни метаболити. По този начин природата има голям брой структури за насърчаване на здравето, които са се развили в продължение на милиони години еволюция и от които хората и животните са зависими, тъй като не могат да ги формират сами. Всички хора, които се занимават със запазването или възстановяването на здравето на живите същества, са добре посъветвани да прибягват до него и да позволят благоприятните ефекти.
Хуминови киселини
Хуминовите киселини се създават при естествени условия в хода на така нареченото овлажняване от различни органични изходни материали в почвите. Наличните хуминови вещества днес до голяма степен произхождат от третичния и следователно са на възраст почти 60 милиона години. Освен в почвите, те се намират и в лигнити, торф и лигнитни находища. Освен това, хуминовите киселини или техните фрагменти възникват при производството на храна, напр. Б. в процесите на печене и печене или ферментация. Например хуминовите киселини се съдържат в кафето, чая, хлебната кора, а също и в печеното месо.
Хуминовите киселини са описани за първи път от немския физик и химик Ахард през 1786г. Въз основа на алкална екстракция се прави разграничение между неразтворима част, хумините и разтворима част, която може да се утаи (хуминови киселини) или не (фулвокиселини) с добавяне на киселина. Те са вериги от ароматни феноли, които са свързани от азотсъдържащи хетероциклични вериги, носят азотсъдържащи странични вериги и имат въглехидратни компоненти. Хуминовите киселини имат полимерен хомоложен характер и представляват широк диапазон от молекулни размери (1000 до 200 000 Далтон).
Има полиионни структури, напр. Б. Естер на карбоксилна киселина, фенолна хидроксилна, карбонилна и карбоксилна групи. Присъстват и амино- и сулфхидрилни остатъци, както и хиноидни и флавоноидни структури. По-специално, хуминовите киселини, образувани от растителни продукти, включително лигнитни хуминови киселини WH 67, също имат флавонови структури (включително физетин, кверцетин, флавони, ксантини). Някои фармакологични ефекти (противовъзпалителни, запечатващи клетки, вирусицидни, фунгицидни).
Неразтворимите хуминови киселини остават в MDT след перорално приложение и могат да развият тук сорбционни свойства, или абсорбция (отлагане на определени структури), или адсорбция (отлагане върху повърхности) чрез сложно образуване, йонен обмен. Това включва също натрупване на патогенни гъби, бактерии и вируси (антимикробна активност).
Други токсини, тежки метали, нитрати/нитрити, флуориди, органофосфати, особено глифозат, хлорорганични инсектициди, карбарил или варфарин също се адсорбират, така че те нито увреждат чревния епител, нито навлизат в тялото чрез ентерохепаталната циркулация. Установени са бактериостатични до бактерицидни ефекти за Salmonella Typhi, Salmonella Cholerae, Staphylococcus aureus и вирусидни ефекти за Herpes simplex, аденовируси и ротавируси.
Тъй като хуминовите киселини са продукти на разграждане от растителен произход, може да се приеме, че тези фенолни полимери са обект на подобен процес на разграждане и преобразуване в MDT като полифенолите, съдържащи се в живите растения. Използването на хуминови киселини във ветеринарната медицина е на повече от 40 години. Още от самото начало защитата на потребителите беше от първостепенно значение: Употребата на антибиотици при отглеждането на животни трябва да бъде възможно най-ниска, за да се предотврати устойчивостта на антибиотици при патогени.
В MDT препаратите с хуминова киселина се характеризират със свойството да покриват лигавицата - те предотвратяват или поне свеждат до минимум абсорбцията на замърсители или токсични метаболити, съдържащи се във фуражите в случай на инфекции. Освен това те имат успокояващ ефект върху периферните нервни окончания в MDT, което позволява на MDT да възвърне физиологичния си тонус.
Някои хуминови киселини имат неутрализиращ ефект върху хербицида глифозат. Нейното неутрализиране е първата стъпка към намаляване на вредното въздействие върху потребителя чрез замърсена храна.
Поради показаните свойства, използването на глифозат в земеделието трябва да бъде спряно. Докато тази цел не бъде постигната, трябва да се вземат мерки за неутрализиране на нейните ефекти. Хуминовите киселини, които неутрализират глифозата в MDT и по този начин предотвратяват вредното въздействие върху микробиотата, са подходящи за това.
Това увреждане може да бъде доказано както в лабораторни условия, така и в контекста на проучвания върху млечни крави. Тъй като ефектът на хуминовите киселини от различните места за съхранение е различен, преди употреба трябва да се извърши лабораторен тест. От решаващо значение е свободните хуминови киселини да присъстват в MDT. Зеолитът (алумосиликат) и торфът също показват неутрализиращи ефекти, сравними с хуминовите киселини.
Проф. Ем. Д-р Моника Крюгер, биолог
Тази статия е част от нашата поредица за стомашно-чревния тракт