ИН ВИТРО СИМУЛАЦИЯ НА ЧРЕВНА СРЕДА: МЕХАНИЗЪМ НА МЕЖДУВИДОВА СИНТРОФИЯ МЕЖДУ BIFIDOBACTERIUM LONGUM CECT 7894 И PEDIOCOCCUS PENTOSACEUS CECT 8330
Пробиотичните щамове Bifidobacterium longum СЕСТ 7894 и Pediococcus pentosaceus СЕСТ 8339 са обект на засилен интерес поради потенциала им за терапевтично приложение при гастроинтестинални нарушения в ранна детска възраст, включително бебешки колики. Въпреки доказаната им клинична ефективност, механизмите на метаболитно взаимодействие между тези микроорганизми остават недостатъчно изяснени. Ин витро симулация на чревна среда позволява контролирано изследване на растежа им, използването на пребиотици и продукцията на късоверижни мастни киселини (SCFA), за да се идентифицират условията на синтрофия и метаболитната взаимозависимост между щамовете.
B. longum СЕСТ 7894 и P. pentosaceus СЕСТ 8339 са култивирани самостоятелно и в смесена култура при контролирани анаеробни условия и вариращи изходни концентрации, както и модифицирана хранителна среда, обогатена с различни субстрати: пребиотици (FOS, GOS, инулин), въглехидрати (лактоза, лактулоза) и полизахариди (ксилитол, сорбитол, Na-CMC). Оценяват се бактериален растеж, консумация на субстрати и Ph, продукция на газ и SCFA (с фокус върху ацетат и лактат).
Основните резултати показват:
- Липса на газ: И двата щама не продуцира газ, включително в ко-култура, което е особено благоприятно при пациенти с чувствителен гастроинтестинален тракт
- Синергизъм спрямо пребиотици: Смесената култура демонстрира синергично усвояване на FOS/инулин, с по-висока скорост на консумация в сравнение с индивидуалните щамове.
- B. longum доминира в ацетогенезата: Продуцира значителни количества ацетат, пропорционални на бактериалната концентрация.
- Дозо-зависим инхибиторен ефект: При високи концентрации (>5×10⁹ CFU/g) се наблюдава намалена продукция на ацетат в смесената култура. Това очертава интервал на доза и съотношение межди щамовете за максимална синтрофия.
- Синтрофия (кръстосано хранене): Продуцираният от B. longum ацетат стимулира растежа на P. pentosaceus, подкрепяйки хипотезата за метаболитно взаимодействие между двата щама.
Ин витро данните показват ясно субстратно- и дозо-зависима синтрофия между B. longum CECT 7894 и P. pentosaceus CECT 8339, медиирана от кръстосано хранене с лактат/ацетат и синергична ко-ферментация на олигозахариди.
Bifidobacterium longum СЕСТ 7894 е основен продуцент на органични киселини, които служат като субстрати за растеж на и Pediococcus pentosaceus СЕСТ 8339. Това взаимодействие води до по-ефективно усвояване на пребиотичните добавки и по-добра колонизация на чревната лигавица.
Съпътстващо приложение на пребиотици усилва синтрофията и ацетогенезата, което модифицира pH, поддържа чревната бариерна функция и антагонизма срещу патогени. Практически, изборът на пребиотик влияе на клиничния ефект.
Липсата на газова продукция е от клинично значение, особено при пациенти с функционални гастроинтестинални разстройства, където газовата дистензия може да влоши симптомите.
С правилния избор на дози и щамове се избягват излишно високите бактериални концентрации, като фокусът е върху балансирано съотношение, поддържащо кръстосано хранене – ключов механизъм на междувидовото метаболитно взаимодействие.
Тези данни подчертават значението на правилната комбинация от щамове и пребиотични субстрати за оптимизиране на клиничния ефект при пациенти с гастроинтестинални оплаквания.
Използвани материали
Jinjun Li; In vitro intestinal simulation system on the carbon source utilization characteristics and mechanism of interspecific syntrophic effects of Bifidobacterium longum CECT 7894 and Pediococcus pentosaceus CECT 8330; DOI 10.3389/fped.2023.1276846
