СИНЕРГИЗЪМ МЕЖДУ LACTOBACILLUS RHAMNOSUS ATCC 53103 (LGG), BIFIDOBACTERIUM LONGUM CECT 7894 И ЦИНКОВ ЦИТРАТ
Чревната микробиота е динамична екосистема, чиято роля в поддържането на хомеостазата на макроорганизма е доказана чрез множество клинични и молекулярни изследвания. Нарушенията в нейния състав (дисбиоза) се асоциират с широк спектър заболявания — от гастроинтестинални и метаболитни до невродегенеративни и автоимунни. Пробиотичните щамове Lactobacillus rhamnosus GG (ATCC 53103) и Bifidobacterium longum CECT 7894 са сред най-добре проучените по отношение на адхезивен потенциал, имуномодулация и метаболитна активност. Цинкът, особено под формата на цитрат, е ключов кофактор в ензимни системи, участващи в антиоксидантната защита, синтеза на нуклеинови киселини и поддържането на епителната бариера.
Обзор на литературата
1. Пробиотични щамове и тяхната функционална роля:
- Lactobacillus rhamnosus GG:
- Изразен афинитет към муцин-свързващи рецептори на ентероцитите.
- Синтез на антимикробни пептиди (бактериоцини).
- Модулация на цитокиновия профил (повишаване на IL-10, намаляване на TNF-α).
- Подобряване на бариерната функция чрез усилване на експресията на tight junction протеини (клодин, оклудин).
- Bifidobacterium longum CECT 7894:
- Метаболизира сложни олигозахариди до късоверижни мастни киселини (SCFA).
- Проявява антиоксидантна активност чрез ензими като супероксиддисмутаза и каталаза.
- Детоксикация на тежки метали и намаляване на оксидативния стрес.
2. Роля на цинка в гастроинтестиналната физиология
- Цинк-зависими ензими: ДНК- и РНК-полимерази, алкохолдехидрогеназа, карбоанхидраза.
- Поддържане на имунната компетентност чрез регулация на Т-лимфоцитната функция.
- Участие в процесите на епителна регенерация и заздравяване на лигавицата.
3. Синергизъм между пробиотици и цинк
- Цинкът усилва метаболитната активност на пробиотиците чрез стабилизиране на цинк-зависими протеини.
- Пробиотиците подобряват усвояването на цинка чрез промяна на чревното pH и метаболитни продукти (SCFA).
Методология: Фармакоинформационен анализ с интеграция на данни от геномни, протеомни и метаболомни бази за L. rhamnosus GG (ATCC 53103), B. longum CECT 7894 и цинков цитрат с цел идентификация на цинк-зависими белтъци, картографиране на метаболитните пътища, оценка на функционалните пресечни точки.
Резултати:
А. Сравнителният геномен и протеомен анализ на L. rhamnosus GG и B. longum CECT 7894 разкрива:
1. Наличието на стотици цинк-зависими протеини в пробиотичните протеоми, които са пряко свързани с жизнената активност и функционирането на микробиома. Ключов резултат е установяването на функционални категории протеини, осъществяващи метаболитни процеси (а) предимно в L. rhamnosus GG, (б) в еднаква степен в L. rhamnosus GG и B. longum CECT 7894, (в) предимно в B. longum. По този начин се идентифицират еднаквите за двата щама метаболитни функции, които се допълват от специфични такива за L. rhamnosus GG и за B. longum CECT 7894.
2. Открити са 27 идентични цинк-зависими протеина в протеомите на двата щама, свързани главно със синтез на рибозомни протеини и възстановяване на ДНК. Добавянето на цинк със сигурност увеличава щамовата адаптогенност, тъй като целостта на ДНК и синтезът на протеини са фундаментални цинк-зависими процеси в живота на пробиотичните бактерии. Тези данни описват метаболитния синергизъм между ефектите на цинковия цитрат и два пробиотични щама в състава на Digest.
3. Двойният синергизъм между 103 протеина на L. rhamnosus GG и цинка, двойният синергизъм между 204 протеина на B. Longum CECT 7894 и цинка, както и синергизмът между двата пробиотични щама са изключително важни за подобряване на здравето на чревния микробиом.
Б. Анализът на клинични проучвания показва следните обобщени доказателства за синергично взаимодействие между цинк, L. rhamnosus GG и B. longum CECT 7894 в подкрепа на имунитета и нормалния чревен микробиом:
1. Комбинирането на бифидобактерии с цинк насърчава повишаване на неговата бионаличност.
2. Цинковите йони в синергия с LGG, нарушават кворум-сензорната система на Pseudomonas aeruginosa - централна координираща каскада за образуването на биофилм, който допринася за повишена преживяемост на патогена.
3. Комбинираното приложение на L. rhamnosus GG, B. longum CECT 7894 и цинков цитрат стимулира промени в Т- и В-клетките в тънките черва.
4. Тройната формула L. rhamnosus GG, B. longum CECT 7894 и цинков цитрат подобрява резултатите от лечението при пациенти с различни заболявания (остър гастроентерит, нозокомиални инфекции).
Заключение: Фундаментални и клинични проучвания показват, че L. rhamnosus GG, B. longum CECT 7894 и цинковият цитрат могат значително и взаимно да допълват ефектите си. Цинковият цитрат спомага за поддържане на имунитета на човешкия организъм, повишава адаптивността на включените във формулата лакто- и бифидобактерии, увеличава скоростта на растеж и метаболитната активност на пробиотичните щамове и подобрява адхезията им към ентероцитите.
Стимулираната метаболитна активност на L. rhamnosus GG и B. longum CECT 7894 увеличава производството на полезни метаболити – витамини, бутират и други късоверижни мастни киселини. Провъзпалителните фактори (включително TNFα) и провъзпалителната NF-kB каскада се инхибират по-бързо. Повишават се нивата на противовъзпалителния IL-10, скоростта и обемът на производство на имуноглобулини IgA, IgG, IgM. С участието на цинк, метаболитните процеси, поддържани от Bifidobacterium, допълват тези на Lactobacillus. Формират се по-изразен противовъзпалителен ефект и имунен отговор, балансът на чревния микробиом се възстановява по-активно. В синергия с цинка, L. rhamnosus GG и B. longum CECT 7894 допринасят за (1) поддържане на антивирусния и антибактериалния имунитет, (2) изместване на патогените и (3) колонизация на стомашно-чревния тракт с нормофизиологична микробиота.
Използвани материали
Gromova et al.; Pharmacoinformatic study of the synergistic effect of probiotics Lactobacillus rhamnosus ATCC 53103 (LGG), Bifidobacterium longum CECT 7894 and zinc citrate on the intestinal microbiota; DOI:10.31146/1682-8658-ecg-233-1-40-58
