Všestranné probiotikum – ponúka riešenie na alergické ochorenia, ako je napr. senná nádcha (alergická rinitída), či alergická astma

V posledných desaťročiach sa zvýšil počet alergických ochorení dýchacích ciest, ako je alergická rinitída, t.j. senná nádcha a alergická astma. Alergia je charakterizovaná ako prehnaná obranná reakcia imunitného systému človeka na látky, ktorými sa bežne stretáva.

Alergiu spôsobujú nielen vonkajšie alergény (antigény), ako sú peľ  tráv alebo stromov, ale aj vnútorné alergény ako zvieracie chlpy, či prachové roztoče [1,2]. Bežné príznaky pacientov s touto alergickou poruchou sú kašeľ, upchatý nos, kýchanie, slzenie, svrbenie alebo červené oči, či svrbenie nosa [1,3].

Rýchly nárast počtu porúch imunitného systému tohto typu je silne spojený s nečistením životného prostredia a so zníženou včasnou mikrobiálnou kolonizáciou čreva [4,5]. Črevo je najväčším orgánom imunitného systému v našom tele. Približne 80 %  všetkých buniek nášho imunitného systému produkujúcich protilátky sa nachádza práve v čreve [6,37]. Črevná mikroflóra predstavuje najväčšie zastúpenie mikroorganizmov v organizme a čiastočne poskytuje stimuláciu imunitného systému.

V zdravom čreve je imunitný systém schopný vytvoriť rovnováhu medzi úrovňou ochrannej činnosti sliznice a adekvátnou reakciou na alergén. Tento stav, pri ktorom vnútorné prostredie živého organizmu zostáva v určitých limitoch, ktoré zároveň umožňujú jeho normálne fungovanie nazývame homeostáza. Imunitná homeostáza v čreve sa vyvíja, keď sa vytvára vzťah medzi antigénmi a črevnou mikroflórou, teda črevnou  bariérou [14]. Črevná bariéra, je tvorená zdravou mikroflórou hrubého čreva, črevnou sliznicou a imunitným systémom nachádzajúcim sa v čreve a slúži na ochranu a obranu organizmu. Úlohou črevnej mikroflóry je potláčať rast škodlivých zárodkov. Niektoré baktérie produkujú látky, ktorými sú schopné inhibovať rast cudzorodých baktérií. Mikroflóra čreva je ďalej zodpovedná za reguláciu ochrannej funkcie črevnej sliznice a črevného imunitného systému. Črevná sliznica má hustú štruktúru, ktorá je obklopená vrstvou slizu, čím dokáže zabrániť prenikaniu škodlivých zárodkov [35]. Špecifické zloženie črevnej mikroflóry môže ovplyvniť riziko vzniku alergického ochorenia [7, 8, 9].

Mechanizmy vedúce k zvýšenému výskytu alergických ochorení

Tie nie sú úplne preskúmané, ale je známe, že zahŕňajú genetické a environmentálne faktory, ako aj zložité interakcie medzi hostiteľom a alergénom, kde úlohu zohráva aj črevná mikroflóra [10,11,12,13]. Mikrobiálna kolonizácia čreva začína hneď po narodení, kedy je sterilné črevo novorodenca postupne obsadené rôznymi baktériami z prostredia a z tela matky [15, 16]. Zmena zloženia mikroflóry čreva v ranom veku umožňuje zmenu rovnováhy cytokínov Th1/Th2 [17]. Cytokíny sú vysoko špecializované bielkoviny produkované bunkami imunitného systému (neutrofily, monocyty, makrofágy, B- a T- lymfocyty) a ich úlohou je regulácia imunitnej odpovede [36]. B-lymfocyty sú bunky imunitného systému zodpovedné predovšetkým za špecifickú, protilátkami sprostredkovanú imunitnú odpoveď. Pri narodení imunitný systém dieťaťa nie je úplne vyvinutý a má tendenciu smerovať k imunitnej odpovedi Th2. Th2 cytokíny však stimulujú produkciu imunoglobulínov E (IgE) B-lymfocytmi a tým zvyšujú riziko vzniku alergických reakcií. IgE sú protilátky, ktoré pomáhajú imunitnému systému rozpoznať a zlikvidovať alergény [38].  Mikrobiálna stimulácia v ranom veku zvráti prevahu Th2 cytokínov a stimuluje vývoj imunitnej odpovede Th1 a zároveň stimuluje aktivitu Th3 buniek [18]. Týmto spôsobom ich kombinované pôsobenie povedie k produkcii imunoglobulínov A B-lymfocytmi. IgA prispieva k vylúčeniu alergénov a tým znižuje vystavenie imunitného systému antigénom. Cytokíny produkované imunitnou reakciou Th1 tiež znižujú zápal a stimulujú toleranciu voči bežným antigénom [19].

Mechanizmus účinku probiotík pri alergických poruchách

Presná etiológia alergických ochorení ešte stále nie je jednoznačná a  je potrebné lepšie pochopiť mechanizmy, ktorými zloženie mikroflóry čreva ovplyvňuje vývoj a závažnosť alergického ochorenia. Existuje hygienická hypotéza, ktorá naznačuje, že nedostatočné vystavenie environmentálnym mikróbom je jednou z príčin vzniku alergií a s nimi spojených chorôb [20, 21, 22]. Ako bolo popísané vyššie, alergické poruchy sú spojené s posunom cytokínovej rovnováhy Th1/Th2, čo vedie k aktivácii Th2 cytokínov a uvoľňovaniu interleukínu-4 (IL-4), IL-5 a IL-13 (regulujú zápalové reakcie), ako aj k produkcii IgE [23]. Podávanie probiotík dramaticky mení črevné mikroprostredie tým, že podporuje zmenu lokálnej mikroflóry a sekréciu cytokínov [24]. Medzi ďalšie účinky probiotík, ktoré ich robia vhodnými na moduláciu alergického ochorenia, patrí stimulácia hladiny IgA v slizniciach, ako aj reakcie B a T lymfocytov špecifické pre alergény [25].

Vplyv baktérií mliečneho kvasenia  Lactobacillus na alergické ochorenia

Probiotické mikroorganizmy sú všeobecne baktérie mliečneho kvasenia vrátane Lactobacillus acidophilus, Lactobacillus bulgaricus, Lactobacillus casei, Lactobacillus plantarum a Lactobacillus rhamnosus. Druhy Lactobacillus majú niekoľko dôležitých úloh, ako je ochrana buniek črevného epitelu alebo prevencia kolonizácie patogénov, konkurenčný rast, či produkcia metabolitov na inhibíciu, zabíjanie patogénov a nepatogénov [26]. Množstvo baktérií Lactobacillus (L.) je významne znížené v črevách jedincov s ochorením alergická rinitída alebo astma [27].  Podávanie baktérií Lactobacillus by teda mohlo liečiť alebo aspoň zmierniť príznaky alergickej rinitídy alebo astmy. Existujú vedecké dôkazy aj napríklad o tom, ako Lactobacillus gasseri  zlepšil symptómy u astmatických detí s alergickou rinitídou [28]. Lactobacillus reuteri je významným druhom baktérie v ľudskom čreve a môže znížiť multiorgánový zápal [29, 30]. Schopnosť znižovať zápal dýchacích ciest pri astme je v prípade L. reuteri zreteľnejšia ako u iných druhov Lactobacillus [31]. Podľa inej štúdie, kde sledovali vplyv probiotík v prípade alergie na roztoče z domáceho prachu, užívanie probiotík viedlo k zníženiu príznakov u detí aj dospelých s alergickou rinitídou [33, 34]. V nedávnej štúdii Giovanniniho L. casei DN-1 14 001 znížil počet epizód rinitídy u 64 detí predškolského veku s alergickou rinitídou [32].

Keďže konvenčné lieky na alergickú astmu alebo alergickú rinitídu (senná nádcha) môžu spôsobiť vedľajšie účinky, ktoré obmedzujú kvalitu života pacientov, je výhodné nájsť iné formy terapie. Probiotické baktérie, ako sú druhy Lactobacillus, preukázali antialergické účinky v rôznych štúdiách na myšiach a ľuďoch. Napríklad podávanie niektorých druhov Lactobacillus viedlo k úľave od nosových a očných symptómov a zlepšeniu kvality života u detí a dospelých trpiacich rinitídou. V štúdiách na ľuďoch aj na myšiach sa zistili rôzne zmeny v profiloch cytokínov, ako sú zvýšené Th1 a znížené Th2 cytokíny, znížené imunoglobulíny súvisiace s alergiou. Po perorálnom podaní baktérií Lactobacillus boli opísané pozitívne účinky na pacientov, ako sú miernejšie príznaky a menej časté rinitídy a dlhšie obdobia bez astmy alebo rinitídy. Stále však nie je jasné, ako baktérie mliečneho kvasenia vyvolávajú  zmeny v imunitnom systéme a tým brzdia rozvoj alergií alebo zmierňujú ich príznaky. Tento článok poskytuje prehľad súčasných štúdií a vyvodzuje závery týkajúce sa použitia probiotických kmeňov Lactobacillus vo vzťahu k alergickej rinitíde, k ochoreniu zvanej senná nádcha.

Použitá odborná literatúra:

1. Bousquet J., Khaltaev N., Cruz A.A., Denburg J., Fokkens W.J., Togias A., et al. Allergic rhinitis and its impact on asthma (ARIA) 2008*: ARIA: 2008 update. Allergy. 2008 Apr;63:8–
2. Galli S.J., Tsai M., Piliponsky A.M. The development of allergic inflammation. Nature. 2008 Jul;454(7203):445–54. 4
3. Canonica G.W., Bousquet J., Mullol J., Scadding G.K., Virchow J.C. A survey of the burden of allergic rhinitis in Europe. Allergy. 2007 Dec; 62(s85):17–25.
4. Bach J.F. The effect of infections on susceptibility to autoimmune and allergic diseasesN Engl J Med, 2002, 347, pp. 911-920
5. Williams H., Stewart, A,  von MutiusE.,  Cookson W., Anderson H. R., International Study of Asthma and Allergies in Childhood (ISAAC) Phase One and Three Study GroupsIs eczema really on the increase worldwide?J Allergy Clin Immunol, 2008, 121, pp. 947-954
6. Brandtzaeg P. Current understanding of gastrointestinal immunoregulation and its relation to food allergyAnn N Y Acad Sci, 964 (2002), pp. 13-45
7. Penders J., Stobberingh E. E., van den BrandtP.A. , Thijs C. The role of the intestinal microbiota in the development of atopic disordersAllergy, 62, 2007, pp. 1223-1236
8. Wang M., Karlsson C., Olsson C.,  Adlerberth I., WoldA.E. , StrachanD.P. , et al.Reduced diversity in the early fecal microbiota of infants with atopic eczemaJ Allergy Clin Immunol, 121, 2008, pp. 129-134
9. , MunroK.,Lay C., BibiloniR., Morris J., Woodcock A., et al.Bifidobacterium pseudocatenulatumis associated with atopic eczema: a nested case-control study investigating the fecal microbiota of infantsJ Allergy Clin Immunol, 121, 2008, pp. 135-140
10. H., LinM.W., ChungM.Y. Yang, U.C. The association between the IL-4, ADRβ2 and ADAM 33 gene polymorphisms and asthma in the Taiwanese populationJ Chin Med Assoc, 75, 2012, pp. 635-643
11. Torgerson D.G., Ampleford E. J., Chiu G. Y.,Gauderman W. J., Gignoux C. R., Graves P. E., et al., Mexico City Childhood Asthma Study (MCAAS)Meta-analysis of genomewide association studies of asthma in ethnically diverse North American populationsNat Gene, 43, 2011, pp. 887-892
12. Prioult G., Nagler-Anderson C.Mucosal immunity and allergic responses: lack of regulation and/or lack of microbial stimulation?Immunol Rev, 206, 2005, pp. 204-218
13. Chen C. J.,Hung M. C., Kuo K. L., Chung J. L., Wu K. G., Hwang B. T., et al.The Role of Eosinophil cationic protein in patients with Mycoplasma pneumoniaeinfectionJ Chin Med Assoc, 71, 2008, pp. 37-39
14. Iweala O.I., Nagler C. R.Immune privilege in the gut: the establishment and maintenance of non-responsiveness to dietary antigens and commensal floraImmunol Rev, 213, 2006, pp. 82-100
15. Gerrard J. W., Vickers P., Gerrard C. D.The familial incidence of allergic diseaseAnn Allergy, 36, 1976, pp. 10-15
16. Von Mutius E., Braun-Fahrlander C., Schierl R., Riedler J., Ehlermann S, Maisch S., et al.Exposure to endotoxin or other bacterial components might protect against the development of atopyClin Exp Allergy, 30, 2000, pp. 1230-1234
17. Michail S.The role of probiotics in allergic diseasesAllergy Asthma Clin Immunol, 5, 2009, p. 5
18. von der Weid T., Bulliard C., Schiffrin E. J.Induction by a lactic acid bacterium of a population of CD4 (+) T cells with low proliferative capacity that produce transforming growth factor beta and interleukin-10Clin Diagn Lab Immunol, 8, 2001, pp. 695-701
19. Kirjavainen P. V., Gibson G. R. Healthy gut microflora and allergy: factors influencing development of the microbiotaAnn Med, 31, 1999, pp. 288-292
20. P. Family size, infection and atopy: the first decade of the “hygiene hypothesis”Thorax, 55, 2000, pp. S2-10
21. Noverr M. C., G.B. Huffnagle G. B.The ‘microflora hypothesis’ of allergic diseasesClin Exp Allergy, 35, 2005, pp. 1511-1520
22. Tang R. B.Risk factors associated with the development of asthmaJ Chin Med Assoc, 68, 2005, pp. 199-201
23. Tang R. B., Chen S. J.Soluble interleukin 2 receptor and interleukin 4 in sera of asthmatic children before and after a prednisolone courseAnn Allergy Asthma Immunol, 86, 2001, pp. 314-317
24. Winkler P., Ghadimi D., Schrezenmeir J., KraehenbuhlJ. P. Molecular and cellular basis of microflora–host interactionsJ Nutr, 137 (Suppl 2) , 2007, pp. S756-S772
25. Toh Z. Q., Anzela, A., Tang M. L., Licciardi P. V. Probiotic therapy as a novel approach for allergic diseaseFront Pharmacol, 3, 2012, p. 171
26. De Vrese M., SchrezenmeirJ. Probiotics, prebiotics, and synbioticsAdv Biochem Eng Biotechnol, 111, 2008, pp. 1-66
27. Johansson M.A., Sjögren Y.M., Persson J.O., Nilsson C., Sverremark-Ekström E. Early colonization with a group of Lactobacilli decreases the risk for allergy at five years of age despite allergic heredity. PLoS ONE.2011, 6:e23031. doi: 10.1371/journal.pone.0023031
28. Chen Y.S., Jan R.L., Lin Y.L., Chen H.H., Wang J.Y. Randomized placebo-controlled trial of Lactobacillus on asthmatic children with allergic rhinitis. Pediatr Pulmonol.2010, 45:1111–20. doi: 10.1002/ppul.21296
29. Reuter G. The Lactobacillusand Bifidobacteriummicroflora of the human intestine: composition and succession. Curr Issues Intest Microbiol. 2001, 2:43–53.
30. Cervantes-Barragan L., Chai J.N., Tianero M.D., Luccia B.D., Ahern PP, Merriman J, et al. Lactobacillus reuteriinduces gut intraepithelial CD4(+)CD8alphaalpha(+) T cells. 2017, 357:806–10. doi: 10.1126/science.aah5825
31. Li L.Z., Fang Z.F., Liu X.Y., Hu W.B., Lu W.W., Lee Y.K., et al. Lactobacillus reuteri attenuated allergic inflammation induced by HDM in the mouse and modulated gut microbes. PLoS ONE.2020 15:e0231865. doi: 10.1371/journal.pone.0231865
32. Giovannini M. A randomized prospective double blind controlled trial on effects of longterm consumption offermented milk containing Lactobacillus casei in pre-school children with allergic asthma and/or rhinitis. Pediatr Res. 2007, 62 (2): 215-20. 10.1203/PDR.0b013e3180a76d94.
33. Tshida Y. Clinical effects of Lactobacillus acidophilus strain L-92 on perennial allergic rhinitis: a double-blind, placebo-controlled study. J Dairy Sci. 2005, 88 (2): 527-33.
34. Peng G.C., Hsu C.H. The efficacy and safety of heat-killed Lactobacillus paracasei for treatment of perennial allergic rhinitis induced by house-dust mite. Pediatr Allergy Tmmunol. 2005, 16 (5): 433-8. 10.1111/j.1399-3038.2005.00284.x.
35. https://www.omni-biotic.com/sk/crevne-problemy/priepustne-crevo/
36. https://www.adla.sk/odborne-clanky/reprodukcna-imunologia/uloha-cytokinov-v-reprodukcnej-imunologii/
37. https://perbiotix.sk/2021/07/26/ako-porazit-covid-19-cez-crevny-mikrobiom/
38. https://sk.novuma.com/test-na-alergiu/