Spis treści
I. Rodzaje, gatunki i szczepy bakterii fermentacji mlekowej ze szczególnym uwzględnieniem bakterii probiotycznych ................................................................ 9
1. Charakterystyka ogólna ...................................................................................... 9
2. Klasyfikacja bakterii fermentacji mlekowej (LAB) ........................................... 11
3. Występowanie w środowisku bakterii fermentacji mlekowej ............................ 12
4. Charakterystyka najważniejszych rodzajów LAB z uwzględnieniem szczepów probiotycznych ................................................................................... 13
4.1. Charakterystyka dawnego rodzaju Lactobacillus ........................................ 14
Charakterystyka wybranych szczepów probiotycznych zaliczanych
do dawnego rodzaju Lactobacillus .............................................................. 18
4.2. Charakterystyka rodzaju Lactococcus ......................................................... 22
4.3. Charakterystyka rodzaju Pediococcus ......................................................... 23
4.4. Charakterystyka rodzaju Leuconostoc ......................................................... 24
4.5. Charakterystyka rodzaju Bifidobacterium ................................................... 24
Charakterystyka wybranych szczepów probiotycznych z rodzaju Bifidobacterium ........................................................................................... 26
5. Metabolizm bakterii fermentacji mlekowej ........................................................ 28
5.1. Charakterystyka ogólna ............................................................................... 28
5.2. Fermentacja mlekowa .................................................................................. 32
5.2.1. Homofermentacja mlekowa .............................................................. 34
5.2.2. Heterofermentacja mlekowa ............................................................. 35
II. Probiotyki ................................................................................................................ 37
1. Wymagania w stosunku do szczepów probiotycznych ....................................... 37
1.1. Historia pojęcia probiotyk ........................................................................... 37
1.2. Etapy oceny zgodnie z FAO/WHO ............................................................. 39
2. Rola bakterii probiotycznych w kształtowaniu zdrowia człowieka .................... 49
2.1. Wstęp ........................................................................................................... 49
2.2. Hamowanie wzrostu patogenów i bakterii gnilnych przez szczepy probiotyczne ................................................................................................ 54
2.3. Bakterie probiotyczne w leczeniu i profilaktyce biegunek ......................... 55
2.3.1. Biegunki będące następstwem terapii antybiotykami ....................... 55
2.3.2. Ostre biegunki infekcyjne u dzieci .................................................... 57
2.3.3. Probiotyki w zwalczaniu i profilaktyce biegunki podróżnych .......... 58
2.3.4. Skuteczność probiotyków w leczeniu biegunki szpitalnej ................ 59
2.4. Probiotyki w profilaktyce zaparć ................................................................. 59
2.5. Rola probiotyków w łagodzeniu objawów nieswoistych zapaleń jelit ........ 60
2.6. Probiotyki w leczeniu zespołu drażliwego jelita ......................................... 61
2.7. Wykorzystanie probiotyków w leczeniu SIBO ........................................... 62
2.8. Probiotyki a infekcja Helicobacter pylori ................................................... 64
2.9. Probiotyki w zapobieganiu nietolerancji laktozy ........................................ 65
2.10. Rola szczepów probiotycznych w zapobieganiu osteoporozie .................. 66
2.11. Wpływ bakterii probiotycznych na układ krążenia ................................... 66
2.12. Wpływ bakterii probiotycznych na zdrowie układu moczowo-płciowego i pochwy .................................................................................................... 68
2.13. Probiotyki a zdrowie jamy ustnej ............................................................. 69
2.14. Rola probiotyków w alergiach ................................................................... 69
2.15. Wpływ szczepów probiotycznych na układ odpornościowy ..................... 71
2.16. Rola bakterii probiotycznych w zapobieganiu nowotworom .................... 72
2.17. Działania niepożądane bakterii probiotycznych ........................................ 74
III. Żywność probiotyczna i synbiotyczna .................................................................... 77
1. Podstawowe rodzaje żywności probiotycznej. Projektowanie żywności probiotycznej ...................................................................................................... 77
1.1. Pojęcie żywności probiotycznej jako żywności funkcjonalnej ................... 77
1.2. Produkty probiotyczne pochodzenia roślinnego .......................................... 79
1.3. Produkty probiotyczne pochodzenia zwierzęcego ...................................... 82
1.4. Projektowanie produktów probiotycznych .................................................. 86
2. Żywność synbiotyczna ........................................................................................ 89
2.1. Definicje i rodzaje prebiotyków .................................................................. 89
2.2. Wymagania stawiane prebiotykom .............................................................. 92
2.3. Synbiotyki .................................................................................................... 94
3. Problemy bezpieczeństwa i prawne związane z żywnością probiotyczną ......... 96
3.1. Bezpieczeństwo produktów probiotycznych w żywieniu osób zdrowych i chorych ...................................................................................................... 96
3.2. Zalecenia FAO/WHO i ISAPP .................................................................... 100
3.3. Wymagania prawne dotyczące stosowania probiotyków
i żywności probiotycznej w Unii Europejskiej ............................................ 102
3.4. Legislacja w zakresie probiotyków na świecie ............................................ 106
IV. Czym jest mikrobiom? ............................................................................................ 115
1. Podstawowe pojęcia i skład mikrobiomu człowieka .......................................... 115
1.1. Podstawowe pojęcia .................................................................................... 115
1.2. Homeostaza, czyli równowaga między populacjami drobnoustrojów a organizmem człowieka ............................................................................. 117
2. Podstawowy skład mikrobioty jelitowej ............................................................. 121
2.1. Przegląd wybranych mikroorganizmów mikrobioty jelit i ich wpływ na zdrowie .................................................................................................... 125
2.1.1. Typ Firmicutes .................................................................................. 125
2.1.2. Typ Bacteroidetes .............................................................................. 128
2.1.3. Typ Proteobacteria ............................................................................ 130
2.1.4. Typ Actinobacteria ............................................................................ 131
2.2. Inne grupy taksonomiczne mikroorganizmów mikrobioty jelitowej .......... 132
3. Funkcje mikrobioty człowieka ............................................................................ 134
3.1. Funkcja metaboliczna .................................................................................. 135
3.2. Funkcja troficzna ......................................................................................... 138
3.3. Funkcja ochronna ........................................................................................ 139
4. Rozwój prenatalny i postnatalny a rozwój mikrobiomu człowieka .................... 141
4.1. Życie płodowe dziecka ................................................................................ 141
4.2. Wiek ciąży i sposób narodzin dziecka ......................................................... 142
4.3. Dieta – sposób karmienia dziecka ............................................................... 143
4.4. Środowisko życia dziecka ........................................................................... 145
4.5. Stosowanie antybiotyków/probiotyków ...................................................... 146
4.6. Zmiany mikrobioty w czasie życia .............................................................. 149
V. Zmiany składu i ilości mikrobioty jelit .................................................................... 155
1. Wpływ diety i składników pokarmowych na mikrobiotę jelit ............................ 155
1.1. Węglowodany .............................................................................................. 155
1.2. Białka ........................................................................................................... 156
1.3. Tłuszcze ....................................................................................................... 158
1.4. Mikroskładniki ............................................................................................ 160
2. Wpływ dodatków do żywności ........................................................................... 161
3. Wpływ sposobu przygotowania żywności .......................................................... 162
4. Wpływ stylu życia i sposobu odżywiania ........................................................... 163
VI. Mikrobiota a zdrowie człowieka ............................................................................. 169
1. Wstęp .................................................................................................................. 169
2. Mikrobiota a choroby zapalne jelit ..................................................................... 169
2.1. Eubioza i dysbioza mikrobioty przewodu pokarmowego ........................... 170
2.2. Stany zapalne przewodu pokarmowego ...................................................... 175
2.2.1. Zespół jelita drażliwego (IBS) .......................................................... 176
2.2.2. Zapalenie żołądka .............................................................................. 177
2.2.3. Nieswoiste stany zapalne jelit (IBD) ................................................. 179
2.2.4. Wrzodziejące zapalenie jelita grubego .............................................. 179
2.2.5. Choroba Leśniowskiego–Crohna ...................................................... 180
2.2.6. Przyczyny i skutki nieswoistych stanów zapalnych jelit .................. 180
3. Mikrobiota a choroby metaboliczne ................................................................... 185
3.1. Skład mikrobioty u osób otyłych ................................................................. 185
3.2. Mechanizmy działania mikrobioty na rozwój otyłości ................................ 188
3.2.1. Endotoksemia .................................................................................... 189
3.2.2. Magazynowanie energii .................................................................... 191
3.2.3. Wpływ na oś jelito–mózg .................................................................. 192
3.3. Mikrobiota a cukrzyca ................................................................................. 193
3.4. Sposoby interwencji dietetycznej i ich wpływ na mikrobiotę ..................... 195
4. Mikrobiota a choroby psychiczne ....................................................................... 197
4.1. Oś mikrobiota–jelita–mózg ......................................................................... 197
4.1.1. Zmiany w składzie i funkcjach mikrobioty ....................................... 199
4.1.2. Regulacja osi HPA ............................................................................. 203
4.2. Przykłady korelacji zaburzeń psychicznych z mikrobiotą jelitową ............. 204
4.3. Możliwości wpływu na zdrowie psychiczne poprzez modulację
mikrobioty ................................................................................................... 207
5. Przyszłość w stosowaniu biotyków na podstawie wiedzy na temat mikrobioty 211
5.1. Rodzaje biotyków ........................................................................................ 211
5.2. Modyfikacje genetyczne klasycznych szczepów bakterii probiotycznych 212
5.3. Probiotyki nowej generacji – ukierunkowane działanie prozdrowotne ....... 214
5.4. Żywe bioterapeutyki zawierające PNG – formy podania ............................ 219
Materiały ćwiczeniowe .................................................................................................. 225
Literatura ........................................................................................................................ 237
