Главная \ 1.3. Пробиотики \ Пропионовокислые бактерии \ Некоторые пробиотически значимые свойства пропионовокислых бактерий

Отдельные пробиотические свойства Propionibacterium spp.

НЕКОТОРЫЕ ПРОБИОТИЧЕСКИ ЗНАЧИМЫЕ СВОЙСТВА КЛАССИЧЕСКИХ ПРОПИОНОВОКИСЛЫХ БАКТЕРИЙ PROPIONIBACTERIUM spp.

Некоторые пробиотически значимые свойства классических пропионовокислых бактерий Propionibacterium spp.  

ИЗОМЕРИЗАЦИЯ ЛИНОЛЕВОЙ КИСЛОТЫ, НЕЙТРАЛИЗАЦИЯ ЛЕКТИНОВ и АПОПТОЗ РАКОВЫХ КЛЕТОК С ПОМОЩЬЮ ПРОПИОНОВОКИСЛЫХ БАКТЕРИЙ


Биомасса классических пропионовокислых бактерий Propionibacterium ѕрр. является источником многих пробиотически значимых веществ (метаболитов), таких как витамины группы В (особенно В12), короткоцепочечные жирные кислоты (пропионовая и уксусная), бактериоцины (пропионицины), антиокидантные ферменты (СОД, каталаза и пероксидаза), антимутагенные вещества, дисахарид трегалоза (Trehalose) и т.д. Также, одними из пробиотически значимых свойств пропионовокислых бактерий, является их способность к изомеризации линолевой кислоты (перевод ее в конъюгированную форму), а также способность к нейтрализации лектинов, разрушающих слизистую оболочку ЖКТ и апоптоз раковых клеток.

КОНЪЮГИРОВАННАЯ ЛИНОЛЕВАЯ КИСЛОТА и ПРОПИОНОВОКИСЛЫЕ БАКТЕРИИ

Продолжая тему, стоит кратко описать способность ПКБ к получению конъюгированной линолевой кислоты. Доктор биологических наук Л.И. Воробьева и соавт. ранее показали выраженные антимутагенные свойства классических молочных пропионовокислых бактерий P. freudenreichii по предотвращению мутаций, вызванных самыми различными мутагенными агентами. Положительное действие здесь также достигается и за счет синтеза пропионовыокислыми бактериями P. freudenreichii (P. shermanii) соединений с полезными физиологическими и антиканцерогенными свойствами через изомеризацию линолевой кислоты (трансформирование линолевой кислоты в конъюгированную форму).

Конъюгированная линолевая кислота (КЛК) – ненасыщенная С18 жирная кислота, образуемая в организме животного как незаменимая. Она представляет собой смесь изомеров. Участвует в липидном обмене, имеет существенное значение для свертываемости крови и структуризации цитоплазматической мембраны. Проявляет ряд полезных для здоровья человека действий: антиканцерогенное, антиатерогенное, антидиабетическое, антиоксидантное, модулирует иммунную систему и регулирует жировой статус.

Штаммы P. freudenreichii способны превращать (трансформировать) изомеры линолевой кислоты в конъюгированные формы с высокой эффективностью (50-90%). Это происходит вне клеток, т.е. во внешней среде. Способность обогащать ЖКТ человека изомерами КЛК можно считать пробиотическим свойством. 

Коротко о конъюгированной линолевой кислоте

CLA от англ. Conjugated linoleic acids или конъюгированная линолевая кислота - группа изомеров линолевой кислоты, обнаруженные в мясе и молочных продуктах. Конъюгированная линолевая кислота представляет собой изомер линолевой кислоты. 

В 1979 году, исследователи университета Wisconsin исследовали свойства экстракта говяжьего мяса, который наносился на кожу мышей, после чего кожу подвергали воздействию мощных канцерогенов. В итоге было обнаружено, что экстракт говяжьего мяса снижал частоту возникновения опухоли на 20% (Williams, Lane; Publishing, Woodland (1999-01). CLA: Conjugated Linoleic Acid - Google Book Search. Woodland Publishing). Это значило, что в экстракте присутствовали противоопухолевые вещества, которыми оказались CLA, идентифицированные только в 1987 году, ученым Michael Pariza.

Известные своими антиканцерогенными свойствами, CLA также способны снижать риск сердечно-сосудистых заболеваний, а также оказывать противовоспалительное действие (Zulet MA, Marti A, Parra MD, Martínez JA (September 2005). "Inflammation and conjugated linoleic acid: mechanisms of action and implications for human health". J. Physiol. Biochem. 61 (3): 483–94).

Линолевая и конъюгированная линолевая кислота

Комментарий к рисунку:

В данном изомере связи-заместители меняют свое место. Одна из них располагается между 6-м и 7-м углеродами, а другая между 8-м и 9-м. Такое близкое местоположение позволяет им влиять друг на друга, а также на единственную свободную связь атомов углерода, стоящую между ними.

Второе отличие двух родственных кислот (линолевой и ее конъюгированной формы) в расположении связей-заместителей относительно плоскости цепочки. В простой линолевой это цис-форма, то есть по одну сторону, а в конъюгированной возможно наличие транс-формы, то есть по разные.

Благодаря таким, казалось бы, незначительным различиям конъюгированная линолевая кислота приобретает новые свойства. В частности, она способна выполнять две функции - подавлять деятельность липопротеиновой липазы, как транспортера жиров из крови в клетки, и одновременно усиливать распад имеющегося в организме жира, в то время как обычная линолевая, наоборот, способствует накоплению жиров.


ПРОПИОНОВОКИСЛЫЕ БАКТЕРИИ НЕЙТРАЛИЗУЮТ ОПАСНЫЕ ДЛЯ ЖКТ ЛЕКТИНЫ

Среди обширных детоксицирующих свойств пропионовокислых бактерий следует отдельно отметить их способность нейтрализовывать лектины, которые разрушают слизистую желудочно-кишечного тракта. Пропионовокислые бактерии удаляют лектины с поверхности слизистой ЖКТ, замещая их собой, например, P. freudenreichii способны удалить 60-70% конканавалина А и якалина с эпителиальных клеток кишечника (см.: Рыжкова Е.П. Классические пропионовокислые бактерии как пробиотики / Учебное пособие – М.: изд. Биологический факультет МГУ, 2018 – 44с.

ЧТО ТАКОЕ ЛЕКТИНЫ? 

нейтрализация лектинов

Лектины - белки и гликопротеины, обладающие способностью высокоспецифично связывать остатки углеводов на поверхности клеток, в частности, вызывая их агглютинацию. 

Прим.: Агглютинация — склеивание и выпадение в осадок из однородной взвеси бактерий, эритроцитов и др. клеток, несущих антигены, под действием специфических веществ – агглютининов, в роли которых могут выступать в т.ч. лектины.

Лектины нередко участвуют в клеточном распознавании, например, некоторые патогенные микроорганизмы используют лектины для прикрепления к клеткам поражённого организма.

Первоначально лектины были выделены из семян растений, однако они найдены у большинства живых организмов.

Первым лектином, получаемым в промышленных масштабах, стал конканавалин А, белок из растения канавалия мечевидная, который широко используется для очистки и характеристики сахаро-содержащих молекул и клеточных структур.

ПОЧЕМУ ЛЕКТИНЫ ТОКСИЧНЫ?

Лектины присутствуют во всех живых организмах. Но в некоторых их концентрация слишком высока. Прежде всего, в некоторых растениях. По мнению ученых, связано это с тем, что таким образом растения зачищают себя от поедания животными, ибо в высокой концентрации лектины токсичны. Токсичны они и для человека. Больше всего лектинов содержится в сое, фасоли, горохе, цельнозерновых крупах и орехах.

Лектины почти не способны усваиваться организмом, поскольку с ними не могут справиться пищеварительные ферменты.

кишечные оболочки и эпителиальнные клеткиВ кишечнике нерасщепленные лектины залипают на кишечную стенку, нарушая ее работу. Они преодолевают желудок и, оказавшись в кишечнике, способны повредить клетки эпителия (ворсистой оболочки кишечника) и кишечная стенка становится проницаемой (возникает так называемый «синдром дырявой кишки»). В результате лектины начинают переходить из кишечника в кровоток и разрушать красные кровяные тельца, вызывая тем самым анемию (по данным исследований около 5 % лектинов, поступивших в организм с пищей, попадает в кровь). Лектины и непереваренные частицы разносятся по всему организму, вызывая воспаления, боли и диарею. 

Организм начинает бороться с таким состоянием, но в нашем организме имеются клетки, похожие на лектины и иммунная система начинает атаковать как клетки лектинов, так и клетки своего же организма – в результате развиваются аутоиммунные заболевания. Поражаются сердце, поджелудочная железы, головной мозг, щитовидная железа и другие органы, что приводит к развитию диабета 1 типа, рассеянного склероза, заболеванию щитовидной железы (зоб Хошимото), целиакии (заболевание аллергического характера, при котором кишечник не может воспринимать и усваивать продукты из зерновых, содержащих глютен) и других тяжелых заболеваний. 

Выделены такие возможные воздействия лектинов на организм:

  • провоцируют воспалительные процессы; 
  • токсичны для иммунной системы, нервной системы, седечно-сосудистой и эндокринной систем; 
  • вызывают значительные нарушения в работе пищеварительного тракта; 
  • вызывают сбои на клеточном уровне.

АПОПТОЗ РАКОВЫХ КЛЕТОК

Важным аспектом применения пропионовокислых бактерий является снижение риска и подавление развития опухолей в тканях человека. Если говорить о ЖКТ, то в опытах ex vivo в 2004 году получены экспериментальные данные о рассасывании опухоли прямой кишки (колоректальной аденокарциномы) в присутствии клеток ПКБ. Известно, что короткоцепочечные жирные кислоты (CCFA, shot chain fatty acids), например, бутират вызывают летальный эффект в отношении раковых клеток. Вместе с тем продукты метаболизма ПКБ: пропионат (пропионовая кислота) и ацетат (уксусная кислота), действуют аналогичным образом. Они могут вызывать апоптоз или суицид раковых клеток скорее, чем их некроз.


cropped-stop-cancer_logo_lisod-2.png

Прим.: Апоптоз - регулируемый процесс программируемой клеточной гибели, в результате которого клетка распадается на отдельные апоптотические тельца, ограниченные плазматической мембраной. Фрагменты погибшей клетки обычно очень быстро фагоцитируются макрофагами либо соседними клетками, минуя развитие воспалительной реакции. Одной из основных функций апоптоза является уничтожение дефектных (повреждённых, мутантных, инфицированных) клеток.


Одно из проявлений их действия – фрагментация ядра, другое инактивация митохондрий. Иными словами,  летучие жирные кислоты (пропионаты) имеют многие функции, и в то числе в отношении апоптоза клеток аденокарциномы прямой кишки. Подтверждением этому служат данные, полученные при использовании микробиоты человека, введенной в ЖКТ крысы, обработанной 1,2-диметилгидразином. Потребление P. freudenreichii приводило к значительному усилению апоптоза клеток опухоли прямой кишки без влияния на здоровый орган. Накапливаются многочисленные данные и о том, что пропионовая кислота/пропионаты являются также источниками питания эпителиальных клеток в толстом кишечнике и иммуномодуляторами (Иточник: Рыжкова Е.П. Классические пропионовокислые бактерии как пробиотики / Учебное пособие – М.: изд. Биологический факультет МГУ, 2018 – 44с.).

Видео о механизме апоптоза клеток

Допонительная информация о ПКБ и апоптозе раковых клеток

Пропионовокислые бактерии индуцируют апоптоз клеток колоректального рака с помощью короткоцепочечных жирных кислот, действующих на митохондрии:

Молоко, ферментированное  P. freudenreichii способствовало апоптозу клеток опухоли желудка человека (HGT-1):


См. также: Трегалоза - важный метаболит пропионовокислых бактерий

Будьте здоровы!

 

ССЫЛКИ К РАЗДЕЛУ О ПРЕПАРАТАХ ПРОБИОТИКАХ

  1. ПРОБИОТИКИ
  2. ДОМАШНИЕ ЗАКВАСКИ
  3. БИФИКАРДИО
  4. КОНЦЕНТРАТ БИФИДОБАКТЕРИЙ ЖИДКИЙ
  5. ПРОПИОНИКС
  6. ЙОДПРОПИОНИКС
  7. СЕЛЕНПРОПИОНИКС
  8. БИФИДОБАКТЕРИИ
  9. ПРОПИОНОВОКИСЛЫЕ БАКТЕРИИ
  10. ПРОБИОТИКИ И ПРЕБИОТИКИ
  11. СИНБИОТИКИ
  12. АНТИОКСИДАНТНЫЕ СВОЙСТВА
  13. АНТИОКСИДАНТНЫЕ ФЕРМЕНТЫ
  14. АНТИМУТАГЕННАЯ АКТИВНОСТЬ
  15. МИКРОФЛОРА КИШЕЧНОГО ТРАКТА
  16. МИКРОФЛОРА И ФУНКЦИИ МОЗГА
  17. ПРОБИОТИКИ И ХОЛЕСТЕРИН
  18. ПРОБИОТИКИ ПРОТИВ ОЖИРЕНИЯ
  19. МИКРОФЛОРА И САХАРНЫЙ ДИАБЕТ
  20. ПРОБИОТИКИ и ИММУНИТЕТ
  21. ПРОБИОТИКИ и ГРУДНЫЕ ДЕТИ
  22. ДИСБАКТЕРИОЗ
  23. МИКРОЭЛЕМЕНТНЫЙ СОСТАВ
  24. ПРОБИОТИКИ С ПНЖК
  25. ВИТАМИННЫЙ СИНТЕЗ
  26. АМИНОКИСЛОТНЫЙ СИНТЕЗ
  27. АНТИМИКРОБНЫЕ СВОЙСТВА
  28. СИНТЕЗ ЛЕТУЧИХ ЖИРНЫХ КИСЛОТ
  29. СИНТЕЗ БАКТЕРИОЦИНОВ
  30. ФУНКЦИОНАЛЬНОЕ ПИТАНИЕ
  31. АЛИМЕНТАРНЫЕ ЗАБОЛЕВАНИЯ
  32. ПРОБИОТИКИ ДЛЯ СПОРТСМЕНОВ
  33. ПРОИЗВОДСТВО ПРОБИОТИКОВ
  34. ЗАКВАСКИ ДЛЯ ПИЩЕВОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ
  35. НОВОСТИ