Kilka słów o probiotykach

O probiotykach słów kilka…

Ostatnimi czasy dostałem sporo pytań o stosowanie probiotyków przy hodowli gupika. Temat jest niezmiernie ciekawy z perspektywy hodowcy zatem korzystając z wolnego czasu trochę na ten temat popisałem. Miłej lektury.

Zacznijmy zatem od początku – czym probiotyk jest?

Probiotyki (gr. pro bios – dla życia), zwane również czynnościową żywnością – podawane doustnie wyselekcjonowane kultury bakteryjne lub drożdży, najczęściej bakterie kwasu mlekowego (Lactobacillus), których zadaniem jest korzystne dla zdrowia działanie w przewodzie pokarmowym, poprzez immunomodulację oraz zachowywanie prawidłowej flory fizjologicznej. W większości przypadków korzystne oddziaływania probiotyków dotyczą wyłącznie warunków in vitro. Zaproponowano, że jeżeli wpływ drobnoustrojów na leczenie choroby został zbadany naukowo i ma dowiedzioną skuteczność, należy używać nazwy czynnik bioleczniczy.

Według definicji FAO/WHO probiotyki to „żywe drobnoustroje, które podane w odpowiedniej ilości wywierają korzystny wpływ na zdrowie gospodarza”.

Ok co te dwie krótkie definicje dla nas znaczą? Po pierwsze zwróćmy uwagę, że większość badań skuteczności probiotyków odbywa się in vitro. Między innymi dlatego, że wyhodowanie bakterii, które naturalnie zasiedlają jelito poza tym środowiskiem jest niezmiernie trudne. Potrzeba na to naprawdę grubej kasy i dlatego nie ma za bardzo miejsca na pomyłki. Taka metoda badań jednak nie bierze pod uwagę kompleksowych związków między gatunkami mikrobioty czy chociażby jelitowym układem nerwowym. Kolejny ważny fakt to żywe drobnoustroje – to jest bardzo ważny element układanki. Szczepy wyhodowane w laboratoriach i zamknięte w kapsułkach mają pewną tolerację na czynniki zewnętrzne ale muszą być trzymane w odpowiednich warunkach. Przegrzanie bądź wychłodzenie zabije większość aktywnych mikroorganizmów albo zmieni skład ich metabolitów na niekorzystny.

Obecnie wiemy, że skład gatunkowy mikrobioty jelitowej jest cechą osobniczą. Badania wykazały, że maksymalnie 10% bioróżnorodności genów dwojga ludzi wchodzących w skład mikrobioty (nawet bliźniaków jednojajowych) jest wspólne – znacząca część 90% jest charakterystyczne dla każdego osobnika. Chyba, że bliźniacy przez całe życie jedli by to samo, z tego samego źródła. Pili tą samą wodę i oddychali tym samym powietrzem…

Co to znaczy dla hodowcy gupika? Ano znaczy to tyle, że skład mikrobioty jelitowej zależy od tego czym karmimy nasze ryby oraz w wodzie o jakich parametrach żyją. Skład genów wchodzący w kompleks mikrobioty jelitowej będzie się zmieniał w zależności od tych czynników.

Dodatkowo zostało wykazane, że antybiotyki (i inne leki) zmniejszają bioróżnorodność mikroorganizmów zasiedlających jelito – raz utracony gatunek właściwie nie da się przywrócić (pozostaje przeszczep kału). U naszego gatunku skład mikrobioty jelitowej formuje się do 3 roku życia. Potem może zostać jedynie zubożony.

Występuje również pozytywna korelacja między długością życia a bioróżnorodnością gatunkową mikrobów zasiedlających jelita. Znaczy to w uproszczeniu tyle, że ludzie starsi mają uboższy skład flory bakteryjnej oraz, że Ci ze zubożonym składem gatunkowym mikrobioty mogą żyć krócej…

Każdy z hodowców doskonale wie jak frustrujący jest fakt, że gupiki kupione w sklepach zazwyczaj długo u nas nie wytrzymują. Po części odpowiadają za to bakterie. Po części również możemy na to nieco wpłynąć zapewniając optymalną dietę rybom oraz wpuszczając je do dojrzałego zbiornika ze zdrowymi rybami i dużą różnorodnością bakterii. Antybiotyki nie powinny być zbyt często stosowane. Dobrze zrównoważone akwarium z dużą liczbą roślin, bakterii i glonów to dobre środowisko życia dla gupika. Dodatkowo warto zwrócić uwagę, że ryby hodowane w azji bardzo często karmione są żywym pokarmem – moiną. Badania wykazały, że przetworzone jedzenie wpływa na zubożenie składu flory bakteryjnej. Dodatkowo badania dzikich populacji gupika wykazują, że około 70% zawartości ich żołądków stanowią glony. Wzrost jednak jest dużo wolniejszy niż na jedzeniu preparowanym, czy żywym pokarmie przeważającym w menu. Długość życia natomiast ulega skróceniu przy zwiększeniu udziału białka zwierzęcego w pokarmie. Ma to również związek ze zmianą składu flory bakteryjnej jak wspomniałem wyżej. Dodatkowo ciekawą informacją jest fakt, że w naturze Poecilia reticulata zamieszkująca wody z małą ilością drapieżników osiąga większe rozmiary żywiąc się w większej części pokarmem pochodzenia roślinnego. Większy rozmiar jest cechą wyselekcjonowaną w populacji nie narażonej na ataki drapieżników ze względu na to, że drapieżniki chętniej polują na większe osobniki. Mniejsze poziomy hormonów stresowych u ryb z takich populacji także przyczyniają się do zmiany składu flory bakteryjnej, która promować będzie wolniejsze dojrzewanie płciowe i wolniejsze dorastanie osobników ponieważ nie ma presji środowiska by szybciej wydać na świat młode. Młodych w takich populacjach jest także mniej niż w populacjach narażonych na ataki drapieżników. Hodowca więc musi wybrać co dla niego jest ważniejsze. Wysokobiałkowy pokarm także wspomaga wzrost – ale trzeba pamiętać, że rybki z takich populacji żyją statystycznie znacznie krócej. Warto również zwrócić uwagę na fakt, że z każdym kolejnym pokoleniem ryby hodowane w określonych warunkach będą do tych warunków (jak skład chemiczny wody, czy pokarm) coraz lepiej przystosowane – skład flory bakteryjnej również będzie się z kolejnymi pokoleniami zmieniać by zapewnić najwięcej korzyści organizmowi macierzystemu. Wszystko ma jednak swoją cenę – za szybszy wzrost, trzeba zapłacić krótszym życiem – warto też pamiętać, że dokładny skład mikrobiomu jelitowego będzie różny dla poszczególnych osobników w populacji.

Pod tym kątem były wykonywane także badania na rybach konsumpcyjnych. Badano wpływ szczepów określonych bakterii na szybkość wzrostu ryb konsumpcyjnych na farmach. Wiadomo, że z punktu widzenia farmy najważniejsze jest uzyskanie jak największej masy ryb w jak najkrótszym czasie. I takie szczepy bakterii były wybierane i dodawane do pasz. Długofalowy wpływ nie był badany bo ryby takie z założenia żyją krótko – mają jedynie nie chorować (faszerowane sztuczną paszą) i szybko rosnąć w krótkim czasie, w ograniczonej przestrzeni w warunkach monokultury – czyli mocno ograniczonej bioróżnorodności środowiska, która zawsze jest niekorzystna na żywe organizmy. W takim wypadku mocno zubożonej, nienaturalnej, wysokoprzetworzonej żywności wpływ probiotyków wieloszczepowych jest najbardziej korzystny według szeregu badań znacząco poprawiając przyrosty i zmniejszając negatywny wpływ organizmów patogennych na ryby hodowlane.

Jednym z ciekawszych badań przeprowadzonych na zagrzebkach (należących do najkrócej żyjących kręgowców) był wspomniany wcześniej przeszczep kału. Eksperyment polegał na poddaniu osobników zaczynających prezentować objawy starości (w wieku około 9.5 tygodnia) antybiotykoterapii mającej na celu wyczyszczenie jelit ze wszelkich bakterii. Takie sterylne ryby następnie zostały wpuszczone do akwarium ze szczątkami odchodów młodych osobników. Ryby skubały cząstki odchodów zasiedlając swoje jelita bakteriami młodszych ryb. Wyniki były zaskakujące. Ryby po takim przeszczepie żyły znacznie dłużej niż ich rówieśnicy nie poddani terapii. Dodatkowo mimo starszego wieku zachowały żywotność (były aktywne i dłużej się rozmnażały) ryb młodszych znacznie dłużej niż grupa kontrolna, która przeszczepu nie przeszła.

Warty podkreślenia jest fakt, że probiotyki wykazują największą skuteczność w sytuacjach patologicznych. Czyli monokulturach o dużym zagęszczeniu ryb, karmienie wysokobiałkową, przetworzoną żywnością. Bądź w wypadku stosowania antybiotykoterapii gdzie naturalny ekosystem jelit jest poważnie zaburzony. Szereg badań wykazał niestety, że zmniejszonej bioróżnorodności genów mikrobioty jelitowej nie jesteśmy w stanie stale odbudować probiotykami. Probiotyki pomagają zmienić strukturę metaboliltów flory bakteryjnej wpływając korzystnie na organizm jedynie podczas suplementacji i w krótkim czasie po jej zakończeniu. Później organizm wraca do stanu sprzed suplementacji. Założenia są takie, że pod wpływem doświadczeń (zarówno psychicznych jak i fizycznych) ze wczesnych etapów życia mikroflora jelitowa formuje ekosystem, który później stara się zostać w równowadze powodując jednak w przypadku zubożonego składu niejednokrotnie poważne schorzenia w wieku starszym. Zrównoważona dieta według badań (dla człowieka jest to dieta środziemnomorska – mała ilość przetworzonych produktów, niedużo cukru, alkoholu i tłustego mięsa) zdaje mieć się kluczowe znaczenie dla zachowania bioróżnorodności mikroflory jelit. A to właśnie bioróżnorodność koreluje pozytywnie ze zdrowiem zarówno fizycznym jak i psychicznym. Badania wykazały znaczące zmniejszenie bioróżnorodności mikrobioty u osób z takimi chorobami jak astma, autyzm, depresja, stany lękowe, schizofrenia, adhd itd. Jedno z badań na Brachydanio rerio także wyraźnie pokazuje korelację między zmianą bioróżnorodności flory bakteryjnej a zachowaniami stadnymi ryb. W środowisku naturalnym gupik odżywia się w znaczącej mierze (według różnych źródel 60-80%) pokarmami roślinnymi i detrytusem. W hodowli najczęściej karmimy ryby pokarmami bogatymi w białko zwierzęce by przyśpieszać wzrost odbiegając tym samym od wzorca diety naturalnej. Suplementacja o pokarmy priobiotyczne zdaje się więc rozsądnym wyborem dla hobbystów. Należy jednak wziąć pod uwagę kilka kwestii.

Po pierwsze przeszczep kału jest najskuteczniejszą metodą utrzymania bioróżnorodności mikrobioty jelitowej. Warto zatem trzymać ryby w większych zbiornikach tak żeby mieszały się ze sobą pokolenia – wydłuży to życie wartościowych dla nas tarlaków.

Pokarmy priobiotyczne winny zawierać jak największą ilość szczepów bakteryjnych. Jednocześnie warto jest zwrócić uwagę czy producent podaje pełne nazwy szczepów zawartych w pokarmie. Taka nazwa powinna zawierać nazwę łacińską rodzajową, gatunkową i kod szczepu. Na przykład stosowana w akwakulturze: Enterococcus faecium IMB52. Takie nazewnictwo daje nam pewność, że szczep pochodzi z laboratorium i został przebadany pod kątem działania prozdrowotnego. Jeżeli producent nie umieszcza nazwy szczepów na opakowaniu a opis jest enigmatyczny i niezbyt konkretnie informuje o dobroczynnym wpływie organizmów probiotycznych na zdrowie i jakość wody to warto mieć na względzie np. raport NIK z 2016 roku, w którym stwierdzono, że 89% (!!!!) probiotyków przebadanych (przeznaczonych dla ludzi!) nie spełniało wymaganych norm. Zawierały nie te szczepy, które były opisane na opakowaniu, zawierały za mało bakterii by były skuteczne bądź wręcz zawierały mikroorganizmy, które są patogenne! Jak zaleca NIK warto zwracać uwagę na nazewnictwo, cenę i producenta. Wyprodukowanie faktycznie porządnych preparatów priobiotycznych wymaga gigantycznych nakładów pracy laboratoryjnej i logistycznej i mogą na to sobie pozwolić producenci z odpowiednim kapitałem i renomą. Tanie produkty, bez odpowiednich oznaczeń nie przechodzą badań bądź są transportowane tanimi sposobami tracąc na liczbie aktywnych mikroorganizmów.

Podsumowując probiotyki w domowej hodowli gupika będą przydatne, zwłaszcza w sytuacji gdy z jakiś powodów równowaga w zbiorniku jest zachwiana. Jednak w zdrowym, dojrzałym zbiorniku specjalistyczne i drogie pokarmy probiotyczne nie przyniosą wyraźnie wymiernych skutków. Tańsze produkty od małych producentów mogą zaś wręcz zaszkodzić. Podobnie jest zresztą z pokarmami innego typu. By wyprodukować sensowny produkt potrzeba zaplecza laboratoryjnego, znajomości zagadnień żywieniowych ryb oraz dobrej logistyki by produkty były bezpiecznie transportowane. Na takie przedsięwzięcia pozwolić sobie mogą firmy z dużym kapitałem, zapleczem i doświadczeniem.

Źródła:
Jelita Twój Drugi Mózg – Emeran Mayer
Food and Feeding Habits of the Guppy, Poecilia reticulata, from Drainage Canal Systems in Lagos, Southwestern Nigeria
Regulation of Life Span by the Gut Microbiota in The Short-Lived African Turquoise Killifish
https://medicalxpress.com/news/2017-04-gut-bacteria-affect-ageing.html
https://medicalxpress.com/news/2017-03-probiotics-silver-bullet-health.html
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4945902/
https://www.biorxiv.org/content/early/2017/04/06/120980