In-vitro-Bewertung der aktivsten probiotischen Stämme, die die Darmbarrierefunktionen verbessern und entzündlichen Erkrankungen des Magen-Darm-Systems vorbeugen könnenⅠ

Abstrakt:

Hintergrund: Die Integrität der Darmbarriere ist für die Darmgesundheit und Homöostase von grundlegender Bedeutung; Seine Schädigung kann die Darmpermeabilität erhöhen, wodurch Bakterien und/oder Endotoxine aus dem Darm verlagert werden und verschiedene Darmerkrankungen auftreten. Lactobacillus spp. ist eines der am häufigsten vorkommenden Probiotika, die normalerweise in fermentierten Lebensmitteln und Milchprodukten vorkommen, und ist für seine entzündungshemmenden und immunmodulatorischen Eigenschaften sowie für seine Fähigkeit bekannt, die Darmbarrierefunktionen zu schützen und zu verbessern. Diese Arbeit zielte darauf abum die Fähigkeit verschiedener Stämme von Lactobacillus spp. zu bewerten. um in vitro die Integrität der Darmbarriere zu verbessern, entzündungshemmende und immunmodulatorische Wirkung auszuüben und Infektionen mit Salmonella Typhimurium und enteroinvasiven Escherichia coli (EIEC) vorzubeugen. Methoden: Wir analysierten die zelluläre Expression von Tight Junctions, antimikrobiellem Peptid HBD-2, proinflammatorischen Zytokinen und die Hemmung der Adhäsion und Invasion von Krankheitserregern in einem Modell kokultivierter Epithelzellen, die mit Lactobacillus spp. behandelt wurden. Ergebnisse: L. brevis, L. reuteri und L. rhamnosus erwies sich als wirksamer beim Schutz des Darmepithels. Schlussfolgerungen: Diese In-vitro-Studien können dabei helfen, Stämme auszuwählen, die in ihrem beabsichtigten Verwendungszweck besonders aktiv sind, um Konsortialformulierungen zu erhalten, die hinsichtlich des Patientennutzens den größtmöglichen Ertrag erzielen können.

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1. Einleitung

Der Magen-Darm-Trakt gilt als das wichtigste und größte Immunorgan des menschlichen Körpers, da hier eine enge Wechselwirkung zwischen den Zellen, aus denen das Epithel besteht, und dem Immunsystem besteht, das den Inhalt des Darmlumens reguliert. Die Darmoberfläche besteht aus einer einzigen Schicht Epithelzellen, die die breitere Schnittstelle zwischen Wirt und Umwelt bilden, indem sie das Gleichgewicht zwischen der Sekretion von Flüssigkeiten und der Absorption von Nährstoffen und Ionen aufrechterhalten und sie vor Mikroorganismen, Toxinen und Nahrungsantigenen schützen [1–3] .

Die Integrität der Darmbarriere ist für die Darmgesundheit und Homöostase von grundlegender Bedeutung; Mehrere Faktoren tragen zur Barriereintegrität bei, wie z. B. Magensäure, Peristaltik, sezernierte antimikrobielle Faktoren und die Schleimhaut [4], die durch die Aktivität von Becherzellen entsteht, die in den Darmepithelzellen verteilt sind und für die Sekretion von Glykoproteinen namens Muzinen verantwortlich sind [4, 5].Darüber hinaus reguliert ein komplexes System interzellulärer Verbindungen die Darmpermeabilität, einschließlich schwacher Verbindungen (d. h. Adherens- und Gap-Verbindungen, Desmosomen) und Proteinkomplexen, die in den apikalsten Bereichen polarisierter Epithelzellen gebildet werden und „tightjunctions“ (TJs) genannt werden. Die TJs wie Occludin, Claudin und Zonulin sind dynamische Strukturen, die den Transport von Wasser, gelösten Stoffen und Immunzellen vom Darmlumen zu den subepithelialen Geweben sowohl unter physiologischen als auch pathologischen Bedingungen regulieren, deren Anordnung und Organisation je nach intrazellulärer Struktur variieren kann und extrazelluläre Reize erhalten [6,7].

Verschiedene Faktoren können die Barrierefunktion verringern [8,9], indem sie die Integrität des Darmepithels beeinträchtigen, was zu einer Erhöhung der Permeabilität mit der Folge einer Translokation von Bakterien und/oder ihren toxischen Produkten aus dem Darm und der Auslösung einer systemischen Entzündungsreaktion führt.

Diese Ereignisse stellen die Hauptursache für die Pathogenese der meisten Darmerkrankungen dar, wie z. B. Reizdarmsyndrom (IBS), entzündliche Darmerkrankung (IBD), Zöliakie und die frühen Stadien von Dickdarmkrebs [7,10–13]. Zu diesen Faktoren zählen Es gibt oxidativen Stress, entzündungsfördernde Zytokine und pathogene Mikroorganismen wie Salmonella Typhimurium [3,14] und enteroinvasive Escherichia coli (EIEC) [15]Salmonella enterica subsp. enterica-Serovar Typhimurium (S. Typhimurium) ist ein gramnegativer Bazillus, der als Hauptursache für akute lebensmittelbedingte Infektionen durch nichttyphoidale Salmonellen (NTS) gilt [14]. S. Typhimurium kann das Darmepithel besiedeln, indem es mit den Komponenten der ansässigen Mikrobiota konkurriert [16], und dank seiner Fähigkeit, in Makrophagen zu überleben [17], induziert es die Aktivierung des nuklearen Transkriptionsfaktors NF-kB, was zur Sekretion von Pro führt -inflammatorische Zytokine wie Interleukin(IL)-8 [18] und Tumornekrosefaktor-alpha (TNF-) [19].

Dieser entzündliche Zustand führt zu schwerwiegenden Symptomen wie Erbrechen, Durchfall, Fieber und in einigen Fällen, insbesondere bei immungeschwächten Kindern und älteren Patienten, zum Tod [14–20]. zu einem Repertoire von Virulenzgenen, die in einem 230-kb-Virulenzplasmid gruppiert sind, dringt in die Dickdarmschleimhaut des menschlichen Wirts ein und zerstört die Darmepithelbarriere, was zur Bildung von Abszessen und Dickdarmgeschwüren führt. Die daraus resultierende akute Entzündungsreaktion ist für einen pathologischen Zustand ähnlich der Shigellose verantwortlich, der durch das Vorhandensein von eitrigem Stuhl mit Blut und Leukozyten, begleitet von Bauchkrämpfen, Fieber und manchmal Erbrechen, gekennzeichnet ist [15,21] und insbesondere bei Kindern und Erwachsenen auftritt in Ländern mit niedrigem und mittlerem Einkommen und unzureichende sanitäre Bedingungen [15,22].

Es wurde gezeigt, dass die Aufnahme probiotischer Bakterien zur ordnungsgemäßen Darmfunktion beiträgt, indem sie die Epithelpermeabilität aufrechterhält, die Schleimschicht stärkt, den Enterozytenumsatz erhöht, die angeborene und adaptive Immunantwort stimuliert und die Zusammensetzung und Aktivität der Darmmikrobiota wiederherstellt [23,24].Probiotika Laut der Weltgesundheitsorganisation sind sie definiert als „lebende Mikroorganismen, die, wenn sie in angemessenen Mengen verabreicht werden, dem Wirt einen Nutzen für die Gesundheit verleihen“ [25] und über Nahrung oder Nahrungsergänzungsmittel in den Wirt gelangen und die Darmschleimhaut besiedeln können, indem sie der Wirkung widerstehen können von Magen- und Gallensäften.

Die Gattung Lactobacillus ist eines der am häufigsten verwendeten Probiotika, das in einer Vielzahl funktioneller Lebensmittel und biotherapeutischer Wirkstoffe zu finden ist [26]. Die Gattung Lactobacillus spp. umfasst ein breites Spektrum grampositiver, fakultativ anaerober und asporogener Bakterien mit bekannten positiven Wirkungen [27]; Sie kommen natürlicherweise im menschlichen Darmtrakt vor und ihre Verteilung ist heterogen und hängt von verschiedenen exogenen und endogenen Faktoren ab [28]. Die Verbesserung der epithelialen Barrierefunktion und die Fähigkeit, sowohl die angeborene als auch die adaptive Immunität zu regulieren, sind einige der vorgeschlagenen Mechanismen, durch die bestimmte Laktobazillen vorteilhafte Aktivitäten verleihen können [29]; diese Aktivitäten können vom Lactobacillus-Stamm und der Lactobacillus-Spezies sowie von der Zielpopulation und dem Darm abhängen Widerstandsfähigkeit der Schleimhaut und kann durch Immunstimulation und -regulation eine Rolle bei der Prävention und Behandlung von Krankheiten im Wirt spielen. Umfangreiche Studien haben gezeigt, dass Laktobazillen die Expression pro- und antiinflammatorischer Zytokine [30–32] und die angeborene Immunantwort modulieren können [33].

Unter den Mechanismen der angeborenen Immunantwort ist die Produktion antimikrobieller Peptide (AMPs) von besonderem Interesse, darunter menschliches Beta-Defensin 2 (HBD-2), ein induzierbares AMP, das in Psoriasis-Läsionen als das am häufigsten vorkommende AMP identifiziert wurde und von zahlreichen Epithelien produziert wird und mit einem breiten Wirkungsspektrum gegen grampositive und gramnegative Bakterien, Pilze und die Hüllen einiger Viren. Seine Produktion wird durch verschiedene Reize wie Entzündungen, Infektionen, endogene Reize oder Wunden induziert [3,34].

Andererseits können AMPs auch die Mikrobiota-Zusammensetzung modulieren (im Gegensatz zu den üblicherweise in der Therapie verabreichten Antibiotika) und die Erneuerung des Darmepithels stimulieren [35]. Mit dem wachsenden Interesse der wissenschaftlichen Gemeinschaft am Einsatz von Probiotika in einer Vielzahl potenzieller Anwendungen Ziel dieser Arbeit war es, die entzündungshemmenden und immunmodulatorischen Eigenschaften sowie die Fähigkeit verschiedener Stämme von Lactobacillus spp. zu bewerten. um in vitro die Integrität der Darmbarriere zu stärken und die Adhäsion und Invasion von S. tyhimurium und EIEC in einem Modell kokultivierter Epithelzellen zu hemmen, um die Stämme hervorzuheben, die einzeln oder in Konsortien verwendet werden sollen, die für diesen Zweck besser geeignet sind.

Natürliches pflanzliches Arzneimittel zur Linderung von Verstopfung – Cistanche

Cistanche ist eine Gattung parasitärer Pflanzen, die zur Familie der Orobanchaceae gehört. Diese Pflanzen sind für ihre medizinischen Eigenschaften bekannt und werden seit Jahrhunderten in der Traditionellen Chinesischen Medizin (TCM) verwendet. Cistanche-Arten kommen überwiegend in Trocken- und Wüstenregionen Chinas, der Mongolei und anderen Teilen Zentralasiens vor. Cistanche-Pflanzen zeichnen sich durch ihre fleischigen, gelblichen Stängel aus und werden wegen ihrer potenziellen gesundheitlichen Vorteile sehr geschätzt. In der TCM wird angenommen, dass Cistanche tonisierende Eigenschaften hat und häufig zur Ernährung der Niere, zur Steigerung der Vitalität und zur Unterstützung der sexuellen Funktion verwendet wird. Es wird auch zur Behandlung von Problemen im Zusammenhang mit Alterung, Müdigkeit und allgemeinem Wohlbefinden eingesetzt. Obwohl Cistanche in der traditionellen Medizin schon seit langem verwendet wird, ist die wissenschaftliche Forschung zu seiner Wirksamkeit und Sicherheit noch nicht abgeschlossen und begrenzt. Es ist jedoch bekannt, dass es verschiedene bioaktive Verbindungen wie Phenylethanoidglykoside, Iridoide, Lignane und Polysaccharide enthält, die zu seiner medizinischen Wirkung beitragen können.

WecistanchesCistanche-Pulver, Cistanche-Tabletten, Cistanche-Kapseln, und andere Produkte werden mit entwickeltWüsteCistancheals Rohstoffe, die alle eine gute Wirkung bei der Linderung von Verstopfung haben. Der spezifische Mechanismus ist wie folgt: Es wird angenommen, dass Cistanche aufgrund seiner traditionellen Verwendung und bestimmter darin enthaltener Verbindungen potenzielle Vorteile bei der Linderung von Verstopfung hat. Während die wissenschaftliche Forschung speziell zur Wirkung von Cistanche bei Verstopfung begrenzt ist, wird angenommen, dass es über mehrere Mechanismen verfügt, die zu seinem Potenzial zur Linderung von Verstopfung beitragen können. Abführende Wirkung: Cistanche wird in der Traditionellen Chinesischen Medizin seit langem als Mittel gegen Verstopfung eingesetzt. Es wird angenommen, dass es eine leicht abführende Wirkung hat, die den Stuhlgang fördern und Verstopfung auslösen kann. Dieser Effekt kann auf verschiedene Verbindungen zurückgeführt werden, die in vorkommenCistanche, wie Phenylethanoidglykoside und Polysaccharide. Befeuchtung des Darms: Basierend auf der traditionellen Verwendung wird Cistanche eine feuchtigkeitsspendende Wirkung zugeschrieben, die speziell auf den Darm abzielt. Die Förderung der Hydratation und Schmierung des Darms kann dazu beitragen, die Darmpassage weicher zu machen und die Darmpassage zu erleichtern, wodurch Verstopfung gelindert wird. Entzündungshemmende Wirkung: Verstopfung kann manchmal mit einer Entzündung im Verdauungstrakt einhergehen. Cistanche enthält bestimmte Verbindungen, darunter Phenylethanoidglykoside und Lignane, von denen angenommen wird, dass sie entzündungshemmende Eigenschaften haben. Durch die Reduzierung von Entzündungen im Darm kann es dazu beitragen, die Regelmäßigkeit des Stuhlgangs zu verbessern und Verstopfung zu lindern.