probiotici, jedna ili više kultura živih mikroorganizama, najčešće bakterija ili kvasaca, koji djeluju korisno na zdravlje domaćina (korisnika). Često i naziv za proizvode koji ih sadržavaju.

Rabe se radi ponovne uspostave ravnoteže crijevne mikroflore poremećene zbog različitih čimbenika, poput primjene antibiotika, kemoterapije ili radioterapije. Također, uspostavom ravnoteže probiotici stvaraju nepovoljne uvjete za rast patogenih mikroorganizama. Rast probiotika potiču spojevi u hrani koji se nazivaju prebiotici.

Probiotici se mogu primjenjivati oralno, putem fermentiranih mliječnih proizvoda, → funkcionalne hrane (gdje su probiotici sastojak dodan u neki proizvod) ili kao samostalan proizvod (putem praškastog ili granuliranog pripravka u slobodnoj formi, tableta ili kapsula), aerosolom putem dišnoga sustava te lokalno u obliku masti za kožu ili čepića za urogenitalni sustav. U čestoj primjeni te s klinički dokumentiranim zdravstvenim učincima su vrste rodova bakterija Lactobacillus i Bifidobacterium te kvasca Saccharomyces, poput: Saccharomyces boulardii, Lactobacillus rhamnosus GG, Lactobacillus acidophilus La5, Lactobacillus casei Shirota, Bifidobacterium longum BB536 i Bifidobacterium lactis Bb12. Učinak probiotika naziva se probiozom.

Tehnološka platforma za industrijsku proizvodnju niza tradicionalnih biotehnoloških proizvoda, pa tako i probiotika jest → bioprocesno inženjerstvo.

Povijest

Mogućom se ulogom stanica u uništavanju patogenih mikroorganizama prvi bavio ruski mikrobiolog i zoolog Ilija Iljič Mečnikov (1845–1916). Njegova se hipoteza o staničnoj imunosti (1892), za razliku od teorije humoralne imunosti, zasniva na tome da su stanice, a ne samo protutijela u krvi, zaslužne za uništavanje patogenih mikroorganizama. Njegova je hipoteza priznata tek sredinom XX. st. s dodatnim napretkom ostvarenim u imunologiji te saznanjima o ljudskom mikrobiomu (sveukupni genom mikroba koji nastanjuju ljudski organizam) i njegovoj ulozi u suzbijanju prevelikog rasta patogenih mikroorganizama. Početkom XX. st. otkriveno je nekoliko vrsta bakterija čijim se unosom postiže pozitivan utjecaj na zdravlje. Među najvažnijim koracima u uporabi probiotika bilo je otkriće, izolacija i uzgoj bakterije Lactobacillus casei soja Shirota, japanskog mikrobiologa Minorua Shirote (1899–1982), a koja može preživjeti prolazak kroz gornji probavni sustav (1930). Fermentirano piće koje ih sadržava Yakult plasirano je na tržište 1935., a proizvodi se i danas. Zbog okolnosti poput Velike gospodarske krize, II. svj. rata i sve većeg napretka u liječenju antibioticima razvoj probiotičkih proizvoda u velikoj je mjeri stagnirao.

Od 1980-ih, zbog sve veće otpornosti na antibiotike i novih globalnih trendova, ponovno se pobudilo zanimanje za njihovu proizvodnju. Od tada je razvijeno nekoliko generacija probiotika, odn. probiotičkih pripravaka. Razvoj zaštite mikroorganizama probiotika, kako bi u što većoj mjeri preživjeli prolazak kroz želučanu kiselinu, također je iziskivao nekoliko koraka. U početku su se primjenjivale neobložene bakterije, a potom obložene bakterije mliječnoga vrenja (u kapsuli ili tableti), koje su se rabile kao dodatak prehrani. Mikrokapsulirane bakterije omogućile su primjenu u hrani, no neravnomjerna zaštita i sam materijal koji se za to rabio nisu u pouzdanoj mjeri osiguravali prolazak gornjega probavnog sustava. Radi toga osmišljena je zaštita proteinima i polisaharidnom matricom, a posljednja generacija zaštite uključuje primjenu polimera i polisaharida te potom smrzavanje.

Biotehnološka proizvodnja probiotika kao živih lijekova

Za razliku od prve generacije probiotika koji su bili dodatci prehrani i sastojci funkcionalne hrane, druga generacija probiotika namijenjena je liječenju ili prevenciji bolesti (tzv. živi lijekovi ili živi bioterapijski pripravci), gdje su bakterijske stanice (tzv. živi mikrobni vektori) u svojstvu nosača lijeka na ciljno mjesto djelovanja. Druga generacija ne obuhvaća samo bakterije mliječne kiseline i bifidobakterije nego i mikroorganizme autohtono prisutne u intestinalnom traktu zdravih ljudi. Transplantacija mikrobiote izmetina (latinski faeces) jedan je od pristupa u terapiji infektivnih i upalnih bolesti probavnoga sustava te u terapiji proljeva izazvanih dugotrajnom antibiotičkom terapijom. Probiotički pripravci druge generacije mogu biti sastavljeni od jednog bakterijskoga soja ili više njih, a često je riječ o genetički modificiranim mikroorganizmima. Istražuje se i njihova primjena u liječenju infektivnih i upalnih bolesti kože, alergijskih reakcija, pretilosti, depresije i malignih bolesti, gdje se nazivaju i skinbiotci, dijabiotici, psihobiotici, kolitobiotici i onkobiotici.

Najnovija generacija probiotičkih bioaktivnih molekula mikrobnoga podrijetla, nazvana postbiotici ili probioceutici, obuhvaća terapijske pripravke koji nisu žive prirode, a namijenjeni su razvoju novih terapijskih strategija za metaboličke poremećaje i bolesti probavnoga sustava.

Istraživanja i proizvodnja u Hrvatskoj

Istraživanja antimikrobne aktivnosti bakterija mliječne kiseline za terapiju proljeva uzrokovanih patogenim bakterijama 1950-ih provodila je profesorica Farmaceutskog (→ Farmaceutsko-biokemijski fakultet) i Stomatološkog fakulteta u Zagrebu, liječnica Kruna Tomić-Karović. Dokazala je njihovo baktericidno i antitoksično djelovanje te je po njoj jedan soj Lactobacillus acidophilus dobio ime Lactobacillus krunae.







Istraživanja bakterija mliječne kiseline u kontekstu probiotika, odn. kao zamjene za antibiotike, provodila su se od 1980-ih na → Prehrambeno-biotehnološkome fakultetu (PBF) u Zagrebu. Antibiotici su se često rabili za poticanje rasta životinja na farmama, što je dovodilo do širenja antibiotičke rezistencije. Od 1991. u Laboratoriju za tehnologiju antibiotika i enzima PBF-a provode se nacionalni znanstvenoistraživački projekti, poput onih za fiziološku aktivnost prirodnih i r-DNA organizama, probiotičku aktivnost bakterija mliječne kiseline te hipokolesterolemičko djelovanje bakterija mliječne kiseline. Među voditeljima istaknuli su se profesori → Vladimir Marić, stručnjak za industrijsku mikrobiologiju te proizvodnju hrane i pića, stručnjak za antibiotike Srećko Matošić i → Blaženka Kos, stručnjakinja za probiotičku aktivnost bakterija mliječne kiseline. Stručnjakinja za mikrobnu biotehnologiju i prva doktorandica na temu probiotika → Jagoda Šušković uvela je 2000. u preddiplomsku i diplomsku nastavu kolegij Probioici i starter kulture, a poslije i kolegij Probiotici, prebiotici i funkcionalne starter kulture u nastavu poslijediplomskoga doktorskog studija. Dotadašnji Laboratorij za tehnologiju antibiotika i enzima reorganizirala je 2006. u Laboratorij za tehnologiju antibiotika, probiotika i enzima (danas i starter kultura), za istraživanje, biotehnološku proizvodnju i karakterizaciju probiotika. Pod njezinim vodstvom ostvareni su nacionalni projekti za istraživanje uloge bakterija mliječne kiseline u sinbiotičkom učinku, funkcionalnosti S-proteina probiotičkih bakterija, primjene probiotika kao živih lijekova i dr.

Laboratorij zadržava vodeću ulogu u Hrvatskoj te ostvaruje znatnu suradnju s industrijom. Među ostvarenim suradnjama ističe se ona s poduzećem Lura (→ Dukat) u Zagrebu 1998–2001. za uvođenje probiotika na hrvatsko tržište, nazvanoga BioAktiv LGG. Na projektu razvoja funkcionalnih probiotičkih proizvoda prerađene hrane na bazi žitarica za poduzeće → Podravka u Koprivnici 2013–17. razvijena su i plasirana tri nova probiotička proizvoda namijenjena dohrani dojenčadi od 4. mjeseca života, Lino 3 žitarice (riža, proso, heljda), Lino riža s bananom i Lino riža s jabukom i mrkvom.