Orale probiotika giver forskellige udfordringer, når de passerer gennem munden, maven, tarmene og tyktarmen. Det barske miljø i mave-tarmkanalen og koloniseringsresistens af kommensale bakterier over for fremmede bakteriearter er to store forhindringer, der påvirker sundhedsvirkningerne af orale probiotika.
Probiotisk transport i mave-tarmkanalen
1. mundhulen
Når probiotika indtages, er det første, de kommer i kontakt med, spyttet i munden. Spyt er et klart, let surt slim, der smører mundslimhinden, opløser mad og hjælper med at synke. Immunkomponenterne i spyt omfatter sekretorisk immunglobulin A (IgA), immunglobulin G (IgG) og immunglobulin M (IgM). Ikke-immune komponenter omfatter proteiner, muciner, peptider og enzymer. Derfor har spyt også en vis antibakteriel effekt og kan selektivt understøtte væksten af ikke-cariogene bakterier. In vitro undersøgelser har vist, at spyt ikke har nogen signifikant hæmmende effekt på væksten af Lactobacillus, Pediococcus og Bifidobacterium stammer. Derudover kan på grund af den korte kontakttid påvirkningen af spyt på probiotika siges at være minimal.
2. mave
Efter indtagelse rejser probiotika gennem spiserøret og når mavesækken, hvor de står over for deres første store udfordring: mavesyre. Mavesyrens pH er omkring 1-3, hvilket er en ekstremt sur tilstand, som kan få pH-værdien af bakteriel cytoplasma til at falde, hvilket er ekstremt dødeligt for de fleste bakterier. Probiotika forbliver i maven i omkring 5 minutter til 2 timer. Hvis de udsættes for mavesyre i længere tid, vil aktiviteten af probiotika blive stærkt påvirket. Derudover kan høj ionstyrke, pepsin og mekanisk agitation i maven påvirke probiotika negativt.
3. tyndtarm
Efter at have passeret gennem pylorus, vil probiotika nå tyndtarmen, som indeholder store mængder bugspytkirtelsaft og galde. Med neutraliseringen af tyndtarmsvæsken stiger pH i tyndtarmen til 6-7, hvilket er mere velegnet til vækst af probiotika. Galdesyrerne og fordøjelsesenzymer (såsom lipase, protease og amylase osv.) i tyndtarmsvæsken vil dog stadig forblive på et vist niveau. Ødelæg cellestrukturen af probiotika til en vis grad eller forårsage skade på intracellulært DNA.
4. kolon
Tyktarmen indeholder det største antal og højeste tæthed af flora i den menneskelige krop (10^11-10}^12CFU/ml), så probiotika i tyktarmen har normalt brug for at stå over for koloniseringsresistens fra colon kommensale bakterier. Probiotika skal konkurrere med værtsfloraen om næringsstoffer og adhæsionssteder for at kolonisere tyktarmens slimhinde. Probiotika, der ikke koloniserer med succes, udskilles i afføringen kort efter.
Kolonisering af tarmslimhinden med probiotiske bakterier
Den vellykkede kolonisering af probiotika i den menneskelige krop er en vigtig forudsætning for, at de kan udøve langsigtede gavnlige virkninger. Intestinal slimhindeadhæsion betragtes som et nøgletrin i probiotisk kolonisering. Processen med bakteriel adhæsion til tarmslimhinden omfatter to faser: reversibel og stabil. Til at begynde med binder probiotika til slimhinden gennem uspecifikke fysiske kontakter (herunder sterisk og hydrofob genkendelse), hvilket etablerer en reversibel svag fysisk association. Efterfølgende, gennem specifik binding mellem adhæsiner og komplementære receptorer, er probiotika stabilt forbundet med slim eller tarmepitelceller for at opnå vellykket kolonisering. Probiotika kan kode for en række celleoverfladefaktorer, der er involveret i adhæsionen af slimproteiner eller tarmepitelceller. Derudover kan probiotika også etablere kontakt med værtsceller gennem ikke-proteinmolekyler såsom teichoinsyre og exopolysaccharider og derved påvirke adhæsion og kolonisering.
Valg af stamme er nøglen
For at opsummere skal probiotika gennemgå "nioghalvfems og enogfirs vanskeligheder", før de endelig kan spille deres rolle i menneskekroppen, hvilket viser, at probiotika ikke kun skal have probiotisk virkning, men også have stærk vitalitet! Derfor er målrettet avl af stresstolerante probiotiske stammer blevet ekstremt vigtigt. Gennem dybdegående forskning i den fysiologiske respons og regulatoriske mekanismer af syre- og galdesaltstress, gennemførte Union Biotech retningsbestemt avl af stammer med stærk tolerance isoleret fra traditionelle fermenterede fødevarer såsom kimchi og yoghurt, samt fra den menneskelige tarm, og endelig opnåede planter, herunder meget resistente stammer, herunder Lactobacillus HH-LP56, Bifidobacterium lactis HH-BA68, Lactobacillus casei PB-LC39, Lactobacillus rhamnosus PB-LR76, Lactobacillus reuteri PB-LR09, Lactobacillus casei PB-LC39, Lactobacillus rhamnosus PB-LR76, Lactobacillus reuteri PB-LR09, Lactobacillus casei PB-LC39, etc. Ved at optimere dyrkningsmediets sammensætning og produktionsprocessen opnås ekspression og regulering af tolerancegener og nøgleenzymer. Derudover har anvendelsen af indkapslingsteknologi yderligere forbedret tolerancen af stammer over for ugunstige miljøer.