Intresset för tarmen och tarmflorans funktion i kroppen är idag mycket stort. Forskning pågår på många håll runt omkring i världen. En av de mest intressanta områdena är hur tarmfloran påverkar vårt immunsystem och vad tillförsel av probiotika kan ha för effekt på immunsystemet.

Kroppens största organ
I tarmen lever en enorm mängd bakterier som bygger upp det vi kallar "den normala tarmfloran". Det totala antalet bakterier som koloniserar vår kropp, och då fram för allt tarmen är 10 gånger fler än vad vi har kroppsegna celler. Man kan alltså säga att 90% av kroppens celler utgörs av mikroorganismer!

Den största mängden bakterier återfinns i tjocktarmen, ca 100 000 miljoner bakterier/gram. I tunntarmen är bakterietalen betydligt lägre. De dominerande bakteriearterna i tjocktarmen är bifidobakterier och bacteroider medan tunntarmens flora generellt domineras av laktobaciller och streptokocker.

Den normala tarmfloran har en rad funktioner av vilka många säkert fortfarande är okända. Vad man vet är att bakterierna i tarmen bl. a är viktiga för nedbrytning och upptaget av föda, aktivering av immunsystemet, stimulering av tarmrörelserna, produktionen av vitaminer som t ex B-vitaminer och för omsättningen av tarmslemhinnans celler. Dessutom påverkar den bakteriella metabolismen utsöndringen av hormoner.

Tarmfloran interagerar med immunsystemet
En av de mest intressanta områdena att studera är tarmflorans interaktion med immunsystemet. Tarmslemhinnan som har en yta på ca 200 kvadratmeter utsätts konstant för en enorm mängd antigen från födan och tarmfloran, men även de partiklar som vi inandas når med tiden tarmen. Det är därför inte förvånande att ca 80 % av immunsystemet finns i anslutning till tarmen och då främst i tunntarmen.

Tarmens immunsystem även kallat GALT (Gut-associated-lymphoid-tissue) är uppbyggt av Peyerska plack som är aggregat av lymfoida celler, enskilda lymfocyter spridda i lamina propria och så kallade intraepiteliala lymfocyter som sitter insprängda i tarmepitelet. Hos det nyfödda barnet är immunsystemet inte fullt utvecklat. Bakteriell kolonisering har visat sig vara viktigt för utvecklingen av immunsystemet.

Immunsystemet kan sägas ha två olika funktioner som är lika viktiga; att reagera på för kroppen skadliga antigen som till exempel patogena mikroorganismer och att inte reagera på ofarliga antigen som till exempel födoämnen. Dessa båda funktioner är lika viktiga och har visat sig vara sammankopplade med varandra.

Mikrobiell stimulering av immunsystemet gör att immunförsvarets reaktivitet gentemot ofarliga antigen som födoämnen minskar. (9)(14)(20)). Detta är en av orsakerna till varför man idag forskar på sambandet mellan tarmflorans sammansättning/aktivitet och utvecklingen av allergi.

Forskning visar att tarmfloran hos den västerländska befolkningen har förändrats under de senaste årtiondena och skiljer sig ifrån tarmfloran hos människor i utvecklingsländer, både vad gäller vuxna (13) och barn. (1)(2) Tarmfloran hos barn i Sverige är artfattigare och har en långsammare omsättning av bakteriestammar än hos barn i Pakistan. Detta leder troligtvis till en försämrad bakteriell stimulering av immunsystemet.

En av de viktigaste egenskaperna hos tarmen är att den fungerar som en barriär mot omvärlden. Denna barriär vidmakthålls genom tight-junctions mellan tarmens epitelceller, genom produktion av IgA antikroppar samt genom inverkan av den normala bakteriefloran. Det är av största vikt att endast ofarliga, för kroppen omsättningsbara ämnen passerar medan skadliga substanser förs ut med avföringen.

Studier har visat att individer med mjölkallergi har en defekt IgA produktion (7) och en ökad permeabilitet över tarmslemhinnan (8), vilket resulterar i en ökad absorption av makromolekyler över tarmslemhinnan (6). Den ökade permeabiliteten orsakas troligtvis av lokala inflammationer till följd av överkänslighetsreaktioner mot allergenet, vilket skadar tarmslemhinnan (11).

Varför har tarmfloran förändrats?
Under det senaste århundradet har människans levnadssätt ändrats drastiskt vad gäller hygien, levnadsstandard, kostvanor och medicinering. Vi äter idag övervägande industriproducerad, steriliserad föda och använder konserveringsmedel, frys och kyl istället för att fermentera födan. Detta har gjort att intaget av bakterier och då fram för allt mjölksyraproducerande bakterier (3) har reducerats kraftigt.

Användandet av antibiotika inom sjukvård och jordbruk, antibakteriella ämnen i tandkrämer, deodoranter, mat med mera är för mänskligheten också nya påfund. Vi har på många sätt steriliserat vår omgivning vilket givetvis påverkat vår bakterieflora.

Probiotika förbättrar miljön i tarmen
Probiotika är benämningen på mikroorganismer som har en positiv inverkan på hälsan genom att förbättra miljön i tarmen. Vanligtvis avser man mjölksyraproducerande bakterier så som Lactobacillus spp, Bifidobakterium spp. och Streptococcus spp.

I början av 1900-talet lade en forskare vid namn Metchnikoff fram sina hypoteser om tarmflorans betydelse för den mänskliga organismens åldrande. Han hävdade att förruttnelseprocesser i tarmen alstrade gifter som bidrog till att degenerera den mänskliga organismen. Han hävdade vidare att tillförsel av mjölksyraproducerande bakterier så kallade probiotiska bakterier i form av yoghurt motverkade de skadliga förruttnelsebakterierna och därmed åldrandet.(12)

Idag pågår livlig forskning omkring probiotikans effekter på kroppen. Intag av probiotiska bakterier verkar ha många positiva effekter på kroppen. I Trends of Immunology Today, september -99 publicerades en artikel om probiotikans effekter på immunsystemet.(4) I artikeln listades positiva effekter som olika studier visar på vad gäller probiotikaintag, till exempel förbättrad nedbrytning och upptag av födoämnen, prevention av cancer, prevention av infektioner i mag-tarmkanalen, reglering av tarmperistaltiken, prevention av ålderssymptom som osteoporos och arterioskleros och så vidare. Det verkar alltså som att Metchnikoff hade rätt i sina antaganden.

Vad gäller immunsystemet har intag av probiotika visat på många olika effekter, bl.a. ökad IgA produktion (17), ökad makrofag aktivitet (15)(16) och ökad fagocytos. (19) Tillförsel av vissa probiotiska bakterier minskar också halterna av inflammatoriska mediatorer som TNF-alfa och alfa 1-antitrypsin vilket kan tyda på att probiotika har en läkande effekt på tarmslemhinnan.

Dessutom motverkar mjölksyraproducerande bakterier överväxten av förruttnelsebakterier tack vare att de producerar organiska syror vilket sänker tarmens pH. Aktiviteten hos förruttnelsebakterier avtar med sjunkande pH.

Vad är Prebiotika?
Prebiotika är en benämning på långa kolhydrater som oligo- och polysackarider vilka inte kan brytas ned av tunntarmens enzymer utan når tjocktarmen i intakt form där de fungerar som föda åt vissa bakterier som bifidobakterier. Intaget av olika former av prebiotika har visat sig sänka halterna av förruttnelsebakterier och även påverka kroppen på många positiva sätt bland annat verkar det som att prebiotika kan ha en skyddande effekt mot cancerutveckling. (18) Vidare kan prebiotika förbättra överlevnaden av probiotiotiska bakterier i såväl mat som i tarmen vilket i så fall förbättrar effekten av de probiotiska bakterierna.

Det verkar därmed som att det mest fördelaktiga är att kombinera prebiotika och probiotika i samma produkt.

Val av probiotika och bakteriell logistik
Bakteriell logistik kan definieras som lagringsstabilitet och transport av bakteriekulturer från mun till avsedd region i mage och tarm. Beredningsformerna varierar. Idag kan dessa utgöras av flytande livsmedel som till exempel yoghurt med eller utan tillsats av så kallat goda tarmbakterier. För att förbättra hållbarheten frystorkas de probiotiska bakteriekulturerna och man kan då använda pulvret direkt eller förpacka detta i kapslar eller tabletter. Detta för att förbättra bakteriernas överlevnad vid passagen av magsäck och galla. Normalt dör majoriteten av bakterierna under denna passage.

De flesta farmaceutiskt orienterade produkterna utgörs av probiotika förpackat i kapslar. Problemet med denna förpackningsform är att kapslar till viss del består av vatten (5-12%)! Detta medför nedsatt lagringsstabilitet, då de frystorkade bakterierna om de ej på något specifikt sätt skyddats, orsakas skada vilket medför nedsättning av viabilitet och kvalitet.(10)

Den förpackningsform som gör det möjligt att lagra och seriöst distibuera probiotikakulturer är tabletter med reglerad upplösning i mage och tarm, framställda med lågkompressionsteknik. Konventionell tablettering är omöjlig att använda då innehållet skall utgöras av levande bakteriekulturer.

Upplösningen av en tablett eller kapsel skall vara sådan att bakteriekulturerna börjar verka redan i tunntarmen. Bakterierna exponeras därvid kontinuerligt under den 120-150 minuter långa passagetiden genom tunntarmen till destination tjocktarmen. Därvid får bakterierna största möjliga chans att göra nytta. Beroende på val av probiotikakulturer bör upplösningstiden variera något. Fördelen med probiotika med ”controlled release” är att man kan reglera upplösningstiden efter valet av bakteriekulturer.

Då bakterienivån är lägre i tunntarmen än i tjocktarmen torde det vara lättare att påverka tarmfloran med probiotika i tunntarmen. Prebiotika i form av exempelvis inulin (fructooligo- eller fructopolysackarider) har sin största effekt i tjocktarmen.

Vilka bakteriekulturer är effektivast?
Det finns olika ståndpunkter kring vilka bakteriekulturer som är effektivast. Den ursprungliga probiotikateorien enligt Metchnikoff argumenterade att man skulle använda så kallade matkulturer som exemelvis yoghurt eller surkål för att uppnå "en inre rening" i magtarmsystemet. (12). På senare tid har det ansetts att tillförsel av så kallade tarmbakterier med humant ursprung vore det effektivaste. Det senare bygger på teorin att probiotikabakterier skall kolonisera i tarmen.

Då tarmfloran hos de flesta individer i sin sammansättning är relativt stabil speciellt i tjocktarmen är det svårt hitta studier som verifierar den så kallade koloniseringsteorin. Vad som lättare går att påverka är tarmflorans aktivitet. Probiotika har visats ha ett flertal effekter på tarmfloran relaterat till bland annat enzymaktivitet, endokrinologisk aktivitet.(5) och naturligtvis till immunologisk aktivitet. (15)(16)(17) Dessa effekter har man kunnat se såväl med så kallade tarmbakterier som med matbakterier.

Därtill råder det en viss förvirring avseende definition på dessa två grupper, varför en och samma bakterieart kan anses tillhöra båda dessa grupper!

I ett ekologiskt sammanhang kan man förstå att intaget av eller behovet av ett intag av probiotika skall ersätta den minskning av intag som modern konserveringsteknik medfört (3). Med tanke på den enorma skillnad i intag som råder jämfört med historisk tid torde probiotika utgöra juvelen bland alla kosttillskott i modern tid per definition!

Rekommenderat intag är flera 1000-tals % högre än vad som normalt intas. Behovet är således flerfaldigt större jämfört med mineraler och vitaminer!

Eftersom minskningen inte avser en specifik mjölksyrabakterie torde intag av probiotika produkter bestående av flera olika kulturer vara att rekommendera, speciellt som studier visat att olika bakteriearter har olika nischer i sin relation till immunsystemet. En komplex bakterieflora utgör en säkrare grund för ett friskare immunsystem.

Svårt att jämföra studier
Således är probiotikans effekt på individen beroende av val av bakterier, antal av bakterier, kvalitet eller livskraft hos bakterierna, bakteriernas lagringsstabilitet samt produktens totala logistik från intag ned till målområde i tarmen.

Detta påverkar naturligtvis den dos av bakterier som krävs för att uppnå önskad effekt. Denna dosvariation kan därför vara så stor som E4-5 = faktor 10.000-100.000 per dag eller dostillfälle! Generellt sett krävs det högre doser för att påverka mikrofloran i tjocktarmen än i tunntarmen, jmf antalet bakterier/ml.

Då de flesta studier som presenterats inte tagit den bakteriella logistiken tillräckligt på allvar, är det mycket svårt att jämföra studier med varandra. Det förklarar troligtvis delvis de skiftande resultat som forskningen presenterat. Detta torde vara den största utmaningen i framtida studier. I avvaktan på fler kliniska studier kan man inte hävda att probiotika har specifik effekt på olika sjukdomstillstånd utan endast framhålla att intag av probiotiska kulturer har en allmänt hälsosam effekt jämfört med intag av fibrer.


Referenser:
1. Adlerbert, I., B. Carlsson, P. de Man, F. Jalil, S. R. Khabn, P. Larsson, L.Mellander, C. Svanborg, A. E. Wold, and L. Å. Hanson. 1991. Intestinal colonization with Enterobacteriaceae in Pakistani and Swedish hospital delivered infants. Acta. Pediatr. Scand. 80:602-610.

2. Adlerbert, I., B. Carlsson, L.Mellander, L. Å. Hanson, , F. Jalil, , C. Svanborg, P. Larsson, A. E. Wold. 1998. High turn-over rate of Echerichia coli strains in the intestinal flora of infants in Pakistan. Epidemiol. Infect. 121:587-598.

3. Ahrné, S., A. Franklin.1997. Modern konservering har ändrat tarmfloran. Läkartidningen. Vol 94. Nr 40: 3493-3495.

4. Dugas, B., A. Mercrnier, I. Lenoir-Wijnkoop, C. Arnaud, N. Dugas, and E. Postaire. 1999 Immunity and probiotics. Trends of Immunol. Today. Vol 20. No 9: 387-389.

5. Gorbach, S. L.1986. Function of the normal human microflora. Scand. J. Infect. Dis. Suppl. 49:17-30.

6. Heyman, M., E. Gasset, R. Ducroc, J.F. Desjeux. 1988. Antigen absorption by the jejunal epithelium of children with cow´s milk allergy. J. Allergy Clin. Immunol. 24:197-202.

7. Isolauri, E., E. Virtanen, T. Jalonen, H, Arvilommi. 1990. Local immune response measured in blood lymphocytes reflects the clinical reactivity of children with cow´s milk allergy. Pediatr. Res. 28:582-6.

8. Jalonen, T., 1991. Identical intestinal permeability changes in children with different clinical manifestations of cow´s milk allergy. J. Allergy Clin. Immunol. 88:737-42.

9. Kim, J.H., and M. Ohsawa. 1995. Oral tolerance to ovalbumine in mice as a model for detecting modulators of the immunologic tolerance to a specific antigen. Biol. Pharm. Bull. 18:854-858.

10. Laulund. S.1994. Commercial aspects of formulation, production and marketing of probiotic products. Human health: The contribution of microorganisms. Springler-Verlag London limited 1994.

11. Majamaa, H., E. Isolauri. 1997. Probiotics; a novel approach in the management of food allergy. J. Alleegy Clin. Immunol. 99:179-86

12. Metchnikoff , E. 1907. The prolongation of life. Revised Edition from 1907, Translated by Mitchell, C. Heinemann, London, UK. (1974) Dairy Sci. Abstr. 36,656.

13. Moore, W. E. C., and L.H. Moore. 1995. Intestinal flora of populations that have a high risk of colon cancer. Appl. Environ. Micrbiol. 61:3202-3207.

14. Moreau, M. C., and Corthier, G. 1988. Effect of gastro-intestinal microflora on induction and maintenance of oral tolerance to ovalbumin in C3H/Hej mice. Infect. Immun. 56:2766-2768.

15. Perdigon, G., 1986. Effect on perorally administerd lactobacilli on macrophage activity in mice. Infect. Immun. 53:404-10.

16. Perdigon, G., 1988. Systemic augmentation of the immune response in mice by feeding fermented milks with Lactobacillus casei and Lactobacillus acidophilus. Immunology. 63:17-23.

17. Perdigon, G., et.al. 1990. The oral administration of lactic acid bacteria increases the mucosal intestinal immunity in respons to enteropathogens. J. Food. Protect. 53:404-10.

18. Rowland, I. R., C.J. Rumney, J. T. Coutts, L. C. Lievense. 1998. Effect of Bifidobacterium longum and inulin on gut bacterial metabolism and carcinogen aberrant crypt foci in rats. Carcinogenesis 19(2):281-5.

19. Schaffrin, E.J. et.al. 1994. Immunomodulationof human blood cells following the ingestion of lactic acid bacteria. J. Dairy. Sci. 78:491-7.

20. Sudo, N., S Sawamura, K. Tanaka, Y. Aiba, C. Kubo and Y. Koga. 1997. The requrement of the intestinal bacterial flora for the development of an IgE production system fully susceptible to oral tolerance induction. J. Immunol. 159:1739-1745.



Tidigare publicerad i Läkartidningen nr 50 2001 volym 98. Uppdaterad 2008-09-29.

* * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * 
Bilder från freedigitalphotos
Elderly Man Sick av Africa
Pills on a plate av Paul