Menu

Substancje Syntetyczne i Biologiczne

Propionibacterium freudenreichii

Propionibacterium freudenreichii to gram-dodatnia bakteria probiotyczna, znana od ponad stu lat jako starter do produkcji serów szwajcarskich (emmentaler, maasdam). W jelitach fermentuje błonnik pokarmowy i mleczany, wytwarzając krótołańcuchowe kwasy tłuszczowe – głównie kwas propionowy i octowy – które odżywiają komórki okrężnicy, wzmacniają barierę jelitową i modulują odpowiedź immunologiczną. Bakteria syntetyzuje też witaminę B12, ryboflawinę oraz bifidogenny związek DHNA stymulujący wzrost własnych bifidobakterii. Badania kliniczne potwierdzają, że wybrane szczepy przeżywają tranzyt przez przewód pokarmowy i pozostają metabolicznie aktywne w jelicie człowieka. Suplementacja jest ogólnie dobrze tolerowana, jednak dowody kliniczne są wciąż ograniczone, a u osób z obniżoną odpornością wymagana jest konsultacja lekarska.

Spis treści

Z tego materiału dowiesz się:

Jak Propionibacterium freudenreichii działa w jelitach i co produkuje?
Jakie korzyści zdrowotne sugerują badania i jak mocne są dowody?
W jakich produktach spożywczych i suplementach można znaleźć tę bakterię?
Kto powinien zachować ostrożność lub skonsultować suplementację z lekarzem?

Czym jest Propionibacterium freudenreichii i skąd pochodzi?

Propionibacterium freudenreichii to gram-dodatnia, beztlenowa bakteria z gromady Actinobacteria, izolowana po raz pierwszy na początku XX wieku z serów szwajcarskich. Od dekad służy jako starter do produkcji emmentalera i maasdam – to ona odpowiada za charakterystyczne dziury w tych serach (wytwarzany CO₂) oraz orzechowo-słodki aromat⁶. Genom szczepu CIRM-BIA1, liczący 2,7 Mb i zawierający 2439 przewidywanych białek, potwierdza, że bakteria nie nosi żadnych znanych czynników wirulencji obecnych u chorobotwórczych propionibakterii skórnych⁷. Właśnie to, w połączeniu z wieloletnim bezpiecznym stosowaniem w żywności, dało jej status GRAS (Generally Recognized As Safe) oraz europejski status QPS (Qualified Presumption of Safety).

W aptekach i sklepach ze zdrową żywnością bakterię można znaleźć w kapsułkach probiotycznych (zarówno jednoskładnikowych, jak i preparatach wieloszczepowych) oraz w fermentowanych produktach mlecznych. Niekiedy wchodzi też w skład preparatów dedykowanych poprawie komfortu jelitowego.

Jak Propionibacterium freudenreichii działa w jelitach?

Kluczowym mechanizmem działania tej bakterii jest fermentacja mleczanów i błonnika pokarmowego z wytworzeniem krótołańcuchowych kwasów tłuszczowych (SCFA) – głównie kwasu propionowego i octowego – za pośrednictwem cyklu Wooda-Werkmana⁸. Kwas propionowy odżywia komórki nabłonka okrężnicy (kolonocyty), uszczelnia połączenia ścisłe (tight junctions) bariery jelitowej i wykazuje właściwości przeciwzapalne⁹¹⁰. Łączne stężenie SCFA w kale po suplementacji może wzrastać do około 50 mM¹¹.

Bakteria wytwarza też kilka innych ważnych związków:

Witaminę B12 (kobalaminę) – synteza odbywa się na drodze de novo; co ważne, zachodzi nawet bez zewnętrznej suplementacji kobaltem czy dolną zasadą ligandową DMBI¹².
DHNA (kwas 1,4-dihydroksy-2-naftoowy) – bifidogenny prekursor menachinonu (witaminy K2), który pobudza wzrost własnych bifidobakterii pacjenta i wykazuje działanie przeciwzapalne²³.
Sprzężony kwas linolowy (CLA) – związek badany pod kątem potencjalnych korzyści metabolicznych¹³.
Ryboflawinę (B2) – produkowaną przez niektóre szczepy¹⁴.

Na powierzchni komórek bakterii znajdują się wyspecjalizowane białka S-warstwy (m.in. SlpB, SlpE, LspA), które umożliwiają przyleganie do komórek nabłonka jelitowego i wyzwalają odpowiedź immunomodulacyjną – w tym produkcję przeciwzapalnej interleukiny IL-10¹⁵¹⁶. Wszystkie te właściwości są silnie zależne od konkretnego szczepu – nie każda forma preparatu działa tak samo⁵.

Jak bakteria przeżywa w przewodzie pokarmowym? Propionibacterium freudenreichii dysponuje rozbudowanymi mechanizmami ochronnymi: wielokrotnie zduplikowane geny szoku cieplnego (groSL, clpB, dnaKJ), transportery kwasów żółciowych, systemy naprawy DNA i aż 10 tioredoksynowych białek antyoksydacyjnych pozwalają jej przeżyć kwaśne środowisko żołądka i działanie soli żółciowych¹⁷. Aktywność metaboliczną po tranzycie potwierdzono bezpośrednio u ludzi – mRNA enzymu methylmalonyl-transkarboxylazy wykryto w próbkach kału¹. Dostarczanie bakterii w matrycy serowej lub fermentowanego mleka dodatkowo chroni ją przed trawieniem i poprawia przeżywalność¹.

Co mówią badania o korzyściach zdrowotnych?

Większość dostępnych danych pochodzi z badań in vitro i na zwierzętach – wyniki te są obiecujące, ale nie można ich bezpośrednio przekładać na efekty u ludzi. Poniżej podsumowanie według obszarów:

Obszar zdrowotny	Poziom dowodów	Kluczowe obserwacje
Mikrobiota jelitowa / efekt bifidogenny	Badania u ludzi (małe)	Wzrost liczby bifidobakterii w kale u zdrowych ochotników¹⁸
Zaparcia	Badanie u 41 kobiet	Złagodzenie zaparć u zdrowych młodych kobiet¹⁹
Nieswoiste zapalenie jelit (IBD)	Pilotażowe badania u ludzi + modele zwierzęce	Poprawa objawów łagodnego/umiarkowanego wrzodziejącego zapalenia jelita grubego w pilotażu; w modelach myszy ze sztucznym zapaleniem okrężnicy – redukcja markerów zapalnych²⁰²¹
Alergia i atopia u dzieci	Randomizowane badania kontrolowane (preparat wieloszczepowy)	Wieloszczepowy probiotyk z P. freudenreichii JS zmniejszał ryzyko AZS, infekcji układu oddechowego i chorób alergicznych w obserwacji do 13 lat⁴
Potencjał przeciwnowotworowy (rak jelita grubego)	In vitro + modele zwierzęce	SCFA (propionowy + octowy) nasilały apoptozę komórek raka okrężnicy synergistycznie z TRAIL; efektu nie obserwowano w zdrowych komórkach nabłonka²²²³
Działanie przeciwzapalne (metabolizm)	Modele zwierzęce (myszy ApoE)	Szczep JS zmniejszał liczbę mastocytów jelitowych, TNF-α i aktywność ALT w modelu diety wysokotłuszczowej²⁴

Wyniki badań in vitro i na zwierzętach, zwłaszcza dotyczące potencjału przeciwnowotworowego, są biologicznie interesujące, jednak nie stanowią potwierdzenia skuteczności u ludzi. Duże, randomizowane badania kliniczne są wciąż potrzebne.

Jak suplementować i skąd czerpać tę bakterię z diety?

Najprostszym naturalnym źródłem P. freudenreichii w diecie są sery szwajcarskie – emmentaler i maasdam – produkowane z udziałem tej bakterii jako startera. Fermentowane produkty mleczne (jogurt, kefir) mogą zawierać propionibakterie, choć w mniejszych ilościach. Dieta bogata w różnorodny błonnik pokarmowy z produktów roślinnych (pełnoziarniste zboża, rośliny strączkowe, warzywa, owoce) dostarcza substratów wspierających wzrost bakterii w jelicie²⁵.

W suplementach diety bacterię oferuje się najczęściej w kapsułkach, niekiedy w dawkach rzędu kilkunastu do kilkudziesięciu miliardów CFU (jednostek tworzących kolonie). Preparaty wieloszczepowe łączą ją z innymi szczepami probiotycznymi i prebiotykami (np. galaktooligosacharydami). Warto pamiętać, że:

Właściwości probiotyczne są ściśle zależne od szczepu – preparat z innym szczepem może nie powielać wyników konkretnego badania klinicznego⁵.
Dostarczanie bakterii w matrycy żywnościowej (ser, fermentowane mleko) poprawia jej przeżywalność w przewodzie pokarmowym w porównaniu z niektórymi postaciami suplementów¹.
Immunomodulacyjne właściwości bakterii były zachowane, gdy stosowano ją w postaci produktów mlecznych²⁶.

Działania niepożądane i nadmiar w jelitach: W badaniach klinicznych suplementacja P. freudenreichii była dobrze tolerowana – nie stwierdzono istotnych różnic w objawach ze strony przewodu pokarmowego w porównaniu z placebo⁴. Nadmierny rozrost tej bakterii w jelitach może jednak prowadzić do nadprodukcji SCFA, powodując wzdęcia, gazy i dyskomfort jelitowy, a potencjalnie także hamowanie wzrostu innych pożytecznych mikroorganizmów i zmniejszenie różnorodności mikrobioty²⁷. Jeśli po rozpoczęciu suplementacji pojawią się nasilone objawy brzuszne, warto omówić to z lekarzem lub farmaceutą.

Kiedy skontaktować się z lekarzem?

Suplementacja probiotykami zawierającymi P. freudenreichii nie jest zalecana u osób z obniżoną odpornością, w tym podczas chemioterapii lub innego leczenia onkologicznego – ze względu na ryzyko niepożądanych efektów wynikających z obecności żywych drobnoustrojów w organizmie z upośledzoną barierą immunologiczną⁴. Skonsultuj się z lekarzem przed suplementacją, jeśli:

jesteś w trakcie leczenia immunosupresyjnego (np. po przeszczepie narządu, przy chorobach autoimmunologicznych),
chorujesz na nieswoiste zapalenie jelit (choroba Leśniowskiego-Crohna, wrzodziejące zapalenie jelita grubego) – choć dane pilotażowe są obiecujące, nie ma jeszcze wystarczających dowodów z dużych badań,
masz ciężką chorobę wątroby lub nerek,
jesteś w ciąży lub karmisz piersią – brak wystarczających danych klinicznych dla tych grup,
przyjmujesz antybiotyki lub inne leki wpływające na mikrobiotę jelitową.

Skontaktuj się z lekarzem lub zgłoś się na izbę przyjęć, jeśli po przyjęciu suplementu probiotycznego pojawią się: gorączka, dreszcze, silny ból brzucha, biegunka z krwią lub objawy sugerujące zakażenie ogólnoustrojowe. Choć takie powikłania po P. freudenreichii są bardzo rzadkie, u osób z upośledzoną odpornością ryzyko jest istotnie wyższe.

Jeśli planujesz suplementację, wybierz preparat od renomowanego producenta, sprawdź podany szczep i dawkę, a w razie wątpliwości zapytaj farmaceutę. Pamiętaj, że suplement diety nie zastępuje leczenia farmakologicznego – jeśli masz objawy chorobowe ze strony jelit, najpierw skonsultuj się z lekarzem.

Pytania i odpowiedzi

Czy Propionibacterium freudenreichii przeżywa w jelitach po połknięciu?

Tak – wybrane szczepy tej bakterii są dobrze przystosowane do warunków przewodu pokarmowego. Aktywność metaboliczną P. freudenreichii potwierdzono bezpośrednio u ludzi, wykrywając mRNA charakterystycznego enzymu fermentacji propionowej w próbkach kału¹. Przeżywalność zwiększa dostarczanie bakterii w serze lub fermentowanym mleku zamiast samodzielnej kapsułki¹.

Co to jest kwas propionowy i dlaczego jest ważny dla zdrowia jelit?

Kwas propionowy (propionian) to krótołańcuchowy kwas tłuszczowy wytwarzany przez P. freudenreichii z mleczanów i błonnika pokarmowego. Odżywia komórki okrężnicy, wzmacnia białka połączeń ścisłych bariery jelitowej, działa przeciwzapalnie i hamuje wzrost patogennych bakterii⁹¹⁰.

Czy P. freudenreichii pomaga przy nieswoistych zapaleniach jelit (IBD)?

Dane laboratoryjne i badania na zwierzętach wskazują na działanie przeciwzapalne – bakteria redukowała markery zapalenia w modelach zapalenia okrężnicy²¹. U ludzi przeprowadzono jak dotąd jedynie małe pilotażowe próby kliniczne sugerujące poprawę objawów łagodnego/umiarkowanego wrzodziejącego zapalenia jelita grubego²⁰. Brak dużych, randomizowanych badań – stosowanie w IBD należy omówić z gastroenterologiem.

Jakie produkty spożywcze naturalnie zawierają Propionibacterium freudenreichii?

Głównym źródłem są sery szwajcarskiego typu – emmentaler i maasdam – produkowane właśnie z udziałem tej bakterii jako startera fermentacji¹⁴. Fermentowane produkty mleczne (jogurt, kefir) mogą zawierać propionibakterie w mniejszych ilościach²⁵.

Co to jest efekt bifidogenny i jak P. freudenreichii go wywołuje?

Efekt bifidogenny polega na pobudzaniu wzrostu własnych bifidobakterii pacjenta w jelicie grubym. P. freudenreichii wytwarza związek DHNA (kwas 1,4-dihydroksy-2-naftoowy), który selektywnie stymuluje bifidobakterie, a pośrednio – cały ekosystem korzystnych bakterii jelitowych²³. W badaniach u zdrowych ochotników suplementacja zwiększała liczebność bifidobakterii w kale¹⁸.

Czy P. freudenreichii produkuje witaminę B12?

Tak – niektóre szczepy syntetyzują aktywną kobalaminę (witaminę B12) na drodze de novo. Badania pokazują, że synteza ta może zachodzić nawet bez zewnętrznej suplementacji kobaltem¹². Bakteria produkuje też ryboflawinę (B2) oraz witaminy B8 i B9²¹⁴.

Czy P. freudenreichii jest bezpieczna dla dzieci i niemowląt?

W dużych, randomizowanych badaniach z udziałem wieloszczepowego preparatu zawierającego szczep P. freudenreichii JS podawanego kobietom w ciąży i noworodkom nie stwierdzono zwiększonego ryzyka działań niepożądanych w żadnej grupie wiekowej⁴. Preparat ten zmniejszał ryzyko AZS i chorób alergicznych u dzieci. Przed podaniem probiotyku niemowlęciu lub małemu dziecku zawsze warto skonsultować się z pediatrą.

Kiedy P. freudenreichii jest przeciwwskazana?

Suplementacja probiotykami nie jest zalecana u osób z istotnym niedoborem odporności, w tym podczas aktywnego leczenia onkologicznego⁴. Ostrożność wskazana jest też przy ciężkich chorobach wątroby i nerek oraz w ciąży i laktacji, gdzie dane są niewystarczające – w tych przypadkach decyzję powinien podjąć lekarz.

Czy P. freudenreichii może pomóc przy zaparciach?

Jedno badanie przeprowadzone u 41 zdrowych młodych kobiet wykazało złagodzenie zaparć po suplementacji P. freudenreichii¹⁹. To wstępne dane z pojedynczego, małego badania – potrzebne są większe próby kliniczne, by potwierdzić ten efekt.

Czy P. freudenreichii może działać przeciwnowotworowo?

W badaniach laboratoryjnych i na zwierzętach krótołańcuchowe kwasy tłuszczowe wytwarzane przez P. freudenreichii (propionowy i octowy) indukowały apoptozę komórek raka okrężnicy i nasilały działanie białka TRAIL, nie uszkadzając przy tym zdrowych komórek nabłonkowych²². Są to obiecujące wyniki in vitro i z modeli zwierzęcych – nie stanowią jednak potwierdzenia skuteczności u ludzi i nie mogą być podstawą do samoleczenia.

Czym różnią się szczepy P. freudenreichii dostępne w suplementach?

Właściwości probiotyczne – przeżywalność w jelitach, zdolność adhezji, profil immunomodulacyjny czy produkcja SCFA – są silnie zależne od konkretnego szczepu⁵. Oznacza to, że wyniki uzyskane dla szczepu np. CIRM-BIA129 czy JS mogą nie przenosić się na inne szczepy w innych preparatach. Przy wyborze suplementu warto sprawdzić, czy producent podaje oznaczenie szczepu.

Czy nadmiar P. freudenreichii w jelitach jest szkodliwy?

Zbyt wysoka liczebność tej bakterii może prowadzić do nadprodukcji kwasów tłuszczowych, objawiającej się wzdęciami, gazami i dyskomfortem jelitowym, a potencjalnie także do zaburzenia różnorodności mikrobioty przez hamowanie innych korzystnych bakterii²⁷. Jeśli badanie mikrobioty wykazuje podwyższony poziom, warto skonsultować wynik z lekarzem lub dietetykiem.

Jak dieta wpływa na poziom P. freudenreichii w jelitach?

Spożycie serów szwajcarskich, jogurtów i kefiru dostarcza żywych bakterii, a dieta bogata w błonnik (pełnoziarniste zboża, rośliny strączkowe, warzywa, owoce) zapewnia substraty do ich fermentacji w jelicie²⁵. Aktywność fermentacyjna P. freudenreichii jest bezpośrednio zależna od dostępności mleczanów i włókna pokarmowego²⁸.

Skąd dziury w serze emmentaler? Rola P. freudenreichii w produkcji sera

Charakterystyczne okrągłe dziury w serach szwajcarskich to zasługa właśnie Propionibacterium freudenreichii. Podczas dojrzewania sera bakteria fermentuje mleczany (powstałe wcześniej z działania kultur starterowych), wytwarzając kwas propionowy, kwas octowy i dwutlenek węgla. CO₂ nie może uciec z gęstej masy serowej i tworzy pęcherzyki, które z czasem formują charakterystyczne dziury, zwane „oczkami”²⁹. Kwas propionowy i octowy nadają serowi orzechowo-słodki smak. Ten sam mechanizm fermentacyjny – cykl Wooda-Werkmana – odpowiada za wytwarzanie kwasu propionowego w jelitach człowieka, co stanowi pomost między tradycją serowarską a współczesną probiotyką⁸.

P. freudenreichii a odporność niemowląt – co mówią długoterminowe badania?

W serii fińskich randomizowanych badań z podwójnie ślepą próbą wieloszczepowy preparat probiotyczny zawierający szczep P. freudenreichii JS (podawany łącznie z L. rhamnosus GG, L. rhamnosus Lc705, B. breve 99 i galaktooligosacharydami) był stosowany u kobiet w ciąży i następnie u noworodków. Wykazano zmniejszenie ryzyka atopowego zapalenia skóry, chorób alergicznych i infekcji układu oddechowego u dzieci. Co istotne, 13-letnia obserwacja potwierdziła trwałą ochronę przed chorobami alergicznymi u dzieci urodzonych przez cesarskie cięcie⁴. Analiza zdarzeń niepożądanych nie wykazała związku preparatu z żadnymi działaniami niepożądanymi – ani u niemowląt, ani u starszych dzieci. To jedne z najdłuższych dostępnych obserwacji dotyczących bezpieczeństwa i skuteczności probiotyków w pediatrii.

P. freudenreichii jako potencjalny adiuwant w terapii raka jelita grubego – wstępne dane

Badanie opublikowane w Oncotarget pokazało, że krótołańcuchowe kwasy tłuszczowe wytwarzane przez P. freudenreichii – propionowy i octowy – synergistycznie nasilają działanie cytotoksycznego białka TRAIL wobec komórek raka okrężnicy (linie HT29 i HCT116), zwiększając śmiertelność komórek nowotworowych z poniżej 10% przy samym TRAIL do ponad 57% po połączeniu obu czynników³⁰. Mechanizm obejmuje hamowanie deacetylaz histonowych (HDAC), wzrost ekspresji receptora śmierci DR5 i spadek białek antyapoptotycznych FLIP i XIAP. Co ważne, zdrowe komórki nabłonkowe jelita (HIEC) pozostawały w tych warunkach w dużej mierze nieuszkodzone³¹. Są to wyłącznie dane z badań in vitro i modeli zwierzęcych – nie stanowią podstawy do stosowania probiotyku jako leczenia onkologicznego. Wyniki wymagają potwierdzenia w badaniach klinicznych.