Mechanizm działania

Działanie drożdży Saccharomyces boulardii w organizmie człowieka przejawia się na kilka sposobów:

  • Działanie luminale – działanie Saccharomyces boulardii w międzyściankowej przestrzeni w komórce, które obejmuje:

1 — działanie antytoksynowe;shutterstock_150161678

2 — działanie antybakteryjne;

3 — modulację flory jelitowej;

4 — działanie metaboliczne.

 

  • Działanie troficzne – oddziaływanie Saccharomyces boulardii na kosmki, które obejmuje:

5 – działanie enzymatyczne;

6 — wzmocnienie systemu odpornościowego żywiciela.

  • Działanie śluzówkowe – dotyczy działania Saccharomyces boulardii w głębszych warstwach
    śluzówki i jest to:

7 — działanie przeciwzapalne.

1. Działanie antytoksynowe

Działanie antytoksynowe dotyczy oddziaływania Saccharomyces boulardii na toksynę cholery oraz toksyny
C. Difficille A i B. Wykazuje także działanie na lipopolisacharydy E coli (LPS).

Saccharomyces boulardii produkuje specyficzne białka o działaniu enzymatycznym na te toksyny i ich receptory. Są to antytoksyny:

  • proteaza o masie cząsteczkowej 54 kDa działająca na toksyny C. Difficile A i B;
  • białko o masie cząsteczkowej 120 kDa przeciwdziałające działaniu toksyny cholery;
  • fosfataza białkowa o wadze 63 kDa, która dezaktywuje E. coli LPS.

Antytoksyny pozwalają na ograniczenie wydzielania wody, osłabienie objawów biegunki, a także zwalczanie toksyn uwolnionych przez bakterie.

2. Działanie anytbakteryjne

Działanie antybakteryjne Saccharomyces boulardii zostało sprawdzone na różnych bakteriach, w szczególności E. coli, Salmonella typhimurium i Shigella flexneri.  W wyniku infekcji niszczone są obwódki zamykające pomiędzy enterocytami jelitowymi. Bakterie przyłączają się do enterocytów, przemieszczają się wewnątrz nich i powodują ich niszczenie. Pociąga to za sobą patologię prowadzącą do biegunki.

W przypadku infekcji powodowanych przez E. coli, Saccharomyces boulardii utrzymuje obwódki zamykające
w komórkach nabłonkowych, dzięki hamowaniu kinazy łańcuchów lekkich miozyny (MLCK). Saccharomyces boulardii kładzie kres fosforylacji MLC (łańcuchów lekkich miozyny) i przyczynia się do utrzymania obwódek zamykających pomiędzy jelitowymi komórkami nabłonkowymi.

W przypadku Salmonelli lub E. coli w wyniku działania Saccharomyces boulardii bakterie przyczepiają się do drożdży, jednocześnie zostaje zmniejszona przyczepność bakterii do komórek jelitowych.
W związku z występowaniem wysokiego stężenia mannozy w zewnętrznej błonie drożdży, bakterie silnie wiążą się z drożdżami poprzez receptory lektyny (adhezyny). Bakterie te są następnie wydalane przez strumień wydzielania jelitowego. Występowanie mannozy jest specyficzną właściwością Saccharomyces boulardii. Podobne działanie obserwuje się także w przypadku C. Difficile i Candida. W ten sposób błona śluzowa jelita zabezpieczona jest przed inwazyjnymi patogenami, które powodują biegunkę.

3. Działanie modulujące florę bakteryjną

Antybiotykoterapia uszkadza mikroflorę jelitową, co w konsekwencji może prowadzić do biegunki po antybiotykowej.Saccharomyces boulardii moduluje florę jelitową poprzez przywrócenie wytwarzania krótkołańcuchowych kwasów tłuszczowych (SCFA), dzięki czemu szybciej wraca ona do swojego pierwotnego stanu.

4. Działanie metaboliczne

Krótkołańcuchowe kwasy tłuszczowe należą do najważniejszych metabolitów wytwarzanych przez beztlenową mikroflorę okrężnicową. Odgrywają one ważną rolę w okrężnicowej resorpcji wody i elektrolitów. Saccharomyces boulardii zwiększa wytwarzanie krótkołańcuchowych kwasów tłuszczowych, zwłaszcza zaś maślanu,
octanu i propionianu.

Zastosowanie Saccharomyces boulardii przywraca wytwarzanie krótkołańcuchowych kwasów tłuszczowych do normalnego poziomu, który został obniżony w związku z poantybiotykowym zmniejszeniem mikroflory. Właściwość ta odgrywa ważną rolę w przypadku leczenia ostrej biegunki.

W badaniu przeprowadzonym przez Fernand Girard-Pipau i współpracowników dowiedziono, że doustne podawanie Saccharomyces boulardii powoduje znaczący wzrost trzech krótkołańcuchowych kwasów tłuszczowych: kwasu octowego, propionowego i masłowego. Po podaniu Saccharomyces boulardii u pacjentów żywionych dojelitowo ilość kwasów krótkołańcuchowych kwasów tłuszczowych wracała do normy. Może to tłumaczyć prezencyjne działanie Saccharomyces boulardii w przypadku chorób biegunkowych.

5. Działanie enzymatyczne

Działanie enzymatyczne Saccharomyces boulardii zostało szeroko zbadane. Jest to jedno z najbardziej specyficznych dla drożdży działań, szczególnie pożyteczne w przypadku infekcji wirusowych. Saccharomyces boulardii biorą udział w wytwarzaniu poliamid, które zwiększają dojrzewanie enterocytów. Z kolei dojrzałe enterocyty wytwarzają ważne enzymy trawienne — disacharydazy oraz metaloproteazy.

Disacharydazy obejmują laktazę, maltazę i sacharazę. Enzymy te biorą udział w rozbijaniu disacharydów (laktoza, maltoza i sacharoza) na monosacharydy (glukoza, galaktoza, itd.). Są one obecne wzdłuż błony rąbka szczoteczkowego zróżnicowanych dojrzałych enterocytów.

Z kolei metaloproteazy, takie jak aminopeptydazy, to enzymy zależne od jonu metalu, które pomagają w trawieniu białek.

Zmniejszenie czynności disacharydaz i metaloproteaz powoduje akumulację osmotycznie czynnych polisacharydów (takich jak laktoza, maltoza i sacharoza) w jelitowej przestrzeni międzyściankowej, co skutkuje nadmiarem wody w tych przestrzeniach. Efektem jest wodnista biegunka. Tylko dojrzałe enterocyty wyściełające kosmki jelitowe syntezują disacharydazy. Niedojrzałe enterocyty umiejscowione w zatokach jelitowych nie syntezują tych enzymów i wymagają obecności poliamin, aby dojrzeć.

Poliaminy takie jak putrescyna, spermidyna i spermina stanowią grupę komponentów komórkowych ważnych podczas regulowania proliferacji i różnicowania komórek. Chociaż ich dokładne funkcje nie zostały dotychczas zidentyfikowane, jest oczywiste, że poliaminy odgrywają ważne role w wielu procesach komórkowych, takich jak replikacja, transkrypcja i translacja, które są etapami dojrzewania komórek (enterocytów).

6. Wzmocnienie systemu odpornościowego żywiciela

Doustne podawanie Saccharomyces boulardii zwiększa stężenie komponentu wydzielniczego (SC)
i immunoglobiny A (s-IgA) w jelicie cienkim oraz wzmacnia obronę odpornościową jelita. Ma to miejsce nawet
w przypadku niedojrzałych układów odpornościowych (np. u małych dzieci).

W badaniu prospektywnym przeprowadzonym przez Tanjua Basarira Ozkan’a i współpracowników badano wpływ Saccharomyces boulardii u dzieci w wieku od 6 miesięcy do 10 lat w leczeniu ostrej biegunki (w porównaniu do placebo). Wzrost poziomów surowicy IgA po podaniu Saccharomyces boulardii sugeruje, że działanie drożdży Saccharomyces boulardii odgrywa ważną rolę we wzmacnianiu układu odpornościowego.

7. Działanie przeciwzapalne

Cytokiny zapalne takie jak czynnik martwicy nowotworu alfa (TNF-α) i interferon gamma (INF-γ) przyczyniają się do procesu niszczenia tkanek w okrężnicy w chorobach zapalnych jelita. Cytokiny te są pobudzane przez patogeny, łącznie z Candida albicans.

Jedną z głównych cytokin prozapalnych jest IL-8, której ekspresja genu jest regulowana przez kilka ścieżek. Obszar promocji genu IL-8 zawiera sekwencje wiązań dla różnych czynników transkrypcji, łącznie z czynnikiem jądrowym interleukiny-6 (NF-IL-6), czynnikiem jądrowym kappa B (NF-KB) i białkiem aktywującym 1 (AP-1). NF-KB jest czynnikiem transkrypcji kontrolującym ekspresję genów biorących udział w reakcjach odpornościowych, apoptozie oraz cyklu komórkowym. Reakcje odpornościowe i zapalne w jelicie często pociągają za sobą transkrypcję czynnika NF-KB.

Aktywacja AP-1 zależna jest od kinazy białkowej aktywowanej przez miogeny (MAPK), występującej centralnie
w wielu reakcjach żywiciela, łącznie z regulacją reakcji cytokin, reakcji na stres oraz reorganizacją białek szkieletowych. MAPK tworzą grupę trzech ścieżek, z których jedna jest dla kinaz białkowych regulowanych sygnałem zewnątrzkomórkowym (ERKI/2), a dwie dla kinaz białkowych aktywowanych stresem p38 i kinazy N-końca białka c-jun (JNK). Większość eukariotycznych receptorów powierzchniowych wykorzystuje przynajmniej jedną z tych wysoce konserwatywnych kaskad MAPK w celach sygnalizacyjnych wewnątrz komórki. Wzrost aktywności MAPK sprzyja uwolnieniu IL-8, a tym samym zapaleniu.

Zastosowanie Saccharomyces boulardii związane jest z redukcją ekspresji TNF-α, a także ze zmniejszeniem poziomu ekspresji INF-γ matrycowego kwasu rybonukleinowego (mRNA) w okrężnicy.

Działanie antyzapalne Saccharomyces boulardii jest wynikiem jego działania na sygnały komórkowe, które wywołują zapalenie.

  • Saccharomyces boulardii może wytwarzać czynnik antyzapalny o masie 1 kDa, który blokuje aktywację MAPK i translokację NF-KB, tym samym hamując syntezę IL-8.
  • Saccharomyces boulardii reguluje receptor gamma aktywowany przez proliferatory peroksysomów (PPARγ), co hamuje syntezę IL-8.
  • Saccharomyces boulardii hamuje aktywację kinaz białkowych regulowanych sygnałem zewnątrzkomórkowym (ERK), oraz kinazę N-końca białka c-jun (JNK), które są istotne dla aktywacji MAPK. Wszystkie te działania skutkują zmniejszeniem syntezy prozapalnej cytokiny IL-8.
  • Osobliwy mechanizm działania Saccharomyces boulardii pociąga za sobą możliwe hamowanie produkcji tlenku azotu przez drożdże.