Probiotyczny kwas mlekowy – good boy or bad boy?

napisany przez Dr Natasza Staniak

Kwas mlekowy to jeden z ważniejszych związków produkowanych przez niektóre bakterie probiotyczne. To właśnie on nadaje fermentowanym produktom spożywczym, takim jak np. jogurty, charakterystyczny kwaskowy smak. Wytwarzają go probiotyczne bakterie kwasu mlekowego (LAB) – szczególnie z rodzajów Lactobacillus i Lactococcus, ale również bakterie z rodzajów Proteus, Eubacteria i Enterobacter, zasiedlające ludzkie jelita.

Ilja Miecznikow – rosyjski naukowiec, laureat Nagrody Nobla i odkrywca probiotyków, uważał że kwas mlekowy może przedłużać życie. Do takich wniosków doszedł przyglądając się na długowieczności bułgarskich chłopów, którzy codziennie spożywali jogurt.

Czy probiotyczny kwas mlekowy w jakiś sposób sprzyja długowieczności nie wiemy. Z całą pewnością obniża pH środowiska w jakim bytują produkujące go bakterie, przez co utrudnia życie patogenom. Niskie pH nie służy wzrostowi bakterii chorobotwórczych i grzybów. To właśnie dlatego w profilaktyce zakażeń dróg rodnych kobiet stosuje się zarówno sam kwas mlekowy jak i produkujące go probiotyki.

Z kolei w jelitach kwas mlekowy nie tylko ogranicza wzrost patogenów, ale też poprawia wchłanianie z pokarmów składników mineralnych takich jak wapń czy żelazo.

Po ponad przeszło 100 latach dobrej prasy dla kwasu mlekowego, znaleźli się jednak badacze, którzy podnieśli kwestię potencjalnej szkodliwości tego związku dla zdrowia. W dwóch opublikowanych pracach, probiotyczny kwas mlekowy posadzono na ławie oskarżeń jako sprawcę mgły mózgowej w SIBO i dysfunkcji umysłowych w zespole przewlekłego zmęczenia. Czy jednak słusznie?

Ludzki i bakteryjny kwas mlekowy

Zacznijmy od tego, że producentami kwasu mlekowego są nie tylko bakterie jelitowe, ale i ludzkie mitochondria.

Bakterie produkują dwa izomery tego związku – L oraz D. Niektóre z nich produkują tylko kwas L-mlekowy, inne tylko kwas D-mlekowy, a są również i takie gatunki, które wytwarzają oba izomery – D i L.

Z kolei w ludzkim ciele również wytwarzane są dwa izomery kwasu mlekowego, ale w około 99% jest to kwas L-mlekowy, powstający w mitochondriach w procesie glikolizy.  Kwas D-mlekowy pochodzi zaś z metabolizmu węglowodanów i lipidów, a jego fizjologicznie jego stężenia we krwi są mikromolarne.

Kwas D-mlekowy w mózgu – nieproszony gość

Dlaczego rozróżnienie kwasu L-mlekowego od D-mlekowego jest tak istotne?  Kwas L-mlekowy jest bardzo ważnym substratem dla metabolizmu neuronów. Promuje on syntezę białek związanych z uczeniem się i tworzeniem pamięci. Niektóre prace sugerują nawet, że ma działanie przeciwdepresyjne i jest to jedną z przyczyn dlaczego trening sportowy, powodujący wzrost ilości mleczanu, może poprawiać nastrój.

Natomiast, kwas D-mlekowy konkurencyjnie blokuje pobieranie kwasu L-mlekowego przez neurony, przez co może zaburzać metabolizm neuronów i negatywnie wpływać na procesy pamięciowe i funkcjonowanie mózgu. Dlatego zdecydowanie wolimy, by został na swoim miejscu – tam gdzie jest go najwięcej – w jelitach.

Kwas D-mlekowy wchłania się z jelit do krwi tylko u osób z zespołem krótkiego jelita.

Kwas D-mlekowy produkowany w jelitach przez bakterie, praktycznie nie wchłania się do krążenia. Jest jednak od tego jeden wyjątek. Stanowi go tzw. zespół krótkiego jelita.

Zespół krótkiego jelita (SBS) jest stanem spowodowanym najczęściej znaczną resekcją (wycięciem) jelita cienkiego. Wówczas węglowodany nieprzetworzone w jelicie cienkim, dostają się do okrężnicy. Tam są metabolizowane przez bakterie do kwasu D-mlekowego, który jest wchłaniany do krwi w nadmiernych ilościach. U pacjentów z SBS występuje przewlekła kwasowość D-mlekowa niskiego stopnia, która z reguły jest bezobjawowa. Przy większym obciążeniu węglowodanami może jednak pojawić się zbyt duży pik D-mleczanu we krwi. Uważa się, ze może to powodować epizodyczne nieprawidłowości neurologiczne (splątanie, niewyraźna mowa, ataksja itp.). Ponieważ jednak stopień nasilenia objawów klinicznych nie koreluje z poziomami kwasu D-mlekowego, przypuszcza się, że w jelitach osób z SBS wytwarzane są również inne toksyny, które są wchłaniane razem z D-mleczanem i (przynajmniej częściowo) są współodpowiedzialne za upośledzenie funkcji poznawczych.

Czy przerost bakterii probiotycznych może spowodować kwasicę mleczanową?

Niektórzy badacze zaczęli zastanawiać się, czy przerost w jelicie bakterii produkujących kwas D-mlekowy, mógłby wywołać u zdrowych osób (bez zespołu krótkiego jelita) nadprodukcję tego związku, który dostając się do krwi, niekorzystnie wpływałby na mózg. Opublikowano w tym zakresie 2 badania. Oba miały „chwytliwe” tytuły, sugerujące związek kwasu mlekowego z zaburzeniami ze strony OUN (Sheedy i wsp. – „Zwiększona ilość bakterii kwasu D-mlekowego u pacjentów z zespołem przewlekłego zmęczenia” oraz Rao i wsp. – „Mgła mózgowa, gazy i wzdęcia: związek między SIBO, probiotykami i kwasicą metaboliczną”).

Niemniej obie prace de facto tego związku nie udowodniły. Ich metodologia i wyniki zostały zakwestionowane przez renomowanych naukowców.

Nierzetelne publikacje na temat kwasicy mleczanowej

W pracy Sheedy i wsp. powiązano wyższe stężenia bakterii produkujących kwas mlekowy z dysfunkcjami neuropoznawczymi i mitochondrialnymi u pacjentów z zespołem przewlekłego zmęczenia. Praca ta jednak została skrytykowana z powodu profilowania nieodpowiednich bakterii. Badacze wykazali bowiem wzrost ilości w kale producentów kwasu L-mlekowego (Enterococcus sp. i Streptococcus), a nie producentów kwasu D-mlekowego – do których należą np. bakterie z rodzaju Lactobacillus. Do tego nie oznaczyli w ogóle stężeń kwasu mlekowego we krwi. Praca ta posiada całkowicie błędną metodologię i nie pozwalała wyciągnąć wniosku, że podwyższona ilość bakterii kwasu L-mlekowego w jelitach spowodowała wzrost stężenia kwasu D-mlekowego we krwi i dalej dysfunkcje mózgu. Nie wykazano żadnego związku przyczynowo-skutkowego.

Dodatkowo  podobne ilości tych samych bakterii produkujących kwas L-mlekowy oznaczono w innym badaniu u pacjentów, którzy nie mieli objawów zespołu przewlekłego zmęczenia. Badanie Sheedy i wsp. zostało uznane za stronnicze, a propozycja badaczy stosowania antybiotykoterapii w przypadku takich oznaczeń została zakwestionowana.

Również badanie Rao dotyczące mgły mózgowej i SIBO zostało zakwestionowane za brak randomizacji, kontroli placebo i szereg innych błędów metodologicznych (więcej na temat tego badania przeczytasz tutaj). Profesor Quigley – autorytet w dziedzinie mikrobioty w swojej publikacji “Mgła mózgowa i kwasica D-mleczanowa. Probiotyki nie są przyczyną”, obszernie skrytykował pracę Rao.

Nie zmienia to faktu, że obie przytoczone prace, są nadal cytowane w literaturze przez innych naukowców, dziennikarzy i bloggerów medycznych, którzy ograniczyli swoje zapoznanie się z tymi artykułami do przeczytania tytułu i krótkiego abstraktu (streszczenia). Wprowadza to zarówno profesjonalistów medycznych jak i pacjentów w błąd.

Bezpieczeństwo stosowania bakterii kwasu mlekowego u dzieci

Badania kliniczne przeprowadzone na dzieciach wykazują, że podawanie bakterii probiotycznych wytwarzających kwas D-mlekowy jest bezpieczne i nie powoduje istotnego wzrostu kwasu D-mlekowego we krwi.

W przeglądzie opublikowanym przez prof. Szajewską przeanalizowano wyniki 5 badań z randomizacją, w których wzięło udział 544 niemowląt. Stwierdzono, że podawanie  podawanie probiotyków wytwarzających kwas D-mlekowy oraz preparatów fermentowanych przez bakterie probiotyczne nie wywołało żadnych klinicznie istotnych działań niepożądanych. Jedyne znane przypadki kwasicy D-mleczanowej u dzieci występowały u pacjentów z zespołem krótkiego jelita.

Błędna interpretacje wyników badań na temat bakterii wytwarzających D-mleczan przełożyły się na nonsensowne z punktu naukowego działania marketingowe producentów probiotyków, reklamujących preparaty, które nie produkują D-mleczanu. Tego typu preparatami powinny się interesować jedynie osoby z zespołem krótkiego jelita.

Bakterie kwasu mlekowego w autyzmie, depresji i zaburzeniach lękowych

Na to wygląda, że kwas mlekowy należy uniewinnić. Bakterie wytwarzające kwas D-mlekowy od wieków są spożywane przez ludzi w sfermentowanej żywności, takiej jak jogurt, kapusta kiszona i marynaty, nie wywołując przy tym negatywnych objawów ze strony OUN. W ostatnich dziesięcioleciach probiotyki stosowane są również jako leki lub suplementy probiotyczne, a ich bezpieczeństwo stosowania udowodniono w badaniach przeprowadzonych na tysiącach pacjentów.

Ponadto w licznych badaniach klinicznych wykazano korzystny wpływ wielu bakterii probiotycznych (w tym produkujących kwas mlekowy), na zaburzenia związane z ośrodkowym układem nerwowym.

U dzieci autystycznych, którym podawano probiotyki z rodzajów Lactobacillus i Bifidobacterium, zaobserwowano poprawę w zakresie koncentracji, powtarzalnych czynności sensomotorycznych, zachowań destrukcyjnych i antyspołecznych, lęku i problemów komunikacyjnych (więcej na ten temat przeczytasz tutaj).

W badaniu Rudzkiego i wsp. wykazano poprawę funkcji poznawczych u osób z depresją po podawaniu probiotyku zawierającego szczep L. plantarum 299v.

Z kolei w doświadczeniach Pappalini i wsp. wykazano, ze suplementacja zestawem probiotycznym zawierającym szczepy Bifidobacterium bifidum W23, Bifidobacterium lactis W52, Lactobacillus acidophilus W37, Lactobacillus brevis W63, Lactobacillus casei W56, Lactobacillus salivarius W24, and Lactococcus lactis W19 i W58  pozytywnie wpłynęła na funkcje poznawcze (wydajność pamięci roboczej) w trudnych sytuacjach wywołanych ostrym stresem.

Badania te pokazują, że bakterie probiotyczne, nie pogarszają lecz poprawiają funkcjonowanie mózgu, w tym u pacjentów pod wpływem stresu i z zaburzeniami funkcji OUN.  Należy jednak podkreślić, że tego typu psychobiotyczne działanie charakterystyczne jest tylko dla niektórych probiotyków – tzw. psychobiotyków i wydaje się, ze nie ma związku z wytwarzaniem przez nie kwasu mlekowego (więcej na temat psychobiotyków przeczytasz tutaj).

PODSUMOWUJĄC:

  • u zdrowych osób kwas mlekowy nie wchłania się w istotnych ilościach z jelit do krwi
  • kwasicy mleczanowej mogą obawiać się osoby z zespołem krótkiego jelita
  • kwas mlekowy produkowany przez bakterie jelitowe, ma bardzo korzystne działanie – ogranicza wzrost patogenów, poprawia wchłanianie minerałów
  • promowanie probiotyków, które produkują tylko L-kwas mlekowy to czysty marketing nie poparty badaniami
  • wybrane probiotyki (psychobiotyki) mają korzystne działanie na OUN

LITERATURA:

Chen X, Zhang Y, Wang H, Liu L, Li W, Xie P. The regulatory effects of lactic acid on neuropsychiatric disorders. Discov Ment Health. 2022 Mar 30;2(1):8. 

Karnib N, El-Ghandour R, El Hayek L, Nasrallah P, Khalifeh M, Barmo N, Jabre V, Ibrahim P, Bilen M, Stephan JS, Holson EB, Ratan RR, Sleiman SF. Lactate is an antidepressant that mediates resilience to stress by modulating the hippocampal levels and activity of histone deacetylases. Neuropsychopharmacology. 2019 May;44(6):1152-1162.

Łukasik J, Salminen S, Szajewska H. Rapid review shows that probiotics and fermented infant formulas do not cause d-lactic acidosis in healthy children. Acta Paediatr. 2018 Aug;107(8):1322-1326.

Papagaroufalis K, Fotiou A, Egli D, Tran LA, Steenhout P. A Randomized Double Blind Controlled Safety Trial Evaluating d-Lactic Acid Production in Healthy Infants Fed a Lactobacillus reuteri-containing Formula. Nutr Metab Insights. 2014 Apr 22;7:19-27.

Quigley EMM, Pot B, Sanders ME. 'Brain Fogginess’ and D-Lactic Acidosis: Probiotics Are Not the Cause. Clin Transl Gastroenterol. 2018 Sep 24;9(9):187.

Papalini S, Michels F, Kohn N, Wegman J, van Hemert S, Roelofs K, Arias-Vasquez A, Aarts E. Stress matters: Randomized controlled trial on the effect of probiotics on neurocognition. Neurobiol Stress. 2018 Dec 10;10:100141.

Rao SSC, Rehman A, Yu S, Andino NM. Brain fogginess, gas and bloating: a link between SIBO, probiotics and metabolic acidosis. Clin Transl Gastroenterol. 2018 Jun 19;9(6):162.

Scheers N, Rossander-Hulthen L, Torsdottir I, Sandberg AS. Increased iron bioavailability from lactic-fermented vegetables is likely an effect of promoting the formation of ferric iron (Fe(3+)). Eur J Nutr. 2016 Feb;55(1):373-82.

Sheedy JR, Wettenhall RE, Scanlon D, Gooley PR, Lewis DP, McGregor N, Stapleton DI, Butt HL, DE Meirleir KL. Increased d-lactic Acid intestinal bacteria in patients with chronic fatigue syndrome. In Vivo. 2009 Jul-Aug;23(4):621-8.

Vitetta L, Coulson S, Thomsen M, Nguyen T, Hall S. Probiotics, D-Lactic acidosis, oxidative stress and strain specificity. Gut Microbes. 2017 Jul 4;8(4):311-322. 

Przeczytaj więcej

Zostaw komentarz

trzy + dziewiętnaście =