Probiotyki znane są ze swojego korzystnego wpływu na ludzki organizm i wykorzystywane są w leczeniu wielu chorób. Posiadają również zdolność przyspieszenia gojenia ran dzięki swoim niezwykłym adekwatnościom antybakteryjnym, antybiofilmowym i immunomodulacyjnym. Obiecujące są zarówno terapie doustne i miejscowe, a w ostatnim czasie zainteresowanie zyskują również opatrunki nasączone probiotykami.
Gojenie ran jest złożonym mechanizmem, który dzieli się na cztery główne fazy: hemostazę, stan zapalny, proliferację i przebudowę skóry adekwatnej. Obecność patogenów zakłóca procesy proliferacji i przebudowy w ranie i jest główną przyczyną opóźnionego gojenia i nieprawidłowej naprawy tkanek. Wiele bakterii kontaminujących rany to mikroorganizmy oporne na antybiotyki, które posiadają zdolność do tworzenia biofilmów, chroniących przed działaniem zwalczającym.
Czym są probiotyki?
Obecne strategie leczenia zakażeń ran obejmują antyseptykę, opatrunki przeciwdrobnoustrojowe, mechaniczne oczyszczanie rany, a w trudnych przypadkach i przy obecności objawów ogólnoustrojowych – antybiotykoterapię. W ostatnim czasie coraz większe zainteresowanie zyskuje wykorzystanie probiotyków. Zgodnie z definicją Stowarzyszenia Naukowego Probiotyków i Prebiotyków (International Scientific Association for Probiotics and Prebiotics – ISAPP) – „probiotyki to żywe mikroorganizmy, które zapewniają korzyści zdrowotne, gdy są spożywane w odpowiednich ilościach”.
Koncepcja probiotyków wspierających gojenie ran jest badana od wielu lat. Naukowcy wyjaśnili pewne mechanizmy działania probiotyków, które są przydatne w usprawnianiu gojenia. Należą do nich:
- hamowanie przylegania patogenów do rany,
- produkcja cząsteczek przeciwbakteryjnych,
- działania antagonistyczne,
- stymulacja funkcji bariery nabłonkowej,
- modulacja odpowiedzi immunologicznej.
Wiele badań, eksperymentów in vitro i in vivo, przeprowadzanych na różnych modelach zwierzęcych, wykazało zdolność preparatów prebiotycznych do wspomagania naprawy tkanek i modulowania układu odpornościowego gospodarza.
Probiotyki w leczeniu ran zakażonych
Terapia probiotyczna odgrywa obiecującą rolę w przyspieszeniu gojenia się ran ostrych i przewlekłych, w tym owrzodzeń stopy cukrzycowej (ZSC), owrzodzeń żylnych lub tętniczych, ran jamy ustnej, odleżyn, a także w leczeniu chorób dermatologicznych, jak: trądzik pospolity, zapalenie gruczołów potowych, atopowe zapalenie skóry.
Probiotyki mogą usprawnić proces gojenia poprzez hamowanie wzrostu planktonicznych bakterii Gram-ujemnych i Gram-dodatnich oraz ograniczenie rozwoju ich biofilmu poprzez uwalnianie cząsteczek zakłócających system sygnalizacji bakterii (QS) i blokowanie procesu przylegania do tkanki nabłonkowej. Probiotyki wytwarzają kwas mlekowy, który obniża pH rany, oraz inne cząsteczki antypatogenne, takie jak nadtlenek wodoru, reuteryna i bakteriocyny. Substancje te są w stanie zakłócić działanie najczęstszych patogenów w ranie lub lub zahamować ich wirulencję. Ponadto inny mechanizm działania przeciwdrobnoustrojowego polega na regulacji produkcji peptydów przeciwdrobnoustrojowych (AMP) przez komórki nabłonkowe, adipocyty i komórki tuczne gospodarza, co moduluje integralność skóry, zmniejsza stan zapalny i zapobiega przyleganiu oraz rozwojowi biofilmu.
Najbardziej dominujące gatunki probiotyków badane jako nowe strategie terapeutyczne ze względu na ich zdolność do wspomagania gojenia się ran, obejmują bakterie kwasu mlekowego (LAB), takie jak Lactobacillus plantarum , L. acidophillus , L. fermentum , L. paracasei, L. rhamnosus , L. bulgaricus , L. reuteri, L. delbreuckii , L. salivarus i Bifidobacterium lactis. LAB to Gram-dodatnie mikroorganizmy, które przynoszą korzyści zdrowotne gospodarzowi, zwłaszcza w odniesieniu do zdrowia skóry, poprzez poprawę regulacji układu odpornościowego skóry i błon śluzowych oraz utrzymanie homeostazy skórnej. Ponadto badania wykazały, iż gatunki z rodzajów Bacillus , Enterococcus , Streptococcus lub drożdże, takie jak Saccharomyces, mogą być stosowane jako probiotyki o skutecznych adekwatnościach gojących rany.
Probiotyki mogą być stosowane w różnej formie:
- Probiotyki doustne
Doustne podanie preparatów probiotycznych wywołuje kaskadę efektów ogólnoustrojowych, które mogą pośrednio wpływać na gojenie się ran, takich jak poprawa wchłaniania minerałów, witamin i kofaktorów odpowiedzialnych za regulację gojenia się skóry, zmniejszenie stanu zapalnego, regulacja układu odpornościowego gospodarza oraz modulacja składu mikrobioty. Efekty te dodatkowo sprzyjają zrównoważonemu stanowi zdrowia gospodarza.
W dotychczas przeprowadzonych badaniach analizowano m.in. skuteczność probiotyków doustnych w przypadku oparzeń termicznych, ran pooperacyjnych, owrzodzeń stopy cukrzycowej, urazów błony jamy ustnej oraz nacięciu krocza.
W badaniach przykładowo wykazano, iż doustne probiotyki, w tym L. fermentum , L. acidophilus , L. casei i Bifidobacterium bifidum, podawane codziennie przez 12 tygodni pacjentom z owrzodzeniem stopy cukrzycowej trzeciego stopnia, skróciły czas gojenia owrzodzenia i znacząco poprawiły parametry biochemiczne gojenia. Inne badanie pokazało z kolei, iż podawanie probiotyków pacjentom z oparzeniami może poprawić parametry zapalne, wzmacnia odpowiedź immunologiczną poprzez obniżenie poziomu neutrofili i leukocytów. Co więcej, probiotyki okazały się ograniczać wzrost drobnoustrojów i rozwój biofilmu niektórych rozpoznanych patogenów oparzeń, a jednocześnie pośrednio poprawiać gojenie się ran.
- Probiotyki miejscowe
Leczenie preparatami probiotycznymi stosowanymi miejscowo (np. żele probiotyczne) poprawia skuteczność gojenia się ran poprzez wspomaganie naprawy tkanek skórnych i ograniczanie wzrostu i rozwoju bakterii. Skuteczność miejscowych probiotyków w leczeniu oparzeń, owrzodzeń skóry i zmian pooperacyjnych została udowodniona. Przeprowadzono szereg badań na modelach zwierzęcych, w tym na szczurach, świniach i myszach, w których rany zaszczepiono rozpoznanymi mikroorganizmami związanymi z ranami, w tym S. aureus , P. aeruginosa , A. baumanii i E. coli, a także miejscowymi probiotykami, metabolitami lub supernatantami.
Badania pokazały, iż probiotyki wspierały proces gojenia poprzez:
- zwiększenie syntezy ceramidu w keratynocytach, które są związane ze zdrową barierą lipidową skóry,
- działanie przeciwdrobnoustrojowe i antybiofilmowe,
- hamowanie przylegania bakterii,
- stymulację syntezy chemokin i cytokin, takich jak TNF-γ, INF-α, IL-4, IL-6 oraz ekspresję β-defensyny na wszystkich etapach gojenia,
- stymulację migracji keratynocytów,
- wspomaganie odkładania się kolagenu,
- poprawę angiogenezy.
- Opatrunki na rany z probiotykami i prebiotykami
W ostatnich latach intensywnie badane były również opatrunki zawierające probiotyki i prebiotyki. W badaniach wykazano unikalne adekwatności zastosowania takiego rozwiązania, m.in. biozgodność, działanie przeciwabakteryjne, kontrola przylegania drobnoustrojów, kolonizacji i rozwoju biofilmu, biodegradowalność, niska cytotoksyczność. adekwatności te sprawiają, iż probiotyki są obiecującymi kandydatami do zastosowania w opatrunkach i mogą być stosowane jako terapia wspomagająca.
Probiotyki, takie jak oligosacharydy, są w stanie stymulować odpowiedź immunologiczną, dzięki umiejętności modulowania stabilności, składu, wskaźnika przeżywalności i aktywności metabolicznej komórek probiotycznych. Znane jako synbiotyki, czyli połączenie probiotyków i prebiotyków, zyskały uznanie ze względu na swoją skuteczność w zapobieganiu zakażeniom w środowisku rany.
Obecnie najbardziej zbadane podejścia do uzyskiwania zaawansowanych opatrunków na rany obejmują bioaktywne powłoki polimerowe i ich pochodne, hydrożele, w tym opatrunki na bazie kolagenu, pektyny, chitozanu lub alginianu. Materiały te można łatwo uzyskać i połączyć z innymi aktywnymi cząsteczkami w celu zwiększenia ich skuteczności w gojeniu ran. Nowe systemy dostarczania leków, w tym współenkapsulacja substancji czynnych, takich jak probiotyki i prebiotyki w formulacjach miejscowych, stanowią obiecujące i innowacyjne podejście terapeutyczne do regeneracji i gojenia ran ze względu na ich synergistyczne działanie, oferując nową perspektywę dla rozwoju idealnego opatrunku na rany.
Podsumowanie
Probiotyki mogą być szeroko stosowane w profilaktyce i leczeniu wspomagającym szerokiego spektrum ran, które zwykle są powikłane zakażeniami bakteryjnymi, w tym zakażeń ran pooperacyjnych, oparzeń, uszkodzeń błony śluzowej jamy ustnej czy owrzodzeń stopy cukrzycowej. Liczne badania in vitro i in vivo przeprowadzone na hodowlach tkankowych, zwierzętach oraz badania kliniczne rzuciły światło na korzystne działanie doustnych i miejscowych preparatów probiotycznych w gojeniu ran. Opatrunki i powłoki na rany zawierające probiotyki i/lub prebiotyki są w tej chwili przedmiotem intensywnych badań.
Źródła:
Isappscience.org,
Bădăluță VA, Curuțiu C, Dițu LM, Holban AM, Lazăr V. Probiotics in Wound Healing. Int J Mol Sci. 2024 May 24;25(11):5723. doi: 10.3390/ijms25115723. PMID: 38891909; PMCID: PMC11171735
