פרוביוטיקה דרך הפה מציגה אתגרים שונים כשהם עוברים דרך הפה, הקיבה, המעיים והמעי הגס. הסביבה הקשה של מערכת העיכול ועמידות הקולוניזציה של חיידקים קומנסאליים למיני חיידקים זרים הם שני מכשולים עיקריים המשפיעים על ההשפעות הבריאותיות של פרוביוטיקה דרך הפה.
הובלה פרוביוטית במערכת העיכול
1. חלל הפה
כאשר צורכים פרוביוטיקה, הדבר הראשון שהם באים איתו במגע הוא הרוק בפה. רוק הוא ריר צלול, מעט חומצי, המשמן את רירית הפה, ממיס מזון ומסייע בבליעה. מרכיבי החיסון ברוק כוללים אימונוגלובולין A מפריש (IgA), אימונוגלובולין G (IgG) ואימונוגלובולין M (IgM). רכיבים שאינם חיסוניים כוללים חלבונים, מוצינים, פפטידים ואנזימים. לכן, לרוק יש גם השפעה אנטיבקטריאלית מסוימת והוא יכול לתמוך באופן סלקטיבי בצמיחה של חיידקים שאינם קריוגניים. מחקרים במבחנה הראו שלרוק אין השפעה מעכבת משמעותית על הצמיחה של זני לקטובצילוס, פדיקוקוס וביפידובקטריום. בנוסף, בשל זמן המגע הקצר, ניתן לומר שהשפעת הרוק על פרוביוטיקה היא מינימלית.
2. קיבה
לאחר הבליעה, הפרוביוטיקה עוברת דרך הוושט ומגיעה לקיבה, שם היא עומדת בפני האתגר הגדול הראשון שלהן: חומצת קיבה. ה-pH של חומצת הקיבה הוא בערך 1-3, שהוא מצב חומצי במיוחד, שעלול לגרום לירידה בערך ה-pH של הציטופלזמה החיידקית, שהיא קטלנית ביותר לרוב החיידקים. פרוביוטיקה נשארת בקיבה כ-5 דקות עד שעתיים. אם הם ייחשפו לחומצת קיבה לאורך זמן, פעילות הפרוביוטיקה תושפע מאוד. בנוסף, חוזק יוני גבוה, פפסין ותסיסה מכנית בקיבה יכולים להשפיע לרעה על פרוביוטיקה.
3. מעי דק
לאחר מעבר הפילורוס, הפרוביוטיקה תגיע למעי הדק, המכיל כמויות גדולות של מיץ לבלב ומרה. עם נטרול נוזל המעי הדק, ה-pH במעי הדק עולה ל-6-7, המתאים יותר לגידול פרוביוטיקה. עם זאת, חומצות המרה ואנזימי העיכול (כגון ליפאז, פרוטאז ועמילאז וכו') בנוזל המעי הדק עדיין יישארו ברמה מסוימת. להרוס את מבנה התא של פרוביוטיקה במידה מסוימת או לגרום נזק ל-DNA התוך תאי.
4. המעי הגס
המעי הגס מכיל את המספר הגדול ביותר ואת הצפיפות הגבוהה ביותר של פלורה בגוף האדם (10^11-10^12CFU/ml), כך שהפרוביוטיקה במעי הגס צריכה בדרך כלל להתמודד עם עמידות להתנחלות של חיידקי המעי הגס. פרוביוטיקה חייבת להתחרות עם הפלורה המארחת על חומרי הזנה ואתרי הידבקות על מנת ליישב את רירית המעי הגס. פרוביוטיקה שאינה מתיישבת בהצלחה מופרשת בצואה זמן קצר לאחר מכן.
קולוניזציה של רירית המעי על ידי חיידקים פרוביוטיים
התיישבות מוצלחת של פרוביוטיקה בגוף האדם היא תנאי הכרחי חשוב כדי להפעיל השפעות מועילות ארוכות טווח. הידבקות ברירית המעי נחשבת לשלב מפתח בהתיישבות פרוביוטית. תהליך הידבקות החיידקים לרירית המעי כולל שני שלבים: הפיך ויציב. בתחילה, פרוביוטיקה נקשרת לרירית באמצעות מגע פיזי לא ספציפי (כולל זיהוי סטרי והידרופובי), ומבססת קשר פיזי חלש הפיך. לאחר מכן, באמצעות קישור ספציפי בין אדהסינים ורצפטורים משלימים, פרוביוטיקה קשורה ביציבות עם ריר או תאי אפיתל מעיים כדי להשיג קולוניזציה מוצלחת. פרוביוטיקה יכולה לקודד מגוון גורמים משטח התא המעורבים בהדבקה של חלבוני ריר או תאי אפיתל מעיים. בנוסף, פרוביוטיקה יכולה ליצור מגע עם תאי מארח באמצעות מולקולות שאינן חלבוניות כגון חומצה טייכואית ואקסופוליסכרידים, ובכך להשפיע על הידבקות וקולוניזציה.
בחירת הזנים היא המפתח
לסיכום, פרוביוטיקה צריכה לעבור "תשעים ותשע ושמונים ואחת קשיים" לפני שהם יכולים סוף סוף לשחק את תפקידם בגוף האדם, מה שמראה שלפרוביוטיקה חייבת להיות לא רק השפעות פרוביוטיות אלא גם להיות בעלת חיוניות חזקה! לכן, גידול ממוקד של זנים פרוביוטיים עמידים ללחץ הפך להיות חשוב ביותר. באמצעות מחקר מעמיק על התגובה הפיזיולוגית ומנגנוני הוויסות של מתח חומצה ומלח מרה, יוניון ביוטק ביצעה גידול כיווני של זנים בעלי סבילות חזקה המבודדים ממזונות מותססים מסורתיים כמו קימצ'י ויוגורט, כמו גם מהמעי האנושי, ולבסוף. צמחים שהושגו כולל זנים בעלי עמידות גבוהה כולל Lactobacillus HH-LP56, Bifidobacterium lactis HH-BA68, Lactobacillus casei PB-LC39, Lactobacillus rhamnosus PB-LR76, Lactobacillus reuteri PB-LR09, Lactobacillus casei PB-LC39, Lactobacillus rhamnosus PB-LR76, Lactobacillus reuteri PB-LR09, Lactobacillus casei PB-LC39, etc. על ידי אופטימיזציה של הרכב מצע התרבות ותהליך הייצור, מושגים הביטוי והוויסות של גנים סובלניים ואנזימי מפתח. בנוסף, היישום של טכנולוגיית אנקפסולציה שיפר עוד יותר את הסבילות של זנים לסביבות שליליות.