경구용 프로바이오틱스는 입, 위, 내장, 결장을 통과하면서 다양한 문제를 야기합니다. 위장관의 가혹한 환경과 외부 박테리아 종에 대한 공생 박테리아의 집락 저항성은 경구 프로바이오틱스의 건강 영향에 영향을 미치는 두 가지 주요 장애물입니다.
위장관에서의 프로바이오틱스 수송
1. 구강
프로바이오틱스를 섭취하면 가장 먼저 접촉하는 것은 입안의 타액입니다. 타액은 구강 점막을 윤활하고 음식을 녹이며 삼키는 데 도움이 되는 투명하고 약산성 점액입니다. 타액의 면역 성분에는 분비성 면역글로불린 A(IgA), 면역글로불린 G(IgG) 및 면역글로불린 M(IgM)이 포함됩니다. 비면역 성분에는 단백질, 뮤신, 펩타이드 및 효소가 포함됩니다. 따라서 타액에도 특정 항균 효과가 있으며 비우식성 박테리아의 성장을 선택적으로 지원할 수 있습니다. 시험관 연구에 따르면 타액은 락토바실러스(Lactobacillus), 페디오코커스(Pediococcus) 및 비피도박테리움(Bifidobacterium) 균주의 성장에 유의미한 억제 효과가 없는 것으로 나타났습니다. 또한, 접촉시간이 짧기 때문에 타액이 프로바이오틱스에 미치는 영향은 최소화된다고 할 수 있습니다.
2. 위
삼킨 후 프로바이오틱스는 식도를 통해 위장에 도달하며, 그곳에서 첫 번째 큰 문제인 위산에 직면하게 됩니다. 위산의 pH는 약 1-3 정도인데, 이는 극도로 산성인 상태로 세균의 세포질 pH 값을 감소시켜 대부분의 세균에 극도로 치명적인 상태이다. 프로바이오틱스는 위장에 약 5분~2시간 동안 머무르게 됩니다. 위산에 장기간 노출되면 프로바이오틱스의 활동에 큰 영향을 미치게 됩니다. 또한 높은 이온 강도, 펩신 및 위에서 기계적 교반은 프로바이오틱스에 부정적인 영향을 미칠 수 있습니다.
3. 소장
유문을 통과한 후 프로바이오틱스는 다량의 췌장액과 담즙이 포함된 소장에 도달합니다. 소장액이 중화되면서 소장의 pH가 6-7까지 상승하는데, 이는 프로바이오틱스의 성장에 더 적합합니다. 그러나 소장액의 담즙산과 소화 효소(예: 리파제, 프로테아제, 아밀라제 등)는 여전히 일정 수준으로 유지됩니다. 프로바이오틱스의 세포구조를 어느 정도 파괴하거나 세포내 DNA에 손상을 줍니다.
4. 결장
결장은 인체에서 가장 많은 수와 밀도(10^11-10^12CFU/ml)의 식물군을 포함하고 있으므로 결장 내 프로바이오틱스는 일반적으로 결장 공생 박테리아의 집락 저항성에 직면해야 합니다. 프로바이오틱스는 결장 점막에 정착하기 위해 영양분과 부착 부위를 두고 숙주 식물군과 경쟁해야 합니다. 성공적으로 정착하지 못한 프로바이오틱스는 잠시 후 대변으로 배설됩니다.
프로바이오틱 박테리아에 의한 장 점막의 집락화
프로바이오틱스가 인체에 성공적으로 정착하는 것은 프로바이오틱스가 장기적으로 유익한 효과를 발휘하기 위한 중요한 전제 조건입니다. 장 점막 유착은 프로바이오틱스 집락 형성의 핵심 단계로 간주됩니다. 장 점막에 박테리아가 부착되는 과정은 가역성과 안정성의 두 단계로 구성됩니다. 처음에 프로바이오틱스는 비특이적인 물리적 접촉(입체적 및 소수성 인식 포함)을 통해 점막에 결합하여 가역적인 약한 물리적 결합을 형성합니다. 이어서, 부착체와 상보적 수용체 사이의 특이적 결합을 통해 프로바이오틱스는 점액 또는 장 상피 세포와 안정적으로 결합하여 성공적인 집락화를 달성합니다. 프로바이오틱스는 점액 단백질이나 장 상피 세포의 부착에 관여하는 다양한 세포 표면 인자를 암호화할 수 있습니다. 또한, 프로바이오틱스는 테이코산 및 엑소다당류와 같은 비단백질 분자를 통해 숙주 세포와 접촉하여 부착 및 집락화에 영향을 미칠 수도 있습니다.
균주 선택이 중요
요약하자면, 프로바이오틱스는 인체에서 최종적으로 역할을 수행하기 전에 "99가지 및 81가지 어려움"을 거쳐야 합니다. 이는 프로바이오틱스가 프로바이오틱스 효과가 있을 뿐만 아니라 강한 활력을 가져야 함을 보여줍니다! 따라서 스트레스 저항성 프로바이오틱스 균주의 표적 육종이 매우 중요해졌습니다. 유니온바이오텍은 산과 담즙염 스트레스의 생리적 반응과 조절 메커니즘에 대한 심층적인 연구를 통해 김치, 요구르트 등 전통 발효식품은 물론 인체의 장에서 분리한 강한 내성을 지닌 균주를 방향성 육종해 최종적으로 락토바실러스 HH-LP56, 비피도박테리움 락티스 HH-BA68, 락토바실러스 카세이 PB-LC39, 락토바실러스 람노서스 PB-LR76, 락토바실러스 루테리 PB-LR09, 락토바실러스 존소니 LBJ456 등 고저항성 균주를 포함하는 획득 식물 수용성 기능성 균주. 배양 배지 구성과 생산 과정을 최적화함으로써 내성 유전자와 주요 효소의 발현과 조절이 달성됩니다. 또한, 캡슐화 기술을 적용하여 불리한 환경에 대한 균주의 내성을 더욱 향상시켰습니다.