Ihmisen suolistomikrobistolla on suuri merkitys
Ihmisen elimistö ja geneettiseltä potentiaaliltaan noin 100 kertaa suurempi suolistomikrobisto ovat kehittyneet evoluution myötä yhteiselossa tasapainotilaan, homeostaasiin, jota ylläpitää elimistön omien solujen ja mikrobisolujen jatkuva vuoropuhelu. Tämä vuorovaikutus on luonteeltaan pääasiassa mutualistista, molempia osapuolia hyödyttävää. Suolistomikrobiston vaikutus isännän fysiologiaan, immuunipuolustuksen kehittymiseen, kolonisaatioresistenssin muodostumiseen ja isännän omille entsyymeille hajoamattomien ravintokomponenttien hyväksikäyttöön on tiedetty jo kauan. Viime vuosina
suolistomikrobiston merkitys isännän terveydelle on kuitenkin alkanut paljastua vielä kokonaisvaltaisemmaksi. Uusin tutkimustieto on paljastamassa suolistomikrobiston liittyvän myös moniin suoliston
alueen ja systeemisiin sairaustiloihin isännän geneettisen taustan, ruokavalion ja muiden ympäristötekijöiden ohella. Näiden haitallisten vaikutusten taustalla saattaa osaltaan olla ihmisten elintavoissa
ja elinympäristössä evoluution kannalta hyvin lyhyessä ajassa tapahtuvat muutokset, jotka voivat mm. vähentää hyödyllisen mikrobiston monimuotoisuutta ja aikaansaada häiriöitä elimistön ja mikrobiston
tasapainotilaan. Uuden tutkimustiedon valossa mikrobistomuutokset ja tasapainon häiriintyminen, dysbioosi, liittyvät mm. moniin tulehduksellisiin suolistosairauksiin (Crohnin tauti, haavainen paksusuoli,
monet ripulitaudit), ärtyvän paksusuolen oireyhtymään, paksusuolisyöpään, lihavuuteen, rasvamaksaan, metaboliseen oireyhtymään ja diabetekseen sekä myös allergioihin ja jopa autismiin. Tämä merkitsee uutta haastetta ymmärtää paremmin suolistomikrobiston koostumusta, aktiivisuutta ja sen moninaisia vuorovaikutuksia elimistön solujen kanssa, jotta näihin sairauksiin ja häiriötiloihin mikrobistoon liittyvät mahdolliset syy-seuraussuhteet voitaisiin luotettavasti paljastaa ja kehittää hoitomuotoja ja toimintatapoja tasapainon palauttamiseksi.

Probiootit ovat erikoistapauksia
Probiootit, jotka määritellään eläviksi mikro-organismeiksi, jotka riittävässä määrin nautittuina tuottavat isännälle terveydellistä hyötyä (WHO v. 2001), saattavat olla eräs tapa palauttaa suolistomikrobiston
monimuotoisuutta ja tasapainoa. Tunnusomaista probioottiselle mikrobille on, että siihen liitetyt terveyttä hyödyttävät ominaisuudet ovat aina kantakohtaisia, eivätkä siis ole yleistettävissä saman lajinimen
omaaviin muihin kantoihin. Probiootti on useimmiten myös vaikutuksiltaan kohdespesifi, eli kaikkiin häiriötiloihin vaikuttavaa yhtä probioottikantaa ei ainakaan toistaiseksi ole löydetty. Tämä vuoksi probioottiseksi väitetyn mikrobin ominaisuuksien tulee olla erittäin hyvin tieteellisesti luonnehdittuja ja sen kliinisten vaikutusten tulee olla luotettavasti satunnaistetuissa ja lumekontrolloiduissa kaksoissokkointerventioissa tutkittuja, jotta kannan lääketieteellinen ja muu käyttö voidaan oikeuttaa näyttöön perustuvana. Yksittäisiä probioottikantoja ja usean probioottibakteerin seoksia on tarjolla runsaasti. Vain osalla niistä on useissa kliinisissä kokeissa osoitettu olevan siinä määrin hyötyvaikutuksia, joko ennaltaehkäisyssä tai terapiassa, että kyseisten probioottien käyttö on indikoitua tietyissä kliinisissä suoliston häiriötiloissa, kuten eräät akuutit gastroenteriitit, Clostridium difficile -ripuli, ärtyvän paksusuolen oireyhtymä, haavainen paksusuolitulehdus (remissiovaihe) ja pussitulehdus.

Probioottien toimintamekanismit ovat moninaisia
Vaikka tieteellinen näyttö näiden probioottien hyötyvaikutuksista on lisääntymässä, niiden varsinaiset solu- ja molekyylitason vaikutusmekanismit ovat kuitenkin vielä puutteellisesti tunnettuja, joskin mahdollisia toimintamekanismeja tunnetaan jo lukuisia. Kannasta riippuen probioottien hyödylliset vaikutukset voivat ilmetä suolistossa eri tasolla, joko suolen luumenissa, limakalvon pinnalla tai epiteelillä
ja epiteelin alaisessa lamina propriassa sekä muualla elimistössä systeemisen immuunijärjestelmän kautta. 1) Eräät probioottikannat voivat estää taudinaiheuttajien tarttumisen ja pääsyn epiteelisoluihin toimimalla fysikaalisena esteenä (kolonisaatioresistenssi) tai tuottamalla antimikrobisia yhdisteitä ja ympäristöolosuhteita (bakteriosiinit, lyhytketjuiset rasvahapot ja niiden aikaansaama pH:n lasku), jotka estävät patogeenien kasvua ja/tai tappavat niitä. Probiootit voivat myös muuttaa suolen oman mikrobiston koostumusta ja geeni-ilmentymistä, mikä epäsuorana vaikutustapana voi johtaa suolen seinämän vahvistumiseen ja sen suojatehtävän tehostumiseen. 2) Eräät probioottikannat voivat myös indusoida limaa erittäviä epiteelin pikarisoluja vahvistamaan limakerrosta, mikä puolestaan rajoittaa patogeenien pääsyä epiteelille. 3) Eräät probiootit vaikuttavat suolen läpäisevyyteen normalisoimalla epiteelisolujen soluliitoksia mm. lisäämällä tiettyjen liitosproteiinien tuottoa ja estämällä niiden uudelleensijoittumista. 4) Tärkeä vaikutus useilla probiooteilla on synnynnäisen ja hankitun immuunijärjestelmän soluihin ja siten immunomodulaatioon. Probiootit voivat lisätä esim. IgA:ta tuottavien solujen määrää lamina propriassa ja edistää sekretorisen IgA:n erittymistä luumenin puolelle limakerrokseen, jossa vasta-aineet sitovat sekä mikrobeja että niiden antigeeneja ja voivat siten lisätä suolen
homeostaasia. Eräät kannat puolestaan stimuloivat synnynnäistä immuunijärjestelmää erilaisten viestijärjestelmien kautta. Suolen epiteelisolujen Toll-reseptorit (TLR) tunnistavat probioottisolun pintarakenteita (PAMP) ja esim. epiteelin dendriittisolut (DC) vaeltavat tunnistusviestin kanssa suoliliepeen imusolmukkeisiin, jossa säätelevät TREG-solut indusoituvat tuottamaan anti-inflammatorisia
sytokiineja (mm. IL-10, TGF-β). Eräät probiootit tai niiden tuotteet voivat myös aikaansaada TNF-sytokiinin tuotantoa. TNF vaikuttaa edelleen suoliston makrofagien toimintaan mm. tumatekijä κB (NF-
κB) signaalireitin kautta. Lisääntynyt NF-κB:n aktivaatio voi lisätä IL-8-kemokiinin tuotantoa, mikä houkuttelee paikalle neutrofiilejä. Osa probiooteista voi toisaalta toimia anti-inflammatorisesti vähentäen
neutrofiilien liikettä tulehdusalueelle.

Yhteenvetona voidaan todeta, että vaikka probioottien vaikutustapojen ja molekyylimekanismien selvittäminen vaatii vielä runsaasti tieteellistä tutkimusta, niiden käyttö on näyttöön perustuen perusteltua
sekä terapiamuotona useissa eri suoliston häiriötiloissa että ennaltaehkäisevästi suolistoterveyden ylläpitämiseksi.

Airi Palva
Mikrobiologian professori
Helsingin yliopisto