Gesponsord door:

Postbiotica in opkomst

Focus op postbioticum van Saccharomyces cerevisiae

01-sep-2022

Inleiding

In vervolg op prebiotica (niet-verteerbare stoffen zoals voedingsvezels die de groei stimuleren van gunstige micro-organismen in het maag-darmkanaal), probiotica (levende micro-organismen die - in voldoende hoeveelheid ingenomen - de gezondheid van de gastheer ten goede komen) en synbiotica (een combinatie van pre- en probiotica) staan postbiotica (niet-levende micro-organismen en hun metabolieten die de gezondheid van de gastheer ten goede komen) steeds meer in de belangstelling.(1,2) Postbiotica ondersteunen de gezondheid mede door het immuunsysteem te reguleren en te versterken, de weerstand tegen infecties te verhogen, de darmgezondheid te bevorderen en intestinale dysbiose (ongunstige samenstelling van het darmmicrobioom) en intestinale hyperpermeabiliteit (lekkende darm) tegen te gaan. (3-5) Ook bevatten postbiotica veel antioxidanten.

Postbiotica kunnen zowel preventief als therapeutisch worden ingezet. Postbiotica kunnen bij gezonde volwassenen het algemene gevoel van welzijn verbeteren, maag-darmklachten zoals constipatie of diarree verlichten en de weerstand tegen verkoudheid en griep verhogen.(6) Aangezien intestinale dysbiose, immuundysfunctie, (laaggradige) ontsteking, oxidatieve stress en lekkende darm met elkaar samenhangen en bij veel chronische (leeftijdsgerelateerde) aandoeningen een rol spelen (zie kader), dragen postbiotica mogelijk bij aan het gezond(er) ouder worden.(7,8) Onderzoek naar postbiotica staat nog in de kinderschoenen. Pas sinds 2018 neemt het aantal gepubliceerde wetenschappelijke studies over postbiotica sterk toe. Het heeft tijd nodig om het werkingsgebied van (afzonderlijke) postbiotica uitvoerig in kaart te brengen. Daarbij is het belangrijk te beseffen dat de uitkomsten van wetenschappelijk onderzoek uitsluitend van toepassing zijn op het onderzochte postbioticum, dat van hoge, constante kwaliteit dient te zijn.(1) Dit artikel bespreekt de tot nog toe in preklinische en klinische studies aangetoonde gezondheidseffecten van een specifiek postbioticum van de gist Saccharomyces cerevisiae (EpiCor).

Definitie postbioticum

Tot voor kort circuleerden verschillende definities van postbiotica.(1,9) Het ISAPP (International Scientific Association for Probiotics and Prebiotics) heeft wetenschappers uit verschillende disciplines (waaronder microbiële fysiologie, gastro-enterologie, voedingswetenschap en microbiologie) bijeengebracht om tot consensus te komen.(1) Dit resulteerde in de volgende definitie van een postbioticum: een preparaat van niet-levende micro-organismen en/of hun componenten met gezondheidseffecten bij de gastheer. Postbiotica bevatten dus niet-actieve microbiële cellen of celcomponenten (met bioactieve bestanddelen), met of zonder metabolieten. Bioactieve metabolieten (ook wel metabiotics genoemd) in een postbioticum worden door een bacterie of gist geproduceerd door anaërobe fermentatie van organische stoffen in het kweekmedium (supernatant). De micro-organismen worden na voldoende vermeerdering en productie van metabolieten geïnactiveerd ofwel gedood, vaak door hittebehandeling, waarna het hele bacterieof gistfermentaat wordt gedroogd en tot poeder verwerkt voor toepassing in voedingssupplementen.

Stamspecifieke effecten

Net als bij probiotica is de precieze werking van een postbioticum afhankelijk van de gebruikte bacterie- of giststam en de productiemethode.(3,10) De voor postbiotica gebruikte stammen van micro-organismen kunnen eerder zijn geclassificeerd als probiotische stammen (veelal uit de bacteriegeslachten Lactobacillus of Bifidobacterium of het gistgeslacht Saccharomyces) maar dit is niet noodzakelijk. Verschillende bacteriestammen van Akkermansia muciniphila, Faecalibacterium prausnitzii en Eubacterium hallii zijn ook geschikt voor postbiotica.(1,9) Zelfs spirulina van de alg Arthrospira platensis/maxima kan een postbioticum zijn, mits aan alle voorwaarden is voldaan:(1,67)

  • Er wordt gebruikgemaakt van een specifieke stam;
  • De productiemethode is uitgebreid beschreven;
  • De exacte samenstelling van het preparaat is bekend;
  • De veiligheid van het preparaat is onomstreden;
  • De micro-organismen zijn volledig geïnactiveerd;
  • Gezondheidseffecten zijn in preklinische en humane studies aangetoond.

Voordelen van postbiotica

Prebiotica, probiotica en postbiotica zijn (groten)deels vergelijkbaar wat betreft gezondheidseffecten.(1,3) Omdat ze elkaars werking ook aanvullen en versterken, kunnen ze desgewenst in combinatie worden ingenomen.(1) Postbiotica hebben een aantal voordelen ten opzichte van prebiotica en probiotica:(1,3,4,6,8,10-12)

  • Stabiliteit en houdbaarheid: postbiotica zijn stabieler en zijn gemakkelijker (ongekoeld) te bewaren en langer (tot 3 jaar na productiedatum) houdbaar dan probiotica met levende micro-organismen.
  • Metabolieten: bij postbiotica ontstaan gunstige stofwisselingsproducten (metabolieten) op gecontroleerde wijze buiten het lichaam waarna de bacteriën of gisten geïnactiveerd worden. De metabolieten zijn na inname direct beschikbaar. Micro-organismen in probiotica vermeerderen zich pas in het maag-darmkanaal en produceren daar metabolieten hetgeen een individueel, minder goed voorspelbaar proces is en tijd kost.
  • Veiligheid: postbiotica bevatten geen levende micro-organismen en zijn in de regel veiliger dan probiotica voor baby's (met een onvolgroeid immuunsysteem en spijsverteringsstelsel), ouderen (met immunosenescentie, een minder goed functionerend immuunsysteem door veroudering) en mensen met ernstige immuundeficiëntie en/ of ernstige lekkende darm door ziekte, contact met schadelijke stoffen of medicijngebruik. Probiotica kunnen, gelukkig in zeldzame gevallen, een bacteriëmie of fungemie veroorzaken. Bij postbiotica is dit uitgesloten. Het is belangrijk dat aangetoond is dat een postbioticum daadwerkelijk veilig is voor de desbetreffende doelgroep.
  • Bijwerkingen: bij sommige mensen veroorzaken voedingsvezels of probiotica maag-darmklachten zoals winderigheid, buikpijn of een opgeblazen gevoel. Postbiotica hebben geen noemenswaardige bijwerkingen.
  • Dosis: de effectieve dosis van veel prebiotica is minimaal 3-7 gram/dag. Een postbioticum kan al effectief zijn in een dosis van 500 mg/dag.

Het darmmicrobioom heeft een belangrijke invloed op het intestinale (en systemische) immuunsysteem en vice versa. Bij een reeks (leeftijdsgerelateerde) aandoeningen spelen intestinale dysbiose, verhoogde darmpermeabiliteit, immuundysfunctie en oxidatieve stress een rol in het ziekteproces. Dit is onder meer het geval bij maagdarmaandoeningen (waaronder inflammatoire darmziekten), auto-immuunziekten (waaronder reumatoïde artritis, coeliakie, psoriasis), allergieën (waaronder hooikoorts, voedselallergie en astma), metabole ziekten (metabool syndroom, diabetes type 2, obesitas, niet-alcoholische leververvetting), depressie, neurodegeneratieve ziekten (waaronder alzheimer, parkinson en multiple sclerose), kanker (waaronder dikkedarmkanker) en hart- en vaatziekten.(3,9,13-15) Ook zijn er sterke aanwijzingen dat intestinale dysbiose en immuundysfunctie de kans vergroten op een ernstig verloop van COVID-19 en post-COVID-syndroom (voorheen ook Long COVID genoemd).(16 -18) Postbiotica hebben mogelijk invloed op het ontstaan en verloop van deze aandoeningen.(3, 4 ,9,13,14 ,19 -27,6 6)

Postbioticum van Saccharomyces cerevisiae

De eencellige gist Saccharomyces cerevisiae (bakkers- of brouwersgist) wordt sinds jaar en dag gebruikt voor de productie van gefermenteerde voedingsmiddelen zoals wijn, bier, cider, sake en brood. De gist kan ook gunstig zijn voor de gezondheid. (28) Verschillende stammen van Saccharomyces cerevisiae zijn geclassificeerd als probioticum en hebben onder meer immuunversterkende, immunomodulerende, ontstekingsremmende, antimicrobiële en antioxidatieve eigenschappen, leveren voedingsstoffen en versterken het darmepitheel.(29-31) Bepaalde stammen van Saccharomyces cerevisiae worden ook gebruikt voor de productie van postbiotica. EpiCor, in de tekst hierna aangeduid met (gedroogd) gistfermentaat, is een gepatenteerd postbioticum van (niet-genetisch gemodificeerde) Saccharomyces cerevisiae, dat de Amerikaanse GRAS-status (Generally Recognized as Safe) heeft en pH- en hittestabiel is.(32) Naast niet-levende gistcellen bevat het gedroogde gistfermentaat onder meer eiwitten, peptiden, antioxidanten, B-vitamines, mineralen, vetzuren, polyfenolen (waaronder resveratrol), fosfolipiden, organische zuren, oplosbare en onoplosbare vezels, nucleotiden, sterolen, polysachariden (bèta-1,3/1,6-glucanen) en mannanen (polymeren van mannose) in een unieke, constante samenstelling. (2,33-37) In humane studies met dit gistfermentaat is steeds een dagdosis van 500 mg gebruikt.

Humane studies met gedroogd gistfermentaat

Werknemers minder ziek door gistfermentaat
In een Amerikaanse productiefaciliteit waar een gezondsheidsbevorderend gistfermentaat voor de veehouderij wordt gemaakt, viel het na decennia op dat werknemers die werkten met het gistfermentaat en vermoedelijk iets van het gistfermentaat binnenkregen via ingestie of inhalatie, gezonder leken, zich minder vaak ziek meldden en beduidend minder vaak griep hadden dan werknemers die andere werkzaamheden hadden binnen het bedrijf.(19,38) Dit leidde tot onderzoek van het bloed en speeksel van beide groepen werknemers, waaruit bleek dat blootstelling aan het gistfermentaat gunstige effecten had op het antioxidant- en immuunsysteem.(38) Langdurige blootstelling aan het gistfermentaat leidde onder meer tot een verhoogde activiteit van NK-cellen (Natural Killer-cellen zijn onder meer belangrijk voor het bestrijden van kanker en virusinfecties), een hoger gehalte van de antioxidant glutathion in rode bloedcellen en meer IgA (immunoglobuline A) in speeksel. Daarbij was de antioxidantactiviteit in bloed hoger en de fagocytose-activiteit van macrofagen groter. Immuuncellen waren (ex-vivo) beter in staat tumorcellen en virusgeïnfecteerde cellen te doden en de E.coli (Escherichia coli) bacterie te bestrijden. Deze bevindingen waren aanleiding tot de ontwikkeling van EpiCor.(38)

Luchtweginfecties
Vooral in het najaar en de winter zijn mensen verhoogd vatbaar voor luchtweginfecties zoals griep en verkoudheid. Twee humane studies suggereren dat gistfermentaat de weerstand tegen griep en verkoudheid verhoogt bij gezonde mensen die al dan niet gevaccineerd zijn tegen griep.(36,39) In een placebogecontroleerde humane studie (116 gezonde volwassenen, 18-76 jaar) zorgde suppletie met gistfermentaat (500 mg/dag gedurende 12 weken in de winter 2006-2007), vergeleken met placebo, voor significante afname van de incidentie en duur (van gemiddeld 5 naar 4 dagen) van symptomen van verkoudheid en griep bij volwassenen die onlangs waren gevaccineerd tegen griep.(39) De onderzoekers concludeerden dit op basis van bloedonderzoek, lichamelijk onderzoek in het ziekenhuis en een dagelijks door de deelnemers ingevulde gestandaardiseerde vragenlijst met vragen over voorkomen en ernst van symptomen van griep en verkoudheid (hoofdpijn, algemene pijnklachten, vermoeidheid, zwakte, verstopte neus, loopneus, keelpijn, hoest, schorheid, beklemmend gevoel op de borst, koude rillingen, koorts). De studie werd herhaald met 116 gezonde volwassenen (18-76 jaar) die niet waren gevaccineerd.(36) Suppletie met het postbioticum leidde tot significante afname van de incidentie van symptomen van griep en verkoudheid en (niet-significante) afname van de duur van de symptomen (van gemiddeld 4,25 naar 3,59 dagen).(36) Het postbioticum had in beide studies geen significante bijwerkingen. Het postbioticum uit Saccharomyces cerevisiae helpt mogelijk ook om de weerstand tegen COVID-19 te verhogen.(40)

Hooikoorts
Allergische rinitis (of rinoconjunctivitis) is een IgEgemedieerde irritatie/ontsteking van de slijmvliezen van ogen, neus, mond en keel door een allergische reactie op stuifmeel (pollen) van sommige bloeiende grassen, planten of bomen. Normaliter wordt IgE geproduceerd om (onder andere) parasieten zoals wormen te bestrijden. Bij een allergie produceren plasmacellen IgE tegen onschuldige stoffen (allergenen) zoals pollen. In Nederland hebben tussen 800.000 en 1,5 miljoen mensen jaarlijks last van allergische rinitis/rinoconjunctivitis. Veelvoorkomende klachten, die alleen of in combinatie kunnen voorkomen, zijn een verstopte neus, snotneus, loopneus en/of jeukende neus, niesbuien, jeukende en/of tranende ogen, droge keel, kriebelhoest, vol gevoel in het hoofd, benauwdheid, moeheid en een koortsig gevoel. Hooikoorts heeft een negatieve invloed op de kwaliteit van leven, kan slaapproblemen veroorzaken en zorgen voor een lagere productiviteit op werk en school. Tijdens het pollenseizoen is in een placebogecontroleerde studie met 96 volwassenen met aangetoonde pollenallergie onderzocht of gistfermentaat (500 mg/ dag gedurende 12 weken) kan zorgen voor klachtenvermindering.(41) Suppletie met gistfermentaat leidde, vergeleken met placebo, tot afname van hooikoortsklachten, met name een verstopte neus (significante afname ernst en duur), loopneus (significante afname ernst) en tranende ogen (significante afname duur). Het gebruik van medicijnen daalde significant in de gistfermentaatgroep. Daarnaast verbeterde de ziektegerelateerde kwaliteit van leven (gemeten met RQLQ, Rhinoconjunctivitis Quality of Life Questionnaire) significant met betrekking tot neusklachten en prikkelbaarheid. Neusverstopping is een overheersende klacht bij hooikoorts. In de gistfermentaatgroep duurde nasale congestie gemiddeld 16,5 dagen tegenover 29 dagen in de placebogroep. Ook leidde suppletie met gistfermentaat tot significante stijging van het gehalte sIgA (secretoir IgA) in speeksel en daling van lymfocyten en eosinofielen in neusslijm.(41) Het is denkbaar dat de waargenomen klachtenverlichting mede het gevolg is van het, in competitie met IgE, binden van (allergeenspecifiek) sIgA aan IgE-epitopen (plaatsen op het allergeen die worden herkend door IgE) van pollenallergenen, waardoor de allergische respons in hevigheid afneemt.(42,43) Door de slijmvliezen uitgescheiden sIgA zorgt voor immuuntolerantie voor onschuldige voedsel- en omgevingsantigenen en het onschadelijk maken van pathogenen, heeft invloed op de samenstelling van het darmmicrobioom en kan de ontstekingsreactie op pathogenen en allergenen dempen.(44,45) Secretoir IgA in speeksel is afkomstig van B-cellen in de speekselklieren. Bij mensen met allergische rinitis (of een andere allergie) is de aanmaak van sIgA vermoedelijk onder de maat.(43,46)

Constipatie
Een Belgische placebogecontroleerde pilotstudie includeerde 80 gezonde volwassenen (67 vrouwen en 13 mannen tussen 18 en 70 jaar) met gematigde of ernstige constipatie en bijkomende maag-darmklachten zoals een opgeblazen en/of vol gevoel, winderigheid en buikpijn.(2) De deelnemers hadden last van functionele constipatie, constipatie die niet het gevolg was van een onderliggende ziekte. De gemiddelde defecatiefrequentie was 2 tot 5 keer per week gedurende de 3 voorgaande maanden. Doel van de studie was om vast te stellen of suppletie met gistfermentaat (500 mg/dag gedurende 6 weken) een significante invloed had op de gezondheidsklachten en kwaliteit van leven. Ontlastingsonderzoek gedurende de studie moest uitwijzen of de samenstelling van het darmmicrobioom veranderde door de interventie. Uit eerdere studies is gebleken dat intestinale dysbiose bijdraagt aan het ontstaan en persisteren van constipatie, maar ook dat constipatie intestinale dysbiose bevordert.(2,47,48)

Suppletie met gistfermentaat leidde vaak al binnen 2 weken tot significante verbetering van de defecatiefrequentie en fecesstructuur, afname van bijkomende maag-darmklachten en verbetering van de (constipatiegeassocieerde) kwaliteit van leven en algemene stressklachten. Ook verbeterde de samenstelling van het darmmicrobioom met onder meer een significante toename van Bacteroides- en Prevotella-soorten bij proefpersonen met ernstige constipatie. Bij deze groep nam tevens de hoeveelheid Anaerostipes toe, een bacteriegeslacht dat veel boterzuur (butyraat) produceert.(2,49) Bij proefpersonen met gematigde constipatie nam de hoeveelheid Akkermansia muciniphila juist toe, een commensale bacterie die een gezonde darmfunctie en darmbarrièrefunctie bevordert, een ontstekingsremmende activiteit heeft en invers is gecorreleerd met diverse aandoeningen (waaronder obesitas, diabetes type 1 en 2, leververvetting, darmontsteking en diverse vormen van kanker).(50,51) Daarnaast namen de hoeveelheden Blautia- en Roseburia-bacteriën significant af bij proefpersonen met gematigde constipatie. Deze twee groepen bacteriën zijn vaak verhoogd bij mensen met PDS (prikkelbare darmsyndroom) en C-PDS (prikkelbare darmsyndroom met overwegend constipatie) en bevorderen mogelijk maag-darmklachten zoals een opgeblazen gevoel.(2,52) Het is onduidelijk of het gistfermentaat constipatie en andere klachten vermindert door beïnvloeding van het darmmicrobioom of dat het gistfermentaat zorgt voor een betere en snellere darmpassage (mogelijk geïnduceerd door butyraat en gistmetabolieten) waardoor de samenstelling van het darmmicrobioom verbetert ten gunste van microben die beter zijn aangepast aan een snellere darmpassage.(2)

Immuunmodulatie en antioxidantcapaciteit
In een placebogecontroleerde crossover-studie met 12 gezonde volwassenen (18-55 jaar) is onderzocht wat de directe effecten zijn van een eenmalige dosis gedroogd gistfermentaat (500 mg), vergeleken met placebo, op immuuncellen, cytokines en antioxidanten in het bloed, gemeten op 1 en 2 uur na inname van het gistfermentaat.(53) Suppletie met het gistfermentaat leidde, vergeleken met placebo, na 2 uur tot significante toename van de serumantioxidantcapaciteit. Daarnaast zorgde het gistfermentaat al na 1 uur voor activering van T-cellen en NK-cellen (toename van het cytotoxische vermogen) en een tijdelijke daling van hun aantal in het bloed (met name T-cellen), hetgeen suggereert dat het gistfermentaat de (perifere) immuunsurveillance verhoogde. Immuunsurveillance van perifere weefsels door immuuncellen (T- en NK-cellen) is gericht op het opsporen en opruimen van virusgeïnfecteerde cellen, pathogenen/micro-organismen, beschadigde cellen en kankercellen. Verbetering van de immuunsurveillance verhoogt het vermogen van het lichaam zich te beschermen tegen kanker, acute en chronische infecties en aandoeningen die mogelijk worden bevorderd door een hoge virale belasting (auto-immuunziekten, kanker, chronisch vermoeidheidssyndroom) en is gunstig voor de weefselkwaliteit. Ook was de serumspiegel van interferon-gamma na 1 uur significant toegenomen.(53) Deze cytokine is essentieel voor een effectieve aangeboren en verworven afweerreactie tegen virale infecties en sommige bacteriële en parasitaire infecties. Daarnaast heeft interferon-gamma kankerremmende eigenschappen en kan het allergieën remmen.(52,54,55) Vermoedelijk is interferon-gamma een belangrijke regelaar van het ontstekingsproces en zorgt het dat dit niet uit de hand loopt.(59) Interferon-gamma wordt vooral geproduceerd door NK-cellen en bepaalde T-cellen.

Algemene gezondheid
Een pilotstudie met 25 gezonde volwassenen (18-43 jaar) was opgezet om een indruk te krijgen van het effect van het gedroogde gistfermentaat op de algemene gezondheid.(37) De proefpersonen namen gistfermentaat (500 mg/dag) in gedurende 5 weken of placebo (tijdens het hooikoortsseizoen). Suppletie met gistfermentaat leidde tot significante toename van de hematocriet (het volume van het bloed dat door rode bloedcellen wordt ingenomen) binnen de normaalwaarden, waardoor meer zuurstof door het bloed kan worden getransporteerd. Het aantal rode bloedcellen nam niet toe, wel de grootte en het hemoglobinegehalte. Daarnaast steeg het gehalte sIgA in speeksel significant bij degenen die op verzoek nog eens gedurende 8 weken gistfermentaat innamen. Proefpersonen die gewoonlijk last hadden van allergische rinitis kregen geen allergieklachten als ze gistfermentaat gebruikten maar wel als ze placebo innamen of na afloop van de studie het gistfermentaat niet meer innamen. In de placebogroep ging hooikoorts gepaard met verhoging van de IgE-serumspiegel en verlaging van het sIgA-gehalte in speeksel. Bij proefpersonen met een serumspiegel van de ontstekingsmarker CRP (C-reactief proteïne) boven 0,6 mg/l daalde deze tot minder dan 0,4 mg/l in de gistfermentaatgroep, maar bleef deze ongewijzigd in de placebogroep. Alleen in de gistfermentaatgroep nam de serumspiegel van het sterk anti-inflammatoire IL-10 (interleukine-10) iets toe. Tot slot ging het gebruik van gistfermentaat gepaard met significante afname van milde gezondheidsproblemen zoals slecht tandvlees, hoofdpijn, brandend maagzuur, constipatie en huidirritatie.(37)

Ontstekingsremming
In een gecombineerde in-vitrostudie en in-vivostudie is de ontstekingsremmende activiteit van gistfermentaat (500 mg in 5 ml fysiologische zoutoplossing) vastgesteld.(35) Op de binnenkant van beide onderarmen van twaalf gezonde vrijwilligers was met een zeer lage dosis histamine een lichte acute ontstekingsreactie opgewekt, waarbij de toegenomen microvasculaire doorbloeding van de huid nauwkeurig werd gemeten met een laser Dopplerapparaat. Op de ene onderarm werd vervolgens gistfermentaat (opgelost in fysiologisch zout) aangebracht, op de andere onderarm placebo (fysiologische zoutoplossing); later werd dit omgekeerd (crossover-proef). Het gistfermentaat zorgde voor significante afname van de ontstekingsrespons en subjectieve scores voor huidirritatie, vergeleken met placebo. Het laser Dopplerapparaat registreerde dat de maximale microvasculaire doorbloeding minder hoog was en eerder optrad dan met placebo, en dat de doorbloeding sneller normaliseerde. Dit suggereert een ontstekingsremmende activiteit van gistfermentaat, waarbij de acute ontsteking ook sneller wordt beëindigd (resolutie). Resolutie van een acute ontsteking is belangrijk om te zorgen dat het weefsel zich goed kan herstellen en te voorkomen dat een ontsteking chronisch wordt. De onderzoekers verwachten ook een ontstekingsremmende activiteit van het gistfermentaat als het na orale inname in contact komt met de darmmucosa.(35)

De in-vitrostudie liet zien dat neutrofielen, die een belangrijke rol spelen bij acute ontstekingen door trauma of infectie, bij een pro-inflammatoire stimulus (oxidatieve stress) minder vrije radicalen produceerden als ze waren voorbehandeld met gistfermentaat. Ook zorgde voorbehandeling met gistfermentaat voor afname van de migratie van neutrofielen naar de chemotactische ontstekingsmediator LTB4 (leukotrieen-B4). LTB4 lokt neutrofielen naar de plek van een infectie of beschadiging. De in-vitroresultaten suggereren dat gistfermentaat een ontstekingsremmende activiteit heeft bij acute en mogelijk ook chronische ontstekingen.(35)

Preklinische studies met gedroogd gistfermentaat

Gistfermentaat rijk aan antioxidanten
De sterke antioxidantwerking van gistfermentaat is in 3 verschillende, elkaar aanvullende testen aangetoond: ORAC (oxygen radical absorbance capacity) assay, CAP-e (cell-based antioxidant protection in an erythrocyte model) en ROS-PMN (reactive oxygen species formation in polymorphonuclear cells).(57) De ORAC-assay is een veelgebruikte (chemische) test die de antioxidantcapaciteit van een voedingsmiddel of supplement rechttoe rechtaan kwantificeert, hetgeen meestal een lineaire dosis-respons oplevert. CAP-e en ROS-PMN zijn celgebaseerde testen, die de (complexe) effecten in levende cellen laten zien en een kwalitatief beeld geven van de antioxidantactiviteit van het testproduct. Een voedingsmiddel of voedingssupplement kan een hoge ORAC-waarde hebben, terwijl de uitkomsten in de CAP-e en ROS-PMN testen kunnen tegenvallen.

Gistfermentaat scoorde goed in alle drie de testen.(57) Gistfermentaat heeft een hoge ORAC-waarde (61.400 micromol trolox equivalenten (TE) per 100 gram). In de CAP-e test is aangetoond dat antioxidanten uit gistfermentaat door rode bloedcellen worden opgenomen en deze beschermen tegen oxidatieve beschadiging (dosis-respons-effect). Dit is relevant omdat rode bloedcellen een belangrijke rol spelen bij de bescherming van het bloed tegen oxidatieve stress. De ROS-PMN test maakte het immunomodulerende effect van gistfermentaat in ontstekingscellen (polymorfonucleaire leukocyten) zichtbaar, evenals de antioxidantactiviteit van gistfermentaat.(57)

Immuunmodulatie en ontstekingsremming
In een diermodel voor acute ontsteking, geïnduceerd door carrageenan, leidde preventieve orale suppletie met gedroogd gistfermentaat (gedurende 14 dagen voorafgaande aan het toedienen van carrageenan), vergeleken met de controlegroep, tot significant minder zwelling (oedeem) na 1, 2, 3, 6, 12 en 24 uur.(58) De onderzoekers zagen ruim 50% minder zwelling en de bloedspiegel van de ontstekingsbevorderende prostaglandine PGE2 was 25% lager dan in de controlegroep. PGE2 speelt een belangrijke rol bij ontstekingen, infecties, allergieën en auto-immuunziekten. Ook was de spiegel van NGF (nerve growth factor, zenuwgroeifactor), dat geassocieerd is met ongemak en (chronische) ontsteking en pijn, 22% lager dan in de controlegroep.

In een diermodel voor auto-immuunartritis kreeg de helft van de proefdieren het gistfermentaat gedurende 4 weken toegediend nadat de auto-immuunziekte was opgewekt met collageen type 2.(58) Vergeleken met de controlegroep had de postbioticumgroep significant minder ernstige artritis vanaf de 18e dag van suppletie, een minder sterke auto-immuunreactie (lagere titer van auto-antistoffen) op collageen type 2 en een lagere bloedspiegel van het pro-inflammatoire interferon-gamma. Ontregeling van de synthese van interferon-gamma is geassocieerd met chronische ontstekingsziekten en auto-immuunziekten.(58,59)

Verschillende in-vitrostudies lieten zien dat gistfermentaat significante antioxidatieve en ontstekingsremmende effecten heeft, cellen van het aangeboren en verworven immuunsysteem activeert (met name NK-cellen en B-cellen) en kan bijdragen aan een effectieve, gebalanceerde immuunrespons bij onder meer virale infecties.(19) De in twee humane studies waargenomen verhoging van sIgA in speeksel is mogelijk mede het gevolg van directe activering van B-cellen door gistfermentaat.(19,37,41)

Gunstige invloed op darmmicrobioom
Langdurige toediening van gedroogd gistfermentaat heeft waarschijnlijk een gunstige invloed op de samenstelling van het intestinale microbioom. Dit is de conclusie van een in-vitrostudie met de gastro-intestinale simulator SHIME (Simulator of the Human Intestinal Microbial Ecosystem).(60) SHIME is een goed gevalideerde in-vitro-opstelling die wordt gebruikt om de spijsvertering en het intestinale microbiële ecosysteem te bestuderen. Gistfermentaat werd met name verwerkt door het microbioom in de dikke darm, resulterend in de vermeerdering van gunstige symbionten, waaronder lactobacillen en bifidobacteriën, afname van potentiële pathogenen, toename van de aanhechting van lactobacillen aan darmepitheelcellen en toename van de productie van korteketenvetzuren door symbionten, met name butyraat. Butyraat is brandstof voor het darmepitheel, heeft onder meer immunomodulerende en kankerremmende eigenschappen, verbetert de darmbarrièrefunctie en kan helpen constipatie tegen te gaan door het verbeteren van de darmperistaltiek. (3,48,60,65) Ook nam de microbiële diversiteit toe. Met celkweken van Caco-2-cellen (darmepitheelcellen) en THP1-cellen (monocyten), in combinatie met SHIMA, toonden de onderzoekers aan dat gistfermentaat een (in-vitro) ontstekingsremmende activiteit heeft en zorgt voor afname van de synthese van de pro-inflammatoire cytokines IL-8 en TNF-α (tumornecrosefactor-alfa). De onderzoekers speculeerden dat gistfermentaat mogelijk helpt inflammatoire darmziekten tegen te gaan.(60)

Preventie complicaties hittestress zoals intestinale hyperpermeabiliteit
Hittestress door een extreme omgevingstemperatuur veroorzaakt gezondheidsklachten en kan dodelijk zijn. In twee dierstudies is aangetoond dat preventief gebruik van gistfermentaat complicaties van hittestress voorkomt.(34,61) In de eerste dierstudie kon preventieve suppletie met gistfermentaat voorkomen dat hittestress ernstige morfologische veranderingen van de darmmucosa (afvlakken darmvilli, afname totale dikte darmmucosa) veroorzaakte en de serumspiegel van LPS (lipopolysacharide, een bacteriële toxine) sterk verhoogde door intestinale hyperpermeabiliteit. (34) Een hoge LPS-serumspiegel (endotoxemie) en mogelijk het lekken van spijsverteringsenzymen door een verhoogde darmpermeabiliteit kan in het ergste geval een ernstige systemische ontsteking veroorzaken en leiden tot uitgebreide intravasculaire stolling, weefselnecrose en multi-orgaanfalen.(34,62,63)

Daarnaast bood het gistfermentaat volledige bescherming tegen hittestressgeïnduceerde beschadiging en veroudering van rode bloedcellen en hittestressgeïnduceerde toename van de hoeveelheid leukocyten in het bloed.

Hittestress verzwakt de tight junctions tussen darmepitheelcellen, leidt tot verlies van Paneth-cellen (die antimicrobiële stoffen uitscheiden en epitheelcelvernieuwing ondersteunen) en gobletcellen (slijmbekercellen, van belang voor de kwaliteit van de slijmlaag) en veroorzaakt intestinale dysbiose (met toename van pathogenen en afname van symbionten) en een pro-inflammatoir darmmicrobioom.(61) De tweede dierstudie van dezelfde onderzoeksgroep toonde aan dat preventieve suppletie met gistfermentaat de darmbarrièrefunctie veiligstelt bij hittestress, daarbij het verlies van Paneth- en gobletcellen voorkomt, hittestressgeïnduceerde intestinale dysbiose tegenhoudt en de hoeveelheid butyraatproducerende symbionten verhoogt.(61,64) De onderzoekers verwachten dat het gistfermentaat ook bescherming biedt tegen hittestress door extreme lichamelijke activiteit.(34)

Veiligheid gistfermentaat

Fermentatieproducten van S. cerevisiae worden al honderden jaren geconsumeerd en staan bekend als zeer veilige voedingsmiddelen (of medicinale preparaten).(28,33,36) Het in dit artikel beschreven gedroogde gistfermentaat (EpiCor) is beslist veilig om (langdurig) te gebruiken.(33) De NOAEL (No Observed Adverse Effect Level) van het gistfermentaat is 800 mg per kilogram lichaamsgewicht per dag, vastgesteld in een toxiciteitsstudie met de duur van een jaar, terwijl de normale dagdosis slechts 500 mg is. De NOAEL staat voor de grootste concentratie of hoeveelheid van een stof waarbij geen waarneembare schadelijke effecten optreden in een blootgestelde populatie. Gistfermentaat heeft geen invloed op de cytochroom P450-enzymen CYP1A2 en CYP3A4, zodat het geen interacties heeft met medicijnen die door deze enzymen worden omgezet.(33)

Het gistfermentaat kan de bloeddruk iets verlagen. In een humane studie leidde suppletie met gistfermentaat (500 mg/dag gedurende 12 weken) tot significante daling van de systolische (-4 mmHg) en diastolische (-3 mmHg) bloeddruk.(36)

Referenties

  1. Salminen S et al. The International Scientific Association of Probiotics and Prebiotics (ISAPP) consensus statement on the definition and scope of postbiotics. Nat Rev Gastroenterol Hepatol. 2021;18(9):649-67.
  2. Pinheiro I et al. A yeast fermentate improves gastrointestinal discomfort and constipation by modulation of the gut microbiome: results from a randomized double-blind placebo-controlled pilot trial. BMC Complement Altern Med. 2017;17(1):441.
  3. Zółkiewicz J et al. Postbiotics - a step beyond pre- and probiotics. Nutrients. 2020;12:2189.
  4. Anderson RC. Are postbiotics the long sought-after solution for a leaky gut? J Nutr. 2019;149(11):1873-74.
  5. Mayorgas A et al. Microbial metabolites, postbiotics, and intestinal epithelial function. Mol Nutr Food Res. 2021;65(5):e2000188.
  6. Wegh CA et al. Postbiotics and their potential applications in early life nutrition and beyond. Int J Mol. Sci. 2019;20:4673.
  7. Ghosh TS et al. The gut microbiome as a modulator of healthy ageing. Nat Rev Gastroenterol Hepatol. 2022 Apr 25:1-20. \
  8. Akatsu H. Exploring the effect of probiotics, prebiotics, and postbiotics in strengthening immune activity in the elderly. Vaccines (Basel). 2021;9(2):136.
  9. Martyniak A et al. Prebiotics, probiotics, synbiotics, paraprobiotics and postbiotic compounds in IBD. Biomolecules. 2021;11:1903.
  10. Morniroli D et al. Postbiotic supplementation for children and newborn’s health. Nutrients. 2021;13:781.
  11. Kothari D et al. Probiotic supplements might not be universally-effective and safe: a review. Biomed & Pharmacother. 2019;111:537-47.
  12. Zawistowska-Rojek A et al. Are probiotics really safe for humans? Pol J Microbiol. 2018;67:251-8.
  13. Kim SJ et al. Postbiotics for cancer prevention and treatment. Korean J Microbiol. 2021;57(3):142-53.
  14. Danilenko V et al. Common inflammatory mechanisms in COVID-19 and Parkinson's diseases: the role of microbiome, pharmabiotics and postbiotics in their prevention. J Inflamm Res. 2021;14:6349-81.
  15. Capuco A et al. Current perspectives on gut microbiome dysbiosis and depression. Adv Ther. 2020;37(4):1328-46.
  16. Aktas B et al. Gut microbiota dysbiosis and COVID-19: possible links. Reference Module in Food Science. 2021. B978-0-12-819265-8.00072-3.
  17. Giannos P et al. Gut dysbiosis and long COVID-19: feeling gutted. J Med Virol. 2022;94(7):2917-18.
  18. Gou W et al. Gut microbiota may underlie the predisposition of healthy individuals to COVID-19. medRxiv 2020.
  19. Jensen GS et al. An antiinflammatory immunogen from yeast culture induces activation and alters chemokine receptor expression on human natural killer cells and B lymphocytes in vitro. Nutr Res. 2007;27(6):327-35.
  20. Cabello-Olmo M et al. Role of postbiotics in diabetes mellitus: current knowledge and future perspectives. Foods. 2021;10(7):1590.
  21. Bourebaba Y et al. Postbiotics as potential new therapeutic agents for metabolic disorders management. Biomed Pharmacother. 2022;153:113138.
  22. Li HY et al. Effects and mechanisms of probiotics, prebiotics, synbiotics, and postbiotics on metabolic diseases targeting gut microbiota: a narrative review. Nutrients. 2021;13(9):3211.
  23. Khani N et al. Postbiotics as potential promising tools for SARS-CoV- 2 disease adjuvant therapy. J Appl Microbiol. 2022;132:4097-111.
  24. Shaheen WA et al. Gut microbiome and autoimmune disorders. Clin Exp Immunol. 2022 Jun 2:uxac057.
  25. Carucci L et al. The role of probiotics and postbiotics in modulating the gut microbiome-immune system axis in the pediatric age. Minerva Pediatr (Torino). 2021;73(2):115-27.
  26. Anhê FF et al. Bacterial postbiotics as promising tools to mitigate cardiometabolic diseases. J Lipid Atheroscler. 2021;10(2):123-9.
  27. Bravo-Blas A et al. Microbiota and arthritis: correlations or cause? Curr Opin Rheumatol. 2016;28(2):161-7.
  28. Moyad MA. Brewer's/baker's yeast (Saccharomyces cerevisiae) and preventive medicine: part I. Urol Nurs. 2007;27(6):560-1.
  29. Fijan S. Microorganisms with claimed probiotic properties: an overview of recent literature. Int J Environ Res Public Health. 2014;11:4745-67.
  30. Siesto G et al. In vitro study of probiotic, antioxidant and antiinflammatory activities among indigenous Saccharomyces cerevisiae strains. Foods. 2022;11(9):1342.
  31. Moslehi-Jenabian S et al. Beneficial effects of probiotic and food borne yeasts on human health. Nutrients. 2010;2:449-73.
  32. Watson E. Cargill receives GRAS no objections letter from FDA for EpiCor yeast fermentate as ISAPP defines 'postbiotics'. Bron: foodnavigator-usa.com
  33. Schauss AG et al. Safety evaluation of a proprietary food-grade, dried fermentate preparation of Saccharomyces cerevisiae. Intl J Toxicol. 2012;31:34-45.
  34. Ducray HA el al. Mitigation of heat stress-related complications by a yeast fermentate product. J Therm Biol. 2016;60:26-32.
  35. Jensen GS et al. Anti-inflammatory properties of a dried fermentate in vitro and in vivo. J Med Food. 2015;18(3):378-84.
  36. Moyad MA et al. Immunogenic yeast-based fermentate for cold/flulike symptoms in nonvaccinated individuals. J Altern Complement Med. 2010;16(2):213-8.
  37. Jensen GS et al. A double-blind placebo-controlled, randomized pilot study: consumption of a high-metabolite immunogen from yeast culture has beneficial effects on erythrocyte health and mucosal immune protection in healthy subjects. Open Nutr J 2008;2:68-75.
  38. Schauss AG et al. Discovery of edible fermentation product with unusual immune enhancing properties in humans. FASEB J. 2006;20(4):A143.
  39. Moyad MA et al. Effects of a modified yeast supplement on cold/flu symptoms. Urol Nurs. 2008;28(1):50-5.
  40. Meletis CD et al. Immune competence and minimizing susceptibility to COVID-19 and other immune system threats. Altern Ther Health Med. 2020;26(S2):94-9.
  41. Moyad MA et al. Immunogenic yeast-based fermentation product reduces allergic rhinitis-induced nasal congestion: a randomized, doubleblind, placebo-controlled trial. Adv Ther. 2009;26(8):795-804.
  42. Shamji MH et al. The role of allergen-specific IgE, IgG and IgA in allergic disease. Allergy. 2021;76(12):3627-41.
  43. Cortesina G et al. Mucosal immunity in allergic rhinitis. Acta Otolaryngol. 1993;113(3):397-9.
  44. Li Y et al. The effects of secretory IgA in the mucosal immune system. Biomed Res Int. 2020;2020:2032057.
  45. Mantis NJ et al. Secretory IgA's complex roles in immunity and mucosal homeostasis in the gut. Mucosal Immunol. 2011;4(6):603-11.
  46. Cinicola BL et al. Selective IgA deficiency and allergy: a fresh look to an old story. Medicina. 2022;58:129.
  47. Zhu L et al. Structural changes in the gut microbiome of constipated patients. Physiol Genomics. 2014;46:679-86.
  48. Cherbut C. Motor effects of short-chain fatty acids and lactate in the gastrointestinal tract. Proc Nutr Soc. 2003;62:95-9.
  49. Bui TP et al. Anaerostipes rhamnosivorans sp. nov., a human intestinal, butyrate-forming bacterium. Int J Syst Evol Microbiol. 2014;64:787-93.
  50. Everard A et al. Crosstalk between Akkermansia muciniphila and intestinal epithelium controls diet-induced obesity. Proc Natl Acad Sci USA. 2013;110:9066-71.
  51. Cani PD et al. Akkermansia muciniphila: paradigm for next-generation beneficial microorganisms. Nat Rev Gastroenterol Hepatol. 2022 May 31.
  52. Rajilic-Stojanovic M et al. Global and deep molecular analysis of microbiota signatures in fecal samples from patients with irritable bowel syndrome. Gastroenterology. 2011;141:1792-801.
  53. Jensen GS et al. Antioxidant bioavailability and rapid immune-modulating effects after consumption of a single acute dose of a high-metabolite yeast immunogen: results of a placebo-controlled double-blinded crossover pilot study. J Med Food. 2011;14(9):1002-10.
  54. Castro F et al. Interferon-gamma at the crossroads of tumor immune surveillance or evasion. Front Immunol. 2018;9:847.
  55. Teixeira LK et al. The role of interferon-γ on immune and allergic responses. Mem Inst Oswaldo Cruz. 2005;100 Suppl 1:137-44.
  56. Kang S et al. Direct antiviral mechanisms of interferon-gamma. Immune Netw. 2018;18(5):e33.
  57. Honzel D et al. Comparison of chemical and cell-based antioxidant methods for evaluation of foods and natural products: generating multifaceted data by parallel testing using erythrocytes and polymorphonuclear cells. J Agric Food Chem. 2008;56:8319-25.
  58. Evans M et al. A dried yeast fermentate prevents and reduces inflammation in two separate experimental immune models. Evid Based Complement Alternat Med. 2012;2012:973041.
  59. Zhang J. Yin and yang interplay of IFN-gamma in inflammation and autoimmune disease. J Clin Invest. 2007;117(4):871-3.
  60. Possemiers S et al. A dried yeast fermentate selectively modulates both the luminal and mucosal gut microbiota and protects against inflammation, as studied in an integrated in vitro approach. J Agric Food Chem. 2013;61:9380-92.
  61. Ducray HA et al. Yeast fermentate prebiotic improves intestinal barrier integrity during heat stress by modulation of the gut microbiota in rats. J Appl Microbiol. 2019;127(4):1192-206.
  62. Yang X et al. Bacterial endotoxin activates the coagulation cascade through gasdermin D-dependent phosphatidylserine exposure. Immunity. 2019;51(6):983-96.e6.
  63. Fung AA et al. Enhanced intestinal permeability and intestinal comorbidities in heat strain: a review and case for autodigestion. Temperature. 2021;8(3):223-44.
  64. Suzuki T. Regulation of intestinal epithelial permeability by tight junctions. Cell Mol Life Sci. 2013;70:631-59.
  65. Corrêa-Oliveira R et al. Regulation of immune cell function by short-chain fatty acids. Clin Transl Immunol. 2016;5:e73.
  66. Homayouni Rad A et al. Postbiotics: a novel strategy in food allergy treatment. Crit Rev Food Sci Nutr. 2021;61(3):492-9.
  67. Zarezadeh M et al. Spirulina supplementation and anthropometric indices: a systematic review and meta-analysis of controlled clinical trials. Phytother Res. 2021;35:577-86.
Copyright © 2022 Stichting Orthokennis. Alle rechten voorbehouden. Op alle teksten, afbeeldingen, foto's, figuren, tabellen en overige informatie op deze website berust het kopijrecht/auteursrecht. Niets van deze website mag zonder toestemming van stichting Orthokennis worden overgenomen of gekopieerd. Deze informatie mag wel worden bekeken op een scherm, gedownload worden of geprint worden, mits dit geschied voor persoonlijk, informatief en niet-commercieel gebruik, mits de informatie niet gewijzigd wordt, mits de volgende copyright-tekst in elke copy aanwezig is: “Copyright © Stichting Orthokennis”, mits copyright, handelsmerk en andere van toepassing zijnde teksten niet worden verwijderd en mits de informatie niet wordt gebruikt in een ander werk of publicatie in welk medium dan ook.