Bariera jelitowa – znaczenie kliniczne i możliwości modulacji

Wstęp

Postęp badań z zakresu gastroenterologii, immunologii i mikrobiologii w ostatnich dekadach istotnie zmienił sposób postrzegania przewodu pokarmowego. Poza podstawowymi funkcjami związanymi z trawieniem i wchłanianiem składników odżywczych jelita stanowią ważny element regulacji metabolicznej i immunologicznej organizmu oraz komunikacji w osi jelito–mózg [1]. Jednym z kluczowych elementów tych procesów jest bariera jelitowa – dynamiczny, wieloskładnikowy system odpowiedzialny za utrzymanie selektywnej przepuszczalności jelita, umożliwiającej transport substancji niezbędnych dla organizmu przy jednoczesnym ograniczaniu niekontrolowanego przenikania patogenów, antygenów i składników pochodzenia bakteryjnego do środowiska wewnętrznego [1].

Współczesne rozumienie bariery jelitowej wykracza zatem poza pojęcie samego nabłonka. Obejmuje ona współdziałające ze sobą elementy fizyczne, chemiczne, biologiczne i immunologiczne: warstwę śluzu, nabłonek jelitowy wraz z połączeniami międzykomórkowymi, peptydy przeciwdrobnoustrojowe, immunoglobuliny oraz mikrobiotę jelitową [2–5]. Szczególne znaczenie przypisuje się połączeniom ścisłym (ang. tight junctions, TJ), które kontrolują transport parakomórkowy pomiędzy sąsiadującymi komórkami nabłonka [2,3]. Zaburzenie funkcji bariery jelitowej, określane najczęściej jako zwiększona przepuszczalność jelitowa (increased intestinal permeability), obserwuje się w wielu stanach chorobowych, m.in. w nieswoistych chorobach zapalnych jelit (ang. inflammatory bowel disease, IBD), celiakii, zaburzeniach czynnościowych przewodu pokarmowego, zakażeniach jelitowych czy wybranych zaburzeniach metabolicznych [4–7]. Jednocześnie aktualne dane wskazują, że obecność zwiększonej przepuszczalności nie zawsze oznacza jej pierwotną rolę w patogenezie danej choroby. W wielu sytuacjach może ona stanowić zarówno element mechanizmu chorobowego, jak i jego konsekwencję [3, 8].

W tym kontekście zainteresowanie badawcze budzą interwencje wpływające na funkcję bariery jelitowej, w tym modyfikacja środowiska mikrobiologicznego jelita z wykorzystaniem probiotyków. Należy jednak podkreślić, że efekt probiotyczny jest szczepozależny, co oznacza, że wynik uzyskany dla jednego szczepu nie może być automatycznie odnoszony do całego gatunku, a tym bardziej do wszystkich preparatów probiotycznych [8, 9].

Bariera jelitowa jako dynamiczny system biologiczny

Bariera jelitowa jest dynamicznym systemem funkcjonalnym, na który składają się wzajemnie powiązane elementy. Jej poszczególne komponenty pozostają w ścisłej, dwukierunkowej zależności, a zmiana funkcjonowania jednego z nich może wpływać na pozostałe [10-12].

Pierwszy element stanowi warstwa śluzowa pokrywająca nabłonek. W jelicie grubym szczególne znaczenie odgrywa mucyna MUC2 (mucin 2) – główna mucyna wydzielnicza, odpowiedzialna za tworzenie i utrzymanie struktury żelu śluzowego. Jest ona produkowana przez wyspecjalizowane komórki nabłonka – komórki kubkowe, i stanowi istotny element ograniczający bezpośredni kontakt większości mikroorganizmów z powierzchnią nabłonka jelitowego. Śluz nie pełni jednak wyłącznie funkcji fizycznej bariery, a stanowi aktywne biologicznie środowisko interakcji pomiędzy mikrobiotą a gospodarzem i zawiera m.in. immunoglobuliny, peptydy przeciwdrobnoustrojowe oraz inne cząsteczki uczestniczące w odpowiedzi obronnej błony śluzowej [3, 13]. Jego skład i właściwości podlegają modulacji m.in. przez dietę, metabolity mikrobioty oraz stan zapalny [13].

Drugą zasadniczą składową jest jednowarstwowy nabłonek jelitowy. Tworzą go m.in. enterocyty, komórki kubkowe, Panetha, enteroendokrynne i macierzyste oraz wyspecjalizowane komórki nabłonkowe związane z prezentacją antygenów – komórki M, związane z transportem i prezentacją antygentów w obrębie kępek Peyera. Nabłonek charakteryzuje się wysoką dynamiką odnowy i stanowi aktywną metabolicznie oraz immunologicznie granicę pomiędzy światłem jelita a tkankami gospodarza [4, 5]. Jego integralność zależy w dużej mierze od wyspecjalizowanych kompleksów połączeń międzykomórkowych, w skład których wchodzą m.in. białka TJ, takie jak klaudyny, okludyna oraz ZO-1 (zonula occludens-1), a ich organizacja determinuje właściwości transportowe przestrzeni parakomórkowej [2, 3]. Aktualny model funkcjonalny TJ wyróżnia kilka dróg przepuszczalności parakomórkowej. Droga „porowa” (pore pathway) umożliwia selektywny, regulowany przepływ niewielkich jonów i cząsteczek hydrofilowych, którego zakres zależy m.in. od składu klaudyn tworzących kanały w obrębie połączeń ścisłych. Szlak „nieszczelny”  (leak pathway) charakteryzuje się mniejszą selektywnością i umożliwia przechodzenie większych cząsteczek, przy czym jej przepuszczalność pozostaje regulowana dynamicznie m.in. przez białka jak okludyna, tricellulina czy białka ZO. Oprócz tych mechanizmów opisywana jest również droga nieselektywna (unrestricted pathway), związana przede wszystkim z utratą ciągłości nabłonka lub obecnością ubytków w warstwie komórowej. W tym przypadku transport może mieć znacznie mniej selektywny charakter i obejmować cząsteczki, które w warunkach prawidłowych nie przechodzą przez barierę parakomórkową (np. patogeny, duże białka, bakterie) [2,3]. Zwiększona przepuszczalność bariery jelitowej może zatem wynikać zarówno ze zmiany regulowanej przepuszczalności przez połączenia ścisłe, jak i z rzeczywistego uszkodzenia ciągłości nabłonka. Samo stwierdzenie „zwiększonej przepuszczalności jelitowej” nie jest więc wystarczające do określenia jej mechanizmu ani znaczenia biologicznego. Inaczej należy więc interpretować zmianę regulowanej przepuszczalności przez białka TJ, a inaczej utratę integralności nabłonka wynikającą z jego uszkodzenia [2, 3].

Integralną częścią bariery jelitowej są również mechanizmy odpornościowe błony śluzowej. Nabłonek jelitowy nie stanowi biernej granicy pomiędzy światłem jelita a organizmem, lecz uczestniczy w rozpoznawaniu sygnałów pochodzących zarówno od mikroorganizmów, jak i składników pokarmowych oraz w regulacji odpowiedzi immunologicznej [6]. W warunkach fizjologicznych istotne znaczenie ma zachowanie równowagi pomiędzy skuteczną odpowiedzią przeciwko potencjalnym patogenom a tolerancją wobec mikroorganizmów komensalnych i antygenów pokarmowych. Nadmierna lub nieprawidłowo regulowana aktywacja odpowiedzi immunologicznej może wpływać na funkcję nabłonka i właściwości połączeń międzykomórkowych [6].

Funkcja bariery jelitowej pozostaje w ścisłej, dwukierunkowej zależności z mikrobiotą jelitową. Mikroorganizmy i produkowane przez nie metabolity mogą wpływać na dojrzewanie i funkcjonowanie nabłonka, ekspresję białek połączeń ścisłych, produkcję i właściwości śluzu oraz odpowiedź immunologiczną. Oddziaływanie to obejmuje również konkurencję z potencjalnymi patogenami, modyfikację metabolizmu kwasów żółciowych oraz regulację odpowiedzi immunologicznej wrodzonej i adaptacyjnej [4,6]. Jednym z najlepiej poznanych mechanizmów jest udział krótkołańcuchowych kwasów tłuszczowych (short-chain fatty acids, SCFA), przede wszystkim maślanu. SCFA powstające w wyniku fermentacji substratów dostarczanych z dietą mogą oddziaływać na metabolizm kolonocytów, odpowiedź immunologiczną i funkcję nabłonka. Jednocześnie nie należy utożsamiać obecności określonej grupy bakterii z przewidywalnym wzrostem produkcji konkretnego metabolitu – funkcja mikrobioty zależy bowiem od całej społeczności mikroorganizmów, dostępnych substratów i lokalnych warunków środowiskowych [4, 6].

Zaburzenia bariery jelitowej i ich potencjalne konsekwencje

Funkcja bariery jelitowej podlega ciągłej modulacji przez czynniki związane zarówno ze stanem organizmu, jak i środowiskiem. Na jej właściwości mogą wpływać m.in.: przewlekły stan zapalny, infekcje przewodu pokarmowego, niektóre leki (w tym niektóre niesteroidowe leki przeciwzapalne), spożywanie alkoholu, zmiany w składzie i aktywności mikrobioty jelitowej, przewlekły stres i zaburzenia osi jelito-mózg czy ekstremalny lub długotrwały wysiłek fizyczny w określonych warunkach [14-16]. Wśród czynników środowiskowych kluczowe ma sposób żywienia. Zainteresowanie badaczy budzą przede wszystkim elementy tzw. diety zachodniej, w tym wysoka podaż tłuszczów nasyconych, alkoholu, określonych cukrów prostych, soli oraz niektórych dodatków do żywności. W badaniach eksperymentalnych wykazano, że poszczególne składniki diety mogą wpływać na organizację połączeń ścisłych, skład mikrobioty oraz procesy zapalne [12, 17]. Dotyczy to również dodatków do żywności – w badaniach przedklinicznych analizowano m.in. wpływ niektórych emulgatorów (karboksymetylocelulozy czy polisorbatu 80) na mikrobiotę, warstwę śluzową i funkcję bariery jelitowej. Wyniki te pochodzą jednak w dużej mierze z badań eksperymentalnych, a dane dotyczące ich znaczenia klinicznego u ludzi pozostają jednak znacznie bardziej ograniczone [17].

Zwiększona przepuszczalność bariery jelitowej może zwiększać ekspozycję błony śluzowej na antygeny pokarmowe, składniki ściany komórkowej bakterii oraz inne cząsteczki obecne w świetle jelita. W warunkach prawidłowych kontakt ten jest kontrolowany przez nabłonek, śluz, mechanizmy odpornościowe i mikrobiotę. W przypadku zaburzenia tych mechanizmów może dochodzić do nasilonej aktywacji odpowiedzi immunologicznej [4, 7]. Wzrost stężenia krążących markerów ekspozycji na produkty bakteryjne obserwowano w niektórych zaburzeniach metabolicznych i zapalnych, jednak zależności te są złożone i nie pozwalają na proste wnioskowanie o związku przyczynowym pomiędzy przepuszczalnością jelitową a rozwojem określonej choroby [18]. Szczególnie dobrze udokumentowane znaczenie zaburzeń bariery jelitowej dotyczy IBD, w których zaburzenie funkcji bariery jest jednym z charakterystycznych elementów patofizjologii choroby, a zmiany dotyczące TJ, śluzu i odpowiedzi immunologicznej są częścią złożonego procesu obejmującego predyspozycję genetyczną, mikrobiotę i czynniki środowiskowe [7, 19]. Jednocześnie należy zachować ostrożność w interpretacji zależności przyczynowo-skutkowej. Aktualne przeglądy podkreślają, że choć dysfunkcja bariery może uczestniczyć w patogenezie wielu chorób, nie można na podstawie samego współwystępowania zwiększonej przepuszczalności i choroby uznać jej za pierwotny mechanizm tej choroby [3]. Ma to bezpośrednie znaczenie dla praktyki klinicznej: poprawa pojedynczego parametru przepuszczalności nie jest równoznaczna z leczeniem choroby przewodu pokarmowego.

Przejściowa zmiana przepuszczalności może być elementem fizjologicznej odpowiedzi na bodziec, natomiast przewlekłe zaburzenie integralności nabłonka, szczególnie w obecności aktywnego stanu zapalnego, może mieć odmienne znaczenie biologiczne [2, 3].

Możliwości modulacji funkcji bariery jelitowej

Ze względu na wieloczynnikową regulację bariery jelitowej jej wspieranie powinno mieć charakter kompleksowy. Podstawą pozostaje ograniczanie czynników mogących niekorzystnie wpływać na funkcję nabłonka oraz zapewnienie warunków sprzyjających różnorodności i stabilności funkcjonalnej mikrobioty.

Istotnym elementem jest sposób żywienia zapewniający odpowiednią podaż błonnika pokarmowego i składników odżywczych, a także różnorodność produktów roślinnych, oraz ograniczenie nadmiernego spożycia alkoholu i wysoko przetworzonej żywności [12, 17].  Aktualny przegląd dotyczący modulacji funkcji bariery jelitowej wskazuje na potencjalne znaczenie m.in. błonnika, glutaminy, cynku, witaminy D, polifenoli oraz produktów metabolizowanych przez mikrobiotę, jednak nie należy sprowadzać wpływu diety na barierę jelitową do pojedynczych produktów [6]. Z perspektywy praktyki klinicznej większe znaczenie ma całościowy model żywienia, jego różnorodność, podaż błonnika, jakość tłuszczów, odpowiednia podaż składników odżywczych oraz ograniczenie nadmiernego spożycia alkoholu i wysoko przetworzonej żywności. Wyniki badań dotyczące bezpośredniego wpływu diety na przepuszczalność jelitową u zdrowych osób pozostają jednak ograniczone. W przeglądzie systematycznym opublikowanym w 2024 r. spośród 3725 zidentyfikowanych publikacji kryteria włączenia spełniło zaledwie 12 badań dotyczących zdrowych osób, obejmujących zarówno badania obserwacyjne, jak i interwencyjne, w których oceniano wpływ określonych interwencji żywieniowych lub składników żywności na przepuszczalność jelitową (wykluczono m.in. badania przedkliniczne, dotyczące farmakologicznych probiotyków i suplementów niezwiązanych z konkretnym produktem żywieniowym, obejmujące osoby z chorobami współistniejącymi, z nadwagą i otyłością oraz sportowców). W poszczególnych pracach przepuszczalność oceniano za pomocą różnych metod, m.in. testu laktuloza/mannitol, oznaczania wydalania sukralozy i Cr-EDTA. Autorzy ocenili, że nie ma obecnie silnych dowodów pozwalających jednoznacznie stwierdzić, że określony model diety zwiększa lub zmniejsza przepuszczalność bariery jelitowej u osób zdrowych [20]. Jednocześnie wśród analizowanych interwencji odnotowano wyniki wskazujące na możliwość zmniejszenia przepuszczalności po zastosowaniu określonych składników. W badaniu dotyczącym inuliny z cykorii, ocenianej za pomocą testu laktuloza/mannitol, stosunek laktuloza/mannitol wynosił 0,05 (0,04–0,09) w grupie kontrolnej i 0,03 (0,02–0,05) w grupie otrzymującej inulinę (p = 0,0012). Autorzy przeglądu ocenili pewność dowodów dla tego wyniku jako umiarkowaną. Podobnie umiarkowaną pewność dowodów przypisano wynikom dotyczącym niektórych interwencji probiotycznych. Jednocześnie wyniki te odnoszą się do konkretnych interwencji i zastosowanych metod pomiaru, dlatego nie powinny być utożsamiane z dowodem na korzystny wpływ całego modelu żywienia na funkcję bariery jelitowej [20]. 

Wobec ograniczonej liczby danych dotyczących bezpośredniego wpływu modelu żywienia na przepuszczalność jelitową zainteresowanie badawcze obejmuje również bardziej precyzyjnie definiowane interwencje, w tym interwencje mikrobiotyczne z wykorzystaniem pojedynczych szczepów probiotycznych oraz preparatów wieloszczepowych. Wyniki badań eksperymentalnych wskazują, że wybrane mikroorganizmy lub ich kompozycje mogą wpływać m.in. na integralność nabłonka i wszystkie jej konsekwencje biologiczne [10, 18, 21].

Potencjalne działanie probiotyków na barierę jelitową ma charakter wielokierunkowy. Jednym z najlepiej udokumentowanych mechanizmów jest wpływ na połączenia ścisłe. W modelach eksperymentalnych i w przypadku wybranych szczepów obserwowano zwiększenie ekspresji lub stabilizację lokalizacji białek TJ, takich jak okludyna, klaudyny i ZO-1, czemu towarzyszyło ograniczenie przepuszczalności paracelularnej. Inne mogą działać przede wszystkim poprzez modulację odpowiedzi zapalnej lub interakcję z powierzchnią enterocytów [22, 23]. Przegląd dotyczący roli połączeń ścisłych w funkcji bariery jelitowej, opublikowany w 2025 r., podsumował dane dotyczące różnych szczepów probiotycznych, należących m.in. do rodzajów Lactobacillus i Bifidobacterium, a także badań dotyczących Escherichia coli Nissle 1917, Bacillus subtilis czy drożdży Saccharomyces boulardii. Wśród analizowanych szczepów znalazły się m.in. Lactobacillus amylophilus D14, Lactobacillus fermentum AGR1487 i AGR1485, Lactobacillus reuteri FN041, Lactobacillus salivarius SMXD51, UCC118 i CCUG38008 oraz Bifidobacterium bifidum BB1 [23]. Określone szczepy probiotyków wykazywały w badaniach eksperymentalnych wpływ na funkcję bariery jelitowej poprzez różnorodne mechanizmy, obejmujące m.in. regulację ekspresji i lokalizacji białek połączeń ścisłych (TJ), modulację szlaków sygnalizacji zapalnej oraz wpływ na aktywność kinazy lekkich łańcuchów miozyny (MLCK), która uczestniczy w regulacji napięcia cytoszkieletu komórek nabłonkowych i organizacji połączeń międzykomórkowych. Nadmierna aktywacja MLCK może sprzyjać zmianom w obrębie połączeń ścisłych i zwiększeniu przepuszczalności parakomórkowej, dlatego jej modulacja stanowi jeden z potencjalnych mechanizmów wpływu na funkcję bariery. Znaczenie może mieć również interakcja szczepów probiotycznych z receptorami rozpoznawania wzorców gospodarza, takimi jak TLR, które uczestniczą w regulacji odpowiedzi immunologicznej i szlaków sygnałowych wpływających na funkcjonowanie nabłonka oraz połączeń ścisłych [22,23]. Autorzy podkreślili jednocześnie, że obserwowane efekty są szczepozależne, a w niektórych przypadkach zależą od żywotności organizmów, ich metabolitów lub składników powierzchni komórek. h

Drugim rozważanym mechanizmem jest wpływ na warstwę śluzową. Interakcja bakterii z mucynami może zmieniać właściwości fizykochemiczne śluzu i wpływać na dostępność powierzchni enterocytów dla innych mikroorganizmów. Szczególnie interesujące są w tym kontekście dane dotyczące Bifidobacterium bifidum W23. W badaniach eksperymentalnych wykazano interakcję W23 z MUC13, a obecność tego szczepu wiązała się z poprawą parametrów bariery nabłonkowej. Wyniki te wskazują, że działanie szczepu może obejmować nie tylko klasyczną modulację białek TJ, ale także oddziaływanie na mucyny transbłonowe i powierzchnię komórek nabłonkowych [13].

Trzecim potencjalnym mechanizmem jest modulacja odpowiedzi immunologicznej. Probiotyk może oddziaływać na komórki nabłonkowe oraz komórki układu immunologicznego poprzez receptory rozpoznające wzorce molekularne, m.in. TLR. W konsekwencji może dochodzić do zmiany produkcji cytokin, chemokin i innych mediatorów zapalnych, co wtórnie wpływa na funkcję nabłonka [20, 23].

Znaczenie odgrywa również potencjalne oddziaływanie poprzez metabolity mikrobioty. Wyniki badań wskazują, że probiotyk nie musi prowadzić do trwałej kolonizacji przewodu pokarmowego, aby wywołać efekt biologiczny. Zmiana dostępności substratów, interakcji pomiędzy mikroorganizmami, produkcji metabolitów czy metabolizmu kwasów żółciowych może modyfikować funkcję nabłonka i układu immunologicznego. W tym kontekście szczególnie interesujący jest fakt, że w jednym z badań klinicznych dotyczących wieloszczepowej interwencji probiotycznej obserwowano zmiany funkcjonalne mikrobioty bez istotnej zmiany jej ogólnego składu taksonomicznego [24].

Probiotykoterapia a funkcja bariery jelitowej

Jednym z najlepiej poznanych eksperymentalnych modeli oceny wpływu probiotyków na barierę jelitową jest pomiar oporu elektrycznego warstwy nabłonka (ang. transepithelial electrical resistance, TEER) w monowarstwach komórek jelitowych Caco-2. W tym modelu szczególnie interesujące wyniki uzyskano dla Lactobacillus acidophilus W37. W badaniu Lépine i wsp. porównano działanie W37, Levilactobacillus brevis W63 oraz Lacticaseibacillus casei W56 na komórki Caco-2. Spośród analizowanych szczepów jedynie W37 istotnie zwiększał TEER i wpływał na ekspresję grupy genów związanych z funkcjonowaniem połączeń ścisłych. Analiza ekspresji genów wskazywała m.in. na zmiany dotyczące białek uczestniczących w organizacji bariery nabłonkowej. Co istotne, efekt W37 był również widoczny w modelu uszkodzenia nabłonka przez Salmonella enterica serovar Typhimurium – szczep ograniczał wywołane przez patogen zaburzenie bariery i obniżał wydzielanie IL-8. W63 i W56 wykazywały aktywność biologiczną na poziomie ekspresji innych genów, jednak nie powodowały analogicznego zwiększenia TEER [25].

Dalszych danych dostarczyły badania Bifidobacterium bifidum W23. W najnowszych badaniach eksperymentalnych wykazano, że W23, podobnie jak W28, charakteryzuje się silną adhezją do powierzchni nabłonka, wysoką aktywnością sialidazową oraz zdolnością do penetracji warstwy śluzowej. Szczepy te modyfikowały zewnątrzkomórkową domenę transbłonowej mucyny MUC13, która uczestniczy w regulacji siły połączeń międzykomórkowych, a w modelu nabłonkowym zwiększały TEER w warunkach eksperymentalnego stresu zapalnego [13]. W23 wykazywał przy tym właściwości odmienne od szczepu referencyjnego B. bifidum, co podkreśla, że efekt probiotyczny nie powinien być przypisywany gatunkowi jako takiemu. W przypadku W23 istotne może być nie tylko oddziaływanie na same białka TJ, ale również modyfikacja interfejsu pomiędzy śluzem, mucynami i powierzchnią enterocytu [13].

Opisane wyniki eksperymentalne tworzą biologiczne uzasadnienie dla obserwacji klinicznych, jednak ich interpretacja wymaga ostrożności. Zwiększenie TEER, zmiana ekspresji klaudyn czy okludyny albo modyfikacja MUC13 w hodowli komórkowej nie są równoznaczne z klinicznie istotną poprawą przepuszczalności jelitowej u człowieka. Z tego względu szczególne znaczenie mają randomizowane badania kliniczne oraz ich syntezy ilościowe. Jedną z najważniejszych metaanaliz dotyczących tego zagadnienia opublikowali Zheng i wsp., analizując randomizowane badania kliniczne oceniające wpływ probiotyków na funkcję bariery jelitowej [21]. Autorzy uwzględnili 26 badań randomizowanych z udziałem 1891 osób i wykazali istotne statystycznie zmiany wybranych parametrów związanych z funkcją bariery jelitowej, w tym zwiększenie TEER oraz zmniejszenie stężeń zonuliny, endotoksyny i LPS w grupach otrzymujących probiotyki w porównaniu z grupami kontrolnymi. W części analiz obserwowano również zmiany markerów zapalnych, takich jak CRP, TNF-α i IL-6 [21]. Wyniki te przemawiają za możliwością modulowania funkcji bariery jelitowej przez probiotyki u ludzi, jednak heterogeniczność interwencji była znaczna. Poszczególne badania różniły się zastosowanymi szczepami, ich dawką, czasem suplementacji, charakterystyką populacji i sposobem pomiaru przepuszczalności, dlatego wynik metaanalizy należy interpretować jako dowód na potencjalną skuteczność określonych interwencji probiotycznych, a nie jako potwierdzenie, że każdy preparat probiotyczny wywiera taki sam efekt [21].

Podobny, choć bardziej szczegółowy obraz wyłania się z metaanalizy dotyczącej zonuliny. W analizie dziewięciu badań obejmujących 496 osób w grupach interwencyjnych i 443 w grupach kontrolnych wykazano istotne obniżenie stężenia zonuliny w surowicy po zastosowaniu probiotyków lub synbiotyków. Jednocześnie heterogeniczność pomiędzy badaniami była bardzo wysoka, a autorzy wskazali, że na uzyskiwane wyniki wpływały m.in. jakość metodologiczna badań w tym sposób zaślepienia, czas interwencji, wiek i stan zdrowia uczestników oraz rodzaj zastosowanego preparatu [26]. Istotnym uzupełnieniem tych danych jest najnowsza metaanaliza Ghorbani i wsp. opublikowana w 2025 r., obejmująca 46 badań dotyczących pro- i synbiotyków oraz 22 badania dotyczące prebiotyków [27]. W przypadku pro- i synbiotyków analiza 24 badań obejmujących 1603 uczestników wykazała istotne zmniejszenie stężenia LPS, przy bardzo dużej heterogeniczności i bardzo niskiej pewności dowodów. Z kolei w analizie 13 badań obejmujących 778 osób stwierdzono istotne obniżenie stężenia zonuliny, przy umiarkowanej pewności dowodów [27]. Warto podkreślić, że wyniki dotyczące LPS i zonuliny nie powinny być traktowane jako bezpośrednie odpowiedniki pomiaru przepuszczalności jelitowej. LPS (lipopolisacharyd, endotoksyna bakteryjna) jest składnikiem zewnętrznej błony bakterii Gram-ujemnych, a jego stężenie w krążeniu zależy nie tylko od przepuszczalności nabłonka, ale również od składu mikrobioty, uwalniania endotoksyny, transportu, wiązania z białkami i klirensu. Z kolei oznaczanie zonuliny, choć szeroko wykorzystywane w badaniach, ma ograniczenia analityczne i interpretacyjne. Dlatego bardziej przekonujące mogłyby być badania łączące kilka niezależnych metod oceny bariery, np. testy przepuszczalności jelitowej z wykorzystaniem sond nieulegających metabolizmowi (np. laktuloza i mannitol, sukraloza czy 51Cr-EDTA), z oceną markerów funkcji i integralności nabłonka (białka połączeń ścisłych – ZO-1, okludyna i wybrane klaudyny) oraz markerów uszkodzenia lub apoptozy komórek nabłonkowych (np. I-FABP, intestinal fatty acid-binding protein). Takie pomiary warto byłoby uzupełniać o ocenę klinicznych punktów końcowych, jak nasilenie objawów, aktywność choroby lub jakość życia, zależnie od badanej populacji  [14, 16, 27].

Interesujące dane pochodzą również z populacji osób z nadwagą i otyłością, u których zaburzenia bariery jelitowej i endotoksemia metaboliczna są szczególnie często analizowane. Systematyczny przegląd DiMattia i wsp. obejmował 26 badań, w tym 12 eksperymentalnych na modelach zwierzęcych i 14 badań klinicznych [28]. W 11 z 12 badań na zwierzętach wykazano korzystny wpływ probiotyków na co najmniej jeden parametr związany z przepuszczalnością jelitową. Najczęściej obserwowano obniżenie stężenia LPS w osoczu lub surowicy – efekt ten odnotowano w 5 z 6 badań wykorzystujących ten parametr. W części badań wykazywano również zwiększenie ekspresji lub stężenia białek związanych z połączeniami ścisłymi, m.in. ZO-1, okludyny i klaudyny-1, a także zmianę ekspresji genów związanych z funkcją bariery. Znacznie mniej jednoznaczne były wyniki badań u ludzi – spośród 14 badań u osób z nadwagą lub otyłością w 10 oceniano stężenie LPS w osoczu lub surowicy; w 5 z nich obserwowano jego zmniejszenie po suplementacji probiotykami w porównaniu z grupą kontrolną, natomiast w pozostałych 5 nie stwierdzono istotnych różnic między grupami. W pojedynczych badaniach obserwowano również obniżenie stężenia diaminooksydazy (DAO) lub D-mleczanu, czyli markerów wykorzystywanych do pośredniej oceny uszkodzenia lub przepuszczalności bariery jelitowej. Wyniki dotyczące białka wiążącego lipopolisacharyd (LBP) były natomiast niejednoznaczne – w jednym badaniu jego stężenie wzrosło, podczas gdy w innych nie wykazano istotnych różnic [28]

Szczególnie zajmujący w tym kontekście jest wieloszczepowy model obejmujący Bifidobacterium bifidum W23, Bifidobacterium lactis W51 i W52, Lactobacillus acidophilus W37, Levilactobacillus brevis W63, Lacticaseibacillus casei W56, Ligilactobacillus salivarius W24 oraz Lactococcus lactis W19 i W58. W randomizowanym, podwójnie zaślepionym badaniu Szulińskiej i wsp. oceniano 81 kobiet (71 z nich ukończyło interwencję) z otyłością po menopauzie, które przez 12 tygodni otrzymywały placebo, niższą dawkę wieloszczepowej interwencji (2,5 × 10⁹ CFU/dobę) lub wyższą dawkę (1 × 10¹⁰ CFU/dobę) [29]. W grupie otrzymującej wyższą dawkę odnotowano istotne obniżenie stężenia LPS, a także istotne zmiany szeregu parametrów kardiometabolicznych, w tym glikemii, insulinemii, HOMA-IR, triglicerydów i cholesterolu LDL. W grupie z niższą dawką część tych efektów również była obserwowana, jednak nie obejmowała ona LPS [29]. Wyniki sugerowały różnice między dawkami w zakresie części analizowanych parametrów; nie pozwalają jednak na ustalenie uniwersalnej zależności dawka–odpowiedź dla probiotykoterapii.

Znaczenie tych obserwacji uzupełnia randomizowane badanie przeprowadzone u pacjentów z cukrzycą typu 2, w którym oceniano zbliżoną, zdefiniowaną kombinację wieloszczepową. Interwencję stosowano przez 12 tygodni, a głównym obszarem zainteresowania były stężenie krążącej endotoksyny oraz parametry kardiometaboliczne. W analizie intention-to-treat nie wykazano jednak istotnej różnicy między grupą probiotyczną a placebo w zakresie stężenia endotoksyny. Odnotowano natomiast istotne zmiany wybranych parametrów metabolicznych, m.in. HOMA-IR. Wyniki te pokazują, że efekt metaboliczny interwencji nie musi być związany z mierzalną zmianą krążącej endotoksyny i nie powinien być automatycznie interpretowany jako dowód poprawy integralności bariery jelitowej [14,30].

Interesujący aspekt tej samej wieloszczepowej interwencji oceniano w badaniu dotyczącym mikrobioty jelitowej kobiet z otyłością po menopauzie. Po 12 tygodniach suplementacji nie obserwowano zasadniczej przebudowy składu mikrobioty, natomiast stwierdzano zmiany wskazujące na modyfikację jej funkcji [24]. Wynik ten wpisuje się w coraz lepiej ugruntowaną koncepcję, zgodnie z którą probiotyk nie musi trwale kolonizować przewodu pokarmowego ani powodować dużych zmian w strukturze mikrobiomu, aby wywołać efekt biologiczny. Możliwe jest przejściowe oddziaływanie na aktywność metaboliczną istniejącej mikrobioty, dostępność substratów, produkcję krótkołańcuchowych kwasów tłuszczowych i innych metabolitów oraz sygnalizację pomiędzy mikroorganizmami i nabłonkiem [24].

Jednocześnie literatura dotycząca wieloszczepowych probiotyków dostarcza także wyników negatywnych. W randomizowanym badaniu pacjentów ze stabilną marskością wątroby stosowano przez sześć miesięcy wieloszczepowy preparat zawierający osiem szczepów bakterii, w tym B. bifidum W23, B. lactis W52, L. acidophilus W37, W63, W56, W24, L. lactis W19 i W58 [31]. Pomimo obserwowanych zmian w niektórych parametrach funkcji immunologicznej nie wykazano istotnego wpływu probiotykoterapii na przepuszczalność jelitową, obciążenie endotoksyną ani większość markerów zapalnych [31]. Badanie to ma istotne znaczenie, ponieważ pokazuje, że nawet długotrwała suplementacja zdefiniowanej kombinacji szczepów nie musi prowadzić do poprawy każdego z parametrów związanych z barierą jelitową. Jednocześnie populacja pacjentów z marskością wątroby charakteryzuje się złożoną patofizjologią dysfunkcji jelitowej, co może ograniczać możliwość ekstrapolowania wyników na osoby z zaburzeniami bariery o innej etiologii.

Z perspektywy gastroenterologa szczególnie ważne jest zatem rozróżnienie pomiędzy dowodem na działanie konkretnego szczepu, dowodem na działanie określonej kombinacji szczepów oraz dowodem wynikającym z metaanalizy różnych probiotyków. W przypadku L. acidophilus W37 istnieją bezpośrednie dane eksperymentalne dotyczące TEER i ekspresji genów związanych z połączeniami ścisłymi [25]. W przypadku B. bifidum W23 istnieją dane dotyczące interakcji z MUC13, warstwą śluzową i funkcją bariery [14]. Natomiast dla W51, W52, W63, W56, W24, W19 i W58 najważniejsze dane dotyczą zastosowania ich w określonych kombinacjach wieloszczepowych [21, 29-31]. Nie jest zatem metodologicznie uzasadnione przypisywanie pojedynczemu szczepowi efektu klinicznego uzyskanego w badaniu całej kombinacji.

Podsumowanie

Aktualny stan wiedzy wskazuje, że probiotykoterapia może wpływać na funkcję bariery jelitowej poprzez kilka wzajemnie powiązanych mechanizmów: modulację połączeń ścisłych, oddziaływanie z warstwą śluzową i mucynami, ograniczanie odpowiedzi prozapalnej nabłonka oraz modyfikację funkcji mikrobioty i jej metabolitów [22,23]. Metaanalizy randomizowanych badań klinicznych wskazują, że wybrane interwencje probiotyczne mogą modyfikować niektóre parametry związane z funkcją bariery jelitowej, w tym stężenie zonuliny i LPS, a w badaniach eksperymentalnych również parametry lektryczne bariery, takie jak TEER  [22,30]. Jednocześnie wysoka heterogeniczność badań, różnorodność zastosowanych szczepów i metod pomiaru oraz często umiarkowana lub niska pewność dowodów sprawiają że decyzje oprobiotykoterapii opierają się na doświadczenoach klinicznych

Wśród omawianych szczepów szczególnie interesujące są Lactobacillus acidophilus W37 i Bifidobacterium bifidum W23. W37 wykazuje w modelach nabłonkowych zdolność do zwiększania TEER, modulacji genów związanych z połączeniami ścisłymi oraz ochrony przed zaburzeniem bariery wywołanym przez Salmonella Typhimurium [25]. W23 wykazuje natomiast specyficzne interakcje z MUC13, silną adhezję do powierzchni nabłonka i zdolność do wzmacniania integralności bariery w modelach eksperymentalnych [13]. W przypadku Bifidobacterium lactis W51 i W52, Levilactobacillus brevis W63, Lacticaseibacillus casei W56, Ligilactobacillus salivarius W24 oraz Lactococcus lactis W19 i W58 najważniejsze dane kliniczne dotyczą ich zastosowania jako elementów określonych kombinacji wieloszczepowych. Wyniki tych badań wskazują na potencjalny wpływ na endotoksemię, parametry metaboliczne i funkcjonalne właściwości mikrobioty [24, 28-30], jednak nie pozwalają na przypisanie każdego efektu pojedynczemu szczepowi.

W konsekwencji najbardziej zgodne z aktualną wiedzą naukową jest traktowanie probiotykoterapii jako szczepozależnej interwencji modulującej funkcję osi jelito–mikrobiota–gospodarz, której potencjalnym efektem może być poprawa integralności bariery jelitowej. Określenie „probiotyk uszczelniający jelita” jest natomiast zbyt szerokie i nie oddaje złożoności dostępnych danych. Z punktu widzenia gastroenterologii kluczowe pozostaje pytanie nie o to, czy „probiotyki poprawiają barierę jelitową”, lecz który szczep lub zdefiniowana kombinacja szczepów, w jakiej dawce, przez jaki czas i u którego fenotypu klinicznegop  wpływa na określony parametr bariery w sposób przekładający się na istotny klinicznie efekt. To właśnie taki model oceny probiotykoterapii jest obecnie najbardziej zgodny z zasadami evidence-based medicine oraz stanowiskami WGO (The World Gastroenterology Organisation) oraz AGA (American Gastroenterological Association), które podkreślają znaczenie oceny konkretnych szczepów, wskazań klinicznych i jakości dowodów przy formułowaniu zaleceń dotyczących probiotyków [8, 9].

Piśmiennictwo

1. Marlicz W, Gudan A. Mikrobiota jelitowa układu pokarmowego w stanie eubiozy i dysbiozy. Bariera jelitowa. In: Stachowska E, ed. Żywienie w zaburzeniach mikrobioty jelitowej. PZWL Wydawnictwo Lekarskie 2021; 19-22.
2. Horowitz A, Chanez-Paredes SD, Haest X, Turner JR. Paracellular permeability and tight junction regulation in gut health and disease. Nat Rev Gastroenterol Hepatol 2023; 20(7): -432.
3. Saha K, Zhou Y, Turner JR. Tight junction regulation, intestinal permeability, and mucosal immunity in gastrointestinal health and disease. Curr Opin Gastroenterol 2025; 41(1) :46-53.
4. Matar A, Damianos JA, Jencks KJ, Camilleri M. Intestinal barrier impairment, preservation, and repair: an update. Nutrients 2024; 16(20): 3494.
5. Qiao Y i wsp. Intestinal mucus barrier: A potential therapeutic target for IBD. Autoimmunity Reviews 2024; 24: 103717.
6. 6 Dmytriv TR, Storey KB, Lushchak VI. Intestinal barrier permeability: the influence of gut microbiota, nutrition, and exercise. Front Physiol 2024; 15: 1380713.
7. Dunleavy KA, Raffals LE, Camilleri M. Intestinal barrier dysfunction in inflammatory bowel disease: underpinning pathogenesis and therapeutics. Dig Dis Sci 2023; 68(12) :4306-4320.
8. Su GL, Ko CW, Bercik P i wsp. AGA Clinical Practice Guidelines on the Role of Probiotics in the Management of Gastrointestinal Disorders. Gastroenterology 2020; 159(2): 697-705.
9. Guarner F, Sanders ME, Szajewska H i wsp. World Gastroenterology Organisation Global Guidelines: Probiotics and Prebiotics. J Clin Gastroenterol 2024; 58(6): 533-553.
10. Turner JR. Intestinal mucosal barrier function in health and disease. Nat Rev Immunol 2009; 9(11): 799-809.
11. Peterson LW, Artis D. Intestinal epithelial cells: regulators of barrier function and immune homeostasis. Nat Rev Immunol 2014; 14(3) :141-153.
12. Allaire JM, Crowley SM, Law HT i wsp. The intestinal epithelium: central coordinator of mucosal immunity. Trends Immunol 2018; 39(9): 677-696.
13. Segui-Perez C, Huang LZX, Paganelli FL i wsp.Probiotic Bifidobacterium bifidum strains desialylate MUC13 and increase intestinal epithelial barrier function.Sci Rep 2025; 15: 8778.
14. Camilleri M. Leaky gut: mechanisms, measurement and clinical implications in humans. Gut 2019; 68(8): 1516-1526.
15. Chelakkot C, Ghim J, Ryu SH. Mechanisms regulating intestinal barrier integrity and its pathological implications. Exp Mol Med 2018; 50: 1–9
16. Bischoff SC, Barbara G, Buurman W i wsp. Intestinal permeability - a new target for disease prevention and therapy. BMC Gastroenterol 2014; 14: 189.
17. Miclotte L, Van de Wiele T. Food processing, gut microbiota and the globesity problem. Crit Rev Food Sci Nutr 2020; 60(11): 1769-1782.
18. van Hemert S, Ormel G. Influence of the multispecies probiotic Ecologic BARRIER on parameters of intestinal barrier function. Food Nutr Sci 2014; 5: 1739-1745.
19. Kong C, Yang M, Yue N i wsp. Restore intestinal barrier integrity: an approach for inflammatory bowel disease therapy. J Inflamm Res 2024; 17: 5389-5413.
20. Nascimento DSM, Mota ACCC, Carvalho MCC i wsp. Can diet alter the intestinal barrier permeability in healthy people? A systematic review. Nutrients 2024; 16(12): 1871.
21. Zheng L i wsp. Probiotics fortify intestinal barrier function: a systematic review and meta-analysis of randomized trials. Front Immunol 2023; 14: 1143548.
22. Haque M i wsp. Lactobacillus acidophilus inhibits the TNF-α-induced increase in intestinal epithelial tight junction permeability via a TLR-2 and PI3K-dependent inhibition of NF-κB activation. Front Immunol 2024; 15: 1348010.
23. Ferris MG, Subitoni Antonio L, Al-Sadi R. Probiotics and the intestinal tight junction barrier function. Front Cell Dev Biol 2025; 13: 1671152.
24. Kaczmarczyk M, Szulińska M, Łoniewski I i wsp. Treatment with multi-species probiotics changes the functions, not the composition of gut microbiota in postmenopausal women with obesity: a randomized, double-blind, placebo-controlled study. Front Cell Infect Microbiol 2022; 12: 815798.
25. Lépine AFP, de Wit N, Oosterink E i wsp. Lactobacillus acidophilus attenuates Salmonella-induced stress of epithelial cells by modulating tight-junction genes and cytokine responses. Front Microbiol 2018; 9: 1439.
26. Ahmadi AR, Sadeghian M, Alipour M i wsp. The Effects of Probiotic/Synbiotic on Serum Level of Zonulin as a Biomarker of Intestinal Permeability: A Systematic Review and Meta-Analysis. Iran J Public Health 2020; 49(7): 1222-1231.
27. Ghorbani Z, Shoaibinobarian N, Noormohammadi M i wsp. Reinforcing gut integrity: a systematic review and meta-analysis of clinical trials assessing probiotics, synbiotics, and prebiotics on intestinal permeability markers. Pharmacol Res 2025; 216: 107780.
28. DiMattia Z, Damani JJ, Van Syoc E, Rogers CJ. Effect of probiotic supplementation on intestinal permeability in overweight and obesity: a systematic review of randomized controlled trials and animal studies. Adv Nutr 2024; 15: 100162.
29. Szulińska M, Łoniewski I, van Hemert S i wsp. Dose-dependent effects of multispecies probiotic supplementation on the lipopolysaccharide (LPS) level and cardiometabolic profile in obese postmenopausal women: a 12-week randomized clinical trial. Nutrients 2018; 10(6): 773.
30. Sabico S, Al-Mashharawi A, Al-Daghri NM i wsp. Effects of a multi-strain probiotic supplement for 12 weeks on circulating endotoxin levels and cardiometabolic profiles of medication-naïve T2DM patients: a randomized clinical trial. J Transl Med 2017; 15: 249.
31. Horvath A, Leber B, Schmerboeck B i wsp. Randomised clinical trial: the effects of a multispecies probiotic vs. placebo on innate immune function, bacterial translocation and gut permeability in patients with cirrhosis. Aliment Pharmacol Ther 2016; 44(9): 926-935.