MIKROBIOLOGIE ŽIVOČICHŮ Úvod Mikrobiologie trávicího traktu (TT)

1. MIKROBIOLOGIE ŽIVOČICHŮ • Úvod • Mikrobiologie trávicího traktu (TT) • Hlavní skupiny mikroorganismů TT • Ekologie mikroorganismů TT • Bachor • Význam mikroorganismů TT • Možnosti ovlivnění mikroflóry TT • Patogenní mikroorganismy a imunita • Patogenita

2. Úvod • Každý živočich část života v bezmikrobním stavu (děloha, vejce…) • Kontaminace v době porodu (líhnutí) • Rozdělení: • Gnotobiot= mikrobiologicky definovatelný • bezmikrobní (germ-free, GF) • – odděleně od vnějšího prostředí, vše sterilní • mono-, di-, poly-biot • = kontaminovaný definovanými mikroorganismy • Konvenční živočich = mikrobiologicky nedefinovatelný • SPF(specific pathogen free) = prostý definovaných mikroorganismů • odvozen od gnotobiotů • odvozen od konvenčních

3. Mikroflóra trávicího traktu • TT zpočátku sterilní – kontaminace: porodní cesty, skořápka, vzduch, potrava… • Hlavní skupiny mikroorganismů • Autochtonní - dominantní anaerobní mikroorganismy, • podstatně méně fakultativních anaerobů • Anaerobní bakterie • Především sacharolytické (škrob, celulosa), pektinolytické • Bacteroides, Butyrivibrio, Clostridium, Fibrobacter, • Peptococcus, Prevotella… • Bakterie mléčného kvašení • Výrazně pozitivní skupina: • antagonisté nežádoucích mikroorganismů a procesů • Lactobacillus (homo- i hetero-fermentativní), • L. acidophilus, L. reuteri, L. salivarius, • Enterococcus (homofermentativní) • Bifidobakterie • Bifidobacterium (heterofermentativní, 60% octová, 40% mléčná), dominantní • u kojených mláďat, B. bifidum • Enterobakterie • G- bakterie, původně považovány za hlavní, ve skutečnosti několik %; • Escherichia kdysi chápána jako nejdůležitější rod, • zvláště v kaudální části, od patogéna až mutualista, • rozlišeny antigeny (K – kapsulární, O – somatický, H - flagelární); • syntesa vitaminů x průjmy (smrt) • Dále Klebsiella, Enterobacter • Alochtonní - kontaminující (např. patogenní) – pak i velký počet • přítomny pravidelně (např. kvasinky), ale pak malý počet často <106/g

4. Ekologie mikroorganismů TT • od žaludku (žlaznatého) počet kaudálně roste; • až 1011-1012/g, až 30% chymu • Ústní dutina • Osídlení četné (i 1011/g) • Diversita velká • Mikroflora spíše nežádoucí • Vole • Mikroflora bohatá (108/g) • Hlavně BMK • Konzervace potravy • Žaludek • Mikrobně chudý (často < 106) • Regulace přijatých mikroorganismů • Tenké střevo • Hlavně enzymy hostitele • Počet malý v duodenu dále roste • Tlusté střevo, výkaly • Hlavní místo výskytu u monogastrů • Počet běžně 1011/g • Intenzivní mikrobní metabolismus • Problematické využití produktů

5. Bachor • Populaci tvoří: bakterie, houby, protozoa • Hlavní procesy: fermentace a syntesy • Mikroflora (bakterie) • Bakterie nepostradatelné, jsou schopny nahradit ostatní složky • Počet 1011 až téměř 1012 v 1 ml • Celulolytické (modifikované máselné kvašení • s vysokým podílem kyseliny octové) • Amylolytické • Proteolytické • Mykoflora (anaerobní houby) • Rozklad složitých C-látek (celulosy) • Příklady: Neocallimastix, Piromonas • Mikrofauna (protozoa) • Hlavní fce = syntesa bílkovin (kvalitní živočišné) • Částečně i přeměny glycidů • Popsáno cca 50 druhů, u jedince do 10 • Celkový počet 103-106/ml • Hlavní představitelé: Entodinium, Diplodinium, Epidinium, Ophryoscolex, Isotricha

6. Význam mikroorganismů TT • Přeměny potravy (+, -) • – využití mikrobních enzymů (hlavně hydrolasy) • Syntesa(aminokyselin, bílkovin, vitamínů) (+) • Obranné reakce (+) • Konstitutivní = vrozené, výhodné; vznik během fylogenese, • např. řasinkový epitel, • schopnost syntetizovat globuliny, fagocytosa • stejné u konvenčních a GF • Adaptivní = mikroflóra nezbytná k vyvolání, • např. množství sérových globulinů • u konvenčních vyvinuté dobře proti GF • Extrakorporální= mikroflóra nezbytná k jejich manifestaci, antagonismus autochtonních k alochtonním; • kompetice o živiny a prostor; • competitive exclusion (Nurmi koncept); • využití v probioticích • u GF chybí • Negativní funkce • intestinální autointoxikace • kompetice o živiny • indukce karcinogenese • zhoršení chorob • zubní kazy • bacilonosičství

7. Rozdělení živočichů podle významu MTT (modely): • Kooperační (přežvýkavci) • Mikroflora nepostradatelná = zdroj enzymů • Zabezpečení důležitých funkcí: rozklad potravy, • syntéza aminokyselin a vitaminů • Hlavní místo rozvoje - bachor • Kompetitivní (masožravci) • Složení potravy + mikrobů + živočicha je obdobné – • konkurence o živiny • V žaludku „sterilace“, dále působí hlavně enzymy živočicha • Mikroorganismy až v kaudálních částech – zde i syntézy • Kooperačně-kompetitivní (všežravci) • I zde redukce v žaludku a větší rozvoj v tlustém střevě, které je delší, často výrazné slepé střevo • Přínos mikrobů jen průměrný • Koprofagie (prase, morče, králík, aj.) zlepšuje využití látek z výkalů

8. Možnosti ovlivnění mikroflory TT • Potrava • Při mírných a postupných změnách ovlivnění nevýrazné • „Chemická“ aditiva • Antibiotika (v minulosti velmi frekventovaná – • bacitracin, chlortetracyklin, monensin…), • nyní silně regulována (pouze definovaná, ne jako růstové stimulátory) – ovlivnění metabolismu, regulace patogenů (sub- a terapeutické dávky) • Probiotika • Živý potravní mikrobní doplněk s cílem optimalizovat mikroflóru TT • Význam: - redukce patogenů a nemocí • - omezení karcinogeneze • Prebiotika • Potravní doplněk s komponenty nevyužitelnými makroorganismem • (např. oligosacharidy), které stimulují rozvoj pozitivní mikroflóry • Synbiotika • = kombinace probiotika + prebiotika • „Functional food“ • Potraviny obsahující doplňky zvyšující jejich užitnou hodnotu s malým přímým nutričním významem

9. Patogenní mikroorganismy a imunita • Patogenita • Schopnost vyvolat onemocnění podmíněno 3 vlastnostmi: • invazivita: schopnost překonat obranné bariery • virulence: schopnost žít a rozmnožovat se v organismu hostitele • toxicita: schopnost produkovat exo- nebo endo-toxiny

10. Patogenita- stanovení: • ED 50 = dávka antigenu při níž onemocní (příznaky) 50% populace • LD 50 = dávka antigenu při níž zemře 50% populace • Imunita • – schopnost organismu bránit se průniku a rozmnožování patogena • Imunizace – cílené vyvolání obranných reakcí • Imunita vrozená – podmíněna geneticky (druhová, rasová…) • Imunita získaná = adaptivní (vzniká během života) • aktivní - synthesa imunoglobulinů hostitelem jako reakce • na antigen (očkování, prodělání choroby) • pasivní - přijetí hotových protilátek • (děloha, mlezivo, séra, imunoglobuliny)