E.coli i ochronna rola Lactobacillus casei u

nowonarodzonych królików

Esther van Praag, Ph.D.

Tłumaczenie: Teresa Pyza, lek. wet. Dorota Pilich

Nowonarodzone króliki są unikatami w świecie zwierząt ponieważ ich przewód pokarmowy jest, i pozostaje absolutnie pozbawiony bakterii przez pierwsze 3 tygodnie ich życia. Przyjmowane mleko ma pH 5 – 6,5 co umożliwiłoby bakteriom życie i kolonizację przewodu pokarmowego. W mleku króliczym jest jednak jedna szczególna molekuła (kwas tłuszczowy) która uniemożliwia przetrwanie bakterii w przewodzie pokarmowym młodego króliczka. Ta molekuła jest czasami nazywana „mlecznym olejem” a jego produkcja wymaga dwóch parametrów, mleka matki i żołądka oseska, żeby stać się aktywna i powstrzymać rozwój bakterii.

MediRabbit, after a photograph from Karen Comish

Pijący mleko tygodniowy króliczek

At the age of 10-15 days, newborn rabbits become strong, inquisitive and leave the nest. They start nibbling solid food (hay, fresh vegetables, pellets) as well as the hard feces of the doe. Up to the age of 6 weeks, young rabbits gradually decrease milk intake. As a result:

- The concentration of C8 and C10 fatty acids (milk oil) decreases gradually in the anterior digestive system;

- The pH of the stomach drops from about 5-6 down to 1-2, becoming a barrier for colonizing bacteria and killing ingested bacteria;

- Microorganisms that were ingested previously and survived in the cecum and lower portion of the intestine and rectum will start to multiply. Translocation (spread) of intestinal bacteria from the rectum up to the upper portion of the small intestine (duodenum) becomes possible. When the right bacteria are present, proper digestion and fermentation of solid food becomes possible. This process takes a few days to weeks.

Przewód pokarmowy pozostaje sterylny przez pierwsze 3 tygodnie życia królika. Po przekroczeniu tego wieku młode króliczki stają się silne, ciekawskie, opuszczają gniazdo i podjadają pokarmy które znajdą naturalnie na swojej drodze. Do 6-tego tygodnia życia, młody króliczek będzie stopniowo zmniejszał swoją porcję mleka, stężenie „mlecznego oleju” w żołądku odpowiednio będzie się zmniejszało i pH żołądka z 5-6 spadnie do 1 2. Mikroorganizmy, które są przyjmowane z pokarmem przetrwają pasaż przez żołądek i zaczną rosnąć/kolonizować gwałtownie jelito ślepe oraz inne części jelit. Jeśli obecne są właściwe bakterie, fermentacja w jelicie ślepym może się rozpocząć.

Ta ostatnia faza jest bardzo ważna i coś może pójść nie tak, bo mikroorganizmy które rozwijają się wewnątrz przewodu pokarmowego zależą od typu diety, siana, stresu, itd., więc łatwo może się przydarzyć, że patologiczne bakterie skolonizują sterylny przewód pokarmowy. To prowadzi do ciężkiej biegunki i (śmiertelnych) kłopotów jelitowych.

Dlatego jest ważne żeby króliki pozostawały z matką do osiągnięcia wieku 8 tygodni i nie odłączanie ich wcześniej w wieku 6 tygodni lub nawet młodszych. Z chwilą kiedy całkowita flora bakteryjna skolonizuje przewód pokarmowy pomoże to zapobiec rozwojowi bakterii chorobotwórczych. Przypuszcza się, że pokarm sfermentowany przez Lactobacillus będzie pomagać utrzymywać równowagę pomiędzy Lactobacilli sp. a pozostałą florą bakteryjną przewodu pokarmowego u zwierząt które mają te bakterie naturalnie.

Osierocone królicze maleństwa karmione zastępczym źródłem mleka nie wytwarzają tego „mlecznego oleju” i często wykazują zwiększoną podatność na zakażenia. Jedną z bakterii powodujących śmiertelne zapalenie jelit jest Escherichia coli. W ostatniej publikacji (2001, patrz poz. 3 bibliografii) rozważa się ochronną rolę Lactobacillus casei, bakterii którą można znaleźć między innymi w preparatach probiotycznych takich jak Probiocin, Benebac lub Probios, (w Polsce jest to np. Lakcid) przed wytwarzającym toksyny (Shiga) szczepem E. coli.

Wykazano, że ten szczególny szczep jest odpowiedzialny za powodowanie krwotocznego zapalenia okrężnicy (zapalenie okrężnicy, z towarzyszącymi silnymi krwawieniami), zespołu hemolityczno-mocznicowego (gorączka, ostra niewydolność nerek, rozpad krwinek czerwonych i niski poziom płytek) oraz komplikacji w centralnym układzie nerwowym. Uszkodzenie śluzówki w przewodzie pokarmowym jest bardzo ciężkie, chociaż nierówne i jest współzależne od liczby zaobserwowanych patogenicznych bakterii oraz koncentracji toksyn: bardziej wyraźne w jelicie ślepym i okrężnicy, mniej w jelicie cienkim.

Badania wykazały, że u większości zakażonych królików szybko wystąpiła biegunka. U nowonarodzonych królików którym podawano L. casei również wystąpiła biegunka, ale objawy były mniej nasilone (16% ostrej biegunki w porównaniu z 77.3% w grupie kontrolnej). Wzrost bakterii nie wykazał różnic w obu grupach do 4 dnia po zakażeniu; 7 dnia liczba żywych bakterii była 100- krotnie niższa w grupie której podawano L. casei. To samo zaobserwowano jeśli chodzi o stężenie toksyn: pozostało stabilne po 4 dniu u królików którym podawano L. casei.

Histopatologiczne badanie jelita ślepego, pozostałych jelit i okrężnicy wykazało, że badana grupa miała poważne uszkodzenia:

jelito cienkie: - martwica

- wakuolizacja komórek nabłonkowych.

jelito ślepe: - złuszczenie komórek nabłonkowych

- infiltracja pseudoeozynofili (typ komórki białej krwinki)

- aktywność mitotyczna komórek.

okrężnica: - złuszczenie komórek nabłonkowych, martwica.

Żadna z powyższych zmian patologicznych nie została zaobserwowana u królików którym podawano L. casei.

Odczyn pH żołądka i jelit jest wysoki u nowonarodzonych królików, odpowiednio 5.1 i 6.5, i żadne różnice nie zostały zaobserwowane pomiędzy obydwoma grupami. (Te wysokie wartości prawdopodobnie pomogły bakteriom L. casei przetrwać przejście przez żołądek i umożliwiły skolonizowanie okrężnicy, jelita ślepego i jelita grubego u młodych królików.) Stężenie kwasu mlekowego było lekko wyższe u królików, którym podawano L. casei w porównaniu z grupą kontrolną.

Interesująco, lotne kwasy tłuszczowe, takie jak kwas mlekowy, są znane z ich silnych właściwości bakteriobójczych i często są dodawane do pokarmu lub wody odstawianych od matki młodych zwierząt, żeby zredukować rozwój bakterii chorobotwórczych.

Co więcej, kwas mlekowy działa na błony komórkowe, wpływając na szybkość wymiany jonów H+ i Na+, aktywność ATP-azy znajdującej się w błonie komórkowej oraz skład kwasów tłuszczowych błony. To prowadzi do zakwaszenia cytoplazmy. W przypadku tego konkretnego szczepu E. coli wykazano, że do zahamowania jego rozwoju potrzebne jest stężenie 3,2 mM kwasu mlekowego, podczas gdy in vivo znaleziono mniej niż 1mM.

Obecność kwasu mlekowego zatem może nie wyjaśniać różnic zaobserwowanych pomiędzy grupą kontrolną i grupą której podawano L. casei.

Wiadomo również, że Lactobacilli i Bifidobacilli zwiększają wydzielanie IgA (immunoglobuliny A, czyli przeciwciała które dezaktywują działania ciał obcych). Zaobserwowano to również u nowonarodzonych królików. Wyższe poziomy toksyn obecne w danym organie (np. okrężnicy) są współzależne z wyższym poziomem obecności śluzówkowego IgA.

To badanie wykazuje, że zapobiegawcze podawanie L. casei nowonarodzonym królikom chroni je od zapalenia jelit spowodowanego E. coli przez poprawienie wydzielania specyficznego IgA. Ochrona przez jego (L. casei) produkcję kwasu mlekowego jest wątpliwa w tym przypadku, ponieważ do działania bakteriobójczego in vitro potrzebne było 3 razy wyższe stężenie.

About one week old	A few weeks old
Feeding her kits	Family portrait
Linda Baley Rescued doe with her “accidental” offspring

Podziękowania

Podziękowania dla Karen Comish (Izrael) za zgodę na użycie jej zdjęcia króliczki Pepe karmiącej swoje niedawno narodzone maleństwo.

Dalsze informacje

Anderson LC, Rush HG, Glorioso JC. Strain differences in the susceptibility and resistance of Pasteurella multocida to phagocytosis and killing by rabbit polymorphonuclear neutrophils. Am J Vet Res. 1984; 45(6):1193-8.

Dinsmore JE, Jackson RJ, Smith SD. The protective role of gastric acidity in neonatal bacterial translocation. J Pediatr Surg. 1997;32(7):1014-6.

Glass RL, Troolin HA, Jenness R. Comparative biochemical studies of milks. IV. Constituent fatty acids of milk fats. Comp Biochem Physiol. 1967; 22(2):415-25.

Harcourt-Brown F. Textbook of Rabbit Medicine. Butterworth Heinemann, Oxford, 2002, p 55-56.

Ogawa M, Shimizu K, Nomoto K, Takahashi M, Watanuki M, Tanaka R, Tanaka T, Hamabata T, Yamasaki S, Takeda Y. Protective effect of Lactobacillus casei strain Shirota on Shiga toxin-producing Escherichia coli O157:H7 infection in infant rabbits. Infect Immun. 2001; 69(2):1101-8.

Schley P. Rabbit milk - composition and withdrawal of samples, Berl Munch Tierarztl Wochenschr. 1975; 88(9):171-3.

Van Camp JM, Drongowski R, Gorman R, Altabba M, Hirschl RB, Coran AG. Colonization of intestinal bacteria in the normal neonate: comparison between mouth and rectal swabs and small and large bowel specimens. J Pediatr Surg. 1994;29(10):1348-51.

e-mail: info@medirabbit.com