6294


PODATNOŚĆ PRZEWODU POKARMOWEGO NA ZASIEDLANIE

- większość mikroorganizmów może kolonizować się na śluzówce jamy ustnej i gardła doprowadzając czasami do powstania choroby

- w przełyku pokrytym wielowarstwowym złuszczającym się nabłonkiem, w żołądku, a u przeżuwaczy

w trawieńcu mam miejsce sekrecja przez gruczoły śluzówki HCl, dodatkowo pokrytych warstwą śluzu kolonizowanie się drobnoustrojów jest ograniczone

- ponownie w jelitach, panują doskonałe warunki do zasiedlania ich przez drobnoustroje. Liczba bakterii wzrasta wraz ze zwiększeniem się dystansu od żołądka. Dość szybko przesuwający się pokarm wymywa je z dwunastnicy i początkowego odcinka jelit cienkich nim zdążą się namnożyć. Dopiero jelito biodrowe i grube zawierają wyższe ich liczby.

Struktura i funkcja jelit

- mimo dużego zróżnicowania anatomicznego i długości układu pokarmowego u różnych gatunków zwierząt, ogólnie jego struktura i funkcja pozostają podobne

- ze względu na strukturę śluzówki można wyróżnić dwa główne odcinki jelit: cienkie i grube, różniące się funkcjonalnie jeżeli chodzi o absorpcje składników odżywczych

- w jelitach cienkich głównej mierze dochodzi do trawienia pokarmu oraz absorpcji składników odżywczych (pojedynczych cukrów, aminokwasów, kwasów tłuszczowych i zasad azotowych), wody

elektrolitów

Jelito cienkie

- powierzchnia śluzówki jest bardzo powiększona w wyniku dużego pofałdowania

- podobnie duża jest powierzchnia kosmków stanowiących podścielisko enterocytów oraz powierzchnia mikrokosmków

Jelito grube

- pofałdowanie śluzówki jest mniejsze

- mikrokosmki są nieobecne

- mikrokosmki występują w mniejszej liczbie

- szczególnie licznie występują komórki kubkowe (produkcja śluzu)

- u carnivora - zasadnicza funkcja to absorpcja wody i elektrolitów

- u trawożernych absorpcja wraz z wodą i elektrolitami substancji syntetyzowanych przez bakterie

- u wszystkich gatunków po 24 - 36 godzinach stała lub półpłynna zawartość prostnicy jest wydalana jako kał

Rozwój mikroflory przewodu pokarmowego

- zwierzęta gospodarskie rodzą się z jałowym przewodem pokarmowym, ale już w trakcie porodu

i bezpośrednio po nim stykają się z mikroflorą matki i otoczenia, która w sposób przejściowy lub stały zasiedla różne nisze u noworodków

- mikroflora przewodu pokarmowego tworzy niezwykle złożony ekosystem

- występujące w nim bakterie należą do około 400 - 500 gatunków, wśród których dominują bakterie ściśle beztlenowe

- liczba bakterii występująca w 1g treści jest różna dla różnych odcinków przewodu pokarmowego.

W żołądku jest około 102-103 CFU/g treści, w jelitach cienkich 103 - 107, w jelitach grubych 109 - 1011

- ekosystem przewodu pokarmowego w różnych jego odcinkach jest skrajnie odmienny. W żwaczu stanowi autonomiczne środowisko, na które składa się bogata flora, zarówno pod względem różnorodności gatunków, jak i dużej liczby mikroorganizmów - około 1010 - 1011bakterii w 1 ml płynu żwaczowego.

Charakterystyka i znaczenie bakterii żwaczowych.

Mikroorganizmy składające się na mikroflorę żwacza adaptowały się do tego środowiska

w zależności od zdolności wykorzystywania jednego lub wielu składników odżywczych. Przewaga ewolucyjna fermentacji żwaczowej polega na tym, że obdarzone nią przeżuwacze mogą trawić celulozę

i hemicelulozę. Co byłoby niemożliwe do wykonania przez ich własne enzymy. Mogą zatem w ten sposób wykorzystywać włóknisty surowiec roślinny, który w niewielkim tylko stopniu może być zjadany przez inne gatunki zwierząt. Stąd zasadniczą grupę mikroorganizmów składających się na mikroflorę żwacza stanowią bakterię trawiące celulozę i inne wielocukry. Współzależność wielu mikroorganizmów składa się na wynik fermentacji. Głównymi produktami fermentacji są kwasy: octowy, propionowy

i masłowy w proporcji 60:20:10. Powstają także substancje znacząco ujawniające się tylko w środowisku żwacza, jak np.: kwasy bursztynowy i mlekowy, etanol i wodór itp. w dalszych przemianach kolejne grupy bakterii wykorzystują różnorodne, powstałe produkty występujące w znacznych, jak i niewielkich ilościach. Niektóre z nich wyspecjalizowały się w wykorzystywaniu substratów występujących w środowisku żwacza w niewielkich lub śladowych ilościach, najczęściej wytwarzanych w wyniku metabolizmu innego gatunku bakterii (tzw. zjawisko krzyżowego odżywiania się).

Ekosystem żwacza jest na ogół stabilny mimo, że sam żwacz nie tworzy środowiska zamkniętego i czasami pojawiają się w nim bakterie nie uważane za typowych przedstawicieli, np. Alysiella filiformis występująca w jamie ustnej u jagniąt. Czy inne, jak np. Acetinobacter sp., Pseudomonas aeruginosa, Microccocus sp., Flavobacterium sp., wiele gronkowców i paciorkowców, pałeczki z grupy coli itp. niewiele wiadomo o rozmieszczeniu mikroorganizmów wewnątrz żwacza. Jest ich więcej w pełnej treści niż w samym płynie żwaczowym. U zwierząt wolno żyjących mikroflora podlega pewnym zmianom

w zależności od sezonowej zmiany w dostępności paszy i aktywność fermentacyjna bakterii żwaczowych rośnie w okresie wiosenno - letnim, gdy świeża pasza zielona jest łatwo dostępna. U zwierząt hodowlanych ich użytkowanie będzie decydowało o jakości i sposobie karmienia, a tym samym

o celowym oddziaływaniu na fermentację żwaczową, pożądaną ze względów produkcyjnych.

Środowisko żwacza spowodowało, że wśród mikroflory doszło do:

- wąskiej specjalizacji w wyniku konkurencji o nieliczne pokarmy i zajmowanie nielicznych nisz

- szerokiej specjalizacji - możliwość wykorzystywania wielu substratów

- maksymalnej wydajności procesów biochemicznych

- bakterie powodujące czystą fermentację na ogół zastępowane są takimi, które powodują liczne indywidualne przemiany różnych substratów

- warunki poszczególnych reakcji różnią się od siebie, stąd jeden rodzaj nie miałby dostatecznej ilości enzymów do przeprowadzenia wszystkich reakcji, z tego powodu mikroflora jest złożoną populacją o wszechstronnej aktywności biochemicznej

zwierzę

E. coli

Cl. perfringens

Enterococcus

Bacteroides

Lactobacillus

Krowa

4,3

2,3

5,3

-

2,4

Owca

6,5

4,3

6,1

-

3,9

Koń

4,1

-

6,8

-

7,0

Świnia

6,6

3,6

6,4

5,7

8,4

Kura

6,6

2,4

7,5

-

8,5

Królik

2,7

-

4,3

8,6

-

Pies

7,5

8,4

7,6

8,7

4,6

Kot

7,6

7,4

8,3

8,9

8,8

Człowiek

6,7

3,2

5,2

9,7

8,8

Mikroflora żołądka prosiąt w zależności od zmiany pH w różnym czasie po urodzeniu

(Smith & Jones)

Log10 liczby żywych bakterii w 1 g kału zwierząt i człowieka

LOG10 liczby hodowanych bakterii z 1g treści żołądka prosiąt

Wiek w godzinach

pH treści

E. coli

Cl. perfringens

Enterococcus sp.

Lactobacillus sp.

3

5,9

-

-

-

-

6

5,1

6,7

6,7

8,5

6,2

20

4,7

4,7

3,0

6,7

7,7

44

3,7

3,7

2,3

3,3

7,4

Rola mikroflory

Endogenna rola mikroflory wpływa na anatomię (długość jelit i długość kosmków jelitowych, fizjologię przewodu pokarmowego, jak również odpowiedź immunologiczną miejscową i ogólną między innymi przez:

- stymulację perystaltyki

- udział w przemianie kwasów żółciowych, produkcję witamin (kwas foliowy, kwas pantotenowy, ryboflawina, biotyna, witamina K)

- tworzy również barierę chroniącą przed kolonizacją enteropatogenów - konkurencja o miejsce adhezji oraz zapobiega rozwojowi licznych zarazków (współzawodnictwo o pokarm, konkurencyjne wykorzystywanie substratów pokarmowych, kształtowanie przez jeden organizm środowiska niekorzystnego dla innych w wyniku produkcji, np. substancji redukujących (obniżających) Eh, H2S, H2O2, amoniaku, enzymów, hemolizyn. Lizostafiny, krótkołańcuchowych kwasów tłuszczowych, alkoholi, kwasów organicznych, bakteriocyn, itp.

Mikroflora żwacza

W ekosystemie żwacza spotykamy wszystkie główne typy morfologiczne bakterii:

- krótkie i długie pałeczki

- ziarniaki i ziarniakopałeczki

- zakrzywione pałeczki

- przecinkowce

- bakterie helikalne.

U zwierząt karmionych głownie sianem dominuje flora gram-ujemna, a u karmionych ziarnem gram-dodatnia. Większość bakterii żwaczowych to ziarniaki i krótkie pałeczki o różnej wielkości, zwykle od 0,4 do 1,0 µm średnicy i 1 - 3 µm długości

Podział głównych gatunków bakterii żwaczowych w zależności od fermentowanych substratów

  1. Bakterie celulolityczne:

  1. Bakterie rozkładające ksylan:

  1. Bakterie rozkładające pektyny:

  1. Bakterie amylolityczne:

  1. Bakterie wykorzystujące cukry:

  1. Bakterie wykorzystujące kwasy:

  1. Bakterie rozkładające tłuszcze:

  1. Bakterie proteolityczne:

  1. Bakterie rozkładające hemicelulozę:

Duże bakterie żwaczowe

OSCILLOSPIRA GUILLERMONDII - w obrazie mikroskopowym widoczne są jako bardzo duże, ruchome komórki podzielone poprzecznie. Mają wymiary 5 x 50 µm, niekiedy obserwowany położone podbiegunowo elementy przypominające spory, jednak nie doprowadzono ich do wykiełkowania. Komórki barwią się gram-ujemnie.

LAMPROMEDIA - są gram ujemnymi ziarniakami. Tworzą charakterystyczne pakiety przypominające układ piłek tenisowych w pakiecie o wymiarach 20µm lub większych. Mikroorganizm ten był stwierdzany w przewodzie pokarmowych niektórych gatunków żółwi i w bytujących żółwi nicieniach jelitowych, którym może służyć za pokarm.

QUINELLA OVIS - jest dużą owalną bakterią o wymiarach 3 x 7 µm, nie poddaje się hodowli. Prawdopodobnie bierze udział w rozkładzie cukrów.

Niekorzystne skutki fermentacji

- nadmierna produkcja metanu

- wzdęcie - lepkie, zewnątrzkomórkowe polisacharydy tworzone przez niektóre bakterie żwaczowe utrudniają usuwanie gazów powstających podczas fermentacji

- rozpad białek

- substancje nieszkodliwe pod wpływem mikroflory mogą stać się toksyczne, np. nadmierne tworzenie amoniaku 0,4 - 0,5 mg/10ml krwi jest toksyczne

- kwasica żwacza, atonia żwacza i kwasica systemowa. Wysoko strawny pokarm (białko, cukry) - ich szybki rozkład - metabolizowane szybciej niż w żwaczu jest buforowany wytworzony kwas

- do zaburzeń równowagi mikroflory żwaczowej są predysponowane zwierzęta hodowlane

w intensywnym systemie produkcji, otrzymujące dużo paszy treściwej.

Mikrobiologia

Wykład 6 18.05.2007

31


Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
6294
6294
6294
6294
6294
6294
6294

więcej podobnych podstron