Kolonizace trávicího traktu bifidobakteriemi

Bc. Tereza Furiková

Master's thesis

Colonization of gastrointestinal tract by bifidobacteria

Abstract:

Tato diplomová práce pojednává o faktorech ovlivňující kolonizaci trávicího traktu mláďat savců. Gastrointestinální trakt je osídlen velkým množstvím bakterií vyskytujících se převážně v tlustém střevě. Toto bakteriální osídlení se nazývá mikrobiota. Složení mikrobioty je pro každého jedince specifické a rozvijí se bezprostředně po narození. Bifidobakterie tvoří dominantní část mikrobioty kojenců a patří tak mezi důležité kolonizátory, které pozitivně ovlivňují zdraví jedince. Způsob porodu a druh výživy jsou zásadními faktory ovlivňující počáteční kolonizaci. Oligosacharidy mateřského mléka podporují růst prospěšných bifidobakterií. Vnější faktory jako stravovací návyky, probiotika, užívání léků, zejména antibiotik, ale i přibývající věk ovlivňují množství bifidobakterií v těle matky, ale i u jiných dospělých jedinců. Nejen bifidobakterie, ale správné mikrobiální osídlení podporuje funkci imunitního systému a plní řadu důležitých funkcí, jako je například syntéza vitaminů, ochranná bariéra proti patogenům a tvorba mastných kyselin s krátkým řetězcem (SCFA). Vzhledem k jejich pozitivnímu působení je snaha o jejich perzistenci. Cílem diplomové práce bylo ověřit, zda může být mléko matky zdrojem bifidobakterií pro kolonizaci trávicího traktu potomka. Na základě testování probiotických vlastností byl pro tento experiment vybrán vhodný kmen Bifidobacterium animalis spp. Animalis, který byl zkoumán u krav. Tyto bifidobakterie byly rifampicin rezistentní mutanti, kteří jsou snadno rozeznatelní při kultivační analýze. Díky nim lze sledovat vše, co bylo touto bakterií kolonizováno. Krávy byly rozděleny na dvě skupiny. Oběma skupinám matek bylo podáváno kysané mléko s kmenem rifampicin rezistentních bifidobakterií po dobu 4 dnů před otelením. První skupině krav bylo tele okamžitě po porodu odebráno a nakrmeno mlezivem jiné krávy, kterým nebyly bifidobakterie podávány. Druhé skupině krav byla telata ponechána po dobu 24 hodin a bylo jim umožněno sát mlezivo přímo od matky. Od matek byly následně odebrány vzorky z tlamy, vagíny, výkalů a mateřského mléka, u telat byly vzorky odebrány pouze z tlamy a výkalů. Kultivační metodou byly dále stanoveny celkové počty anaerobních bakterií, bifidobakterií, laktobacilů, Escherichia coli, koliformních bakterií a rifampicin rezistentních bifidobakterií. Zjištění diplomové práce bylo, že bifidobakterie podávané krávám před otelením se ve větší míře nedostaly do mléka matek. Tudíž mléko nemohlo být významným zdrojem bifidobakterií a neovlivnilo tak mikrobiotu telete. Pravděpodobněji byl zdrojem bifidobakterií u telat trávicí trakt matky než její mléko.

Abstract:

This diploma thesis deals with factors influencing the colonization of the digestive tract of mammalian calves. The gastrointestinal tract is populated by a large number of bacteria occurring mainly in the large intestine. This bacterial colonization is called microbiota. The composition of the microbiota is specific to individuals and develops immediately after birth. Bifidobacteria form the dominant part of the microbiota of infants and are thus among the important colonizers that positively affect the health of the individual. The method of delivery and the type of nutrition are fundamental factors influencing the initial colonization. Breast milk oligosaccharides support the growth of beneficial bifidobacteria. External factors such as eating habits, probiotics, the use of drugs, especially antibiotics, but also increasing age affect the amount of bifidobacteria in the body of the mother, but also other adults. Not only bifidobacteria, but proper microbial colonization support the function of the immune system and perform many important functions, such as vitamin synthesis, protective barrier against pathogens, and the formation of short-chain fatty acids (SCFA). Due to their positive effect, there is an effort for their persistence. The diploma thesis aimed to verify whether the mother's milk can be a source of bifidobacteria for colonization of the digestive tract of the offspring. Based on testing of probiotic properties, a suitable strain of Bifidobacterium animalis spp. animalis was selected for this experiment, which has been studied on cows. These bifidobacteria were rifampicin resistant mutants that are readily recognizable in the culture assay and can be easily monitored. The cows were divided into two groups. Both groups of mothers were given sour milk with a strain of rifampicin resistant bifidobacteria for 4 days before calving. In the first group of cows, the calf was removed immediately after birth and fed the colostrum of another cow to which no bifidobacteria had been administered. The second group of cows was left with calves for 24 hours and allowed to suck colostrum directly from the mother. Samples were then taken from the mother‘s mouth, vagina, feces, and breast milk, in calves samples were taken only from the mouth and feces. The total numbers of anaerobic bacteria, bifidobacteria, lactobacilli, Escherichia coli, coliform bacteria and rifampicin resistant bifidobacteria were further determined by the culture method. The finding of the diploma thesis was that bifidobacteria administered to cows before calving did not get into the milk of mothers to a greater extent. Therefore, milk could not be a significant source of bifidobacteria and thus did not affect the calf microbiota. The mother's digestive tract was more likely to be the source of bifidobacteria in calves than her milk.

Keywords

mléko, kolonizace, střevní mikrobiota, Bifidobakterie, trávicí trakt

Keywords

Bifidobacteria, digestive tract, milk, colonization, intestinal microbiota

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 26. 4. 2021

Thesis defence

• Supervisor: prof. Ing. Eva Vlková, Ph.D.
• Reader: Jitka Peroutková, externi

Czech University of Life Sciences Prague

Faculty of Agrobiology, Food and Natural Resources

Master programme / field:
Nutrition and Foodstuffs / Nutrition and Foodstuffs