Flora umană - rozătoare asociate - datele susțin ipotezele
Peter Silley
1 MB Consult Limited, Lymington SO41 3TQ, Marea Britanie.
2 Departamentul de Științe Biomedice, Universitatea din Bradford, Bradford, Marea Britanie.
rezumat
Introducere
Al doilea exemplu se referă la rolul bifidobacteriilor; acestea sunt considerate a fi o populație bacteriană semnificativă în tractul gastrointestinal uman și joacă un rol esențial în sănătate prin menținerea unei microbiote intestinale bine echilibrate (Reuter, 2001; Vaughan și colab., 2005). Delgado și colab. (2008) au descris efectele benefice atribuite bifidobacteriilor pentru a include stabilirea unei microbiote sănătoase la sugari, prevenirea și tratamentul diareei, ameliorarea constipației și simptomele intoleranței la lactoză, îmbunătățirea funcțiilor imune, reducerea colesterolului și suprimarea tumorigeneză, printre altele (Ouwehand și colab., 2002; Leahy și colab., 2005). Acest gen are cu siguranță o relevanță comercială, deoarece multe dintre componentele microbiene ale probioticelor comerciale aparțin grupului bifidobacterian (Yeung și colab., 2002; Fasoli și colab., 2003). Datele examinate sugerează că acest grup important de organisme nu este întotdeauna implantat în modelul de rozătoare HFA.
Baza pentru modelul HFA
Silvi și colegii (1999) într-un studiu care investighează modificarea florei intestinale prin amidon rezistent au afirmat că,
Studiul a fost realizat la șobolani asociați cu flora umană, care oferă o relevanță mai mare pentru om decât utilizarea șobolanilor cu flora convențională. Flora umană - șobolani asociați, obținuți prin colonizarea șobolanilor fără germeni cu bacterii fecale umane, dezvoltă și mențin o floră cu caracteristici bacteriologice și metabolice similare cu cea a microflorei colonice umane mature.
Autorii au citat lucrările lui Mallett și colegii (1987), Hirayama și colegii (1995) și Rumney și Rowland (1992) ca sprijin pentru această afirmație de anvergură și una care a fost folosită de multe ori ca justificare pentru modelul HFA. Este necesar să examinați îndeaproape aceste referințe sursă în detaliu.
Mallett și colegii (1987) au comparat activitățile enzimei gastro-intestinale (β-glucozidază, β-glucuronidază, nitrat reductază și nitroreductază) la șobolani și fecale umane convenționale și HFA. Ei au concluzionat că șobolanii convenționali și HFA au prezentat activități enzimatice comparabile, care au fost similare cu cele găsite în fecalele umane, cu excepția nitratului reductază, care a prezentat activitate neglijabilă la șobolanii convenționali. Flora convențională de șobolan a răspuns, totuși, diferit la șobolanii HFA și la fecalele umane atunci când dieta a fost suplimentată cu pectină, în care a fost stimulată activitatea nitrat reductazei. Dovezile pentru similitudinea florei dintre modelul de rozătoare HFA și om s-au bazat, așadar, nu pe date bacteriologice directe, ci pe similitudinea activităților enzimatice a trei din cele patru enzime testate.
Autorii afirmă că motivele diferențelor dintre flora donatoare și flora stabilită nu sunt clare. Indiferent de fecalele umane inoculate, numărul Bacteroides spp., Clostridium spp., Coci anaerobi și Streptococcus spp. la toți șoarecii HFA au fost mai mari decât cei din inoculă. Hirayama și colegii (1995) sugerează că echilibrul bacterian din intestinul șoarecilor HFA ar putea fi controlat de condițiile fiziologice ale intestinului șoarecelui, mai degrabă decât de echilibrul microbilor din fecalele umane. Acest lucru va reduce, după cum se subliniază, variabilitatea compoziției bacteriene în rândul grupurilor de șoareci HFA în comparație cu ceea ce se întâmplă în probele de fecale umane.
Activitățile β-glucozidazei și β-glucuronidazei șoarecilor HFA au fost similare cu cele de la om, dar activitățile nitrat reductazei și nitroreductazei la șoarecii HFA au fost diferite de cele de la șoarecii omului și de la șoarecii convenționali. În plus, concentrațiile de produse putrefactive în fecalele șoarecilor HFA au fost în mare măsură diferite de cele din fecalele umane, dar similare cu cele găsite la șoarecii convenționali. Compoziția SCFA fecale la șoarecii HFA a fost mai asemănătoare cu cea la om decât la șoarecii convenționali, dar concentrațiile de acid au fost semnificativ mai mici decât cele găsite la om. Metabolismul bacterian din intestinul șoarecilor HFA a reflectat astfel cel al fecalelor umane în ceea ce privește unele activități metabolice, dar nu altele. Autorii sugerează două ipoteze prin care să explice rezultatele:
speciile bacteriene dominante din fiecare grup bacterian la șoarecii HFA s-ar putea schimba față de cele prezente în fecalele umane inoculate; și
metabolismul bacterian se poate schimba din cauza modificării mediului intestinal.
S-a făcut un comentariu suplimentar că variațiile de compoziție și activitățile metabolice ale microbiotei fecale printre grupurile de șoareci HFA nu au fost deosebit de evidente și poate mai important, variațiile individuale dintre fecalele umane inoculate nu au fost reflectate în grupurile de șoareci HFA și că unele dintre caracteristicile fiecare fecal donator uman nu a fost reflectat cu greu la șoarecii HFA.
În timp ce această lucrare este citată pe scară largă ca justificare pentru utilizarea rozătoarelor HFA ca modele pentru studiul florei tractului gastro-intestinal la om, nu pare să fi existat nici un control atent al datelor și nici măcar propoziția finală de avertizare în abstract:
Aceste descoperiri indică faptul că șoarecii HFA oferă un instrument stabil și valoros pentru studierea ecosistemului și a metabolismului microbiotei fecale umane, dar au câteva limitări ca model.
Referința finală de susținere menționată mai sus provine dintr-o revizuire efectuată de Rumney și Rowland (1992). În cadrul revizuirii au citat lucrările lui Hazenberg și colegii (1981), care printr-un studiu detaliat de bacteriologie au arătat că compoziția bacteriană brută a șoarecelui HFA a fost similară cu cea de la om și distinctă de cea a unui șoarece convențional. Acești lucrători au demonstrat în continuare că cecul șoarecelui HFA a fost mult redus ca dimensiune la un nivel care era echivalent pe baza greutății corporale cu cel al omului. Diferențele dintre flora șoarecelui HFA și cea a șoarecelui convențional au fost ușor demonstrate prin faptul că au raportat o înlocuire a florei umane cu flora murină în decurs de 2 săptămâni dacă șoarecii nu au fost reținuți în izolatorii lor respectivi. Acesta este un punct destul de important prin faptul că sugerează că flora umană nu este cu adevărat stabilizată la șoareci și că ar putea fi mai ușor perturbată de expunerea la antibiotice decât ar fi cazul tractului gastro-intestinal uman.
Ducluzeau și colegii (1984) au confirmat munca lui Hazenberg și a colegilor (1981) și, potrivit lui Rumney și Rowland (1992), acest lucru a fost confirmat și de Pecquet și colegii (1986). O lectură atentă a studiului Pecquet și colegii (1986) arată totuși că, deși au arătat similitudine în floră între șoareci HFA și voluntari umani, acest lucru a fost doar în ceea ce privește Enterobacteriaceae și anaerobi total, nu au fost testate alte grupuri și nu a existat nicio comparație cu flora de la animalele convenționale. O altă eroare în revizuirea Rumney și Rowland (1992) apare în citarea articolului anterior discutat de Mallett și colegii (1987). Revista se încheie din lucrarea lui Mallett și colegii (1987):
Când animalele HFA au fost comparate cu omologii lor convenționali din floră, toate cele patru enzime microbiene studiate au prezentat diferențe semnificative în activitate.
Examinarea lucrării Mallett și colegilor (1987), așa cum a fost descris anterior, arată că acest lucru nu este cazul. Revizuirea Rumney și Rowland (1992) a prezentat, de asemenea, câteva date nepublicate anterior care arată că metabolismul 2 - amino - 3 - metil - 3H - imidazo [4,5 - f] chinolină a avut loc mai repede în suspensiile bacteriene izolate din fecalele șobolanului și șoarecului decât de la fecale umane, însă viteza de reacție de la fecalele de șobolan HFA a fost similară cu cea de la fecale umane. Ward și colegii (1990), într-un studiu similar, au investigat efectul diferitelor tipuri de grăsimi dietetice asupra formării de N-nitro-soprolină la șobolanii fără germeni, convenționali și HFA. Rezultatele la șobolanii HFA și la oameni au fost similare și au fost contrastate cu cele de la șobolanii convenționali.