Distální části trávicího traktu teplokrevných živočichů jsou osídleny asi tisícovkou různých bakteriálních druhů. Toto prostředí je charakterizováno konstantní teplotou, kontinuálním přísunem živin a anaerobní atmosférou. Pokud u všežravých druhů zanedbáme drobné rozdíly v potravě, tak je prostředí v trávicím traktu kuřat, prasat a lidí skutečně podobné. Tomu odpovídají i základní principy osídlení střevní mikroflórou.
Trávicí trakt kuřat, prasat i lidí je osídlen baktériemi z kmenů Bacteroidetes a Firmicutes, z nichž každý tvoří necelou polovinu z celkové mikroflóry. Dominantní kmeny jsou pak doplňování zástupci dvou minoritních kmenů, a to Proteobacteria a Actinobacteria. Až do úrovně čeledí jsou rozdíly ve složení mikroflóry velmi malé. Teprve na úrovni rodů a zejména druhů dochází k odlišení, přičemž v rámci jednoho rodu lze identifikovat druhy specificky adaptované na člověka, prase nebo kuře. Nicméně odlišnost na úrovni druhů není vyjádřena pro všechny rody ve stejném rozsahu. U některých skupin baktérií trávicího traktu jsou odlišné druhy adaptovány na odlišné hostitele a u jiných skupin se stejné druhy vyskytují u kuřat, prasat i lidí.
Mezi baktérie s minimální hostitelskou adaptací patří např. E. coli, laktobacily nebo sporulující nepatogenní klostridie (zejména zástupci čeledí Lachnospiraceae a Ruminococcaceae). Naopak mezi hostitelsky adaptované druhy patří např. zástupci rodů Bacteroides, Prevotella, Megasphaera, Phascolarctobacterim nebo Faecalibacterium. U rodu Phascolarctobacterium např. existují tři různé druhy adaptované na kuře, prase a člověka. Člověka kolonizuje Faecalibacterium prausnitzii zatímco u drůbeže zachytáváme zatím blíže neurčený druh Faecalibacterium, který je při porovnání nukleotidových sekvencí chromozomální DNA F. prausnitzii podobný asi z 96 %. Megasphaera elsdenii je typická pro prasata, zatímco Megasphaera stantonii je charakteristická pro drůbež.
S čím hostitelská adaptace souvisí?
Mezi baktérie bez hostitelské adaptace patří obvykle baktérie trávicího traktu, které umí přežívat ve vnějším prostředí. Naopak striktně anaerobní baktérie, u kterých se nevyvinul žádný mechanismus, jak přežívat ve vnějším aerobním prostředí, jsou často adaptovány na svého hostitele. Dlouhodobé přežívání v prostředí fakultativně anaerobních baktérií nebo baktérií tvořících spóry jim umožňuje opakovanou kolonizaci různých druhů hostitelů i šíření na velké vzdálenosti. Naopak u bakteriálních druhů, které v aerobním prostředí přežívají maximálně 24 hodin, je šíření na velké vzdálenosti nepravděpodobné a přenášejí se zejména kontaktem. Proto je pro ně hostitelská adaptace charakteristická.
Má to nějaké další dopady?
Ano, má. Protože se dá předpokládat, že trávenina v lumen distálních částech trávicího traktu má velmi podobné složení u kuřat, lidí i prasat, druhy bez hostitelské adaptace budou častěji kolonizovat právě lumen střeva. Naopak pokud se mezi různými hostiteli vyskytují rozdíly, tak to bude na sliznici s přítomností různých molekul původem od hostitele. Proto lze hostitelsky adaptované druhy očekávat spíše na sliznicích. Na sliznici či v kontaktu se střevním epitelem by se tak měly vyskytovat různé druhy rodu Bacteroides nebo Phascolarctobacterium, zatímco v lumen je možné očekávat laktobacily nebo ruminokoky.
Hostitelsky adaptované druhy obvykle kolonizují trávicí trakt i po jednorázové aplikaci. U těchto baktérií se totiž vyvinuly adaptace, jak při první možné příležitosti trvale osídlit – protože se taková příležitost nemusí již opakovat. Naopak bakteriální izoláty bez hostitelské adaptace obvykle po jednorázové aplikaci trávicí trakt neosídlí. Z jejich evoluce jsou „navyklé“ na trvalý přísun do trávicího traktu. Protože jsou opakovaně dodávány z prostřední, trvalá kolonizace pro ně není nezbytná.
Lze osídlit různé hostitele neadaptovanou mikroflórou?
Ano, dočasně je něco takového možné. V dílčím experimentu jsme jednodenní kuřata osídlili extraktem z trusu prasat. Po týdnu jsme u kuřat stanovili skladbu mikroflóry a zachytili jsme v ní Megasphaera elsdenii a další druhy „prasečího“ původu. Kuřata v komerční produkci jsou v prvních dnech života běžně osídlena druhy rodu Bacteroides, které jsou typické pro člověka. U brojlerů zůstávají druhy adaptované na člověka součástí střevní mikroflóry po celou dobu výkrmu. U nosnic nebo reprodukčních chovů však vymizí obvykle během druhého měsíce života, kdy jsou nahrazeny druhy adaptovanými na kura domácího.
Má to ještě nějaký dopad?
Rezistence k antibiotikům u baktérií představuje závažný problém. U baktérií bez hostitelské adaptace se dá očekávat záchyt identických genů pro rezistence k antibiotikům mezi izoláty od kuřat, prasat i lidí. U baktérií bez hostitelské adaptace lze očekávat i větší portfolio genů pro rezistence k antibiotikům, protože k jejich selekci a následnému šíření synergicky přispívá používání antibiotik jak v humánní, tak veterinární medicíně. Naopak výskyt stejných genů pro rezistence k antibiotikům mezi bakteriálními druhy s hostitelskou adaptací bude o něco méně častější, protože přenos určitého typu (genu) rezistence z baktérií kolonizující kuřata do populace baktérií kolonizujících člověka nebo prase je méně pravděpodobný.
Článek byl uveřejněn za podpory Ministerstva zemědělství při České technologické platformě pro zemědělství.
Doc. RNDr. Ivan Rychlík Ph.D.
Výzkumný ústav veterinárního lékařství, v. v. i.
Brno
Kontakt: rychlik@vri.cz
Zdroj: Náš chov 11/2021.
