Chapter 25: Normal microbiota and non specific host resistance

Esitys aiheesta: "Chapter 25: Normal microbiota and non specific host resistance"— Esityksen transkriptio:

1 Chapter 25: Normal microbiota and non specific host resistance

2 Ihmisten mikrobisto (mikrofloora)
Yhdessä ihmisessä on: 1014 bakteeria ja 1013 eukarioottista solua Paksusuolessa on 1-1½ kg mikrobeja

3

4 Ihmisten mikrobisto (mikrofloora)
Yhdessä ihmisessä on: 1014 bakteeria ja 1013 eukarioottista solua Paksusuolessa on 1-1½ kg mikrobeja Mikrobiston aineenvaihdunta  Maksan aineenvaihdunta

5

6 Ihmisten mikrobisto (mikrofloora)
Suolistossa on arviolta >400 erilaista bakteerilajia Noin 10 sukua ovat 95-99% koko bakteeri-määrästä Monella on epävarma funktio, osa on vahingollisia osa voi olla hyödyllisiä

7 Suolistomikrobiston terveysvaikutukset
   Bifidobacterium Bacteroides Pseudomonas Lactobacillus Peptostreptococcus Staphylococcus Enterococcus Fusobacterium Vibrio Clostridium Escherichia coli Hiivat Toksiinituotanto Karsinogeenituotanto ” mädäntyminen” ………………... Orgaanisten happojen muodostuminen Estävät patogeenien kiinnittymistä ja kasvua Säätelevät immuunivastetta ………………...

8 ruokatorvi ei limakalvoa nopea virtaus Mahalauku limakalvoa matala pH proteaasit vaihtelevat tyhjentymisajat Duodenum (Pojukaissuoli) limakalvoa sappi haimaneste pH nousee nopea virtaus Jejunum (Ohutsuoli) limakalvoa nopea virtaus neutraali pH Paksusuoli limakalvoa neutraali/ lievästi hapan pH hidas virtaus back mixing anaeroobinen Ileum (Ohutsuoli) limakalvoa neutraali pH virtaus hidasta matala pO2

9

10 Vertikaalinen mikrobiston jakautuminen
Lumen vanhat enterocytit Mukus Limakavo O2 Villi defensiinit lysotsymi Crypts

11 Kiinnittyneitä mikrobeja

12 Adheesio ja kolonisaatio

13 Suolistomikrobisto on osallisena:
Ripuli Ärtyneen paksusuolen syndroma Tulehduksellinen suolisairaus Paksusuolisyöpä Paksusuolentulehdus Allergia Nivelreuma ……….

14 Ripuli, koleratoksiini
Lumen Na+ H2O Cl- sytoplasma

15 Häiritse suolisto-mikrobisto
Antibiootti ripuli sairaus Antibiootti-hoito Antibiootti-ripuli Häiritse suolisto-mikrobisto Clostridium difficile ylikasvu Toksiini

16 Paksusuolisyöpä prokarsinogeenit  karsinogeenit Bakteerientsyymejä
b-galaktosidaasi b-glukuronidaasi nitroreduktaasi atsoreduktaasi ureaasi bile salt hydrolase (sappihydrolaasi) Voihappo  epiteelisolujen erikoistuminen, apoptoosi (ohjelmoitu solukuolema)

17 Allergia Hygienia hypoteesi vähän mikrobeja ympäristössä
pienet perheet vähän fekaali-oraali tauteja virukset bakteerit madot rokotus  vähän muita taudeja

18 Mikrobisto allergiset lapset
Enemmän Clostridium Vähemmän bifidobakteereja Vääriä bifidobakteereja?

19 Kolonisaatioresistenssi
Mikrobisto suojaa meiltä patogeeneilta Kilpailu ravintoaineista Kilpailu tilasta Antimikrobiset aineet valmistus orgaaniset hapot, etikka-, maito-, voi-, propionihappo H2O2, diasetyyli, …... bakteriosiineja Lisää immunivastetta

20 H2O2 muodostuminen Lactobacilleja vaginassa
spermisiidi (nonoxenol-9) seksuaalinen aktiivisuus - - Lactobacillus H2O2 Hormonit estrogeeni - Candida Enterococcus Escherichia coli Proteus Virtsa infektio

21 Bakteeriosiineja Antimikrobiset proteiinit Bakteerista
Tavallisesti aktiivinen vain samalle lajille/suvulle Esim. nisiini (Lactococcus lactis) E234

22 Nisiini Tioeeterit: -C-S-C-

23 Gnotobiootiset eläimet

24 Gnotobiootiset eläimet
109 Salmonella enteritidis tappaa tavallisen marsun 10 Salmonella enteritidis tappaa gnotobiootisen marsun Immunivaste  vastasyntynyt eläin

25 Analysis of the intestinal microbiota
Culture based methods Selektiiviset maljat/agarit Molecular biological methods Kvantitatiivinen PCR Fluorescent in situ hybridisation DGGE/TGGE

26 Suoliston kolonisaatio, lapset
Benno & Mitsuoka, 1986

27 Denaturing Gradient Gel Electrophoresis
PCR derived rDNA amplicons + GC-clamp Bacterium A Bacterium B Bacterium C Bacterium D C A B D Denaturing gel Increasing denaturing gradient Non-denaturing gel ABCD

28 Suoliston kolonisaatio (DGGE)
G +C määrä

29 Bifidobakteerien kolonisaatio
Bifidobakteerejamäärä Birth Weaning Adulthood Old age

30

31 Fluorescent in situ hybridisation

32 Mikrobiston koostumuksen vaihtaminen ja/tai aktiivisuuden
Probiooteja (pelastajabakteereja) ”Elävää mikrobivalmistetta, joka riittävässä määrin annosteltuna edistää ihmisen tai eläimen terveyttä” Prebiooteja ”ruoan sulamattomia komponentteja, jotka edistävät suoliston edullisten bakteerien kasvua”

33 Probiootteja Laktoosi-intoleranssi (ei probiootteja vaan jogurtti)
Rotavirus ripuli (-1 päivä) Antibioottiripuli, vähentää riskiä, hoito Allergia, vähentää riskiä, hoito Säätelevät immuunivastetta  ja sitten? Muuttaa bakteerientsyymi aktivisuus  ja sitten? L. rhamnosus GG L. reuteri B. lactis Bb12 ? + ? + ?

34 Prebiootteja Bifidobacterium määrä nouse  ja sitten?
Vähentää ummetusongelmia enemmän bakteereja ja kosteus Paranta Ca2+ imytyminen Alentaa pH paksusuolessa, Ca2+ liukenee paremmin Muutta bakteerien entsyymiaktiivisuutta  ja siten?

35 Ca2+ imytyminen mikrobisto prebiootti orgaaniset hapot pH 
liukunut Ca2+  pH  H+  Ca2+ imytyminen  protonikäyttövoima 

36 Prebiootteja Inuliini (frukto-oligosakkarideja)  rasvakorvike
Galakto-oligosakkarideja  äidinmaitovastike Resistensitärkkelys Xylo-oligosakkarideja Laktuloosi  laksatiivi Laktitoli, ksylitoli

37 Prebiootteja ja paksusuolisyöpä
Clostridium  Bifidobacterium 

38 Puolustusmekanismit

39 Puolustusmekanismit (entsyymit)
Lysotsyymi Peroksidaasi  H2O2 Proteaasit Haimaneste Proteaasi

40 Puolustusmekanismit (muut)
Normaali mikrobisto Mukus Matala pH Sappi ’saippua’ detergentti Rasvahappoja  rikovat membraaneja Defensiinit (cryptdins)  antimikrobiset proteiinit Virtaus (peristalsis)  huuhtoo mikrobeja pois Laktoferriini  sitoutuuFe2+ Kuljetus

41 Mukus Goblet solu Musiini proteiini oligosakkarideja)

42 Puolustusmekanismit (muut)
Normaali mikrobisto Mukus Matala pH Sappi ’saippua’ detergentti Rasvahappoja  rikovat membraaneja Defensiinit (cryptdins)  antimikrobiset proteiinit Virtaus (peristalsis)  huuhtoo mikrobeja pois Laktoferriini  sitoutuu Fe2+ Kuljetus

43 Mucociliary blanket (kuljetus) henkitorvessa

44 AVAINSANAT Paksusuolisyöpä Mikrobisto Allergia Kolonisaatioresistenssi
Gnotobiootiset eläimet Koloniasaatio Probioottit Prebioottit Puolustusmekanismit Mikrobisto mahassa, ohutsuolessa, paksusuolessa, ihossa, suussa, vaginassa, nenässä, korvassa,.. Limakalvo mukus, villus, crypts Adheesio, kolonisaatio Ripuli koleratoksiini antibiootti