Sử dụng lợn như một mô hình tiềm năng cho nghiên cứu về việc điều biến chế độ ăn uống đối với microbiota ruột ở người
Tóm tắt
Hệ sinh thái vi sinh vật trong ruột người đóng vai trò quan trọng trong việc duy trì sức khỏe. Một loạt các bệnh, bao gồm tiêu chảy, rối loạn viêm đường tiêu hóa, chẳng hạn như viêm ruột hoại tử (NEC) ở trẻ sơ sinh, và béo phì đều liên quan đến thành phần vi sinh vật và hoạt động chuyển hóa. Do đó, nghiên cứu về các chiến lược chế độ ăn có thể ảnh hưởng đến thành phần và hoạt động của vi sinh vật, cả phòng ngừa và điều trị, đang được thực hiện. Sự quan tâm đã tập trung vào prebiotic và probiotic, những tác nhân kích thích sản xuất các chuyển hóa vi khuẩn có lợi trong ruột như butyrate, và có tác động tích cực đến thành phần vi sinh vật. Tính phù hợp của mô hình động vật để nghiên cứu các bệnh liên quan đến chế độ ăn uống là một mối quan tâm lớn. Sự tương đồng sinh lý giữa con người và lợn về các quá trình tiêu hóa và chuyển hóa liên quan đặt lợn ở vị trí ưu việt hơn các mô hình động vật không phải linh trưởng khác. Hơn nữa, lợn là một loài động vật ăn tạp có kích thước tương đương với con người với nhu cầu dinh dưỡng tương tự, và cho thấy sự tương đồng với hệ sinh thái vi sinh vật ruột ở người. Bên cạnh đó, lợn đã được sử dụng như một mô hình để đánh giá các tương tác giữa microbiota và sức khỏe, vì lợn xuất hiện các hội chứng tương tự như con người, chẳng hạn như NEC và một phần tiêu chảy sau cai sữa. Ngược lại, khi sử dụng mô hình gặm nhấm để nghiên cứu các tương tác giữa chế độ ăn uống – microbiota – sức khỏe, cần phải xem xét sự khác biệt giữa gặm nhấm và con người. Ví dụ, các nghiên cứu với chuột và các đối tượng con người để đánh giá các mối quan hệ có thể giữa thành phần và hoạt động chuyển hóa của microbiota đường ruột và sự phát triển của béo phì đã cho thấy sự không đồng nhất trong kết quả giữa các nghiên cứu. Bài tổng quan này trình bày những sự tương đồng và khác biệt trong hệ sinh thái vi sinh vật ruột giữa con người và lợn, xem xét lợn như một mô hình động vật tiềm năng, liên quan đến các tác động sức khỏe có thể xảy ra.
Từ khóa
Tài liệu tham khảo
World Health Organization (2012) Obesity and overweight: key facts http://www.who.int/mediacentre/factsheets/fs311/en/index.html (accessed accessed January 2013).
Hoy, 2000, Duodenal microflora in very-low-birth-weight neonates and relation to necrotizing enterocolitis, J Clin Microbiol, 38, 4539, 10.1128/JCM.38.12.4539-4547.2000
Cermak, 1998, Dietary flavonol quercetin induces chloride secretion in rat colon, Am J Physiol, 275, G1166
Brown, 1990, Neurohormonal regulation of ion transport in the porcine distal jejunum. Actions of somatostatin-14 and its natural and synthetic homologs, J Pharmacol Exp Ther, 252, 126
Gaastra, 1982, Host-specific fimbrial adhesions of noninvasive enterotoxigenic Escherichia coli strains, Microbiol Rev, 46, 129, 10.1128/MMBR.46.2.129-161.1982
Fujiwara, 1997, Proteinaceous factor(s) in culture supernatant fluids of bifidobacteria which prevents the binding of enterotoxigenic Escherichia coli to gangliotetraosylceramide, Appl Environ Microbiol, 63, 506, 10.1128/AEM.63.2.506-512.1997
Pieper, 2006, The intestinal microflora of piglets around weaning with emphasis on lactobacilli, Arch Zootech, 9, 28
West, 1979, Influence of methods of collection and storage on the bacteriology of human milk, J Appl Microbiol, 46, 269
Newburg, 1999, Human milk glycoconjugates that inhibit pathogens, Curr Med Chem, 6, 117, 10.2174/0929867306666220207212739
Hopwood, 2003, Weaning the Pig: Concepts and Consequences, 199
Jensen, 2001, Gut Environment of Pigs, 181
Moore, 1987, Effect of high-fiber and high-oil diets on the fecal flora of swine, Appl Environ Microbiol, 53, 1638, 10.1128/AEM.53.7.1638-1644.1987
Reuter, 2001, The Lactobacillus and Bifidobacterium microflora of the human intestine: composition and succession, Curr Issues Intest Microbiol, 2, 43
Playne, 1994, Probiotic foods, Food Aust, 46, 362
Zoetendal, 1998, Temperature gradient gel electrophoresis analysis of 16S rRNA from human fecal samples reveals stable and host-specific communities of active bacteria, Appl Environ Microbiol, 64, 3854, 10.1128/AEM.64.10.3854-3859.1998
Aminov, 2006, Molecular diversity, cultivation, and improved detection by fluorescent in situ hybridization of a dominant group of human gut bacteria related to Roseburia spp. or Eubacterium rectale, Appl Anim Ethol, 72, 6371
Allison, 1989, Influence of pH, nutrient availability and growth rate on amine production by Bacteroides fragilis and Clostridium perfringens, Appl Environ Microbiol, 55, 2894, 10.1128/AEM.55.11.2894-2898.1989
Emmans, 1999, A Quantitative Biology of the Pig, 181
Lecce, 1983, Effect of dietary regimen on rotavirus–Escherichia coli weanling diarrhoea of piglets, J Clin Microbiol, 17, 689, 10.1128/JCM.17.4.689-695.1983
Van Soest, 1982, Fibre in Human and Animal Nutrition, 75
Houpt, 1979, The pig as a model for the study of obesity and of control of food intake: a review, Yale J Biol Med, 52, 307
van der Klis, 2002, Nutrition and Health of the Gastrointestinal Tract, 15
Heavey, 1999, The gut microbiology of the developing infant: microbiology and metabolism, Microbiol Ecol Health Dis, 11, 75, 10.1080/089106099435808
Yoshioka, 1983, Development and differences of intestinal flora in the neonatal period in breast-fed and bottle-fed infants, Pediatrics, 72, 317, 10.1542/peds.72.3.317
Varel, 1982, Influence of high-fibre diet on bacterial populations in gastrointestinal tracts of obese- and lean genotype pigs, Appl Environ Microbiol, 44, 107, 10.1128/AEM.44.1.107-112.1982
Langendijk, 1995, Quantitative fluorescence in situ hybridisation of Bifidobacterium spp. with genus-specific 16S rRNA-targeted probes and its application in fecal samples, Appl Environ Microbiol, 61, 3069, 10.1128/AEM.61.8.3069-3075.1995
Ishihara, 1997, Chemistry and Applications of Green Tea, 137
Gibson, 1995, Dietary modulation of the human colonic microbiota: introducing the concept of prebiotics, J Nutr, 125, 1401, 10.1093/jn/125.6.1401
Weisburger, 1993, Protective mechanisms of dietary fibers in nutritional carcinogenesis, Basic Life Sci, 61, 45
Braegger, 2009, Probiotika, Präbiotika und Synbiotika (Probiotics, Prebiotics and Synbiotics), 283
Gaskins, 2001, Swine Nutrition, 585
Wagner, 1997, Colonization of congenitally immunodeficient mice with probiotic bacteria, Infect Immun, 65, 3345, 10.1128/IAI.65.8.3345-3351.1997