virkninger af to probiotiske sporer af Bacillus-arter på hæmatologiske, biokemiske og inflammatoriske parametre i Salmonella Typhimurium-inficerede rotter
optælling af Salmonella
for at finde ud af B. subtilis og B. coagulans virkninger på Salmonellatælling i fordøjelseskanalen og dens infiltration til målorganerne, antallet af S. Typhimurium i leveren, milten, mesenteriske lymfeknuder, afføring og indhold af ileum og cecum blev talt på dag 1, 3, 5 og 7 efter at have givet Salmonella. Resultaterne er vist i tabel 1 og 2 i detaljer. Ingen Salmonella blev isoleret fra Blindkontrol-og probiotiske kontrolgrupper på alle prøveudtagningsdage. På den første prøveudtagningsdag ved direkte plettering var antallet af Salmonella i leveren, milten og mesenteriske lymfeknuder i alle fire behandlingsgrupper nul. Men ved at anvende selektiv berigelse viste lymfeknuder af fire rotter og leveren af en rotte fra Salmonella-gruppen og lymfeknuder af en rotte fra probiotisk+Salmonella-gruppen tilstedeværelsen af Salmonella. På 3., 5. og 7. dag efter gavaging var Salmonella tællelig i lever, milt og lymfeknuder hos Salmonella og probiotiske+Salmonella grupper. Resultaterne viser, at antallet af Salmonella er højere i lymfeknuderne end i leveren og milten (P < 0,05). Ved anvendelse af probiotika blev antallet af Salmonella i leveren, milten og mesenteriske lymfeknuder signifikant reduceret i alle tre dages prøveudtagning(P < 0,05); resultaterne viser også, at reduktionstendensen i Salmonella over tid steg. Antallet af Salmonella udskilt i ileum, cecum og afføring steg indtil den 5.dag efter gavaging og faldt igen på den 7. dag, hvilket var ens i Salmonella og probiotiske+Salmonella grupper. Antallet af Salmonella i ileum (P <0,05), cecum (P < 0.05) og afføring i probiotisk+Salmonella-gruppen var mindre end Salmonella-gruppen fra den første prøveudtagningsdag.
korrelationskoefficienten mellem antallet af Salmonella i ileum, cecum og afføring med antallet af Salmonella i leveren var 0,67, 0,54 og 0,69; i milten var 0,72, 0,83 og 0,71; og i de mesenteriske lymfeknuder var henholdsvis 0,72, 0,78 og 0,66 (P < 0.05).
som resultaterne viser, probiotika B. subtilis og B. coagulans hæmmede ikke fuldstændigt infiltrationen af Salmonella i lymfeknuder, men de forårsagede forsinket Salmonella-infiltration i lymfeknuder og følgelig i milt og lever. Derudover accelererer probiotika sletningen af dette patogen i den inficerede gruppe. Som tidligere undersøgelser har vist, har probiotika den gavnlige virkning at forhindre kolonisering af patogene bakterier i fordøjelseskanalen, konkurrence om næringsstoffer og vedhæftningsreceptorer og stimulering af værtsimmunitet20, 21. Da antallet af Salmonella var på de højeste niveauer den 5. dag efter gavaging og forskellene mellem de to grupper, kan det siges, at B. subtilis og B. coagulans reducerer S. Typhimurium kolonisering og invasion. Vila et al. (2009) viste også, at B. cereus var. toyoi mindsker koloniseringen og invasionen af S. Entritidis i broiler22. La Ragione og skov (2003) viste, at gavaging B. subtilis selv en dag før modtagelse af S. Entertidis reducerede antallet af Salmonella i leveren, milten, jejenum, ileum, tyktarm og cecum. Antallet af S. Enteritidis genvundet fra caeca af kyllinger, der havde modtaget en præ-dosis af B. subtilis sporer var betydeligt lavere end den kontrolgruppe, der ikke havde modtaget B. subtilis12. Feng et al. (2016) viste, at Lactobacillus plantarum PS01, Lactobacillus salivarius JM32 og Pediococcus acidilactici JH231 reducerede antallet af Salmonella i tarmindholdet, milt og lever under en salmonellainfektion hos Slagtekyllinger5. Udover det, Barba-Vidal et al. (2017) viste, at administrationen af Bifidobacterium longum subsp. infantis CECT 7210 og Bifidobacterium animalis subsp. lactis BPL6 i en fravænning smågrisemodel var ikke i stand til at forhindre Salmonellainfektionen, da de fleste alle blev positive i fæces en dag efter udfordringen. På trods af dette var probiotikumet i stand til at reducere patogenbelastningen i tyktarmen og fæces, hvilket antyder potentialet i bifidobakteriekombinationen til at udelukke Salmonella23.
hæmatologiske parametre
resultaterne viste, at den pakkede cellevolumen (PCV) procentdel, antallet af røde blodlegemer (RBC) (indtil den 5.dag) og hæmoglobin (Hb) koncentration (indtil den 3. dag) var større i Salmonellagruppen end de andre grupper (P< 0,05). Mens disse værdier vendte tilbage til det normale interval efter dag 7 (tabel 3). Disse trin var et resultat af alvorlig dehydrering i Salmonellagruppen, som opstod på grund af diarre22. I Salmonella-gruppen var afføringen løsere end den tomme kontrolgruppe i 3 dage efter gavaging. Tidligere undersøgelser har vist, at Salmonella Typhimurium øger Hb -, PCV-og RBC-mængden af smågris23 og kalv24. I Salmonellagruppen havde RBC-antallet en faldende tendens fra 1.dag til 7. infektionsdag (P < 0,05). I den probiotiske + Salmonella-gruppe var der imidlertid ingen stigning i PCV, RBC-antal og HB-koncentration, og disse parametre svarede til den blanke kontrolgruppe. I Probiotic + Salmonella group viste Salmonella lavere patogenicitet på grund af tilstedeværelsen af aktive probiotika,der forhindrede kolonisering af Salmonella og konkurrerede om næringsstoffer og vedhæftningsreceptorer20, 21.
resultaterne viser, at der ikke blev observeret nogen signifikant forskel i blodpladetællinger (P> 0,05) (Data ikke vist).
antallet af hvide blodlegemer og neutrofiler i Salmonellagruppen var signifikant højere end de andre grupper fra den første dag efter gavaging. Antallet af leukocyttal og neutrofiler blev øget i løbet af tre dages infektion og begyndte derefter at falde fra dag 5 og fremefter. Anvendelsen af probiotika før gavaging Salmonella reducerede den stigende tendens i leukocytniveauet og neutrofilniveauerne og bragte til sidst niveauerne af disse to indikatorer op til det normale interval på dag 5. På dag 7 var der ingen signifikante forskelle i antallet af hvide blodlegemer og neutrofiler mellem Salmonella og probiotiske+Salmonella grupper (P > 0,05). Tællingerne var større end blind kontrol og probiotiske kontrolgrupper (Tabel 4).
indførelsen af Salmonella øgede signifikant antallet af lymfocytter sammenlignet med den tomme kontrolgruppe (P< 0,05). Mens du bruger probiotika før gavaging Salmonella, reducerede signifikant den stigende tendens af lymfocytter (P < 0,05). Disse resultater var sande fra dag 1 til 5, men på den 5.dag blev der ikke observeret nogen signifikant forskel mellem Salmonella og probiotiske+Salmonellagrupper (P > 0,05). På den 7. dag vendte antallet af lymfocytter i probiotisk+Salmonella-gruppen tilbage til normale niveauer, og der var ingen forskelle i niveauer sammenlignet med den blanke kontrolgruppe. Salmonellalgruppen havde imidlertid større niveauer af lymfocytter sammenlignet med de andre tre grupper (P < 0,05) (Tabel 4).
der blev ikke observeret signifikante forskelle i niveauerne af monocytter, eosinofiler og basofiler blandt de fire behandlingsgrupper (P > 0,05) (Data ikke vist).
korrelationskoefficienten mellem antallet af Salmonella i ileum, cecum, afføring, lever, milt og mesenteriske lymfeknuder med antallet af HBC var 0,32, 0,36, 0,30, 0,33 og 0,47 og 0,48; neutrofil var 0,26, 0,32, 0,24, 0,29, 0,47 og 0,47; og lymfocyt var 0,32, 0,36, 0,30, 0, 30, 0, 44 og 0, 45 (p < 0, 05).
i denne eksperimentelle undersøgelse var antallet af hvide blodlegemer i Salmonellagruppen signifikant mere end andre grupper fra den første dag efter gavaging på grund af stigningen i neutrofiler og lymfocytter. Dette blev også bekræftet før, at Salmonella forårsagede neutrofile,og lymfocytforøgelser resulterede i stigningen i antallet af hvide blodlegemer 24, 25. Stigningen i antallet af Salmonella i ileum, cecum, afføring, lever, milt og mesenteriske lymfeknuder blev også ledsaget af en stigning i antallet af VBC, neutrofiler og lymfocytter (P < 0,05). I den probiotiske + Salmonella-gruppe steg disse niveauer imidlertid efter en forsinkelse. Disse resultater tyder på, at B. subtilis og B. coagulans mindsker virkningerne af S. Typhimurium. I Probiotic+Salmonella-gruppen ses komplikationerne fra S. Typhimurium i en kortere periode, og ændringerne vendte hurtigere tilbage til den normale base end Salmonella-gruppen. Havelaar et al. (2001) viste, at S. Enteritidis hos rotter forårsager påviselige ændringer i neutrofiltal fra doser på 104 CFU opad, og der blev observeret store stigninger i leukocytniveauer og neutrofiler efter fem dage. Disse resultater viste, at alle leukocyttyper undtagen eosinofiler har positive dosisresponsforhold26.
biokemiske parametre
der var ingen signifikant forskel i biokemiske parametre mellem Blank kontrol og probiotiske kontrolgrupper (P> 0,05). Salmonellainfektionen øgede de samlede protein-og globulinmængder i blodet (P < 0,05), men havde ingen signifikant effekt på blodserumalbumin (P > 0,05). Forbrug af probiotika i Salmonellagruppen reducerede signifikant de samlede protein-og globulinniveauer (P < 0.05) og bragte disse niveauer tæt på kontrolværdierne (tabel 5). Mængden af globulin og total protein på 1., 3. og 5. dag var signifikant højere i Salmonellagruppen sammenlignet med probiotisk+Salmonellagruppe, og begge var højere end den blanke kontrolgruppe. På den 7. dag med Probiotic + Salmonella group var mængden af globulin og total protein svarende til den blanke kontrolgruppe. Oral Inokulering af Salmonella stimulerer immunresponserne, herunder humorale og cellemedierede reaktioner, hvilket øger serumniveauet af immunoglobulin og fører til en stigning i total protein27. Som resultaterne viser, blev der ikke observeret nogen forskelle i mængden af albumin blandt grupperne. Derfor skyldes ændringerne i det samlede protein ændringen i mængden af globinniveauer. Stigningen i antallet af Salmonella i leveren, milten og mesenteriske lymfeknuder blev ledsaget af serumglobulin og totale proteinforøgelser (P < 0,05). Korrelationskoefficienten mellem antallet af Salmonella i leveren, milten og mesenteriske lymfeknuder med mængden af totalt protein af blod var 0,25, 0,28 og 0,35; globulin var henholdsvis 0,25, 0,35 og 0,43. B. subtilis og B. coagulans reducerer globulinniveauerne og også de samlede proteinniveauer sammenlignet med Salmonella-gruppen. Dette indikerer, at B. subtilis og B. coagulans reducerer den patogene virkning af S. Typhimurium. Abudabos et al. (2016) viste, at Bacillus som probiotisk ikke havde nogen effekt på det samlede protein -, globulin-og albuminniveau. Når de udsættes for Salmonella, hæmmer probiotika albuminfald, og globulin øges, hvilket resulterede i positiv kontrol med Salmonella28.
Der var ingen signifikant forskel i mængden af alkalisk phosphatase (ALP) mellem fire grupper i prøveudtagningsdagene (P > 0,05) (Data ikke vist). Der blev ikke observeret signifikante forskelle i mængden af alanintransaminase (ALT) og aspartattransaminase (AST) blandt fire grupper indtil den 5.prøveudtagningsdag (P > 0,05), mens Salmonella på den 7. dag forårsagede en signifikant stigning i ALT-og AST-aktiviteten (P < 0,05). Probiotisk forbrug holdt niveauet af disse to stoffer i det normale interval i hele prøveudtagningsperioden (Tabel 6). Stigning i ALT og AST på den 7.dag efter oral inokulation i Salmonella gruppe, indikerer betændelse og skader i leveren29. I den probiotiske + Salmonella-gruppe blev der imidlertid ikke observeret nogen stigning, hvilket betyder B. subtilis og B. coagulans hæmmer den patogene virkning af S. Typhimurium og betændelse i leveren. Også mindre ændringer i leverfaktor i probiotisk + Salmonella gruppe skyldes det mindre antal Salmonella i denne gruppe sammenlignet med Salmonella gruppe.
under infektioner spredes S. Typhimurium systemisk fra Peyers patches til leveren og milten, hvor den fortsætter med at vokse inden for makrofager30, 31. Glykolyse er nødvendig for intracellulær replikation og overlevelse af S. Typhimurium i makrofager32. Den lavere glukose kan skyldes en større blodglukoseoptagelse, når metabolismen reagerer mod Salmonellainfektionen23. I Salmonella-gruppen steg glukosemængderne den 1.og 3. dag efter podning (Tabel 6), men forblev inden for det normale interval i probiotisk+Salmonella-gruppen, hvilket betyder B. subtilis og B. coagulans reducerer virkningerne af Salmonella. Stigningen i antallet af Salmonella i ileum, cecum, afføring, lever og milt blev ledsaget af serumglukosereduktion (P < 0,05). Korrelationskoefficienten mellem antallet af Salmonella i ileum, cecum, afføring, lever og milt med serumglukosen var -0,28, -0,31, -0,26, -0,22 og -0.22 i rækkefølge (P < 0.05).
Salmonella-infektionen øgede niveauet af lactatdehydrogenase (LDH) signifikant (P< 0,05). LDH genkendes som en markør for celletoksicitet, og den lavere mængde indikerer lavere celleskader33. Anvendelsen af probiotika hos Salmonella-inficerede rotter førte til mindre stigning i LDH-niveauet, men det var stadig højere end de tomme kontrol-og probiotiske kontrolgrupper (P < 0,05) (Tabel 7). Dette indikerer, at B. subtilis og B. coagulans reducerer celleskader som følge af Salmonella. Stigningen i antallet af Salmonella i ileum, cecum, afføring, lever, milt og mesenteriske lymfeknuder blev ledsaget af LDH-stigninger (P < 0,05).
i Salmonella-gruppen steg kreatinniveauerne fra den 5.dag med gavaging. Den samme tendens blev set i blodurinstofnitrogen (BUN) den 5.og 7. dag med prøveudtagning, hvilket indikerede nyredysfunktion. Det blev også nævnt af Doorn et al. (2006) at ved salmonellainfektion forekom nyresvigt, og dette medfører bnu og Creatinin stigninger34. I den probiotiske + Salmonella-gruppe svarede mængden af kreatin og BUN til de blanke kontrol-og probiotiske kontrolgrupper (P > 0,05) på alle prøveudtagningsdage (Tabel 7). Det indikerer, at B. subtilis og B. coagulans hæmmer den patogene virkning af S. Typhimurium på nyrer.
stigningen i antallet af Salmonella i leveren, milten og mesenteriske lymfeknuder blev ledsaget af BUN og kreatinforøgelser (P < 0,05). Korrelationskoefficienten mellem antallet af Salmonella i leveren, milten og mesenteriske lymfeknuder med mængden af kreatin var 0,28, 0,40 og 0,45; og BUN var henholdsvis 0,41, 0,59 og 0,53 (P < 0,05).
niveauet af totalt jern i Salmonellagruppen steg markant på dag 1, 3 og 5 og vendte derefter tilbage til det normale interval den 7.dag. S. Typhimurium udskiller sideroforer for at binde til jernjernet35. Anvendelsen af probiotika opretholdt imidlertid det samlede jernniveau i blodet inden for det normale interval i alle prøveudtagningsdage (Tabel 7). I Probiotic + Salmonella-gruppen har den været højere lige den 1.dag og vendt tilbage til det normale interval efter det. Dette tyder dog på, at Salmonella forårsager en stigning i mængden af serumjern, men probiotika hæmmer denne mekanisme. Geith et al. (2015) rapporterede en gavnlig rolle af Lactobacillus acidophilus på modifikationen af akutte faseparametre såsom nedsat fibrinogen, ESR, TIBC (total jernbindingskapacitet), UIBC (umættet jernbindingskapacitet) og ceruloplasmin og på den anden side øget albumin -, total protein -, jern-og transferrinmætningsprocent under S. Typhimurium-infektionen i albino rats4.
bestemmelse af inflammatoriske mediatorer
niveauet af inflammatoriske mediatorer, inklusive TNF-Oprens, serumamyloid A (SAA) og IL-10 i den probiotiske kontrolgruppe og den blanke kontrolgruppe var ens (P> 0,05). Salmonellainfektion øgede signifikant niveauet af TNF-kurr og SAA i alle dage med prøveudtagning (P < 0,05). Med den probiotiske + Salmonella-gruppe faldt niveauet af disse to inflammatoriske mediatorer signifikant sammenlignet med Salmonella-gruppen (P < 0.05), men var stadig højere end de blanke kontrol-og probiotiske kontrolgrupper (P < 0,05) (Fig. 1 og 2).