Efectos de dos esporas probióticas de especies de Bacillus sobre parámetros hematológicos, bioquímicos e inflamatorios en ratas infectadas con Salmonella Typhimurium
Enumeración de Salmonella
Para averiguar los efectos de B. subtilis y B. coagulans sobre el recuento de Salmonella en el tracto digestivo y su infiltración a los órganos diana, el número de S. El tifimurio en el hígado, el bazo, los ganglios linfáticos mesentéricos, las heces y el contenido deleumeon y ciego se contabilizaron los días 1, 3, 5 y 7 después del uso de Salmonella por sonda. Los resultados se muestran en detalle en las Tablas 1 y 2. No se aisló salmonela de los grupos de Control en blanco y de Control Probiótico en todos los días de muestreo. En el primer día de muestreo, por galjanoplastia directa, el número de salmonelas en el hígado, el bazo y los ganglios linfáticos mesentéricos de los cuatro grupos de tratamiento fue cero. Pero mediante el enriquecimiento selectivo, los ganglios linfáticos de cuatro ratas y el hígado de una rata del grupo de Salmonela, y los ganglios linfáticos de una rata del grupo de Probióticos+Salmonela mostraron la presencia de Salmonela. En los días 3, 5 y 7 posteriores a la sonda, la Salmonela era contabilizable en el hígado, el bazo y los ganglios linfáticos de los grupos de Salmonela y Probiótico+Salmonela. Los resultados muestran que el número de Salmonella es mayor en los ganglios linfáticos, que en el hígado y el bazo (P < 0.05). Usando probióticos, el número de Salmonelas en el hígado, el bazo y los ganglios linfáticos mesentéricos se redujo significativamente en los tres días de muestreo(P < 0.05); además, los resultados muestran que con el tiempo, la tendencia de reducción de la Salmonela aumentó. El número de Salmonelas excretadas en elleumeon, el ciego y las heces aumentó hasta el 5º día después de la sonda nasogástrica y volvió a disminuir al 7º día, lo que fue similar en los grupos de Salmonela y Probiótico+Salmonela. Sin embargo, el número de Salmonella en el íleon (P < 0.05), el ciego (P < 0.05) y las heces en el grupo de probióticos+Salmonela fueron menores que en el grupo de Salmonela desde el primer día de muestreo.
El coeficiente de correlación entre el número de Salmonella en el íleon, el ciego y las heces con el número de Salmonella en el hígado fue de 0,67, 0.54 y 0,69; en el bazo fue de 0,72, 0.83 y 0,71; y en los ganglios linfáticos mesentéricos fue de 0,72, 0.78 y 0,66, respectivamente (P < 0.05).
Como muestran los resultados, los probióticos B. subtilis y B. coagulans no inhibir completamente la infiltración de Salmonella en los ganglios linfáticos, pero se retrasaba la Salmonella infiltración en los ganglios linfáticos y, en consecuencia, en el bazo y el hígado. Además, los probióticos aceleran la eliminación de este patógeno en el grupo infectado. Como han demostrado estudios anteriores, los probióticos tienen el efecto beneficioso de prevenir la colonización de bacterias patógenas en el tracto digestivo, la competencia por nutrientes y receptores de adhesión,y la estimulación de la inmunidad del hospedador20, 21. Como el número de Salmonelas se encontraba en los niveles más altos en el 5o día después del uso de sonda y las diferencias entre los dos grupos, se puede decir que B. subtilis y B. coagulans reducen la colonización e invasión de S. Typhimurium. Vila et al. (2009) también mostraron que B. cereus var. toyoi disminuye la colonización e invasión de S. Entritidis en el asador22. La Ragione y Woodward (2003) mostraron que la sonda nasogástrica de B. subtilis incluso un día antes de recibir S. Entertidis, redujo el número de Salmonella en el hígado, el bazo, el jejeno, elleumeon, el colon y el ciego. El número de S. La enteritidis recuperada de los intestinos ciegos de pollitos que habían recibido una dosis previa de esporas de B. subtilis fue significativamente menor que el grupo de control que no había recibido B. subtilis12. Feng et al. (2016) mostraron que Lactobacillus plantarum PZ01, Lactobacillus salivarius JM32 y Pediococcus acidilactici JH231 redujeron el número de Salmonella en el contenido intestinal, el bazo y el hígado durante una infección por Salmonella en pollos de engorde 5. Además de eso, Barba-Vidal et al. (2017) mostraron que la administración de Bifidobacterium longum subsp. infantis CECT 7210 y Bifidobacterium animalis subsp. lactis BPL6 en un modelo de lechón al destete no fue capaz de prevenir la infección por salmonella, ya que la mayoría de ellos dieron positivo en las heces un día después del desafío. A pesar de esto, el probiótico fue capaz de reducir la carga de patógenos en el colon y las heces, lo que sugiere el potencial de la combinación de bifidobacterias para excluir la Salmonela23.
Parámetros hematológicos
Los resultados mostraron que el porcentaje de volumen de células empaquetadas (PCV), el recuento de glóbulos rojos (RBC) (hasta el 5º día) y la concentración de hemoglobina (Hb) (hasta el 3º día) fueron mayores en el grupo de Salmonela que en los otros grupos (P < 0,05). Mientras, estos valores volvieron al rango normal en el día 7 (Tabla 3). Estos incrementos fueron el resultado de una deshidratación severa en el grupo de Salmonella, que ocurrió debido a diarrea22. En el grupo de Salmonela, las heces fueron más sueltas que en el grupo de control en blanco durante 3 días después de la sonda. Estudios previos han demostrado que la Salmonella Typhimurium aumenta la cantidad de Hb, PCV y GR de lechones 23 y calves24. En el grupo de Salmonella, el recuento de glóbulos rojos tuvo una tendencia decreciente desde el primer día hasta el séptimo día de infección (P < 0,05). Sin embargo, en el grupo de probióticos+Salmonella no hubo aumento en la concentración de PCV, glóbulos rojos y Hb y estos parámetros fueron similares a los del grupo de Control en blanco. En el grupo de Probióticos + Salmonela, la Salmonela mostró menor patogenicidad debido a la presencia de probióticos activos que impidieron la colonización de la Salmonela y compitieron por nutrientes y receptores de adhesión20,21.
Los resultados muestran que no se observaron diferencias significativas en el recuento de plaquetas (P > 0.05) (Datos no mostrados).
El número de glóbulos blancos (GB) y neutrófilos en el grupo de Salmonela fue significativamente mayor que en los otros grupos desde el primer día después de la sonda. El recuento de leucocitos y neutrófilos aumentó durante los tres días de infección y luego comenzó a disminuir a partir del día 5. El uso de probióticos antes de la salmonela por sonda, redujo la tendencia creciente de los niveles de leucocitos y neutrófilos y, finalmente, elevó los niveles de estos dos indicadores al rango normal para el día 5. En el día 7, no hubo diferencias significativas en el número de leucocitos y neutrófilos entre los grupos de Salmonella y Probióticos+Salmonella (P > 0,05). Los recuentos fueron mayores que los grupos de Control en Blanco y de Control Probiótico (Tabla 4).
La introducción de Salmonella aumentó significativamente el número de linfocitos en comparación con el grupo de control en blanco (P < 0,05). Durante el uso de probióticos antes de la salmonella, se redujo significativamente la tendencia creciente de linfocitos (P < 0.05). Estos resultados se mantuvieron durante los días 1 a 5, pero al quinto día no se observaron diferencias significativas entre los grupos de Salmonela y Probiótico+Salmonela (P > 0,05). Al séptimo día, el número de linfocitos en el grupo de Probióticos+Salmonella volvió a los niveles normales y no hubo diferencias en los niveles en comparación con el grupo de control en blanco. Sin embargo, el grupo salmonelal tuvo mayores niveles de linfocitos en comparación con los otros tres grupos (P < 0,05) (Tabla 4).
No se observaron diferencias significativas en los niveles de monocitos, eosinófilos y basófilos entre los cuatro grupos de tratamiento (P > 0,05) (Datos no mostrados).
El coeficiente de correlación entre el número de Salmonelas en elleumeon, ciego, heces, hígado, bazo y ganglios linfáticos mesentéricos con el número de leucocitos fue de 0,32, 0,36, 0,30, 0,33 y 0,47 y 0,48; los neutrófilos fue de 0,26, 0,32, 0,24, 0,29, 0,47 y 0,47; y los linfocitos fue de 0,32, 0,36, 0,30, 0,30, 0,44 y 0,45, respectivamente (P < 0,05).
En este estudio experimental, el número de leucocitos en el grupo de Salmonella fue significativamente mayor que en otros grupos desde el primer día después de la sonda nasogástrica debido al aumento de neutrófilos y linfocitos. Esto también se confirmó antes de que la salmonela causara aumentos de neutrófilos y linfocitos,lo que dio lugar a un aumento del recuento de GB24, 25. Además, el aumento en el número de Salmonelas en elleumeon, ciego, heces, hígado, bazo y ganglios linfáticos mesentéricos se acompañó de un aumento en el número de leucocitos, neutrófilos y linfocitos (P < 0,05). Sin embargo, en el grupo de probióticos+Salmonella, estos niveles aumentaron después de un retraso. Estos resultados indicarían que B. subtilis y B. coagulans disminuyen los efectos de S. Typhimurium. Además, en el grupo de probióticos + Salmonella, las complicaciones de S. Typhimurium se ven en un período de tiempo más corto y los cambios regresan a la base normal más rápido que en el grupo de Salmonella. Havelaar et al. (2001) mostraron que S. Enteritidis en ratas causa cambios detectables en el recuento de neutrófilos a partir de dosis de 104 UFC y se observaron grandes aumentos en los niveles de leucocitos y neutrófilos después de cinco días. Estos resultados mostraron que todos los tipos de leucocitos, excepto los eosinófilos, tienen relaciones dosis-respuesta positivas26.
Parámetros bioquímicos
No hubo diferencia significativa en los parámetros bioquímicos entre los grupos de Control en blanco y de Control Probiótico (P > 0,05). La infección por Salmonella aumentó las cantidades totales de proteína y globulina en la sangre (P < 0,05), pero no tuvo un efecto significativo sobre la albúmina sérica sanguínea (P > 0,05). El consumo de probióticos en el grupo de Salmonella redujo significativamente los niveles totales de proteína y globulina (P < 0.05) y acercaron estos niveles a los valores de control (cuadro 5). La cantidad de globulina y proteína total en los días 1, 3 y 5 fue significativamente mayor en el grupo de Salmonela en comparación con el grupo de Probióticos+Salmonela, y ambos fueron más altos que el grupo de Control en blanco. En el séptimo día con el grupo de probióticos + Salmonella, la cantidad de globulina y proteína total fue similar a la del grupo de Control en blanco. La inoculación oral de Salmonela estimula las respuestas inmunitarias, incluidas las respuestas humorales y mediadas por células, lo que aumenta el nivel sérico de inmunoglobulina y conduce a un aumento de la proteína total27. Como muestran los resultados, no se observaron diferencias en la cantidad de albúmina entre los grupos. Por lo tanto, los cambios en la proteína total se deben al cambio en la cantidad de niveles de globina. El aumento del número de Salmonelas en el hígado, el bazo y los ganglios linfáticos mesentéricos se acompañó de aumentos de globulina sérica y proteínas totales (P < 0,05). El coeficiente de correlación entre el número de Salmonelas en el hígado, el bazo y los ganglios linfáticos mesentéricos con la cantidad de proteína total de la sangre fue de 0,25, 0,28 y 0,35; la globulina fue de 0,25, 0,35 y 0,43, respectivamente. Los B. subtilis y B. coagulans reducen los niveles de globulina y también los niveles totales de proteína en comparación con el grupo de Salmonella. Esto indica que B. subtilis y B. coagulans reducen el efecto patógeno de S. Typhimurium. Abudabos et al. (2016) mostraron que el bacilo como probiótico no tenía efecto sobre los niveles totales de proteína, globulina y albúmina. Cuando se expone a Salmonella, los probióticos inhiben la disminución de albúmina y el aumento de globulina, lo que dio lugar a un control positivo de la Salmonela28.
No hubo diferencia significativa en la cantidad de fosfatasa alcalina (ALP) entre cuatro grupos durante los días de muestreo (P > 0.05) (Datos no mostrados). No se observaron diferencias significativas en la cantidad de alanina transaminasa (ALT) y aspartato transaminasa (AST) entre cuatro grupos hasta el 5º día de muestreo (P > 0,05), mientras que, en el 7º día, la Salmonela causó un aumento significativo de la actividad de ALT y AST (P < 0,05). El consumo de probióticos mantuvo el nivel de estas dos enzimas en el rango normal durante todo el período de muestreo (Tabla 6). El aumento de ALT y AST en el 7º día después de la inoculación oral en el grupo de Salmonella, indica inflamación y daño en el hepato29. Sin embargo, en el grupo Probiótico+Salmonella, no se observó aumento, lo que significa que B. subtilis y B. coagulans inhiben el efecto patógeno de S. Typhimurium y la inflamación en el hígado. También los cambios menores en el factor hepático en el grupo Probiótico+Salmonela se deben al menor recuento de Salmonela en este grupo en comparación con el grupo de Salmonela.
Durante las infecciones, S. Typhimurium se disemina sistémicamente desde los parches de Peyer hasta el hígado y el bazo, donde continúa creciendo dentro de los macrófagos30,31. La glucólisis es necesaria para la replicación intracelular y la supervivencia de S. Typhimurium en macrófagos32. La glucosa más baja podría deberse a una mayor captación de glucosa en sangre cuando el metabolismo responde contra la infección por salmonela23. En el grupo de Salmonela, las cantidades de glucosa aumentaron en el 1er y 3er día después de la inoculación (Tabla 6), pero se mantuvieron dentro del rango normal en el grupo de Probióticos+Salmonela, lo que significa que B. subtilis y B. coagulans reducen los efectos de la Salmonela. El aumento del número de Salmonelas en elleumeon, ciego, heces, hígado y bazo se acompañó de una reducción de glucosa sérica (P < 0,05). El coeficiente de correlación entre el número de Salmonella en el íleon, el ciego, las heces, el hígado y el bazo con la glucosa en suero fue -0.28, -0.31, -0.26, -0.22 y -0.22 en orden (P < 0,05).
La infección por Salmonella aumentó significativamente el nivel de lactato deshidrogenasa (LDH) (P < 0,05). La LDH se reconoce como un marcador de toxicidad celular y la menor cantidad indica lesiones celulares menores33. El uso de probióticos en ratas infectadas con Salmonella, condujo a un incremento menor en el nivel de LDH, sin embargo, fue aún mayor que el grupo de Control en Blanco y el grupo de Control de probióticos (P < 0,05) (Tabla 7). Esto indica que B. subtilis y B. coagulans disminución de la célula resultaron lesionadas, por Salmonella. El aumento del número de Salmonelas en elleumeon, ciego, heces, hígado, bazo y ganglios linfáticos mesentéricos se acompañó de aumentos de LDH (P < 0,05).
En el grupo de Salmonella, los niveles de creatina aumentaron a partir del 5º día de alimentación por sonda. La misma tendencia se observó en el nitrógeno ureico en sangre (BUN) en los días 5 y 7 de la toma de muestras, lo que indicó disfunción renal. También fue mencionado por Doorn et al. (2006) que en la infección por Salmonella se produjo disfunción renal, lo que provoca aumentos de NNU y creatinina34. En el grupo de Probióticos+Salmonella, la cantidad de creatina y MOÑO fue similar a la de los grupos de Control en Blanco y de Control de Probióticos (P > 0,05) en todos los días de muestreo (Tabla 7). Indica que B. subtilis y B. coagulans inhiben el efecto patógeno de S. Typhimurium en los riñones.
El aumento del número de Salmonelas en el hígado, el bazo y los ganglios linfáticos mesentéricos se acompañó de aumentos de BUN y creatina (P < 0,05). El coeficiente de correlación entre el número de Salmonelas en el hígado, el bazo y los ganglios linfáticos mesentéricos con la cantidad de creatina fue de 0,28, 0,40 y 0,45; y el BUN fue de 0,41, 0,59 y 0,53, respectivamente (P < 0,05).
El nivel de hierro total en el grupo de Salmonela aumentó significativamente en los días 1, 3 y 5, y luego volvió a su rango normal en el séptimo día. S. Typhimurium segrega sideróforos para unirse al hierro férrico35. Sin embargo, el uso de probióticos mantuvo el nivel total de hierro en sangre dentro del rango normal en todos los días de muestreo (Tabla 7). En el grupo de probióticos + Salmonella, ha sido mayor solo en el primer día y volvió al rango normal después de eso. Esto sugeriría que, sin embargo, la salmonela causa un aumento en la cantidad de hierro sérico, pero los probióticos inhiben este mecanismo. Geith et al. (2015) informaron del papel beneficioso de Lactobacillus acidophilus en la modificación de parámetros de fase aguda, como disminución del fibrinógeno, VSG, TIBC (capacidad total de unión al hierro), UIBC (capacidad insaturada de unión al hierro) y ceruloplasmina y, por otro lado, aumento del porcentaje de saturación de albúmina, proteína total, hierro y transferrina durante la infección por S. Typhimurium en ratas albinas 4.Determinación de mediadores inflamatorios
Determinación de mediadores inflamatorios
El nivel de mediadores inflamatorios, incluyendo TNF-α, amiloide A (SAA) sérico e IL-10 en el grupo de Control Probiótico y en el grupo de Control en blanco fue similar (P > 0,05). La infección por salmonella aumentó significativamente el nivel de TNF-α y SAA en todos los días de muestreo (P < 0,05). Con el grupo de probióticos + Salmonella, el nivel de estos dos mediadores inflamatorios disminuyó significativamente en comparación con el grupo de Salmonella (P < 0.05), pero fue aún mayor que los grupos de Control en blanco y de Control Probiótico (P < 0,05) (Figs. 1 y 2).
La infección por salmonella aumentó significativamente los niveles de IL-10 en todos los días en comparación con el grupo de Control en blanco (P < 0,05), mientras que el consumo de probióticos evita el aumento del nivel de IL-10 hasta el 3er día después de la sonda de salmonela. Sin embargo, en el día 5, el nivel de IL-10 aumentó significativamente y volvió a disminuir en el séptimo día en comparación con el grupo de control en blanco (Fig. 3). El coeficiente de correlación entre el número de Salmonelas en elleumeon, ciego, heces, hígado, bazo y ganglios linfáticos mesentéricos con el nivel de TNF-α fue de 0,39, 0,41, 0,37, 0,46, 0,61 y 0,62; con el nivel de AAG fue de 0,39, 0,43, 0,37, 0,43, 0,64 y 0,61; y con el nivel de IL-10 fue de 0,43, 0,51, 0,41, 0,34, 0,56 y 0,59, respectivamente (P < 0,05).
La infección sistémica y la colonización bacteriana en el intestino inducen proteínas SAA en el hepático36. El TNF-α se produce al principio de la respuesta al lipopolisacárido (LPS) y se cree que es un mediador importante de las diversas respuestas fisiopatológicas al LPS37. Además, la IL-10 funciona como una molécula esencial para permitir la infección por S. Typhimurium al reducir los determinantes inflamatorios solubles que pueden activar las respuestas inmunitarias innatas y adaptativas que restringen la diseminación de S. Typhimurium 38. En el estudio actual, S. Typhimurium causó el aumento de IL-10, TNF-α y SAA, pero B. subtilis y B. coagulans disminuyeron estos parámetros. Estos probióticos reducen el número de Salmonella en el intestino e inhiben la colonización de este patógeno. Además, se observan niveles más bajos de LPS, lo que resulta en SAA, TNF-α e IL-10 que muestran cambios más bajos en comparación con el grupo de Salmonela. La disminución del número de Salmonelas en elleumeon, ciego, heces, hígado, bazo y ganglios linfáticos mesentéricos se acompañó de reducciones de SAA, TNF-α e IL-10 (P < 0,05). Feng et al. (2016) mostraron que Lactobacillus plantarum PZ01, Lactobacillus salivarius JM32 y Pediococcus acidilactici JH231 redujeron los niveles de factor TNF-α (LITAF) inducido por lipopolisacáridos, IL-1β, IL-6 e IL-12 en suero y aumentaron los niveles de IL-10 en suero durante una infección por salmonella en pollos de engorde 5.
La capacidad antioxidante total (TAC)
La infección por Salmonella redujo significativamente la cantidad de TAC (P <0,05), mientras que el uso de probióticos durante la exposición a Salmonella aumentó el TAC (P < 0,05) (Fig. 4). El coeficiente de correlación entre el número de Salmonella en el íleon, el ciego, las heces, el hígado, el bazo y los ganglios linfáticos mesentéricos con la cantidad de TAC fue -0.36, -0.37, -0.34, -0.39, -0.43 y -0.48 en orden (P < 0.05).