Die Inaktivierung von Bacillus cereus vegetativen Zellen durch Magensäure und Galle während der in vitro Magen-Darm-transit

Inaktivierung von Bacillus cereus
vegetativen Zellen durch Magensäure und Galle während der in vitro
Magen-Darm-Transit
Zusammenfassung
Hintergrund
Die Lebensmittel übertragene Erreger Bacillus cereus
kann durch die Produktion von Enterotoxin im Dünndarm diarrheal Lebensmittelvergiftung verursachen. Voraussetzung für die Durchfallerkrankung ist somit das Überleben während der Magen-Darm-Passage.
Methoden Vegetative Zellen von 3 verschiedenen B. cereus
Stämme in einem realen Verbundlebensmittelmatrix kultiviert wurden, Lasagne verde, und ihr Überleben während der anschließenden Simulation Magen-Darm-Passage bewertet wurde unter Verwendung von in vitro-Experimenten
Transit durch den menschlichen oberen Gastrointestinaltrakt (vom Mund bis zum Dünndarm) zu simulieren.
Ergebnis einschränken Kein Überleben vegetativen Zellen beobachtet wurde, trotz der hohen Inokulum Niveaus von 7,0 bis 8,0 log KBE /g und das Vorhandensein verschiedener potentiell Schutznahrungsmittelkomponenten. Signifikante Fraktionen (ca.. 10% des verbrauchten Inokulum) von B. cereus
vegetative Zellen überlebt Magenpassage, aber sie wurden später von Galle Exposition in schwach sauren Darmmedium (pH 5,0) inaktiviert. Im Gegensatz dazu zeigten die geringe Anzahl von Sporen vorhanden ist (bis zu 4,0 log Sporen /g) ausgezeichnete Überleben und blieben lebensfähigen Sporen im gesamten Magen-Darm-Passage Simulation.
Schlussfolgerung Vegetative Zellen inaktiviert durch Magensäure und Galle während der gastrointestinalen Passage
, während Sporen sind resistent und zu überleben. Daher
die physiologische Form (vegetative Zellen oder Sporen) des B. cereus verbraucht bestimmt die anschließende Magen-Darm-Überleben und damit die Infektionsdosis, die viel niedriger für Sporen als vegetative Zellen zu erwarten ist. Keine signifikanten Unterschiede in der Fähigkeit Magen-Darm-Überleben wurde unter den verschiedenen Stämmen gefunden. Jedoch beträchtliche Variabilität Stamm wurde in Sporulation Tendenz während des Wachstums in Labormedium und Nahrungs beobachtet, was wichtige Auswirkungen auf die Magen-Darm-Überlebenspotential der verschiedenen B. cereus-Stämme
hat.
Schlüsselwörter Bacillus cereus
Bile In vitro
Simulation Magen-Darm-Passage hintergrund und B. cereus
können Brechmittel und Diarrhöe und Lebensmittelvergiftung durch die Produktion von bzw. verursachen. Brechmittel (Cereulid) und Diarrhoe Toxine (nicht hämolytisch Enterotoxin (NheI), Hämolysin BL (Hbl), Cytotoxin K (CYTK), etc.) [1]. Im Gegensatz zu dem äußerst stabile Toxin Cereulid werden die Enterotoxine durch Säure und Verdauungsenzyme (Proteasen) und damit vorgeformten Enterotoxine in Lebensmitteln leicht verschlechtert nicht deren Toxizität während der gastrointestinalen Passage behalten [2]. Daher ist die Voraussetzung für Enterotoxin diarrheal Lebensmittelvergiftung Produktion von B. cereus
in den Dünndarm, so dass der Magen-Darm-Überlebens des vegetativen B. cereus
sucht. Es war zuvor, dass ca. gezeigt. 10% der vegetativen Zellen überlebt Magenpassage [3]. Als nächstes werden die überlebenden Bakterien mit Galle in das Lumen des Duodenums, der proximale Teil des Dünndarms konfrontiert.
Bile besteht hauptsächlich aus Gallensäuren (ca. 72% der Gesamtlipide) neben Phospholipiden (ca.. 24% ) und Cholesterin (ca.. 4%) [4]. Bei Menschen bestehen diese Gallensäuren hauptsächlich aus Cholsäure (zwischen 50% und 80%) und Chenodesoxycholsäure (zwischen 20% und 50%) [5, 6]. Sie werden in der Leber aus Cholesterin synthetisiert und konjugiert mit Glycin (etwa. 75%) oder Taurin (ca.. 25%), mit conjugation Verhältnisse in Abhängigkeit von der Ernährung neben anderen Faktoren [6, 7]. Gallensecretion wird durch Fett und Säurefreisetzung aus dem Magen in das Duodenum ausgelöst, die nach einer Mahlzeit in 7-15 mM Gallensalzen im Dünndarm ergibt, mit 5 bis 10 g Oxgall /L entspricht [7-10]. Dekonjugation von Gallensäuren durch einheimische Darmbakterien tritt vor allem im distalen Ileum, wo ca.. 95% der Gallensäuren resorbiert, von denen ca.. 15% unkonjugiert [7, 10]. Beide konjugierten und nicht konjugierten Gallensäuren werden durch passive Diffusion über die gesamte gut absorbiert, aber dieses Verfahren ist effizienter für unkonjugiertes Gallensäuren. Zusätzlich sind spezifische aktive Transportsysteme, die in dem distalen Ileum, die effizienter sind in der Aufnahme von konjugierten Gallensäuren. Nach Resorption aus dem Darm werden die Gallensäuren in die Leber über das Blut transportiert, reconjugated und wieder in die Galle Blase ausgeschieden werden. Dieses Recyclingverfahren von Gallensäuren wird enterohepatischen Kreislauf bezeichnet. Die physiologische Rolle von Gallensäuren Was ist die Löslichkeit von Nahrungsfett zu erhöhen und dessen Abbau und Resorption erleichtern. Aufgrund ihrer Reinigungseigenschaften, Gallensäuren auch Zellmembranen verändern und somit zytotoxische und bakterizide Wirkung, bemerkbar durch eine erhöhte Membranfluidität und Permeabilität [11-14] haben. In Abhängigkeit von der Gallenkonzentration, Störung der Integrität der Zellmembran tritt augenblicklich fast, Zell Leckage und Tod zu verursachen, oder langsamer und subtil durch die Membranpermeabilität und die Fluidität zu verändern, um die Aktivität von kritischen Proteine ​​in der Zellmembran und die Membran Hydrophobizität [15 ]. Neben der Zerstörung der Integrität bakteriellen Zellmembran, Galle induziert auch DNA-Schäden, die Denaturierung und Fehlfaltung von Proteinen, zum Tod von Bakterien führen [16].
Gram-positive Bakterien sind in der Regel empfindlicher auf Galle zu sein, als Gram- negative Bakterien, aber Galle Toleranz ist sehr anstrengen spezifisch, so verallgemeinernde Aussagen für Arten sind nicht möglich [17-19]. Trotz der bakteriziden Wirkung von Galle, einige Mikroorganismen haben Galle Widerstand durch die Induktion von Galle entwickelt Enzyme und Transportsysteme oder durch Veränderung der Membrandurchlässigkeit, Flüssigkeit oder Ladung verstoffwechseln. Einige Darmpathogene können sogar hängen von Galle als Host-Signal für die Virulenz Regulierung. Zum Beispiel besitzt Salmonella enterica Serovar Typhimurium die multidrug Abflusspumpe AcrAB Gallen Entfernung und den Transport durch die äußere Membran [20]. Außerdem Invasion der Epithelzellen des Wirtes durch dieses Bakterium wird durch gesenkte Galle Konzentrationen induziert, so nach dem Transit zum distalen Ileum oder in der Schleimschicht [21].
Die Co-Einnahme von Lebensmitteln ist ein wichtiger Faktor für die antibakterielle Aktivität von Galle in den Darm. Bile Inaktivierung von Bakterien wird durch das Vorhandensein von Lebensmittelbestandteilen geprägt, die schützende Mikroumgebungen oder bind bile schaffen. Zum Beispiel betrug die maximale Gallenkonzentration von B. cereus
während des Wachstums in Darmmedium toleriert 3 g /L Schweinegalle wenn Erbsensuppe ergänzt wurde, während nur 0,9 g /L und 0,6 g /l Gallen in Gegenwart toleriert Milch und das Fehlen von Nahrung, bzw. [22]. Auch für Lactobacillus curvatus, das Vorhandensein einer Lebensmittelmatrix, nämlich Fleisch, erhöht seine Galle Toleranz und anschließend seine Magen-Darm-Überleben [23]. Ebenso wurde die Gallentoleranz von Bifidobacterium breve von Sojaproteine ​​verbessert [24].
In dieser Studie wurde der Magen-Darm-Überleben von vegetativen B. cereus
Zellen untersucht und auf die bakterizide Rolle der Galle verbunden. Die B. cereus
Inokulum wurde in der Verbundlebensmittelmatrix Lasagne verde vor dem vitro in kultivierte
Simulation des Magen-Darm-Passage an der Magen-Darm-Überleben von B. cereus mögliche schützende Wirkung der Nahrungspartikel aufzunehmen
.
Materialien und Methoden
B. cereus
Stämme, Kultivierung und Auszählung
Die B. cereus
ATCC 14579, NVH 1230-1288 und FF 73 Stämme (Tabelle 1) wurden kultiviert und anschließend subkultiviert in 10 ml Tryptone Soya Broth (TSB, Oxoid) für 24 h bei 30 ° C. Nach Zentrifugation und Resuspension in 1 ml physiologischer Peptone Salzlösung (PPS, 8,5 g /L NaCl (Fluka) und 1 g /L bakteriologische Pepton (Oxoid) neutralisiert), 830 &mgr; l der Subkultur auf 83 g Lasagne Verde inokuliert (erworben in der örtliche Supermarkt) in Stomacherbeuteln und bei 22 ° C für 24 h inkubiert. Einzelhandel Lasagne verde wurde im örtlichen Supermarkt gekauft, die im Durchschnitt 4,7 log enthalten KBE /g Gesamt Bakterien (Standardabweichung von 1,3 log KBE /g, Analyse von 11 verschiedenen Produkten während eines Zeitraums von 6 Monaten) und ≤ 2,0 log KBE /g B . cereus
. Der durchschnittliche pH-Wert dieses Lebensmittelprodukt war 5,52 (Standardabweichung ± 0,06) .Tabelle 1 Die Simulation von Magen-Darm-Passage mit drei verschiedenen B. cereus-Stämmen durchgeführt wurde: die Art Stamm B. cereus ATCC 14579, die klinische Isolat B. cereus NVH 1230 -88 von einem diarrheal Lebensmittelvergiftung Ausbruch und das Essen Isolat B. cereus FF 73 aus der betreffenden Lebensmittelmatrix, nämlich Lasagne verde
B. cereus Stamm
Herkunft
Mininal Wachstumstemperatur ( ° C)
Hbl Produktion
NheI Produktion
ATCC114579
Typstamm
> 10
+
+
NVH2 1230 -88
klinischen (menschlichen Fäkalien)
8 +
- FF3 73
Essen (Lasagne verde) 10
+
+
1ATCC = American Type Culture Collection, USA; 2NVH = Norwegian School of Veterinary Science, Oslo, Norwegen; 3FF = Flanders 'Food Collection, Belgien.
Die Gesamtzahl und B. cereus
Zählung durch die Plattierung der geeigneten Verdünnungen in KKS auf Trypton-Soja-Agar (TSA) und Mannit-Eigelb-Polymyxin B-Agar (MYP bestimmt wurden .., jeweils Spore Konzentrationen für 10 min durch Galvanisieren nach dem Erhitzen bei 80 ° C bestimmt wurden
In vitro
Simulation von Magen-Darm-Passage
der dynamische Experiment Magen-Darm-Simulation umfasst fünf Phasen: 1) der Mund, 2) der Magen, 3) das Duodenum, 4) Dialyse und 5) das Ileum [25]. Kurz gesagt, wurde mit Speichel Medium vermischt die Lasagne Verde B. cereus
Inokulum (83 g) enthält (56 ml, pH 6,5, 37 ° C) nach 1 min stomaching (Stomacher Lab Blender 400, Seward) und inkubiert für 10 min vor der Übertragung auf den Magen Gefäß. Die Magen-pH-Wert wurde von 5,0 bis 3,0 während der ersten 90 min und bis 2,0 während der letzten 90 min durch kontinuierlich zugegebener Säure (0,28 M HCl) verringert. Magenentleerung 30 Minuten nach dem Start der Magen-Phase in 5 Fraktionen durch diskontinuierliche Pumpen so, dass ca. initiiert wurde. 25% der Mageninhalt wurde nach 1 h entfernt, 50% nach 2 h und 75% nach 3 h. Die fraktionierte Magenentleerung führte zu einer 150 min Überlappung zwischen dem Magen und Duodenum Phase, in der das B. cereus
Inokulum in Subpopulationen unterteilt wurde, die zu verschiedenen Inkubationszeiten im Magen Phase unterworfen wurden (min. 30 min, max . 180 min) und Duodenum Phase (min. 10 min, max. 160 min). Die intestinale Behälter wurde anaerob (mit Stickstoffgas gespült) und enthielt intestinalen Medium mit 10,0 g /l Galle (Ochsengalle, Difco) und der pH pH automatisch von einem pH-Regler (Fermac 260, Electrolab) eingestellt wurde, bei pH bleiben 5,0 während der ersten 45 min und bei pH 6,0 während der letzten 115 min. Und das Ende des Duodenums Phase wurden die kompletten Mageninhalt übertragen und die Galle-Konzentration wurde durch Verdünnen auf 5 g /L abgesenkt. In der nächsten Phase, ≥ 90% dieser Galle wurde mit menschlichen Darmbakterien durch Dialyse und Wettbewerb entfernt wurde während der letzten Ileum Phase simuliert. Doch nach Eliminierung der vegetativen Zellen
B. cereus wurde der Magen-Darm-Versuch abgebrochen, in Experimenten resultierende nur aus den ersten drei Phasen. Die Experimente wurden in dreifacher Ausfertigung mit verschiedenen B. cereus
Inokula an verschiedenen Tagen durchgeführt.
Bile Toleranz von B. cereus
B. cereus
Stamm NVH 1230-1288 wurde kultiviert und anschließend subkultiviert in 10 mL TSB 24 h bei 30 ° C. Dann wurden 100 &mgr; l der Subkultur wurde in Glasröhrchen mit 9,9 ml TSB überimpft und bei 37 ° C inkubiert. Der pH-Wert der TSB war entweder neutral (pH = 7,2) oder sauren (pH = 5,0) und mit variierenden Gallen Konzentrationen ergänzt, in den Endkonzentrationen von 0,0 (TSB control) resultierenden, 1,0, 5,0 und 10,0 g /L Ochsengalle (Difco ). Das Überleben der vegetativen B. cereus
Zellen durch Ausstreichen der entsprechenden diltutions in KKS auf TSA beurteilt.
Produktion von Enterotoxin NheI und Hbl
Toxin Produktion durch die Analyse von 1 ml-Proben nach der Filtration bestimmt wurde (0,2 &mgr; m-Spritzenfilter, Whatman) mit den Duopath® cereus Enterotoxine (Merck) nach den Anweisungen des Herstellers.
Ergebnisse | Wachstum von B. cereus
in Lasagne verde
die Lasagne verde wurde mit ca. geimpft . 6,0 CFU /g B. cereus
und inkubiert für 24 h bei 22 ° C ein hochkonzentriertes Inokulum des vegetativen B. cereus
Zellen in einer Mischnahrungsmittelmatrix mit Lebensmitteln microbiota bei durch Simulieren Lagerung kontaminierter Lasagne gewachsen zu erhalten Zimmertemperatur. Dies führte zu Lasagne verde mit ca.. 8,5 log CFU /g Gesamt-Bakterien, von denen B. cereus
7,0 bis 8,0 CFU /g gebildet wird, in Abhängigkeit von der Belastung (Tabelle 2). B. cereus
NVH 1230-1288 zeigte eine stabile Sporenkonzentration von 3,5 log Sporen /g, mit Ursprung aus dem TSB Inokulum. Im Gegensatz dazu war zusätzliche Sporulation von ca. ersichtlich. 4,0 log Sporen /g bis 4,5 log Sporen /g nach 30 h für B. cereus
FF 73. Bemerkenswert ist, B. cereus
ATCC 14579 wurden keine Sporen nach 30 h Inkubation produzieren, mit nur sehr geringer Zahl ( 3,0 Sporen /g) beobachtet in nur 1 der 3 Wiederholungstaschen. Nach der Inokulation und Inkubation wurde die Lasagne Verde so mit B. cereus
vegetative Zellen stark verunreinigten (7,0 bis 8,0 log CFU /g) in der stationären Wachstumsphase, und geringe Mengen an B. cereus
Sporen (bis zu 4,0 log Sporen /g) .Tabelle 2 Wachstum der drei verschiedenen B. cereus-Stämme in der Lebensmittelmatrix vor der Simulation der Magen-Darm-Passage; Durchschnittswerte von unabhängigen Experimenten in dreifacher Ausfertigung in log CFU ausgedrückt /g ± Standardabweichung
B. cereus Stamm präsentiert
Zeit
(h)
0

22
24
26
28
30
B. cereus
ATCC14579
Gesamtzahl
5,8 ± 0,1
8,3 ± 0,6
8,4 ± 0,3
8,8 ± 0,2
8,8 ± 0,3
8,9 ± 0,2
Gesamt B. cereus
5,7 ± 0,1
6,9 ± 0,1
6,9 ± 0,1
6,7 ± 0,3
7,2 ± 0,3
7,0 ± 0,2
B. cereus
Sporen
< 2,0 ± 0,0
< 2,0 ± 0,0
< 2,0 ± 0,0
< 2,0 ± 0,0
< 2,0 ± 0,0
2,3 ± 0,6
B. cereus
NVH 1230-1288
Gesamtzahl
5,9 ± 0,1
8,2 ± 0,2
8,4 ± 0,1
8,9 ± 0,0
8,9 ± 0,1
8,8 ± 0,2
Total B. cereus
6,2 ± 0,3
7,9 ± 0,2
8,2 ± 0,1
8,5 ± 0,2
8,3 ± 0,3
7,9 ± 0,1
B. cereus
Sporen
3,5 ± 0,6
3,5 ± 0,2
3,3 ± 0,6
3,4 ± 0,6
3,3 ± 0,6
3,4 ± 0,6
B. cereus
FF 73
Gesamtzahl
5,7 ± 0,1
8,5 ± 0,1
8,7 ± 0,1
9,0 ± 0,0
9,0 ± 0,3
8,9 ± 0,3
insgesamt B. cereus
5,7 ± 0,1
8,1 ± 0,2
8,0 ± 0,1
8,3 ± 0,1
8,2 ± 0,1
8,3 ± 0,2
B. cereus
Sporen
3,8 ± 0,2
3,9 ± 0,4
3,9 ± 0,4
4,0 ± 0,5
4,0 ± 0,3
4,5 ± 0,1
Keine Produktion von Enterotoxin erkannt wurde in Lasagne verde nach 24 h von B. cereus
ATCC 14579 und B. cereus
NVH 1230-1288, während NheI sporadisch erkannt wurde (in 1 von 3 Wiederholungen) im Fall von B. cereus
FF 73. Dies war wahrscheinlich aufgrund des sauren pH-Wert 5,5 von Lasagne Verde und der eher geringen Inkubationstemperatur von 22 ° C, die für Enterotoxin Produktion nicht optimal sind [1]. Allerdings vorgeformten Enterotoxine in Lebensmitteln sind nicht verantwortlich für die diarrheal Lebensmittelvergiftung, da sie schnell während Magen-Darm-Passage abgebaut werden [2].
In vitro
Simulation von Magen-Darm-Passage von B. cereus
vegetativen Zellen
die Lasagne Verde mit 7,0 bis 8,0 log CFU /mL B. cereus
vegetative Zellen in der stationären Wachstumsphase kontaminiert wurde in vitro
Simulation der Magen-Darm-Durchgang (Abbildung 1) unterzogen. Überleben von B. cereus
(< 1 log Reduktion) wurde während der Mundphase und die ersten 30 Minuten des Magens Phase beobachtet wird, wenn der Magen-pH-Wert zwischen 5,0 und 4,0 war. Danach, wenn der Magen-pH unter 4,0 vermindert wurden die vegetative Zellen schnell in den Magen Phase inaktiviert, merklicher als raschen Rückgang der Gesamt B. cereus
Zählwerte auf ähnliche Werte der B. cereus Sporenzählungen in
die Magengefäße. Die B. cereus
Gesamt und Spore zählt während der Duodenum Phase blieb ca.. 1,0 log KBE /ml für B. cereus
ATCC 14579, ca. 2,5 log KBE /ml für B. cereus
NVH 1230-88 und ca.. 3,5 log KBE /ml für B. cereus
FF 73. Interessanterweise verringerte sich die Sporenzahl von B. cereus
NVH 1230-88 während der Magen-Phase während der letzten Stunde und die meisten sauren pH-Wert. Da die Gesamt B. cereus
Zahl nicht geändert hat, zeigt dies die Einleitung Sporenkeimung. B. cereus ATCC 14579 zeigte
inkonsistent Sporenproduktion, was in Abwesenheit von Sporen während der ersten beiden Simulationen und sehr geringe Zahlen (leicht oberhalb der Nachweisgrenze von 1,0 Sporen /ml) während der letzten zwei Experimenten. Abbildung 1: Inaktivierung von vegetativen Zellen während der dynamischen In-vitro-Simulation von Magen-Darm-Passage mit B. cereus ATCC 14579 (1), B. cereus
NVH 1230-1288 (2) und B. cereus
FF 73 (3); die B. cereus
total (a) und sporen (b) Zählungen wurden durch Ausplattieren auf MYP bestimmt mit und ohne Wärmebehandlung (10 min bei 80 ° C), jeweils in der Lasagne Verde (□), der Mund Phase (◊), der Magen-Phase (Δ) und der Duodenum-Phase (○); die Mittelwerte und Standardabweichung von Dreifachversuche an verschiedenen Tagen vorgestellt. Keine Nachweistests für Enterotoxine NheI und Hbl
wurden durchgeführt, da kein Wachstum während einer der Magen-Darm-Phasen beobachtet, die eine Voraussetzung für die Enterotoxin-Produktion ist [1 ].
Bile Toleranz von B. cereus
das Wachstum und Überleben von B. cereus
NVH 1230-1288 wurde in Gegenwart von verschiedenen Konzentrationen Galle (Abbildung 2) bestimmt. Bei optimalen Bedingungen, d.h. neutral TSB mit pH 7,2, die Wirkung von Gallen war konzentrationsabhängig. Die niedrigste Konzentration von 1,0 g /l Oxgall führte zu einer Reduktion der Bevölkerung von rd. 30% im Vergleich mit der Kontrolle (TSB ohne Galle) zum Zeitpunkt 0 h. Darüber hinaus wurde nach 1 h wurde die Lebendzellanzahl mit ca. reduziert. 40% im Vergleich mit der Konzentration in TSB mit 1,0 g /L Oxgall bei 0 h. Jedoch nach 2 h Rückgewinnung und Auswachsen der verbleibenden Zellen beobachtet wurde, weil der B. cereus
Konzentration der von 0 h ähnlich war, und schließlich nach 3 h war die Bevölkerung mit rd. 1 log im Vergleich zu der bei 0 h. Jedoch induziert die Gegenwart von 5,0 g /L Oxgall eine dauerhafte Abnahme auf 4,1 log KBE /ml im Durchschnitt (Inaktivierung von 88% der vegetativen Zellen) und von 10,0 g /L Oxgall bis 3,9 log CFU /ml (Inaktivierung von 94 %). Figur 2 Überleben von B. cereus NVH 1230-1288 in Tryptone Soya Broth (TSB) bei 37 ° C mit pH 7,2 (A) und pH 5,0 (B) mit unterschiedlichen Galle (Ochsengalle, Difco) Konzentration: 0,0 g /L (white ), 1,0 g /l (hellgrau), 5,0 g /l (dunkelgrau) und 10,0 g /l (schwarz). Hotels in TSB bei saurem pH-Wert 5,0, ca. 99% der B. cereus
Inokulum wurde sofort durch die Galle Exposition, unabhängig von der Gallenkonzentration, was zu konstanten Gesamt B. cereus
Zählungen von ca. inaktiviert. 3,0 log KBE /ml. Die B. cereus
Inokulum zwischen 0,1 und 0,2% Sporen enthalten, so konstant Sporenzählungen während des Experiments erhalten wurden: 2,6 (± 0,2) log Sporen /ml zu Beginn und 2,5 (± 0,3) log Sporen /ml bei der Ende. Unter diesen Spore Bevölkerung Rechnung zu tragen, bildeten die vegetativen Zellen immer noch die Mehrheit (ca.. 60%) der 1% Galle resistent B. cereus
.
Diskussion
das Überleben von vegetativen Zellen während der Magenpassage war ähnlich der von früheren Studien mit Kartoffelbrei Medium [3]. In diesen Experimenten, ca. 10% der vegetativen Zellen überlebt Magenpassage, die meisten davon in der ersten Magen Fraktion bei Magen-pH zwischen 5,0 und 4,0 war. Diese Zellen wurden lebend in den Darmgefäß überführt und somit zwischen 5,5 und 6,5 log CFU /mL B. cereus
im Darmgefäß erwartet wurden. Allerdings viel niedriger zählt, die die B. cereus
Spore zählt angenähert, wurden während der Duodenum Phase erhalten. Dies zeigt, dass die vegetativen Zellen, die Magenpassage überlebten, wurden in der Darmumgebung inaktiviert. Batch Inkubationsexperimente in TSB und variierenden Konzentrationen von Gallen zeigte, dass die Mehrheit (99,1%) der vegetativen Zellen bei pH 5,0, unabhängig von der Gallenkonzentration im Bereich von 1,0 bis 10,0 g Oxgall /L unmittelbar nach Exposition bile inaktiviert wurde. Abschließend vegetative B. cereus
Zellen, die Magenpassage überlebten, wurden während der nachfolgenden Duodenum Phase durch die bakterizide Wirkung von Galle ausgeschieden.
Die bakterizide Wirkung von Galle auf vegetative B. cereus
Zellen war pH-abhängig. Bei pH 7,0 wurde die Inaktivierung mit der Gallenkonzentration korreliert und die niedrigste bile Konzentration (1 g /L), auch das Überleben und Wachstum erlaubt. Im Gegensatz dazu ist bei pH 5,0, instant Inaktivierung der Mehrheit (> 99%) der vegetativen Zellen aufgetreten ist, unabhängig von der Gallenkonzentration (im Bereich von 1,0 bis 10,0 g /L). Ähnlich zu unseren Ergebnissen, die Inaktivierung von Listeria monocytogenes durch Gallensäuren wurde auch bei saurem pH 5,5 [26] stark erhöht. Inaktivierung von Bakterien durch Galle ist ähnlich der durch organische Säuren, die beide besonders wirksam bei niedrigen pH. Die logarithmische Säuredissoziationskonstante (pKa) von nicht-konjugierten Gallensäuren ist etwa 5,1, aber die Konjugation mit Glycin senkt den pKa ca. 3,7 [27]. Konjugation mit Taurin führt zu einem noch niedrigeren pKa von rd. 1,5 [28]. Als Folge wird die Mehrheit von konjugierten Gallensäuren, dissoziiert und ionisiert höchstens physiologischen und intestinalen pH-Werten, nämlich 95,24% bei pH 5,0 und 99,95% bei pH 7,0 für glycoconjugated Gallensäuren. Nur die gewerkschaftlich organisierten Formen der Gallensäuren kann passiv die Zellmembran durchqueren, während die distanzierte und ionisiert konjugierten Gallensäuren spezifische aktive Transportsysteme erfordern [29]. Als Ergebnis können 4,67% der konjugierten Gallensäuren geben Sie die B. cereus
Zellen bei pH 5,0, im Gegensatz zu nur 0,03% bei pH 7,0. Außerdem liegt der innere pH von lebensfähigen B. cereus Zellen
stets zwischen 6,0 und 7,5, abhängig von den externen pH und Kulturbedingungen [30]. Nachdem die undissoziierten Gallensäuren in die Zellen
B. cereus diffundiert sind, erfährt die Mehrheit von ihnen (99,50 bis 99,98%) intrazelluläre Dissoziation in lethal internen Ansäuerung ergibt.
Es wurde berichtet, dass bestimmte Nahrungsbestandteile die Galle erhöhte Toleranz von B. cereus
vegetative Zellen in Darm-Medium mit pH 6,5 [22]. Allerdings hat die zusammengesetzte Lebensmittelmatrix Lasagne verde nicht die schädlichen Wirkungen von Galle auf B. cereus
während unserer Versuche bei pH 5,0 zu verringern. Es ist möglich, dass die Nahrungsmitteltyp Wirkungen nur bei einem optimalen pH für dieses foodborne pathogen beobachtet werden, wenn mehr ausgeprägte Unterschiede zwischen den Behandlungen zu erwarten sind. Im Gegensatz zu vegetativen Zellen
, B. cereus
Sporen wurden nicht durch Gallen inaktiviert obwohl sie im Darmmedium nicht keimen haben 5 bis 10 g /L Oxgall enthält. Dies deckt sich mit den Beobachtungen der dynamischen Simulation von Magen-Darm-Passage von Sporen [25], wo Sporen während der Mund, Magen und Zwölffingerdarm-Phase und nur gestartet Keimung während der Dialyse nicht betroffen waren, wenn die Galle Konzentration von 5,0 g /L Oxgall gesenkt wurde auf < 0,5 g /l und die der Charge Inkubationsexperimente [31], wobei innerhalb von 2 h in Darmsimulation Medium keimten die Sporen aus 1,0 g /l Gallen enthält. Andere Studien berichteten auch, dass Sporen konnten in simulierter Darmflüssigkeit zu keimen und sich vermehren Galle enthält (1,5 g Oxgall /L) [32], und dass die Gallen Widerstand von B. cereus Sporen
war besser als die von vegetativen Zellen [33 ]. Abschließend hohe Galle-Konzentrationen (≥ 5 g /L Oxgall) erlauben keine Sporenkeimung, während niedrige Galle-Konzentrationen (< 5 g /l). Keimung und Auswuchs induzieren
Neben seiner Bedeutung in der Nährstoff Verdauung und Resorption, Galle ist auch eine wichtige antimikrobielle Verbindung im Darm [7]. Abnormal niedrige Darm-Galle Spiegels bei Patienten mit Gallen- oder Leberanomalien oder mit Mängeln in den enterohepatischen Kreislauf auftreten, die wegen der verbesserten Überleben der Einnahme und Darmbakterien jene Menschen besonders anfällig für Durchfall machen kann. Außerdem sind Gallensäuren endogene Abführmittel, so Malabsorption von Gallensäuren aus dem Dünndarm, Gallenspiegel im terminalen Dünndarm und den Dickdarm zu erhöhen, was auch in Durchfall führen kann [34].
Schlussfolgerung
B. cereus
vegetativen Zellen waren nicht in der Lage Magen-Darm-Passage, um zu überleben, wie durch die in-vitro-
Experiment simuliert, trotz der hohen Inokulumkonzentration von 7,0 bis 8,0 log KBE /ml und die Kultivierung des Inokulums in der zusammengesetzten Lebensmittelmatrix Lasagne verde. Die Mehrheit der vegetativen Zellen wurde durch die Magensäure inaktiviert, und die überlebenden Zellen wurden anschließend durch Galle während der Duodenum Phase inaktiviert. Im Gegensatz dazu überlebten
B. cereus-Sporen die Simulation von Magen-Darm-Passage und blieb Sporen bei ungünstigen Bedingungen für die Keimung (und Auswuchs). Daher variiert die Infektionsdosis für B. cereus
wahrscheinlich entsprechend der physiologischen Form verbraucht, weniger für die hochresistente Sporen sein. Obwohl die Magen-Darm-Überlebenszeit für die verschiedenen Stämme ähnlich war, variiert ihre Sporulation Tendenz beträchtlich, was wiederum erhebliche Auswirkungen auf die Magen-Darm-Überlebenspotential und damit die Infektionsdosis von den verschiedenen B. cereus-Stämme
hat.
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