Koiramaista tiedettä: Koiran suoliston mikrobit, osa 1

Koiramaista tiedettä-sarja jatkuu vierailevan kirjoittajamme, Hannele Kettusen, mielenkiintoisella kirjoitussarjalla koiran suolistobakteereista. Hannele on pitkän linjan, suurisydäminen koiraharrastaja sekä eläinfysiologian alalta väitellyt, suolistotutkimukseen erikoistunut biologi. 

Suolisto on ihmisen terveyttä käsittelevien hyvinvointilehtien vakioaihe, eikä syyttä. Suoliston kunto heijastuu koko elimistön terveyteen yhtä lailla koirilla kuin ihmisillä. Viime vuosien aikana ymmärrys suolistobakteerien suuresta merkityksestä terveydelle on lisääntynyt hurjasti. Koirienkin suolistoa tutkitaan aktiivisesti ympäri maailman. Tässä kirjoitussarjassa tutustutaan kolmeen tiedeartikkeliin, jotka kaikki käsittelevät koirien suolistobakteereja. Kirjoitussarjan ensimmäisessä osassa tutustutaan suoliston bakteeriyhteisön kehittymiseen koiranpennulla. Toinen kirjoitus pohtii sitä, millaisia eroja on terveiden ja ripulia sairastavien koirien suolistobakteerien välillä. Kolmas artikkeli käsittelee mahdollisuuksia parantaa koiran suoliston bakteeriyhteisöä probiootteja eli hyviä suolistobakteereja syöttämällä. Sarjan kirjoitukset tulevat julki noin kahden viikon välein, joulu- ja tammikuun aikana. 

Osa 1/3. Suoliston bakteeriyhteisön kehitys koiranpennulla

Pentukoirat ovat ihania, kallisarvoisia ja, ah, niin suloisia. Pennut herättävät suojelunhalun: niitä pitää varjella onnettomuuksilta ja tauteja aiheuttavilta pöpöiltä eli mikrobeilta. Mutta kaikki mikrobit eivät ole pennulle haitaksi, vaan osa niistä on jopa terveydelle välttämättömiä. 

Mikrobit ovat nimensä mukaisesti mikroskooppisen pieniä eliöitä: bakteereita, hiivoja ja yksisoluisia loisia. Jokaisen koiran suolessa elää satoja mikrobilajeja, joista valtaosa on bakteereja. Hyvät bakteerit tuottavat suolen limakalvon normaalia kasvua edistäviä aineita ja estävät tauteja aiheuttavien mikrobien kasvua. Suolistobakteerit myös osallistuvat koiran immuniteetin eli puolustusjärjestelmän kehittymiseen.

Kohdussa pentu kasvaa steriileissä oloissa sikiöpussin sisällä. Emolta ja ympäristöstä lähtöisin olevat bakteerit pääsevät vastasyntyneen pennun suoleen ja muille limakalvoille heti sikiöpussin rikkoonnuttua. Hyviä bakteereita pentu saa myös maitoa imiessään. Kaikkein nopeimmin pennun suoleen ehtineet bakteerit saavat parhaat mahdollisuudet jäädä paikalle pysyvästi.

Ensimmäisinä päivinä synnytyksen jälkeen emo tuottaa ternimaitoa, jossa on runsaasti vasta-aineita omassa elinympäristössä esiintyviä taudinaiheuttajia vastaan. Pennut hakeutuvat aktiivisesti nisille heti sikiökalvoista vapauduttuaan, ja pian ne jo saavatkin ensimmäiset hörpyt tätä elintärkeää eliksiiriä. 

Muutaman päivän ikäiset portugalinvesikoiran pennut emon nisillä. 

Emme pääse helposti tarkastelemaan koiranpennun ruoansulatuskanavan sisäosia, mutta suoliston bakteeriyhteisön kehittymistä voidaan tutkia ulostenäytteistä. Huhtikuussa 2017 julkaistiin tutkimus, jossa oli mukana 30 pentua 18 pentueesta ja kymmenestä rodusta (Guard ym., 2017). Tutkimukseen osallistui kaksi bichon frisé -pentua ja niiden emo, sekä mm. labradorinnoutajia, kultaisia noutajia, villakoiria, maltankoiria ja jackrussellinterrierejä.

Kaikki tutkimukseen osallistuvat emokoirat ruokittiin samalla teollisella, koiranpennuille ja imettäville emoille suunnitellulla kuivamuonalla. Pennut saivat alkaa maistella samaa ruokaa kolmen viikon iästä alkaen. Ruokinnan vakioimisella minimoitiin ravinnon aiheuttamat erot pentueiden välillä. Pennuilta kerättiin ulostenäytteet 2 vrk:n iässä sekä 3-, 6- ja 8-viikkoisina. Emoilta otettiin ulostenäyte vuorokauden sisällä synnytyksestä. Ulostenäytteissä olevia bakteeriryhmiä ei tunnistettu viljelemällä bakteereita kasvatusmaljoilla, vaan nykyaikaisesti eristämällä ja sekvensoimalla bakteerien DNA, ja analysoimalla saatu data tilastollisin menetelmin.

Pentujen suoliston bakteeriyhteisö muuttui jokaisen aikapisteen välillä. Bakteerien kilpajuoksu suoleen oli selvästi havaittavissa: kahden päivän ikäisiltä pennuilta löytyi jo keskimäärin 128 bakteerilajia, kun emolla niitä oli noin tuplasti enemmän eli 249. Kolmeviikkoisten pentujen ulosteista bakteerilajeja löytyi noin 173, kuusiviikkoisilla 206 ja kahdeksanviikkoisilla 216. Kahden ensimmäisen vuorokauden aikana siis suolistoon ennätti enemmän bakteerilajeja kuin seuraavien kahdeksan viikon aikana.

Suolistobakteerien lajilukumäärä ei kerro koko tarinaa. Myös pentujen bakteerilajisto muuttui aikapisteiden välillä.

Kaikkien eliöiden tapaan bakteerit luokitellaan pääjaksoihin, luokkiin, lahkoihin, heimoihin, sukuihin ja lajeihin. Bakteeriyhteisöjä analysoitaessa on tapana tarkastella niitä ensin pääjaksojen tasolla, eli varsin isoihin lajiryhmiin niputettuina.

Kahden päivän ikäisiltä pennuilta löytyi pääasiassa Firmicutes-pääjaksoon kuuluvia lajeja, kun taas Bacteroidetes-pääjaksoon kuuluvia lajeja löytyi alle yhden prosentin verran. Kolmiviikkoisesta alkaen reilu kolmannes lajistosta kuului bacteroideteksiin, kun taas firmikuuttien osuus oli pudonnut noin neljännekseen. Firmikuutteihin kuuluvat esimerkiksi terveyttä edistävät maitohappobakteerit ja ripulia aiheuttavat Clostridium-suvun lajit. Monimuotoiseen ja runsaslajiseen Bacteroidetes-pääjaksoon kuuluu erittäin hyödyllisiä sukuja ja lajeja, mutta samaan ryhmään kuuluvat myös Bacteroides-suvun taudinaiheuttajat.

Kahdeksanviikkoisilla pennuilla firmikuuttien ja bacteroidetesten rinnalla alkoivat yleistyä fusobakteerit, joihin kuuluvissa lajeissa on paljon ruoansulatuksessa auttavia lajeja. Tässä vaiheessa pentujen suoliston bakteerilajisto muistutti jo melko paljon emoilta löydettyä lajistoa. Aivan aikuisen koiran kaltaiseksi ei pentujen suoliston bakteeriyhteisö kuitenkaan kahdeksassa viikossa ehtinyt.

Bakteeriyhteisöjä tarkasteltiin myös sukujen ja lajien tasolla. Maitohappobakteerien määrät pentujen suolistossa kiinnostivat tutkijoita erityisen paljon. Ihmisvauvoilla Lactobacillus -suvun maitohappobakteerien määrä jopa satakertaistuu ensimmäisten elinviikkojen aikana. Tutkijoiden yllätykseksi laktobasilleja oli näillä koiranpennuilla vain alle yhden prosentin osuus kaikissa aikapisteissä.

Isokokoisten rotujen pennut alkoivat syödä kiinteää ruokaa hieman aikaisemmin kuin pienikokoisten rotujen pennut. Kiinteän ruoan syömisen ajankohta heijastui aineistoon eroina isojen rotujen ja pikkukoirien välillä kuuden viikon aikapisteessä. Kahdeksanviikkoisilla pennuilla rodun koko ei enää vaikuttanut suolistobakteerien lajikoostumukseen.

Yleisesti ottaen yksittäisten bakteerisukujen ja -lajien esiintyvyys näytteissä vaihteli paljon. Jos tutkimuksessa olisi ollut enemmän pentueita, olisi kenties emojen vaikutus pentujen suolistomikrobeihin näkynyt selvemmin. Kenties tämä on saman tutkimusryhmän seuraavan tutkimuksen aiheena.

Viite: Guard BC, Mila H, Steiner JM, Mariani C, Suchodolski JS, Chastant-Maillard S. 2017. Characterization of the fecal microbiome during neonatal and early pediatric development in puppies. PLoS One 12:e0175718.