Koiramaista tiedettä: Koiran suoliston mikrobit, osa 2

Koiramaista tiedettä-blogiosion koiran suoliston mikrobeja käsittelevä kirjoitussarja jatkuu.  Sarjan toinen teksti tutkailee sitä, millaisia eroja on terveiden ja ripulia sairastavien koirien suolistobakteerien välillä. Mielenkiintoisen kirjoitussarjamme takana on vieraileva kirjoittaja Hannele Kettunen. Hannele on pitkän linjan, suurisydäminen koiraharrastaja sekä eläinfysiologian alalta väitellyt, suolistotutkimukseen erikoistunut biologi. 

Kirjoitussarjan ensimmäisessä osassa tutustuttiin suoliston bakteeriyhteisön kehittymiseen koiranpennulla. Tästä pääset lukemaan ensimmäisen osan. Sarjan kolmas osa ilmestyy noin parin viikon päästä ja se käsittelee mahdollisuuksia parantaa koiran suoliston bakteeriyhteisöä probiootteja eli hyviä suolistobakteereja syöttämällä.

Osa 2/3. Suolisto sekaisin – onko vika bakteereissa?

Maha sekaisin ja vahinko olohuoneen matolla. Kukapa koiranomistaja ei joskus olisi joutunut tämän tilanteen eteen. Syyt koiran äkilliseen ripuliin ovat moninaiset. Koira ehkä löysi ja söi lenkillä jonkun herkulliseksi mädäntyneen kimpaleen, jonka sisältö jäi omistajalle arvoitukseksi. Tai kenties se sairastui naapurustossa kiertävään virusripuliin. Löysä vatsa voi myös olla seurausta äkillisestä ruokavalion vaihdoksesta, ruoka-aineallergiasta, liian suuresta possunkorvasta tai pöydältä pihistetystä paistista.  

Suoliston ongelmat ovat koirilla melko yleisiä, mutta on myös niin, että jotkut koirayksilöt ovat herkkävatsaisempia kuin toiset. Mistä herkkävatsaisuus johtuu? Onko suoliston bakteeriyhteisöllä jotain tekemistä asian kanssa? Jotta näihin kysymyksiin saataisiin vastauksia, pitää ensin tutkia, että millaisia suolistobakteereita löytyy terveen ja ripuloivan koiran suolistosta.

Stephen Guard (2015) kollegoineen käärivät hihansa ja ryhtyivät selvittämään asiaa. He tutkivat suoliston mikrobiyhteisön rakennetta terveillä ja akuuttiin ripuliin sairastuneilla koirilla. Heidän aineistossaan terveitä ja sairastuneita koiria oli molempia kolmetoista. Sairastuneet koirat olivat klinikalle hoidettavaksi tulleita perhekoiria, joiden elinolosuhteita tai ruokintaa ei ollut vakioitu millään tavalla.

Kroonisesta tai usein toistuvasta ripulista kärsiviä koiria ei huolittu mukaan tutkimukseen, koska tarkoituksena oli tutkia odottamattoman ja äkillisesti alkaneen ripulin vaikutusta suolistoon. Sairastuneiden koirien ripulin hoitoon tähän tutkimukseen osallistuminen ei vaikuttanut millään lailla: kukin koira antoi tutkimukseen vain veri-, uloste- ja virtsanäytteen. Suoliston bakteeriyhteisön rakenne selvitettiin nykyaikaisilla DNA:n emäsjärjestykseen perustuvilla menetelmillä.

Eroja terveiden ja sairaiden koirien välillä löytyikin odotetusti. Ripulin seurauksena yksi tietty bakteerilaji lisääntyi huomattavasti muita lajeja enemmän. Kyseinen bakteerilaji on nimeltään Clostridium perfringens. Sen määrä nousi terveiden koirien 13%:sta yli 30%:iin. Tämä vain hapettomissa oloissa kasvava bakteerilaji esiintyy yleisenä maaperässä, ja sitä tavataan usein myös terveiden eläinten paksusuolessa pieninä määrinä. C. perfringensille on tyypillistä, että se ei välttämättä aiheuta mitään ongelmia hyväkuntoiselle eläimelle, mutta syystä tai toisesta stressaantunut tai heikentynyt eläin joutuu sen hyökkäyksen kohteeksi, ja seurauksena on voimakas, jopa verinen ripuli. Saman klostridilajin aiheuttamat ripulitaudit ovat koirien lisäksi yleisiä tuotantoeläimillä, kuten siipikarjalla ja porsailla. Toinen saman suvun laji, Clostridium difficile, puolestaan voi aiheuttaa ihmisille jopa kroonisen ripulin antibioottikuurin jälkeen.

Terveillä koirilla noin kolmannes suolistomikrobeista kuului Bacteroidetes-pääjaksoon ja 60% firmikuutteihin, kun taas fusobakteerien osuus oli alle 5%. Pääjaksot ovat lukuisista lajeista koostuvia lajiryhmiä, joiden avulla eroja mikrobiyhteisöissä usein havainnollistetaan. Ripulia sairastavilla koirilla bacteroidetesten määrä putosi 15%:iin, firmikuuttien osuus nousi yli 70%:n, ja fusobakteerien osuus kasvoi terveisiin verrattuna yli kolme kertaa suuremmaksi, aina 16%:iin saakka. Ripuli siis muutti merkitsevästi koirien suoliston bakteeriyhteisön rakennetta ja vähensi lajiston runsautta.

Bakteerilajiston lisäksi ripuli vaikutti bakteerien tuottamien yhdisteiden pitoisuuksiin suolessa. Bakteerit tuottavat imeytymättä jääneestä ravinnosta haihtuvia lyhytketjuisia rasvahappoja, jotka ravitsevat suolen limakalvoa ja myös imeytyvät koiran elimistöön. Koiran suolistoterveyden kannalta muutokset bakteeriyhteisön tuottamissa yhdisteissä voivatkin olla tärkeämpiä kuin lajivalikoima. 

Koirilta kerätyistä veri- ja virtsanäytteistä etsittiin bakteerien aineenvaihduntatuotteita. Monet bakteerien suolen sisällä tuottamat yhdisteet imeytyvät verenkiertoon, ja niistä jotkut poistuvat munuaisten kautta virtsaan. Näitä yhdisteitä löytyikin. Esimerkiksi eräiden aminohappo tryptofaanin aineenvaihduntatuotteiden pitoisuus veressä ja virtsassa laski merkitsevästi ripulin seurauksena. Tryptofaanista muodostuu elimistössä tunne-elämälle tärkeää hermovälittäjäaine serotoniinia. Toistaiseksi voidaan vain arvailla, että voisiko akuutti ripuli vaikuttaa tryptofaanin aineenvaihdunnan kautta koirien tunteisiin. 

Tutkimus osoitti, että ripuli ajaa suoliston mikrobiyhteisön nopeasti epätasapainoon koirallakin. Suoliston mikrobiyhteisön epätasapainoa kutsutaan dysbioosiksi. Ripulin seurauksena suolen bakteerilajisto köyhtyi, ja muutoksia havaittiin sekä lajiston koostumuksessa että bakteerien aineenvaihduntatuotteissa. Tutkimuksesta saatua tietoa voidaan hyödyntää kehitettäessä entistä parempia hoitomuotoja ripulista kärsivien koirien hoitoon.

Viite: Guard BC, Barr JW, Reddivari L, Klemashevich C, Jayaraman A, Steiner JM, Vanamala J, Suchodolski JS. 2015. Characterization of microbial dysbiosis and metabolomic changes in dogs with acute diarrhea. PLoS One. 10:e0127259.