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Microorganismos Gastrointestinales y otros Huéspedes

Microorganismos Gastrointestinales

Microorganisms gastrointestinales viven en associones simbioticas con animales. Estos microorganismos ayudan en la digestion de lo ingerido, ayudan en la proteccion al animal de infecciones, y algunos microbios inclusive sintesizan y prooveen nutrientes essenciales al animal huesped. Por consequente, el entender la compleja relacion simbiotica entre los microbios gastrointestinales y sus animales huesped nos guiaran al desarrollo de prácticas que mejoren la salud del animal.

Estrategias Digestivos

Los animales son por lo general classificados de acuderdo a su phisiologia digestiva. Los microogranisms pueden ser examinados de acuerdo a su ubicaccion en el estomago: secion anterior, secion media, y secion posterior. Las enzymas segregadas por la boca y estomago ayudan en la digestion de los alimentos consumidos por los animales. Los microorganismos que habitan en otras areas del aparato gastrointestinal ayudan tambien en la digestion a traves de un proceso llamado fermentacion. La fementacion es una descomposicion anaeorobica de los compuestos organicos.

Los fermentadores pueden ser pre-gastrico, cecal, o colonicos que obtienen su nombre de accuerdo a su ubicaccion dentro del aparato digestivo donde realizan su mayor actividad microobial. Fermentadores pre-gastricos: incluyen a los rumiantes como vacas, obejas, y girafas. Ferementadores cecales: incluyen el conejillo de india, conejos, chinchillas, ratas. Fermentadores colonicos: incluyen los gorilas, caballos, elefantes.

El laboratorio Angert a investigado la comunidad microbial que habita en el aparto digestivo de los pez sirugano, conejillos de indias, vacas, y gorilas. Pasaremos algunos de estos animales.

El Pez Sirugano

Existe alrededor de 80 especies de pezes en la familia del pez sirugano (Acanthuridia). La mayoria son herbivoros (se alimentan de algas principalmente) y estos tenien la tendencia de tener largos tractos intestinales comparados con los pezes carnivoros del mismo tamaños de cuerpo. Este largo tracto intestinal permite mayor tiempo de retencion en la digestion como a su vez mayor fermentacion. El pez sirugano hospeda al Epilopiscium, miembros del grupo de Bajo G+C de gram positivo. Scientificos han observado la conducta del pez sirugano en su estado silvestre y encontraron que los pezes siruganos jovenes comen la heces de los adulto pezes siruganos. Este comportamiento puede ayudar a desarollar la comunidad intestinal microbial.

Surgeonfish

Conejillo de Indias

Guinea Pig

Los conejillos de indias tienen un largo intestino ciego y son coprofagos, se alimentan de sus propios excrementos. Ademas de ingerir microbios intestinales los heces fecales permite a los animales recuperar mas nutrientes y vitaminas. Uno de los parientes mas cercanos del Epulopiscium es la bacteria conocida llamada Metabacterium polyspora. Esta es tambien de un low G+C gramo postivo y es simbionte gastrointestinal de los conejillos de indias. Esta bacteria produce endosporas durmientes que peuden encontrarse en las heces de los conejillos de indias. La copographia permite al Metabacterium reingreser al tracto intestinal del huesped o colonizar nuevos huespedes.

Rumiantes

Rumen

Los ruminates incluyen las vacas, obejas, carneros, chivos, girafas, y una variedad de otros animales. Los ruminates tienen cuatro estomagos. El primero y mas largo es el rumen contiene una gran cantidad de microorganismos ( protozoas, hongos, bacteria y arkea). Es el sitio primario de la degradacion del alimento. Estos animales gastan una buena porcion de su tiempo rumiando o remasticando su alimento. Este proceso aumenta el area de superficie de las particulas alimentarias permitiendo mayor fermentacion microbiana. Los microorganismos en el rumen combierten los alimentos volatiles en acidos-grasos y proteina microbiana. El animal usa el acido graso volatil como una fuente de energia y estos tambien digieren algunos de los microorganismos del rumen como fuente de proteina. Los microorganismos reciben un constante abastecimiento de alimentos en un ambiente thermico regulado y en constante remoccion de desperdicio. En esta forma el animal y los microorganismos se benefician de esta associcion. La celulosa es el carbohydrato mas abundante en el mundo. Los animales frequentemente consumen alimentos ricos en celulosa. Los mamiferos caresen de enzimas descomponer la celulosa, pero tenien al los microorganismos en su tracto digestivo que tienen la capacidad de realizar esta funcion. Como ejemplo, la bacteria de degrada fibra en el rumen puede fermentar celulosa.

Una fistula (un aperatura cirugal) peude ser implementado en el rumen,
permitiendo la collecion de contenidos ruminales y microbiales.

La celulosa es el carbohydrato mas abundante en el mundo. Los animales frequentemente consumen alimentos ricos en celulosa. Los mamiferos caresen de enzimas descomponer la celulosa, pero tenien al los microorganismos en su tracto digestivo que tienen la capacidad de realizar esta funcion. Como ejemplo, la bacteria de degrada fibra en el rumen puede fermentar celulosa. Imágenes microscopicas de tres celuloticas se muestran abajo. (A) Fibrobacter succinogenes, (B) Ruminococcus albus and (C) Ruminococcus flavefaciens.

gastro

Ademas de la bacteria degradadora de celulosa, nuestro laboratorio esta interesado en los Methanogenos, un grupo de microorganismos pertenecientes al dominio Arkea. Los Metahongens, son de gran importancia economica y ambiental, estos generan gas methano CH4, un gas importante de invernadero contribuyendo al calentamiento de la tierra. Cuando los rumiantes eruptan, espulsa (CH4) formado en el rumen. La formacion de gas methano tambien occure en la seccion posterior. El mathano producido en esta seccion de los rumiantes tiene un impacto en el calentimento global y la magnitud de esta fuente no hacido complementa determinada.

Gorilas

Gorila

Estos tienen un colon largo y son fermentadores colonicos. Son herbivoros, su dieta consiste de hojas , cortezas, tallos, y frutas. Recientemente se han aislado sequencieas de gene de heces de un gorila silvestre en el inpenetrable parque nacional de Winidi en Uganda. Estas sequencias fueron relacionadas con la siguienta filums: Firmicutes, Actinobacteria, Bacteriodetes, Lentispaerae, Planctomycetes, Spirochetes, ay Verrucomicrobia. Algunas de las sequencias fueron bastante similar a las sequencias de la bacteria que degrada la fibra, reduce los compuestos aromaticos y fermenta los carbohydrato s simples y no structurales. Esta bacteria probablemente fermenta los alimentos digeridos en el aparato gastrointestinal del gorila.

Referencias

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  3. Rothman, J. M., A. N. Pell, E. S. Dierenfeld, D. O. Molina, A. V. Shaw, and H. F. Hintz. Nutritional chemistry of the diet of gorillas in the Bwindi Impenetrable National Park, Uganda. Am. J. Primatol., In Press.
  4. Stevens, C. E., and I. D. Hume. 1995. Comparative Physiology of the Vertebrate Digestive System, Cambridge, United Kingdom. Cambridge University Press.
  5. Stevens, C. E., and I. D. Hume. 1998. Contributions of microbes in vertebrate gastrointestinal tract to production and conservation of nutrients. Physiol. Rev. 78:393-427.

Useful links

Useful Books: Rumen Microbiology

  1. Hespell, R. B., D. E. Akin, and B. A. Dehority. 1997. Bacteria, fungi, and protozoa of the rumen, p. 59-141. In R. I. Mackie, B. A. White, and R. E. Isaacson (ed.), Gastrointestinal microbiology, vol. 2. Chapman and Hall, New York.
  2. Hobson, P. N., and C. S. Stewart (ed.). 1997. The Rumen Microbial Ecosystem, p. 719, 2 ed. Chapman & Hall, Suffolk, UK.
  3. Hungate, R. E. 1966. The Rumen and its Microbes. Academic Press, New York.