Barrier effect ofBifidobacterium longum on a pathogenicEscherichia coli strain by gut colonization in the germ-free rat

Abstract

The predominance of Bifidobacteria in normal breast-fed babies is well established. Even under unfavourable hygienic conditions of delivery and during the breast-feeding period Bifidobacteria develop and colonize the intestinal tract at high concentrations. In the present study we investigated the interaction between Bifidobacterium longum and a pathogenic E. coli strain in the germ-free rat. Sequential counts of the two bacterial strains allowed their proliferation to be followed. Electron microscopic as well as light microscopic examinations of selected intestinal mucosa segments revealed minor morphological changes. Bifidobacterium completely protected the rats against mortality from a consecutive infection with E. coli. Repeated inoculation of Bifidobacteria even decreased and kept down the initial E. coli population. Thus it appears that the germ-free rat is an appropriate model to study the development and interaction of both bacterial species and that the sequence of inoculation is most important. Das Vorherrschen von Bifidobakterien in normalen, mit Muttermilch ernährten Säuglingen ist gut dokumentiert. Sogar unter ungünstigen hygienischen Bedingungen bei der Geburt und während der Stillperiode entwickeln sich die Bifidobakterien und kolonisieren den Darmtrakt in großer Anzahl. In dieser Studie untersuchten wir die Wechselwirkung zwischen Bifidusbacterium longum und einem pathogenen E.-coli-Stamm in der keimfreien Ratte. Die Proliferation der beiden Bakterienstämme wurde durch sequenzielle Probeentnahme verfolgt. Die licht-mikroskopische und elektronen-mikroskopische Untersuchung von ausgewählten Darmabschnitten zeigte geringgradige morphologische Veränderungen. Die Bifidobakterien schützen die Ratten vollständig gegen Mortalität durch nachfolgende Infektion durch E. coli. Wiederholte Verabreichung von Bifidobakterien verminderte darüber hinaus die E.-coli-Population und hielt diese auf einem niedrigen Niveau. Daher erscheint die keimfreie Ratte als ein angemessenes Modell zum Studium der Entwicklung und Wechselwirkung von beiden Bakterienstämmen. Die Sequenz der Inokulation ist dabei von großer Bedeutung.