Marina Mikulić*, Andrea Humski, B. Njari, M. Ostović i Ž. Cvetnić
Dr. sc. Marina MIKULIĆ*, dr. med. vet., znanstvena novakinja, (dopisni autor, e-mail: mikulic@veinst.hr), dr. sc. Andrea HUMSKI, dr. med. vet., znanstvena savjetnica, naslovna docentica, dr. sc. Željko CVETNIĆ, dr. med. vet., akademik, Hrvatski veterinarski institut, Zagreb, Hrvatska; dr. sc Bela NJARI, dr. med. vet., redoviti profesor, dr. sc. Mario OSTOVIĆ, dr. med. vet., docent, Veterinarski Fakultet Sveučilišta u Zagrebu, Hrvatska
UvodPovijest i osobine otkrića kampilobakteraRezervoari i proširenost kampilobaktera u prirodiPrisutnost kampilobaktera u uzgoju tovnih pilićaKlaonička obrada trupova i kampilobakterSažetakLiteraturaAbstract
Uvod
K ampilobakterioza je najučestalija želučano-crijevna bolest u ljudi u Europskoj uniji. Campylobacter (C.), C. jejuni, C. coli, C. lari, C. upsaliensis pripadaju skupini tzv. termotolerantnih Campylobacter spp. Pripadnici te skupine uzročnici su većine slučajeva kampilobakterioze u ljudi. Vrsta C. jejuni spp. jejuni najčešći je uzročnik kampilobakterioze, dok ostale vrste termotolerantnih kampilobaktera te vrsta C. fetus rjeđe prouzroče infekcije u ljudi.
Termotolerantne vrste kampilobaktera, za razliku od ljudi, u raznih vrsta domaćih i divljih životinja iznimno prouzroče bolesti iako su često i u velikom broju prisutne u izmetu. Smatra se da su dobro prilagođene uvjetima života u crijevnom dijelu njihova probavnog sustava. Kao najvažniji rezervoar vrste C. jejuni smatra se domaća perad, posebice kokoši (Gallus gallus).
Povijest i osobine otkrića kampilobaktera
Bakterije roda Campylobacter su mikroaerofilni, spiralno zakrivljeni, gram negativni štapići, koji mogu poprimiti oblik slova „S“, ili nalikovati galebovim krilima (Cvetnić, 2013.). Rastu u uvjetima atmosfere s oko 10% CO2, 5% O2 i 85% N2, po čemu se razlikuju od ostalih uzročnika bolesti koji se prenose hranom (Humphrey i sur., 2007.). Rod Campylobacter trenutno broji 26 vrsta i 11 podvrsta (Anonymus, 2016.). Vrste C. jejuni, C. coli, C. lari i C. upsaliensis nazivaju se još i termotoleranim kampilobakterima, jer optimalno rastu pri temperaturama od 41 °C do 43 °C, no ne pokazuju odlike pravih termofilnih bakterija jer ne rastu pri temperaturama od 55 °C i višim (Levin, 2007.). Pri niskim temperaturama, primjerice 4 °C, mikroorganizam preživljava, ali se ne umnaža. C. jejuni pri temperaturi od 4 °C pokazuje veću otpornost u uvjetima oksidativnog stresa, nego pri temperaturi od 42 °C – optimalna temperatura rasta (Garénaux i sur., 2008.). S obzirom na mikroaerofilnu prirodu kampilobaktera, dugo se pokušava objasniti kako preživljavaju u aerobnim uvjetima u svježem pilećem mesu. Mogući odgovor dali su Hilbert i sur. (2010.), koji su dokazali da je preživljavanje C. jejuni u uvjetima aerobne atmosfere omogućeno metaboličkim komenzalizmom s bakterijama iz roda Pseudomonas. Važnu ulogu u preživljavanju kampilobaktera ima i njihova sposobnost stvaranja biofilma, jer tako mogu opstati u okolišu zaštićeni od za njih nepovoljnih uvjeta, ali se ne mogu umnažati. Dokazano je i da biofilm brže i češće stvaraju u aerobnim uvjetima, a sporije i rjeđe u mikroaerofilnim uvjetima okoliša (Reuter i sur., 2010.). Shaw i sur. (2012.) dokazali su da kampilobakteri trebaju selen zbog aktivacije format-dehidrogenaze, enzima koji omogućuje kolonizaciju crijeva domaćina, čiji nedostatak može imati ulogu u sprječavanju kolonizacije crijeva.
Rezervoari i proširenost kampilobaktera u prirodi
Ta pojavnost je povremena i ovisi o godišnjem dobu. U vodi mogu preživjeti i više od četiri mjeseca pri temperaturi od 4 °C, ali nije dokazana mogućnost umnažanja (Jones, 2001.). Smatra se da zaštitnu ulogu u njihovu preživljavanju u različitim vodenim sustavima imaju protozoe (Snelling i sur., 2006.).
Divlje ptice predstavljaju glavni rezervoar kampilobaktera u prirodi, čemu u prilog ide i spoznaja o uobičajenim vrijednostima tjelesne temperature u ptica, koje u većine vrsta iznose između 40 °C i 44 °C te utvrđena visoka prevalencija ovih mikroorganizama u domaće peradi. Dokazano je i da postoji razlika u kolonizaciji pojedinih vrsta ptica (Waldenström i sur., 2002.).
Brangenberg i sur. (2003.) nisu utvrdili njihovu prisutnost u kakapoa (Strigops habroptila), endemske ptičje vrste na području Novog Zelanda. Vlahović i sur. (2004.) izdvojili su C. jejuni u dvije od ukupno 107 (1,9%) jedinki različitih vrsta divljih ptica na području Republike Hrvatske. Prema rezultatima istraživanja Waldenström i sur. (2010.), sojevi C. jejuni pokazuju sposobnost različite prilagodbe ovisno o podrijetlu izolata. Tako su u eksperimentalnim uvjetima dokazali kolonizaciju europskog crvendaća (Erithacus rubecula) sojem izdvojenim iz divlje ptice, uz pojavu imunosnog odgovora stvaranjem protutijela, dok do kolonizacije crvendaća nije došlo nakon inokulacije kliničkog izolata C. jejuni podrijetlom od ljudi. Važni mehanički vektori u prijenosu kampilobaktera su kukci, posebno kućna muha (Musca domestica) te oni iz porodice crnokrilaca (Tenebrionidae), koji mogu unositi i širiti mikroorganizme u uzgojima peradi, što dokazuju istraživanja podudarnosti genotipova kukaca i jedinki u jatu (Templeton i sur., 2006., Hald i sur., 2008.). Postavlja se pitanje kako muhe djeluju kao mehanički vektori, jesu li iz njih izdvojeni kampilobakteri podrijetlom iz okoliša ili su kolonizirali muhe nakon ulaska u peradarske objekte.
Prisutnost kampilobaktera potvrđena je i u glodavaca koji obitavaju unutar ili u okolini nastambi za tov pilića, pri čemu su mogući izvor onečišćenja novih jata (Meerburg i Kijlstra, 2007.).
Glavni rezervoar vrste C. jejuni spp. jejuni jesu divlje ptice i domaća perad.
Svinje se smatraju glavnim rezervoarom vrste C. coli, a određeni genotipovi ove bakterije posebno su prilagođeni svinjogojskim nastambama i njihovoj okolini, s prevalencijom u uzgoju i do 100% (Sáenz i sur., 2000.). C. lari čest je izolat u populacijama galebova, i njihovom prirodnom okolišu, zatim u vodi i školjkašima, kao posljedica onečišćenja izmetom galebova. Ova vrsta je prisutna i u komercijalnim uzgojima peradi diljem svijeta, a dokazana je i u pasa, mačaka, goveda i ovaca. Važni rezervoari C. lari su okoliš, divlje ptice, domaće životinje, a prije svega domaća perad (Matsuda i Moore, 2011.). C. upsaliensis čest je laboratorijski nalaz u izmetu kako bolesnih, tako i zdravih pasa i mačaka, s prevalencijom od 5% do 66% u mačaka te 5% do 48% u pasa. Smatra se da su psi i mačke glavni izvor infekcije ljudi s C. upsaliensis. Iako je u peradi zabilježen vrlo nizak postotak kolonizacije s C. upsaliensis, perad se isto tako smatra mogućim rezervoarom ovog uzročnika, odnosno izvorom kampilobakterijskog enteritisa u ljudi (Labarca i sur., 2001.).
Prisutnost kampilobaktera u uzgoju tovnih pilića
Horizontalni prijenos najznačajniji je uzrok kolonizacije jata tovnih pilića. Tako su Bull i sur. (2006.) dokazali da je okoliš izvor kolonizacije intenzivno uzgajanih tovnih pilića. Moguće je i da kampilobaktere među jatima prenose i radnici na farmama, a ne mijenjaju odjeću i obuću prilikom utovara i istovara novo pristiglih pilića (Berndtson i sur., 1996.b). U istraživanju provedenom na području južne Irske, O’Mahony i sur. (2011.) ustvrdili su da su sva pretraživana jata tovnih pilića bila pozitivna na C. jejuni i C. coli, a jednodnevni pilići te dezinficirane nastambe negativni. Osim toga, pozitivni su bili i uzorci izdvojeni iz okoliša (zrak, lokve vode), susjedna jata tovnih pilića te uzorci tla. Nadalje, utvrđeni su različiti genotipovi u roditeljskim i jatima tovnih pilića, uz isključenu mogućnost vertikalnog prijenosa, dok su isti genotipovi u okolišu i u tovnim pilićima utvrđeni tek nakon izdvajanja kampilobaktera u izmetu samih tovnih pilića.
Uloga vertikalnog prijenosa kampilobaktera nije u potpunosti razjašnjena. Tako njihovo prisustvo nije dokazano u netom izvaljenih pilića koji su potjecali od sigurno pozitivnih roditeljskih jata (Berndtson i sur., 1996.a). Izdvojeni sojevi iz pozitivnih roditeljskih jata te sojevi podrijetlom od njihovih potomaka, a koji su tijekom uzgoja naknadno postali kolonizirani, bili su genotipski različiti (Petersen i sur., 2001.). Izuzetno rijetko izvor kolonizacije potomaka mogu biti roditeljska jata (Newell i Fearnley, 2003.). Žive kolonije bakterija roda Campylobacter nisu utvrđene u istraživanju uzoraka konzumnih jaja (Sahin i sur., 2003.b), valionicama i izvaljenim pilićima (Berndtson i sur., 1996.a). Eksperimentalna istraživanja na uzorcima inkubiranih jaja dokazuju da je moguć prijelaz živih stanica C. jejuni u oblik koji nije moguće dokazati pretragom jaja uobičajenim kulturelnim metodama umnažanja (Cappelier i sur., 1999.).
Uskraćivanje hrane tovnim pilićima u trajanju od 6 do 10 sati prije klanja redovito se provodi jer pridonosi smanjenju fekalnog sadržaja u crijevima.
Kako ono zna potrajati i do 20 sati, dokazan je negativan učinak, jer zbog tako nastalog stresa dolazi do promjena u pH vrijednosti i mikroflori crijeva pilića, pri čemu se povećava broj enterobakterija i kampilobaktera (Byrd i sur., 1998.).
Istraživanja drugih autora objašnjavaju da opisani negativni učinak proizlazi iz većih vrijednosti tada prisutnog neurotransmitera noradrenalina koji pospješuje razvoj i pokretljivost kampilobaktera u crijevima (Cogan i sur., 2007.). Negativni stresni učinak na piliće ima i prorjeđivanje jata (Engl. thinning) tijekom turnusa koji može pospješiti pojavu i širenje kampilobaktera te tako do tog trenutka negativna jata mogu također postati onečišćena. Širenju kampilobaktera dodatno pridonose i neodgovarajuće očišćeni te dezinficirani transportni kavezi i vozila (ACMSF, 2005.).
Pravilno čišćenje i dezinfekcija objekata su od presudne važnosti u uzgojima te je poznato da higijensko-sanitarne mjere za sprječavanje salmoneloze u jatima isto tako doprinose zaštiti jata i od kolonizacije kampilobakterom. Primjena biosigurnosnih mjera tzv. skandinavskog tipa pokazala se naročito učinkovitom (ACMSF, 2005.). Različite zemlje (Novi Zeland, Norveška, Island, Švedska, Danska) izvjestile su o smanjenju slučajeva kampilobakterioze u ljudi kao rezultata primjene strogih i specifičnih biosigurnosnih mjera na farmama, praćenja prevalencije kampilobaktera u jatima tovnih pilića i posljedičnih mjera (Stern i sur., 2003., Sears i sur., 2011.). Od ostalih preventivnih mjera za sprječavanje kampilobakterioze, potrebno je spomenuti mogućnost obrade stelje pripravcima Al-sulfata ili Na-bisulfata, što dovodi do smanjenja vlažnosti stelje i nepovoljnih uvjeta za preživljavanje bakterija (Line, 2002.). Terapija bakteriofagima koji se dodaju hrani tovnih pilića predstavljena je kao mogući način značajnog smanjenja kolonizacije jata i eliminacije kampilobaktera prije klaoničke obrade, no može imati i negativan učinak koji se očituje u mogućem povećanju rezistentnosti određenih sojeva kampilobaktera (Connerton i sur., 2011.).
Klaonička obrada trupova i kampilobakter
Iako crijeva mogu biti onečišćena kampilobakterima u velikom broju, zbog odgovarajuće klaoničke obrade, goveđi trupovi nisu se pokazali značajnim čimbenikom rizika za zdravlje ljudi.
Suprotno tomu, pileći trupovi obrađuju se toplom vodom ili parom, pri čemu se koža, kao i probavni sustav, ne uklanjaju.
Slijepo i debelo crijevo tovnih pilića mogu biti kolonizirana kampilobakterima u velikom broju, a poznato je da crijeva tijekom klaoničke obrade mogu rupturirati pri čemu njihov sadržaj onečisti meso i kožu (Berrang i Dickens, 2000.). To onečišćenje dodatno pospješuje obrada trupova toplom vodom ili parom, odnosno širenje folikula perja, kako bi se trup lakše očistio od perja.
Kampilobakteri su izdvojeni s mnogih radnih površina u klaoničkim objektima, iz sustava za hlađenje trupova u protočnoj vodi (Engl. spin chiller) te iz zraka (Berndtson i sur., 1996.a).
Cools i sur. (2005.) dokazali su da se C. jejuni u čistom proizvodnom pogonu može pojaviti i širiti unutar kratkog vremenskog razdoblja, uz sposobnost preživljavanja do tri dana.
U literaturi je opisan veći broj postupaka primjenjivih u peradarskoj industriji za koje se smatra da s uspjehom smanjenju onečišćenje pilećih trupova.
Jedan od njih je uklanjanje kloake prije ulaska trupova u tankove za šurenje (Musgrove i sur., 1997.). Isto tako, pokazalo se da nova i poboljšana oprema za čupanje perja u klaoničkim objektima smanjuje broj patogenih uzročnika (ACMSF, 2005.). Sprejanje onečišćene opreme i radnih površina kloriranom vodom kao i povećana koncentracija klora u procesnoj vodi znatno su smanjili broj kampilobaktera na obrađenim trupovima (Mead i sur., 1995.). Uranjanjem trupova u 10%-tnu tri-natrij-fosfatnu otopinu vode broja Campylobacter spp. smanjio se za 1,71 log10/g (Whyte i sur., 2001.).
Isto tako, uporaba vodenih sprejeva s 1% mliječne kiseline znatno je smanjila eksperimentalno onečišćenje pilećih trupova (Cudjoe i Kapperud, 1991.).
Odvajanjem i uklanjanjem kože od mesa smanjuje se broj kampilobaktera na pilećim trupovima (Berrang i sur., 2002.).
Učinkovite mjere kontrole kampilobaktera u klaoničkim objektima jesu odvajanje pozitivnih i negativnih jata tovnih pilića prije ulaska u pogone, zatim njihova odvojena klaonička obrada. U slučajevima proizvodnje već onečišćenog mesa, a u cilju smanjenja broja kampilobaktera, najprikladniji je postupak smrzavanje mesa. Skladištenje trupova pri temperaturama od -20 °C i -30 °C tijekom 72 sata smanjuje broj kampilobaktera za 1,3 log10 CFU/g, odnosno za 1,8 log10 CFU/g (Stern i sur., 2003.). Postoje i drugi postupci koji se mogu primijeniti u svrhu smanjenja broja kampilobaktera u mesu peradi, međutim treba napomenuti da zakonodavstvo Europske unije u proizvodnji mesa peradi dopušta isključivo obradu trupova vodom (EFSA BIOHAZ, 2011.).
U istraživanju provedenom na razini Europske unije, u svježim trupovima tovnih pilića utvrđena je prevalencija Campylobacter spp. od 75,8%, pri čemu je C. jejuni dokazan u 51%, a C. coli u 35,5% slučajeva. Prevalencija kampilobaktera u jatima tovnih pilića iznosila je 71,2%, s vrijednostima od 40,6% za C. jejuni i 31,9% za C. coli (EFSA, 2010.).
Sažetak
B akterije roda Campylobacter su sveprisutni mikroorganizmi u okolišu koji za svoj rast trebaju mikroaerofilne uvjete.
Vrste Campylobacter jejuni, Campylobacter coli, Campylobacter lari i Campylobacter upsaliensis nazivaju se još i termotoleranim kampilobakterima, jer optimalno rastu pri temperaturama od 41 °C do 43 °C, i uzročnici su kampilobakterioze, javnozdravstveno vrlo značajne zoonoze. Divlje ptice i domaća perad su glavni rezervoar uzročnika, pri čemu se kampilobakteri njihovim izmetom izlučuju u okoliš. Campylobacter jejuni u kokoši primarno kolonizira sluznicu slijepog crijeva, najčešće bez klinički vidljivih znakova. Dosadašnjim istraživanjima nije dokazan glavni izvor kolonizacije za komercijalne uzgoje peradi, gdje prevalencija može iznositi i do 100%.
Prisutnost kampilobaktera u jatima peradi može biti posljedica više različitih čimbenika.
Temeljnim za peradarsku proizvodnju smatraju se različiti postupci za sprječavanje kolonizacije kampilobakter-negativnih jata, prije svega pridržavanje svih načela dobre higijenske prakse i biosigurnosnih mjera, što je moguće u potpunosti osigurati pri intenzivnom uzgoju u zatvorenim nastambama, za razliku od uzgoja na otvorenom, koji sve više dobiva na značenju. Probavni sustav tovnih pilića može biti koloniziran kampilobakterima u velikom broju, a crijeva tijekom klaoničke obrade mogu rupturirati pri čemu sadržaj lako onečisti pileće meso i kožu, a i klaonički pogon. Brojne su mjere primjenjive u klaonicama, u svrhu smanjenja onečišćenja pilećih trupova kampilobakterima, od kojih je jedna smrzavanje onečišćenog mesa.
Zaključno, neophodna su daljnja istraživanja kampilobaktera u okolišu, farmama i klaoničkim objektima s ciljem smanjenja prevalencije u uzgojima i trupovima peradi.
Ključne riječi: termotolerantni Campylobacter spp., rezervoar, tovni pilići, klaonička obrada
Literatura [… prikaži]
Thermotolerant Campylobacter spp. – Causative Agents of Campylobacteriosis (Part I.)
Marina MIKULIĆ, DVM, PhD, Young Researcher, Andrea HUMSKI, DVM, PhD, Scientific Advisor, Assistant Professor, Željko CVETNIĆ, DVM, PhD, Academician, Croatian Veterinary Institute, Zagreb, Croatia; Bela NJARI, DVM, PhD, Full Professor, Mario OSTOVIĆ, Assistant Professor, Faculty of Veterinary Medicine, University of Zagreb, Croatia
B acteria of the genus Campylobacter are omnipresent microorganisms throughout the environment, and require microaerophilic conditions for their growth. The species Campylobacter jejuni, C. coli, C. lari and C. upsaliensis are called thermotolerant campylobacters as their optimal growth occurs at temperatures of 41 to 43 °C. They are the causative agents of campylobacteriosis, a zoonosis of major public health concern. Wild birds and domestic poultry are their main reservoir, disseminating campylobacters to the environment via faeces. In chicken, C. jejuni primarily colonizes the appendix mucosa, primarily without clinically visible signs. Studies to date have failed to demonstrate the main source of colonization in commercial poultry production, where the prevalence may reach up to 100%. The presence of campylobacters in poultry flocks can be consequential to a number of factors. Various procedures to prevent colonization of campylobacter-negative flocks are considered basic for successful poultry production, such as adherence to good hygienic practice principles and biosafety measures, which can be fully ensured in intensive production within closed poultry houses, as distinguished from the free chicken farming that has been gaining importance in recent years. The broiler intestine can be massively colonized with campylobacters and the intestine can rupture during slaughterhouse processing, whereby intestinal contents can easily contaminate chicken meat and skin, as well as the slaughterhouse premises. Numerous measures are applicable in slaughterhouses to reduce campylobacter contamination of chicken carcasses. One measures is the freezing of contaminated meat. In conclusion, additional studies of Campylobacter in the environment, farms and slaughterhouses are needed to reduce the prevalence of Campylobacter spp. in chicken production and chicken carcasses.
Key words: Thermotolerant Campylobacter spp., Reservoir, Broilers, Slaughterhouse processing