Loading...
Projekti / Programi vir: ARRS

Prehrana in mikrobna ekologija prebavil

Obdobja
Raziskovalna dejavnost

Koda Veda Področje Podpodročje
4.02.00  Biotehnika  Živalska produkcija in predelava   
4.06.00  Biotehnika  Biotehnologija   

Koda Veda Področje
B420  Biomedicinske vede  Prehrana 

Koda Veda Področje
4.02  Kmetijske vede in veterina  Znanost o živalih in mlekarstvu 
Ključne besede
prehrana, krma, okolje, funkcionalna hrana, zdravje, oksidacijski stres, probiotiki, prebiotiki, mikrobiologija, bakteriocini, prebavni trakt, selekcijski kriteriji, markerji, identifikacija, klasifikacija, biotehnologija
Vrednotenje (pravilnik)
vir: COBISS
Raziskovalci (46)
št. Evidenčna št. Ime in priimek Razisk. področje Vloga Obdobje Štev. publikacij
1.  19485  dr. Tomaž Accetto  Živalska produkcija in predelava  Raziskovalec  2009 - 2013  158 
2.  08320  dr. Gorazd Avguštin  Živalska produkcija in predelava  Vodja projekta  2009 - 2013  351 
3.  11150  dr. Bojana Bogovič Matijašić  Živalska produkcija in predelava  Raziskovalec  2009 - 2013  376 
4.  15659  dr. Andreja Čanžek Majhenič  Živalska produkcija in predelava  Raziskovalec  2009 - 2013  234 
5.  33148  dr. Maša Čater  Biotehnologija  Mladi raziskovalec  2010 - 2013  96 
6.  15561  dr. Matjaž Červek  Živalska produkcija in predelava  Raziskovalec  2009 - 2013  82 
7.  11765  dr. Lijana Fanedl  Živalska produkcija in predelava  Raziskovalec  2009 - 2013  98 
8.  01864  dr. Stanislava Golc Teger  Živalska produkcija in predelava  Raziskovalec  2009 - 2010  153 
9.  28656  dr. Simon Guštin  Naravoslovje  Mladi raziskovalec iz gospodarstva  2009 - 2010 
10.  25514  dr. Biljana Hacin  Biotehnologija  Mladi raziskovalec  2009  26 
11.  25520  dr. Vesna Jerman  Farmacija  Raziskovalec  2010 - 2011  38 
12.  17518  Marko Kodra    Tehnični sodelavec  2009 - 2013 
13.  25513  dr. Tamara Korošec  Živalska produkcija in predelava  Mladi raziskovalec  2009  95 
14.  11889  dr. Andrej Lavrenčič  Živalska produkcija in predelava  Raziskovalec  2009 - 2013  330 
15.  15194  dr. Alenka Levart  Živalska produkcija in predelava  Raziskovalec  2009 - 2013  309 
16.  17528  Marta Majdič    Tehnični sodelavec  2009 - 2013 
17.  08404  dr. Romana Marinšek Logar  Živalska produkcija in predelava  Raziskovalec  2009 - 2013  501 
18.  33150  dr. Anja Mavrič    Mladi raziskovalec  2010 - 2013  12 
19.  25516  dr. Petra Mohar Lorbeg  Živalska produkcija in predelava  Raziskovalec  2009 - 2013  108 
20.  17520  Anica Mušič    Tehnični sodelavec  2009 - 2013 
21.  03098  dr. Franc-Viktor Nekrep  Živalska produkcija in predelava  Raziskovalec  2009  196 
22.  33138  Brigita Nograšek  Živalska produkcija in predelava  Mladi raziskovalec  2010 - 2013 
23.  28673  Rok Novak  Živalska produkcija in predelava  Mladi raziskovalec iz gospodarstva  2009 - 2010  10 
24.  28205  Tanja Obermajer    Tehnični sodelavec  2009 - 2013  50 
25.  00486  dr. Andrej Orešnik  Živalska produkcija in predelava  Raziskovalec  2009  372 
26.  36376  dr. Diana Paveljšek  Živalska produkcija in predelava  Mladi raziskovalec  2013  33 
27.  06981  dr. Bogdan Perko  Živalska produkcija in predelava  Raziskovalec  2009 - 2013  216 
28.  15254  dr. Tatjana Pirman  Živalska produkcija in predelava  Raziskovalec  2009 - 2013  534 
29.  20456  Stanislava Podkrajšek    Tehnični sodelavec  2009 - 2012  12 
30.  29429  dr. Katarina Rajapakse  Biotehnologija  Mladi raziskovalec  2009 - 2013  17 
31.  20082  dr. Vida Rezar  Živalska produkcija in predelava  Raziskovalec  2009 - 2013  297 
32.  08857  dr. Irena Rogelj  Živalska produkcija in predelava  Raziskovalec  2009 - 2013  706 
33.  00886  dr. Janez Salobir  Živalska produkcija in predelava  Raziskovalec  2009 - 2013  625 
34.  30759  dr. Katja Stojkovič  Živalska produkcija in predelava  Mladi raziskovalec  2009 - 2013  18 
35.  19104  dr. Blaž Stres  Živalska produkcija in predelava  Raziskovalec  2009 - 2013  349 
36.  31919  dr. Urška Tomažin  Živalska produkcija in predelava  Mladi raziskovalec  2009 - 2013  113 
37.  27549  dr. Gorazd Tompa  Farmacija  Raziskovalec  2009 - 2013  34 
38.  31910  dr. Primož Treven  Živalska produkcija in predelava  Mladi raziskovalec  2009 - 2013  67 
39.  34337  dr. Tina Tušar  Biotehnika  Mladi raziskovalec  2011 - 2013  15 
40.  32476  dr. Tinkara Vardjan  Biotehnologija  Mladi raziskovalec iz gospodarstva  2010  12 
41.  28851  dr. Maša Vodovnik  Živalska produkcija in predelava  Raziskovalec  2013  99 
42.  29434  dr. Mojca Voljč  Živalska produkcija in predelava  Raziskovalec  2009 - 2013  46 
43.  25517  dr. Nika Zajec  Biokemija in molekularna biologija  Mladi raziskovalec  2009 - 2010 
44.  17864  dr. Maša Zorec  Živalska produkcija in predelava  Raziskovalec  2009 - 2013  68 
45.  22447  dr. Metoda Zorič Peternel  Biotehnologija  Raziskovalec  2009 - 2010  20 
46.  30765  dr. Manja Zupan Šemrov  Biotehnika  Raziskovalec  2009  259 
Organizacije (2)
št. Evidenčna št. Razisk. organizacija Kraj Matična številka Štev. publikacij
1.  0481  Univerza v Ljubljani, Biotehniška fakulteta  Ljubljana  1626914  64.093 
2.  0489  Emona, Razvojni center za prehrano, d.o.o.  Ljubljana  5326974000  116 
Povzetek
Prehrana je pomemben dejavnik v vzdrževanju dobrega zdravstvenega stanja organizma. Na poti do optimalne prehrane se je pojavil nov koncept, ki ga označuje termin funkcionalna hrana. Izhodiščna definicija, ki pravi "Živilo lahko označimo kot funkcionalno, če je mogoče zadovoljivo dokazati njegov ugoden vpliv na eno ali več ciljnih funkcij v telesu, poleg vpliva, ki ga je mogoče pojasniti zgolj s prehranskim učinkom", zahteva postavitev novih ciljev raziskovalne in tudi razvojne narave. Proučevanje mehanizmov in iskanje markerjev, na molekularnem in imunološkem nivoju, s katerimi lahko zadovoljivo merimo učinke živil ali krme, bosta osnovna pristopa v razvoju novega znanstvenega področja. Vzroke za razvoj sodobnih civilizacijskih bolezni, ki jih je mogoče opredeliti s prehransko-medicinskega vidika, lahko združimo v dve skupini. V prvo sodijo energijsko in snovno neuravnotežena prehrana, v drugo pa vzroki, katerih posledica je porušeno mikrobno ravnotežje prebavil. Normalna črevesna mikrobna flora ima vsaj tri pomembne naloge: zmanjšuje možnost infekcije s patogenimi bakterijami, spodbuja zorenje črevesnega imunskega sistema in razvoj imunske tolerance na ubikvitarne antigene. Razkrivanje vloge mikroorganizmov v interakcijah gostujočih in gostiteljskih organizmov je eden ključnih korakov pri razumevanju delovanja celotnega ekosistema, v tem primeru prebavnega trakta živali ali človeka. Za obvladovanje predlaganih raziskovalnih vsebin bomo uporabili različne in vitro, ex vivo in in vivo raziskovalne metode, ter različne živalske modele. Prehranske raziskave bodo potekale na domačih in laboratorijskih živalih, z možnostjo spremljanja zauživanja in kvantitativnega izločanja snovi s sečem in blatom, s spremljanjem presnovnih parametrov in proučevanjem prehranskih dejavnikov z različnimi markerji kot so malondialdehid (MDA) v plazmi, v seču, v krmi, živalskih proizvodih in živilih (HPLC), stopnja poškodb DNA celic (kometni test), koncentracija E vitamina (alpha-, betapluagama-, delta- tokoferol/HPLC), skupni antioksidacijski status krvnega seruma in aktivnost glutation peroksidaze v eritrocitih. Poleg klasičnih analiz krme in hrane, ugotavljanja koncentracije makro in mikro mineralov (atomska absorpcijska spektrometrija), in sacco metode ugotavljanja prebavljivosti krme s pomočjo fistuliranih živali, bomo ocenjevali razmere v prebavilih in mikrobne fermentacije v posameznih delih prebavil s pomočjo ugotavljanja koncentracije kratkoverižnih (maščobnih) kislin (plinska kromatografija), ATP, amoniaka, viskoznosti in fermentabilnosti črevesne vsebine (in vitro plinski test). Poleg tradicionalnih mikrobioloških metod za izolacijo in gojenje mikroaerofilnih in striktno anaerobnih bakterij v anaerobnih komorah bomo uporabili predvsem širok nabor molekularno bioloških in genetskih metod, s katerimi bomo preučevali strukturo mikrobne združbe in njeno populacijsko dinamiko. Cilji: spoznavanje zakonitosti in predlaganje novih načinov krmljenja, ki omogočajo prirejo funkcionalne hrane živalskega izvora, opis vpliva alternativnih krmnih dodatkov (rastlinski izvlečki, fibrolitični encimi) in izbranih probiotikov ter prebiotikov na sestavo mikrobne združbe v prebavilih domačih živali, ljudi in v modelnih sistemih, ki takšne prebavne ekosisteme simulirajo, izbira markerjev, ki omogočajo merjenje učinkov krme, hranil, pre-, probiotikov in drugih bioaktivnih snovi v organizmu ter razvoj toksikoloških, genotoksikoloških in imunoloških metod za sledenje njihovih pozitivnih in negativnih vplivov.
Pomen za razvoj znanosti
Raziskovanje učinkov prehrane na organizem gostiteljev - živali ali ljudi, na njihovo mikrobioto ter študij interakcij med mikroorganizmi v prebavnem traktu so zahtevali razvoj in uvajanje številnih molekularno bioloških, genetskih, genomskih in proteomskih metod, ki bodo koristne ne le za nadaljnje raziskave naše skupine, temveč za svetovno znanstveno javnost. Med drugim smo: v sodelovanju s švicarskimi raziskovalci dokazali uporabnost transkriptomske analize krvnih celic (miši) kot vira biomarkerjev za ugotavljanje vpliva probiotikov na infekcije, tudi subklinične; v sodelovanju s češkimi raziskovalci uvedli metodo za ekstrakcijo DNA iz fekalnih in drugih vzorcev, ki temelji na uporabi hidrofilnih magnetnih kroglic P(HEMA-co-GMA); dopolnili in razvili metodo kometnega testa za oceno toksičnosti in genotoksičnosti, ki smo ga na celični liniji jetrnih celic HepG2 nadgradili z uporabo encimov FPG (formamidopirimidin glikozilaza) in EndoIII (endonukleaza III), ter uvedli uporabo modelnega evkariontskega mikroorganizma Tetrahymena thermophila; optimizirali metodo PCR v realnem času za preiskave mikrobiote črevesne sluznice; uvedli metodo PMA- PCR v realnem času za selektivno ugotavljanje nepoškodovanih bakterij v probiotičnih izdelkih z liofiliziranimi ali mikrokapsuliranimi mikroorganizmi; preskusili trodimenzionalni in vitro model črevesnega epitelija, ki vsebuje dendritične celice, pridobljene iz človeških monocitov iz periferne krvi, človeške črevesne epitelne celice in probiotične bakterije. Izboljšane metode za analize probiotičnih izdelkov in za genotoksične teste prispevajo tudi k prizadevanju EU za standardizacijo in uzakonitev metod v evropskem prostoru ter nadomeščanja uporabe laboratorijskih živali s celičnimi linijami in enoceličnimi organizmi. Raziskave vzorcev blata, črevesne sluznice, humanega mleka, kolostruma, mekonija, vampa … so prinesle pomembna spoznanja o pestrosti mikrobnih združb, ki naseljujejo prebavni trakt različnih domačih in laboratorijskih živali ter človeka. Pridobljena spoznanja o mikrobioti različnih skupin ljudi (vegetarijancev, novorojencev, bolnikov s kroničnimi črevesnimi boleznimi) bodo koristna za izgradnjo novih prehranskih strategij in preventivnih ukrepov za uspešen boj proti različnim zdravstvenim težavam, ki pestijo vedno večji del človeštva. Rezultati o načinu delovanja naravnih snovi, predvsem rastlinskih ekstraktov na različne pomembne procese, vključene v antioksidativno obrambo, ki smo jih pridobili in vivo na različnih živalskih modelih, so posebej aktualni in pomembni, saj je izsledkov takih raziskav, zaradi težavnosti izvajanja, za razliko od in vitro raziskav, v svetovni znanstveni literaturi relativno malo. Izpostaviti velja tudi spoznanja o sinergističnem delovanju različnih skupin antioksidantov, ki so topni v vodi in v maščobah. Slednji vplivajo na zdravje živali, na večjo učinkovitost krmljenja (vpliv na vampne bakterije in na razgradljivost in prebavljivost suhe snovi) in zmanjšanje obremenjevanja okolja. Predvsem slednje je pomembno iz globalnega vidika, saj predstavljajo izpusti toplogrednih plinov predvsem iz govedoreje resen globalni ekološki problem. Tudi odkrivanje novih mikroorganizmov s probiotičnim potencialom ter dokazovanje mehanizmov njihovega delovanja, kakor dokazovanje varnosti in zaščitni sposobnosti seva Lb. gasseri K7 na mišjem modelu C57BL/6J, inficiranem z enterohemoragično E. coli O157:H7, preskušanje varnosti in protivnetnega delovanja komenzalnih bakterij iz črevesne sluznice in proučevanje mehanizmov prenosa laktobacilov (Lb. gasseri K7, Lb. rhamnosus GG) iz črevesa v mlečno žlezo, je zanimivo na mednarodni ravni. Današnje zahteve za probiotične mikroorganizme vključujejo podrobno poznavanje pozitivnih in negativnih lastnosti takšnih mikroorganizmov, mehanizmov njihovega preživetja in delovanja v okolju prebavil ter vseh možnih interakcij, v katere lahko vstopajo bodisi z drugimi mikroorganizmi bodisi s celicami ali tkivi gostitelja.
Pomen za razvoj Slovenije
Med cilji, ki smo jih dosegli z izpeljavo raziskovalnega programa Prehrana in mikrobna ekologija prebavil, velja na prvem mestu omeniti podporo izobraževalnemu procesu na prvi in drugi Bolonjski stopnji in na doktorskem študiju, v skladu s poslanstvom ustanove, ki ji pripada. Tako smo lahko študentom programov prve stopnje (Živilstvo in prehrane, Biotehnologija, Mikrobiologija in Kmetijstvo – Zootehnika), študentom programov druge stopnje (Živilstvo, Prehrana, Znanost o živalih, Biotehnologija, Mikrobiologija) neposredno prenesli nova dognanja s tega področja, enako pa velja za študente interdisciplinarnih doktorskih študijskih programov Bioznanosti, Biomedicina in Varstvo okolja. Področje proizvodnje in oskrbe z varno hrano, kamor lahko uvrstimo rezultate raziskav te programske skupine, ostaja med najpomembnejšimi področji raziskav v Sloveniji in v Evropi nasploh tudi v naslednjih letih. Proizvodnja varne hrane temelji na za zdravje varnih resursih in upošteva paradigme trajnostnega razvoja. Obema aspektoma smo pri raziskovanju posvetili veliko pozornosti, saj smo preskušali učinkovitost in varnost naravnih bioaktivnih snovi v prehrani ljudi in živali, kot so naravni prehranski dodatki za krmo (ekstrakti lesa, naravni viri vitamina E, gobe, oljčni listi..) in naravni probiotiki. Programski sklop, ki je obravnaval vpliv prehrane nosečnic in mater na mikrobioto prebavil otrok in posledično na njihovo dolgoročno zdravlje, je in še bo prispeval k večjemu osveščanju, boljši prehrani in posledično boljšemu zdravstvenemu stanju prebivalcev Slovenije. Nova znanja in metode smo, skupaj z našimi partnerji iz gospodarstva, že začeli vpeljevati v najmodernejše tehnologije pridelovanja krme, vodenja prehrane živali in prirejo/predelavo zdrave in varne hrane, ob sočasnem manjšem obremenjevanju okolja. Raziskave, ki smo jih opravili z rastlinskimi ekstrakti, so zanimive tudi za slovenske proizvajalce rastlinskih ekstraktov, proizvajalcev krme in rejcev domačih živali, saj smo na podlagi rezultatov naših raziskav prišli do nekaterih znanstvenih ugotovitev, ki razlagajo in vivo delovanje naravnih rastlinskih ekstraktov kot antioksidantov v prehrani živali. Kažejo tudi na njihov potencial v obliki krmnih dodatkov za izboljšanje kakovosti in stabilnosti živalskih proizvodov in odpirajo možnosti ustvarjanja oz. trženja tovrstnih funkcionalnih živil. Pomembni so tudi izsledki glede njihove rabe za zmanjšanje obremenjevanja okolja. Ponujajo tudi spoznanja, ki bodo morda v prihodnosti predstavljala dobre temelje za uporabo takih naravnih rastlinskih ekstraktov kot antioksidantov v prehrani ljudi. Zelo dobro poteka tudi prenos metod in spoznanj, pridobljenih v sklopu raziskav probiotikov, v uporabo, tako s strani proizvajalcev kakor tudi laboratorija za probiotike, ki od leta 2010 deluje na Inštitutu za mlekarstvo in probiotike. Slednje predstavlja dodano vrednost pri kontroli kakovosti probiotičnih izdelkov kakor tudi spodbuja razvoj novih probiotičnih izdelkov. Vse omenjeno je nenazadnje pomembno za zagotavljanje neoporečnosti, kakovosti in konkurenčnosti slovenskih proizvodov in s tem tudi konkurenčnosti kmetijstva in agroživilske industrije. Med izvajanjem programa se je potrdilo, da prehranska tematika zahteva kompleksno notranjo povezanost raziskav in razvojnega dela (R&R), pri čemer je neobhodno potrebno komplementarno znanje različnih naravoslovnih in tehnoloških ved, kar je v naši programski skupini zagotovljeno.
Najpomembnejši znanstveni rezultati Letno poročilo 2009, 2010, 2011, 2012, zaključno poročilo, celotno poročilo na dLib.si
Najpomembnejši družbeno–ekonomsko in kulturno relevantni rezultati Letno poročilo 2009, 2010, 2011, 2012, zaključno poročilo, celotno poročilo na dLib.si
Zgodovina ogledov
Priljubljeno