Microbial diversity and digestive enzyme activities in the gut of earthworms found in sawmill industries in Abeokuta, Nigeria / Diversidad microbiana y actividad de enzimas digestivas en el intestino de las lombrices de tierra en los aserraderos de Abeokuta, Nigeria

The growing demand for wood has resulted in large volumes of wood wastes that are daily released to the soil from the activities of sawmills in South-Western Nigeria. In an attempt to setup a bioremediation model for sawdust, this study therefore aimed at evaluating microbial diversity, and the level of digestive enzymes in the gut of earthworms (Eudrilus eugeniae, Libyodrilus violaceous and Hyperiodrilus africanus) of sawmill origin. Four major sawmills located in Abeokuta (7o9’12” N - 3o19’35” E), namely Lafenwa, Sapon, Isale-Ake and Kotopo sawmills were used for this study. The arboretum of the Federal University of Agriculture, Abeokuta was used as control. Gut microbial analysis was carried out using the pour-plate method while digestive enzyme activities in the earthworm guts were done by the spectrophotometric method. Higher microbial counts (28.5±0.1x10³-97.0±0.1x10³cfu for bacteria and 7.0±0.1x10³-96.0±0.1x10³cfu for fungi) and microbial diversity were recorded in the gut of earthworms of the sawmill locations than those of the control site (17.5±0.1x10³cfu for bacteria and 4.5±0.1x10³cfu for fungi). Streptococcus mutans and Proteus spp.were common in the gut of E. eugeniae, and L. violaceous from the study sawmills, while Streptococcus mutans were also identified in H. africanus, but absent in the gut of E. eugeniae from the control site. Cellulase (48.67±0.02mg/g) and lipase (1.81±0.01mg/g) activities were significantly higher (p<0.05) in the gut of earthworms from the control site than those of the study sawmills. Furthermore, amylase (α and β) activity was highest in the gut of earthworms from the sawmills. Variations observed in the gut microbial and digestive enzyme activities of earthworms from the study sawmills as compared to the control site suggests that earthworms, especially E. eugeniae, could be a better organism for use as bioremediator of wood wastes. Rev. Biol. Trop. 62 (3): 1241-1249. Epub 2014 September 01.

La creciente demanda de madera ha resultado en grandes volúmenes de residuos de madera que se lanzan diariamente a la tierra, procedentes de las actividades de los aserraderos en el suroeste de Nigeria. Se realizó este estudio en un intento de configurar un modelo de biorremediación de aserrín, con el objetivo de evaluar la diversidad microbiana y el nivel de las enzimas digestivas en el intestino de las lombrices de tierra (Eudrilus eugeniae, Libyodrilus violáceo y Hyperiodrilus africanus) de origen aserradero. Para este estudio se utilizaron cuatro grandes aserraderos ubicados en Abeokuta (7°9’12 ‘’ N - 3°19’35 ‘’ E), a saber: Lafenwa, Sapon, Isale-Ake y Aserraderos Kotopo. El arboreto de la Universidad Federal de Agricultura, Abeokuta se utilizó como control. El análisis microbiano se llevó a cabo utilizando el método de vertido de placa, mientras que las actividades de enzimas digestivas en los intestinos de las lombrices se realizaron por el método espectrofotométrico. Los recuentos microbianos más altos fueron 28.5±97.0±0.1x10³-0.1x10³cfu para las bacterias y 7.0±0.1x10³-96.0±0.1x10³cfu para los hongos y la diversidad microbiana registrada en el intestino de las lombrices de tierra de los lugares de aserraderos y las del sitio de control fueron: 17.5±0.1x10³cfu para bacterias y 4.5±0.1x10³cfu para hongos. Streptococcus mutans y Proteus spp. eran comunes en el intestino de E. eugeniae, y L. violaceous de los aserraderos de estudio, mientras que también se identificaron Streptococcus mutans en H. africanus, que estuvieron ausentes en el intestino de E. eugeniae en el sitio de control. Actividades de celulasa (48.67±0.02mg/g) y lipasa (1.81±0.01mg/g) fueron significativamente mayores (p<0.05) en el intestino de las lombrices de tierra en el sitio de control que las de los aserraderos de estudio. Por otra parte, la actividad de la amilasa (α y β) fue mayor en el intestino de las lombrices de tierra de los aserraderos. Las variaciones observadas en la microbiota intestinal y la actividad de las enzimas digestivas de las lombrices de tierra de los aserraderos de estudio, en comparación con el sitio de control, sugieren que las lombrices de tierra, especialmente E. eugeniae, podrían ser un mejor organismo para su uso como biorremediador de residuos de madera.

Composición y funciones de la flora bacteriana intestinal / Composition and functions of intestinal bacterial flora

Las enfermedades gastrointestinales son una causa importante de morbilidad y mortalidad alrededor del mundo. Involucran enfermedades inflamatorias crónicas como colitis ulcerativa y enfermedad de Crohn, además de afecciones infecciosas y funcionales como el síndrome de intestino irritable. El tratamiento ha sido de difícil manejo dada la ambigüedad y las múltiples teorías que rodean la etiología. Se han relacionado elementos psicosociales, cambios en la motilidad gastrointestinal, factores inmunológicos, genéticos y hace poco alteraciones en la flora intestinal. Esta microflora bacteriana es un tema complejo y olvidado que contribuye de manera importante no sólo en los procesos de degradación y absorción de sustratos de la dieta, sino que cumple funciones inmunológicas y protectoras en cada organismo. Conocer su composición, distribución y las múltiples acciones que cumple para mantener el equilibrio en el ecosistema gastrointestinal, resulta esencial para comprender su participación en la prevención y tratamiento de trastornos inflamatorios y de la motilidad gastrointestinal.

Gastrointestinal disorders are an important cause of morbidity and mortality worldwide. They involve chronic inflammatory bowel diseases such as ulcerative colitis and Crohn´s disease, and infectious and functional disorders such as irritable bowel syndrome. Treatment has been difficult due to the ambiguity and multiple theories that are involved in their etiology. Psychological and social elements, changes in gastrointestinal motility, immunologic and genetic factors and recently, alterations of the intestinal flora, have been related. This bacterial microflora is a complex and forgotten topic with an important contribution not only to dietary substrate degradation and absorption processes but also fulfilling immunologic and protection functions in every organism. Knowing its composition, distribution and its multiple actions in maintaining proper balance of the gastrointestinal ecosystem is essential to understanding its role in preventing and treating inflammatory and gastrointestinal motility disorders.