I. Elméleti alapismeretek
1. A takarmányok komponensei és befolyásuk az egészségi állapotra
A takarmányokban előforduló összetevők tápláló anyagokra (nutrients) és egészséget előnyösen befolyásoló komponensekre (nutricines) oszthatók. A tápláló anyagok vagy energiaforrások, vagy a szöveti növekedés nyersanyagai (szénhidrátok, zsírok, fehérjék, makro- és mikroelemek, vitaminok) és szükségleti értékkel jellemezhetők. A nutricinek szükségleti értékei jelenleg még nem ismertek, rutinszerűen gyakorta nem is vizsgálhatók, ugyanakkor a termelés hatékonyságára erős befolyást gyakorolnak. (A fontosabb nutricinek az antioxidánsok, az antimikrobás hatású takarmány-komponensek, a nem emészthető oligoszacharidok, a bioaktív peptidek és enzimek, az emulgeátorok, az íz-, aroma- és színezőanyagok közé tartoznak.)
Gyakorta tapasztalható, hogy hasonló, vagy közel azonos tápláló anyag tartalmú takarmányok etetésekor a termelési eredmények jelentősen különbözhetnek eltérő nutricin- hatásuk következtében.
A nutricinek segíthetik a környezetből érkező káros hatások (kórokozók, toxinok) kivédését, a takarmányfelvételt a szervezetbeli kóros oxidatív elváltozások megelőzését, befolyásolhatják a táplálóanyagok emésztését, felszívódását, módosíthatják az emésztőcső mikroflóráját, mindezek következtében pedig az immunrendszer működését. Amennyiben a nutricinek segítségével az állatok immunrendszere képes semlegesíteni a környezetből és a takarmánnyal érkező káros hatásokat, úgy pozitív eredmény, betegségmentes állapot és jó termelési mutatók érhetők el. Ellenkező esetben egészségkárosodás, gyenge termelési mutatók tapasztalhatók (1. ábra).
A kórokozók elleni küzdelemre, az immunrendszer terhelésének csökkentésére irányuló erőfeszítések (oltások, vakcinázások, mentesítési programok, stb.) eddig kevéssé kapcsolódtak a takarmányozáshoz, inkább speciális állat-egészségügyi feladatként jelentkeztek. A napjainkban formálódó legújabb takarmányozási stratégiák (Nutrition based Health, NbH, Total Nutrition TN) elvei szerint már reális lehetőség van arra, hogy az optimális tápláló anyag ellátáson túl az állatok egészségét és immunrendszerét speciális nutricin-készítményekkel is támogassuk.
2. Az emésztőcsőben előforduló baktériumok (eubiozis, diszbiozis)
Az állat, a takarmány és a „gondos gazda” mellett első sorban a bélcsőben fellelhető mikroorganizmusok befolyásolják az állati termék előállítás hatékonyságát. Az emésztőcsőben lévő mikroorganizmusok jellegzetes anyagcseréjükkel együtt a makroszervezet integráns részét képezik, ugyanakkor a gazdaállat változó mértékű terhelését is előidézik. A terhelés jellege és mértéke a bélflóra mennyiségi és minőségi viszonyaival jellemezhető. Az intesztinális mikroflóra fő-, kísérő- és maradványflórára tagolható. A gazdaállat és bélflórájának legkisebb terhelés mellett megvalósuló együttélése eubiózisként definiálható. Az eubiotikus állapot a takarmányhasznosítás, a termelés és az egészség fenntartása szempontjából alapvető fontosságú.
Eubiózisban a főflóra a teljes bélflóra legalább 90 %-át teszi ki, a kísérőflóra pedig 1 % körüli. A maradványflóra azokat a baktériumokat jelenti, amelyek elszaporodása haszonállataink emésztőcsövében nem kívánatos. Fő képviselőik egyes Salmonella, Staphylococcus, Clostridium, Pseudomonas, stb. fajok. Eubiózisban a maradványflóra a teljes bélflóra számarányának legfeljebb 0,01 %-a.
A kísérő és/vagy a maradványflóra számarányának a főflórához viszonyított megnövekedése az eubiozis megszűnéséhez vezet, helyette diszbiotikus állapot alakul ki. Mindez fokozott terhelést jelent a gazdaszervezet számára, romlik az állatok takarmányhasznosítása, egészségkárosodás, megbetegedés esetleg elhullás is bekövetkezhet.
3. A baktériumok sejtfal anyagai (LPS, PG)
A baktériumok sejtfalában – így a bélbaktériumokban is – két fontos komponens található: peptidoglikán (PG) és lipopoliszacharid (LPS). Peptidoglikán a Gram-pozitív és Gram-negatív baktériumokban egyaránt sejtfalalkotó, míg lipopoliszacharid csak az utóbbi baktériumokban található.
Ha az LPS-ot a bélcsatornát megkerülve juttatják kísérleti állatokba, akkor toxikus hatás jelentkezhet. Tekintettel arra is, hogy az LPS a baktériumsejtből annak elhalása után szabadul ki nagyobb mennyiségben, ugyanakkor mérgező anyag, ezért endotoxinnak is nevezik. Az állatok (és az ember) bélcsatornájának a Gram-negatív baktériumok is természetes lakói, ám normál körülmények között megbetegedéseket annak ellenére sem okoznak, hogy sejtfaluk endotoxint tartalmaz. A bélcsőben ugyanis működik egy részleteiben máig sem ismert, detoxikációs mechanizmus, amely a bélből felszívódó LPS káros hatásaitól a szervezetet megvédi.
A béllumen felől a gazdaszervezetet állandó antigénhatás is éri. Enyhe antigénhatásra az immunrendszer folyamatos tréningben van és edződik. Az utóbbi évek kutatásai viszont azt is egyértelműen igazolták, hogy a bélcső mikroorganizmusai az antigén- hatáson túl a gazdaszervezet immunválaszainak szabályozásában is meghatározó jelentőségűek. A szabályozó hatás főként a vékonybélből felszívódó LPS és PG sejtfalkomponenseknek a limfociták citokin-termelését befolyásoló hatásán alapszik. A két sejtfalkomponens közül az LPS lényegesen nagyobb (kb. ezerszeres) biológiai aktivitással rendelkezik.
Szerkezetét tekintve az LPS egy makromolekula, amely poliszacharid és lipid részből áll. Biológiai aktivitása a lipid részhez (lipid A) kötődik.
Káros hatásokat az emésztőcső megkerülésével véráramba jutó, nagy mennyiségű LPS provokál, míg kis mennyiségekkel, illetve a bélcsőből felszívódó lipopoliszachariddal kedvező élettani hatások válthatók ki. Ez utóbbiak gyakorlatban történő hasznosítására világszerte intenzív kutatások folynak.
4. Az immunrendszer
Az immunrendszer feladata a fertőzések elleni küzdelem, a megfelelő védettség (immunitás) kialakítása, amely három fő területre tagolható:
• Természetes ellenálló képesség
• Fajlagos (specifikus) védettség
• Faj szerint meghatározott közömbösség
Míg az utóbbi a szervezet törzsfejlődésileg kialakult tulajdonsága, addig a természetes ellenálló képesség és a fajlagos védettség az immunrendszer aktív közreműködésével valósul meg.
Az immunrendszer legfontosabb elemei a fehérvérsejtek (leukociták), amelyek között limfociták, granulociták és monociták különböztethetők meg. Ezek a sejtek az immunszervekben képződnek, differenciálódnak, programozódnak és raktározódnak, ahonnan a szervezet legkülönfélébb szöveteibe juthatnak el. Közülük a B- és a T-limfociták szerepe a specifikus védelem kialakításában meghatározó.
A B-limfociták a burzában, illetve a vörös csontvelőben képződnek és a humorális immunválasz kialakításában vesznek részt. Az „információt” a helper- és a memóriasejtektől kapják.
A sejtes immunitást a timusz eredetű T-limfociták biztosítják. Kórokozókat felismerő és elimináló képességük meghatározott sejt-típusaikhoz kötődik. A szervezet immunrendszerének működtetésében a T-sejtek játszanak vezető szerepet.
Kórokozók behatolása után humorális és celluláris immunválasz egyaránt beindulhat, valamelyik részhatás viszont rendszerint erőteljesebben érvényesül egy-egy kórokozó esetében.
5. Az immunrendszer aktiválása
A leukocitákat az LPS (és a PG) indirekt módon aktiválja. Egyes fehérvérsejtek – főként a makrofágok – felületi membránján egy receptor szerű LPS kötőhely (mCD14) található, a lukociták többsége azonban ilyen kötőhellyel nem rendelkezik, CD14-negatívok. A vérben oldott formában ugyancsak található egy receptorfehérje (sCD14), amely segítségével a felszíni kötőhely nélküli leukociták is aktiválódhatnak. A keringésbe kerülő LPS monomer először egy szállító fehérjéhez (LBP) kapcsolódik, majd együttesen kötődnek az sCD14 receptorra. Az LPS-LBP-sCD14 komplex a celluláris felismerés részeként adhéziós molekulákkal rögzül a kötőhely nélküli leukocitákon. Ezen az úton egyéb sejtek (pl. epithel, endothel és sima izom) LPS stimulációja is bekövetkezhet. Az aktivált sejtek primer mediátorokat (pl. TNF-alfa, IL-1, IL-6, IL-8, IL-12, stb. jelű citokineket) termelnek, amelyek mennyisége (koncentrációja) az immunválaszok jellegét alapvetően határozzák meg.
Normál körülmények között az immunrendszer alapszinten funkcionál, tehát nem preventív jelleggel működik. A bélmikroflórából származó LPS és PB stimuláció folyamatosan szükséges ahhoz, hogy fejlődése, készültségi foka megfelelő legyen és az egészség megtartását biztosítsa.
A primer mediátorok – mindenek előtt a TNF-alfa – alacsony koncentrációban történő kibocsátása a fertőzésekkel szembeni természetes ellenálló képesség meghatározó tényezője, egyben a leukociták funkcióinak és aktivitásának is fontos regulátora.
Kis mennyiségű LPS belépése a véráramba előnyös a gazdaszervezet számára, mivel általános immunstimulációt, fokozott celluláris védelmet eredményez. Az immunrendszer adekvát stimulációja emellett a poliklonáris B-sejtek szaporodásával, differenciálódásával, az immunglobulinok fokozottabb képzésével, a makrofágok fagocitózisának és citotoxicitásának javulásával is jár. Ebben az értelemben az LPS és a PG az immunrendszer baktériumeredetű „vitaminjai”, amelyek folyamatos jelzést adnak a védekező rendszer számára és biztosítják annak éberségi állapotát.
Az állatok immunválaszainak jellege azért kiemelkedően fontos, mert befolyásolja a táplálóanyag szükségletet, hatással van a termelésre és a reprodukcióra, együttesen pedig a termelés biztonságra és a gazdaságosságra.
6. Az akut fázis és annak a szervezetre gyakorolt hatásai
Súlyos fertőzések esetén – rendszerint az emésztőcső megkerülésével – nagy mennyiségű LPS kerül a véráramba. Nagyon gyorsan emelkedik az aktivált sejtek száma, amelyek gyulladásos folyamatokat kiváltó (pro-inflammatory), magas koncentrációban bocsátanak ki primer mediátorokat. Az immunrendszer túlterhelését jelző akut fázis alakul ki, amelyben az egymást gerjesztő folyamatok jutnak túlsúlyra. Mindezek a makroszervezet egész anyagcseréjét érintő, szisztémás válaszreakciókat indukálhatnak. Az akut fázisban klinikai következmények végül endotoxin sokk és elhullás is bekövetkezhet.
Súlyos fertőzések esetén a primer mediátorok erősen megemelkedő szintje az egész szervezet anyagcseréjére kihat. Egyes citokinek, főként a magas IL-6 koncentráció hatására az állat anyagcseréje jelentősen módosul. A máj az úgynevezett akut fázis fehérjék (pl. haptoglobin, szérum amiloid A, alfa-1 savas glikoprotein, LPB-protein, C-reaktív protein, stb.) szintézisére tér át. A szükséges anyagokat a különféle szervekből (különösen az izomzatból és a csontozatból) mobilizálja a szervezet.
A heveny szisztémás válaszok fő funkciói, hogy energiát és szubsztrátumot biztosítson a patogének elleni harchoz, hogy megelőzze az értékes metabolitok kórokozók általi átvételét, valamint, hogy segítse a károsodott vagy fertőzött szövetek reparációját. Intenzív termelődésük idején az állati termék előállítás hatékonyságának jelentős romlásával kell számolni. • Csökkenő takarmányfelvétel, bágyadtság, aluszékonyság
• Csökkenő lipolizis a zsírszövetekből, fokozódó triglicerid-képződés a májban
• A nyugalmi energia ráfordítás növekedése, testhőmérséklet emelkedése
• Izomfehérjék proteolizise, aminosav oxidáció növekedése
• Akut szisztémás immunválaszra jellemző fehérjék fokozott termelése
• Csökkenő tömeggyarapodás vagy teljesítmény
• Romló takarmányhasznosítás
Az állattartó telepeken elhelyezett állatok életük folyamán akár többször is heveny szisztémás immunválasz kifejtésére kényszerülhetnek rövidebb- hosszabb időszakra. Ez jelentős mennyiségű hasznosítható energiát von el és a termelés hatékonyságát mérsékli.
A szisztémás immunválasz része a gazdaszervezet veleszületett védekező rendszerének, amely sérülések, gyulladások és fertőzések esetén fejti ki hatását. Arra szolgál, hogy a specifikus immunválasz kialakulásáig, a kórokozók támadásának korai állapotában biztosítsa az állat túlélését.
7. Az immunmodulációs takarmányadalékok perspektívái
Környezet- és egészségvédelmi okok, az egyre szigorodó EU-s szabályozás és a fogyasztói igények változása miatt antibiotikumok és egyéb gyógyszerek egyre kevésbé használhatók fel a termelésbiztonság és a hozamok javítására. Helyettük kevésbé veszélyes, környezet-, állat- és fogyasztóbarát alternatív megoldások kidolgozása a cél.
Üzemi körülmények között termelő állományokban (kérődző, sertés, nyúl, baromfi) feltételesen patogén mikroorganizmusok (vírusok, baktériumok, gombák, paraziták) rendszerint jelen vannak. A tartástechnológiai, takarmányozási és környezeti terhelések (stresszek) következtében a gyengébb vitalitású egyedekben az immunkompetencia jelentős csökkenése (immunszupresszió) miatt ezek a mikroorganizmusok feldúsulhatnak, következményesen pedig rosszabb takarmányhasznosítás, a kiesések emelkedése, a termelési eredmények romlása, az állomány szétnövése, stb. tapasztalható.
Az immunrendszert segítő nutricinek közül azok látszanak a legígéretesebbnek, amelyek az immunszupresszív hatásokat képesek mérsékelni, az immunrendszer „éberségi szintjének” megtartását elősegítik, a celluláris és humorális védekezést pedig szisztémás immunválasz (akut fázis) provokálása nélkül tudják biztosítani.
A következő lapszámban a fent ismertetett elvek alapján gyártott és forgalmazott termékekről adunk tájékoztatást.
Dr. Vucskits András Valentin
Europharmavet Kft.
