Pobierz

OID (267) 12/2013
OID (300) 9/2016
Czynniki immunomodulacyjne
i ich role w produkcji drobiu
Mianem immunomodulacji określa się ingerencję czynników zewnętrznych wywołujących zmiany w układzie immunologicznym
bez względu na stan zdrowotny i kondycyjny. Pojęcie to obejmuje między innymi środki farmakologiczne, olejki eteryczne, wybrane
składniki żywności. Należy pamiętać, że niektóre modulatory wykazują działanie stymulujące (wzmagające), jak i supresyjne (hamujące)
na mechanizmy swoiste i nieswoiste odpowiedzi immunologicznej. Immunostymulacja polega na zmianie reaktywności układu immunologicznego w kierunku nasilenia odporności.
Działaniem immunostymulującym cechuje się
wiele substancji pochodzenia naturalnego oraz
związków chemicznych. Mianem immunosupresji określamy trwałe lub okresowe uszkodzenie układu odpornościowego powodujące obniżenie mechanizmów odpornościowych
u ptaków. W konsekwencji ptaki nie mogą prawidłowo reagować na czynniki chorobotwórcze, gdyż uszkodzony układ odpornościowy
nie jest w stanie wytworzyć prawidłowej odpowiedzi immunologicznej typu komórkowego lub humoralnego. Immunosupresja powoduje bardzo duże straty w produkcji drobiu
poprzez brak wyrównania stada, wzrost spożycia paszy, zmniejszone przyrosty wagowe,
i w konsekwencji wydłużony cykl produkcyjny, wzrost zachorowalności i śmiertelności.
Odnośnie ogólno pojętej immunomodulacji,
jej wpływ na mechanizmy odpowiedzi immunologicznej ocenia się poprzez określenie:
(i) całkowitej liczby leukocytów, (ii) aktywności nieswoistych humoralnych mechanizmów
obronnych, (iii) poziomu układu dopełniacza,
(iiii) zdolności fagocytarnej i aktywności makrofagów/monocytów i neutrofilów itd.
20
Białko i aminokwasy
Czynniki środowiskowe, w tym żywienie,
mogą oddziaływać na ekspresję genów odpowiedzialnych za status immunologiczny. Niemal wszystkie składniki odżywcze pożywienia
mają ważne znaczenie w zachowaniu optymalnej odpowiedzi immunologicznej. Ich niedobór lub nadmierna podaż w diecie może mieć
niekorzystny wpływ na układ immunologiczny organizmu i jego wrażliwość na inwazje
patogenów. Istotne znaczenie w utrzymaniu
wysokiej produkcyjności ptaków ma odpowiednia koncentracja białka i aminokwasów
w mieszankach paszowych. W trakcie chorób
tkanki i struktury organizmu zaangażowanie w procesy odporności charakteryzują się
większym zapotrzebowaniem na aminokwasy, które są niezbędne do syntezy czynników
obronnych i do proliferacji leukocytów. Wielkość pobrania białka w dawkach pokarmowych (poza sytuacjami niedoborowymi) nie
mam wyraźnego wpływu na produkcję przeciwciał. Deficyt aminokwasów prowadzi jednak do zmniejszenia produkcji wielu systemowych komponentów związanych z odpornością
wrodzoną. Zbilansowana diet pod względem
zawartości aminokwasów ma wpływ na wielkość odpowiedzi immunologicznej i metabolizm białka. Stwierdzono, że nie zbilansowanie aminokwasów w dawkach oddziaływuje
na system immunologiczny. Ważnym z punktu widzenia produkcji immunoglobulin jest
treonina, która występuje w znacznych ilościach w γ-globulinach. Wymagany do odpowiedniej produkcji przeciwciał poziom treoniny w mieszankach jest nieco wyższy niż
zapewniający optymalne wyniki produkcyjne. Wykazano, że zapotrzebowanie kurcząt na
OID (267) 12/2013
OID (300) 9/2016
ten aminokwas do produkcji przeciwciał swoistych dla wirusa rzekomego pomoru drobiu
jest większe niż zapotrzebowanie na wzrost.
Drugim ważnym w procesach immunologicznych aminokwasem jest arginina. Bierze ona
czynny udział w syntezie białka, jest substratem do syntezy tlenku azotu, poliamid i wielu innych hormonów, które są zdolne stymulować funkcję układu odpornościowego. Ponadto
arginina modyfikuje lub zwiększa odpowiedź
humoralną i komórkową w czasie infekcji. Zaobserwowano także wpływ tego aminokwasu
na aktywację makrofagów. Poza wymienionymi właściwościami, interesujący jest fakt pozytywnego wpływu argininy na efektywność
szczepionek. Poza dwoma już wymienionymi
aminokwasami na uwagę zasługuje również
glutamina. Pochodna kwasu glutaminowego
jest głównym źródłem energii dla limfocytów.
Kwasy tłuszczowe
Odpowiednia podaż w całodziennych racjach
pokarmowych, także takich składników odżywczych, jak wielonienasycone kwasy tłuszczowe może mieć działanie immunomodulacyjne. Szczególne właściwości przypisuje się
kwasom tłuszczowym szeregu n-6 oraz n-3.
Do szeregu kwasów omega 6 (ω-6) należą: kwas linolowy (LA) i kwas γ-linolenowy
(GLA), natomiast do rodziny omega 3 (ω-3) należy kwas α-linolenowy (ALA). Obecnie badania nad NNKT skupiają się przede wszystkim
na ich leczniczym wpływie na proces zapalny. Kwasy z rodziny ω-3 oddziałują na komórki układu immunologicznego przypuszczalnie
poprzez modyfikację syntezy mediatorów odpowiedzialnych za komunikację komórek oraz
zmianę ekspresji cząsteczek powierzchniowych
uczestniczących w komunikacji komórka - komórka. Kwasy ω-3 osłabiają aktywność fosfolipazy, co pociąga za sobą zmniejszenie uwalniania przekaźników 1,4,5-tiofosforanu inozytolu
i diacyloglicerolu, które odpowiednio wywołują obniżenie poziomu wolnego wapnia i aktyw22
ności kinazy C. Rezultatem jest brak pobudzenia czynników transkrypcyjnych i wynikająca
z tego supresja genów kodujących cytokiny, receptory cytokinowe, cząsteczki powierzchniowe i syntazę tlenku azotu. Wśród badań potwierdzających immunomodulacyjne działanie
kwasów tłuszczowych jest to opisane przez
Yaqoob (1998). Badał on wpływ diet bogatotłuszczowych (20% tłuszczu) o znanym składzie kwasów tłuszczowych i diet z niską zawartością tłuszczu (2,5% oleju kukurydzianego) na
profil lipidowy i funkcje limfocytów u szczurów doświadczalnych. W doświadczeniu tym
wykorzystano pasze z olejem kokosowym, oliwą, olejem szafranowym, olejem z wiesiołka i olejem rybim. Po 9 tygodniach wykazano
wyraźne supresyjne działanie ex vivo oliwy na
proliferację limfocytów w odpowiedzi na Con
A (konkanawalina) w porównaniu ze zwierzętami karmionymi dietą niskotłuszczową lub
z olejem kokosowym czy szafranowym. Stopień proliferacji limfocytów po podaniu paszy
wzbogaconej oliwą był zbliżony do wyników
uzyskanych przy diecie bogatej w olej z wiesiołka lub olej rybi.
Witaminy
Działanie immunomodulacyjne wykazują również niektóre witaminy. Pierwszą z takowych
jest witamina A, które jest niezbędna w procesach metabolicznych odpowiedzialnych za widzenie, podziały i różnicowanie komórek oraz
utrzymywanie ich prawidłowej struktury, we
właściwym funkcjonowaniu układu odpornościowego, a także rozwój, wzrost i reprodukcje
organizmu. Witamina A pełni istotną funkcję
w dojrzewaniu i różnicowaniu komórek układu immunologicznego tj. limfocytów, monocytów i neutrofili. Niedobór witaminy A osłabia aktywność fagocytarną makrofagów, co
wynika ze spadku poziomu w ziarnach azurofilnych neutrofili katepsyny G, uczestniczącej w degradacji fagocytowanych materiałów.
Tymczasem witamina D hamuje wydzielanie
HIGIENA I ŻYWIENIE
parathormonu, odporność nabytą i proliferację komórek, a jednocześnie promuje sekrecję insuliny, wrodzoną odporność. Witamina D stymuluje różnicowanie się monocytów
i komórek z linii monocytarnej do ich dojrzałych postaci o cechach makrofagów. Ponadto,
witamina D stymuluje wydzielanie immunosupresyjnych cytokin, tj. TGF-β i IL-10, ułatwiając różnicowanie populacji komórek T
regulatorowych. Odnośnie witaminy E, istnieje przypuszczenie, że mechanizm wpływu tej witaminy na komórki układu immunologicznego obejmuje procesy bezpośrednie
i pośrednie. Działanie bezpośrednie to hamowanie przez α-tokoferol działania kinazy białkowej C w komórkach monocytów i limfocytów. Wpływ witaminy E obejmuje również
mechanizm działania pośredniego polegający
na obniżeniu wydzielanych przez aktywowane makrofagi mediatorów immunosupresyjnych: PGE2 (prostaglandyna E2) oraz nadtlenku wodoru. Oddziałując na uwalnianie PGE2
witamin E pośrednio stymuluje odpowiedź
immunologiczną zależną od limfocytów Th2.
W badaniach wykonanych na modelu zwierzęcym stwierdzono, że w przebiegu bakteryjnego zapalenia płuc dochodzi do spadku stężenia
α-tokoferolu oraz kwasu askorbinowego. Konsekwencją tego jest wzrost poziomu wolnych
rodników w toczącym się procesie zapalnym.
Witamina E stosowana w dawce większej niż
zalecana neutralizuje wolne rodniki powstające w stresie oksydacyjnym, uwarunkowanym
czynnikami zapalnymi.
Probiotyki
Działanie immunomodulacyjne wykazują
probiotyki, których popularność w ostatnich
latach drastycznie wzrosła. Drobnoustroje probiotyczne przede wszystkim wywierają
bezpośredni wpływ na komórki prezentujące
antygen, takie jak: komórki dendrytyczne, monocyty, makrofagi. Aktywność drobnoustrojów probiotycznych wykazywana jest również
w stosunku do limfocytów B, co przejawia się
głównie ich stymulacją do produkcji przeciwciał klasy IgA. Przeciwciała należące do tej klasy wytwarzane są w znacznie większej ilości,
niż przeciwciała innych klas i obecne są w błonie śluzowej jelita. Podczas infekcji probiotyki zwiększają zarówno całkowity poziom przeciwciał sIgA, jak również tych przeciwciał,
które są skierowane przeciwko określonym
patogenom. Bakterie probiotyczne posiadają
również potencjał oddziaływania na aktywność cytotoksyczną limfocytów T i komórek
NK (ang. Natural Killer - naturalni zabójcy).
Zaobserwowano, że splenocyty pozyskiwane
ze śledziony myszy, którym podawano probiotyczny szczep Lactobacillus brevis KB290 odznaczały się zintensyfikowaną cytotoksycznością w porównaniu do komórek izolowanych
od myszy spożywających pokarm niesuplementowany badanym szczepem.
Substancje fitogeniczne
Jednym z rozwiązań, usprawniających system immunologiczny ptaków i zmniejszanie
ich podatności na choroby zakaźne, jest wykorzystywanie w żywieniu niektórych roślin
i ziół. Zioła i preparaty ziołowe zawierają korzystnie działające substancje czynne, jak np.:
olejki eteryczne, garbniki, glikozydy, flawonoidy, terpeny, śluzy, kwasy organiczne. Działają one przeciwstresowo, przeciwbakteryjnie,
przeciwwirusowo, przeciwgrzybiczo; wzmagają wydzielanie enzymów trawiennych, dzięki którym poprawia się apetyt zwierząt, a także
utrzymują organizm w równowadze fizjologicznej. Olejki eteryczne i wyciągi z ziół mogą
poprawiać komórkową i humoralną odporność
kurcząt brojlerów, dzięki czemu zmniejsza się
podatność ptaków na choroby zakaźne.
Wśród ziół o działaniu immunomodulacyjnym jest z całą pewnością czosnek. Działa
on silnie przeciwwirusowo, przeciwbakteryjnie, przeciwgrzybiczno i przeciwpasożytniczo. Wykazuje również wysoką skuteczność
23
OID (267) 12/2013
OID (300) 9/2016
w leczeniu infekcji płuc oraz przewodu pokarmowego; poza tym pomaga w odbudowaniu mikroflory jelitowej po odbytych kuracjach
antybiotykowych oraz poprawia wchłanianie i przyswajanie paszy. Pozytywny efekt dla
układu odpornościowego uzyskuje się także
po dodaniu do diety ptaków anyżu (Pimpinella anisum). Właściwości immunomodulujące
wykazują również jeżówki, z których najbardziej popularne to: Echinacea purpurea, Echinacea angustifolia, Echinacea palliada. Wykazano, że ekstrakt z Echinacea angustifolia
wpływa na zwiększenie stężenia immunoglobulin w surowicy krwi kur, dzięki czemu poprawia się zdrowotność i zmniejsza śmiertelność ptaków. Poza wymienioną właściwością
jeżówka, stymuluje makrofagi do fagocytozy czyli rozkładu bakterii, wirusów i grzybów.
Zwiększa ona wydzielenia interleukiny 1 (IL1), która pobudza limfocyty do swoistej obrony
organizmu. Jeżówka zwiększa również liczbę
leukocytów, komórek śledziony, a także wpływa na inne ogniwa niespecyficznej odpowiedzi
immunologicznej, jak procesy rozpoznania czy
przetworzenia antygenu. Dodatkowo wykazano, że roślina ta zwiększa aktywność monocytów do wydzielania interferonu, który wykazuje silne działanie przeciwwirusowe, a także
wykazuje działanie w stosunku do wirusów
grypy H5N1, H1N1 oraz H7N7. Tymczasem
żeń-szeń (1) zwiększa witalność i wzmacnia
system odpornościowy, (2) podnosi odporność przed zakażeniami dróg oddechowych,
(3) ogranicza uwalnianie hormonów stresu
(silny immunosupresor) oraz (4) neutralizuje
wolne rodniki dzięki obecnym witaminom antyoksydacyjnym. Poza czosnkiem, jeżówką pospolitą oraz żeń-szeniem, wpływ immunomodulacyjny wykazuje również lucerna siewna.
Odnotowano między innymi większą masę organów limfatycznych oraz wzrost ilości limfocytów we krwi kurcząt brojlerów skarmianych
paszą z dodatkiem 0,06% naturalnego ekstraktu z lucerny siewnej (Medicago sativa L.) w po24
równaniu z grupą kontrolną. Stwierdzono, że
zawarte w lucernie siewnej substancje czynne,
takie jak: polisacharydy, saponiny triterpenowe oraz flawonoidy wykazują działanie stymulujące układ immunologiczny organizmu.
Poza składnikami pokarmowymi, czynnikami immunomodulacyjnymi są czynniki bakteryjne, parazytologiczne, substancje chemiczne
w paszy, antybiotyki, toksyny grzybicze- mikotoksyny, różnego rodzaju stresy środowiskowe
takie jak zagęszczenie, nagła zmiana paszy nagłe zmiany warunków środowiskowych, temperatury wilgotności, ruchu powietrza oraz
inne czynniki fizyczne. Mogą one działać indywidualnie lub łącznie, mając bezpośredni
wpływ na kondycję drobiu i wyniki hodowli.
Wirusy
U drobiu, wirus zakaźnego zapalenia torby Fabrycjusza (IBDV) uważany jest jako najważniejszy patogen odpowiedzialny za zjawisko
immunosupresji. Zakaźne zapalenie torby Fabrycjusza (choroba Gumboro, IBD) jest wysoce zakaźną chorobą wirusową kurcząt. Czynnikiem etiologicznym jest wirus zakaźnego
zapalenia torby Fabrycjusza. Narządem docelowym IBDV jest torba Fabrycjusza (tF), dlatego wirus upośledza odporność humoralną i powoduje znaczne straty ekonomiczne nie tylko
na skutek padnięć ptaków, ale przede wszystkim w efekcie immunosupresji oraz wtórnych
infekcji wirusowych, bakteryjnych i pasożytniczych. Na uwagę zasługuje również wirus
choroby Mareka. Choroba Mareka (MD) jest
wirusową i nowotworową chorobą kur, indyków i przepiórek japońskich będącą przyczyną
poważnych strat ekonomicznych w masowym
chowie drobiu. Czynnikiem etiologicznym
MD jest herpeswirus choroby Mareka (MDV)
należący do podrodziny Alphaherpesvirinae.
Zakażenie tym wirusem upośledza odporność
komórkową jak i humoralną. Przeprowadzone badania wskazały jednoznacznie na wpływ
zakażenia wirusem choroby Mareka na wiel-
HIGIENA I ŻYWIENIE
kość takich ważnych narządów miąższowych
jak torba Fabrycjusza i grasica, co zdecydowanie potwierdza opinię, że choroba Mareka wywołuje immunosupresję. Również wirusy białaczki ptasiej (ALV) wykazują działanie
immunosupresyjne. Zakażenie ALV może niekorzystnie oddziaływać na produkcję jaj u niosek, w tym na wiek złożenia pierwszego jaja
(kury), liczbę i masę jaj, zapłodnienie i wylęgowość. Czasami zwiększa się także nieswoista
śmiertelność w stadzie. Zakażenie ALV ptaków
mięsnych spowalnia tempo wzrostu brojlerów.
Ponadto, zakażenia występujące w stadach rodzicielskich kur mięsnych prowadzić mogą do
wystąpienia immunosupresji w stadach reprodukcyjnych jak i w stadach brojlerów.
Mikotoksyny
Silne działanie immunosupresyjne wykazują znajdujące się w paszy mikotoksyny. Są to
wtórne metabolity wytwarzane przez grzyby
konidialne, zwane również strzępkowatymi,
nitkowatymi bądź pleśniami, zaliczane są do
substancji stanowiących zanieczyszczenia środowiskowe. Stwierdza się je głównie w surowcach roślinnych, w żywności i w paszach. Mikotoksyny od lat są uważane za istotny problem
w toksykologii weterynaryjnej. Pomimo tego,
że rzadko dochodzi do ostrych zatruć mikotoksynami, to ich obecność w paszach ma negatywny wpływ na status zdrowotny ptaków,
co może prowadzić do obniżenia produkcyjności, powstania poważnych chorób i z tym
związanych strat ekonomicznych. Najczęściej
występującymi mikotoksynami o immunosupresyjnym działaniu są aflatoksyny. Są one
produkowane przez grzyby z rodzaju Aspergillus (głównie Aspergillus flavus i Aspergillus
parasitum) w temperaturze 23-24ºC i wilgotności 55-80%. Zidentyfikowano 20 aflatoksyn,
z których cztery występują w produktach spożywczych. Aflatoksyny są odporne na działanie wysokich temperatur, wrażliwe na światło
i są dobrze rozpuszczalne w wodzie, co pozwala
na ich łatwe przenikanie przez błony komórkowe roślin i zwierząt. Wchłaniane są przez przewód pokarmowy, skórę oraz na drodze aerogennej. Kumulują się w organizmach zwierząt
prowadząc do występowania zaburzeń czynnościowych narządów wewnętrznych. Najbardziej wrażliwe zwierzęta na działanie toksyn
grzybiczych to: drób, trzoda chlewna, bydło,
ryby, psy i koty oraz zwierzęta laboratoryjne.
Obecność aflatoksyn powoduje wzrost podatności ptaków na zakażenia kokcydiozą lub jej
ciężkim przebiegiem, chorobą Mareka, salmonellozą, wtrętowym zapaleniem wątroby i zakażeniem wirusem choroby Gumboro.
Podsumowując, poznanie wpływu składników diety, oraz wszelkich innych czynników
na funkcjonowanie układu immunologicznego jest ważne nie tylko z punktu widzenia fizjologii, ale także może mieć zastosowanie
praktyczne w produkcji zwierzęcej. Żywieniowa modyfikacja układu odpornościowego, za
pomocą m.in. diety wzbogaconej w WNKT,
przynosi w wielu przypadkach obiecujące efekty. Jednocześnie nie można zapomnieć o skutkach działania czynników immunosupresyjnych, które bardzo szybko mogą przekreślić
wszelki korzyści płynące z zastosowana w diecie ptaków dodatku wielonienasyconych kwasów tłuszczowych, probiotyków, ziół.
Anna Wilkanowska
Uniwersytet w Molise, Włochy
Piśmiennictwo dostępne u autorki
25