Lipopolisaharidi i sindrom propusnih crijeva u krava

Berislav Vulić
Farma Salaš d.o.o. Marijanci, e-mail: berislav.vulic1@gmail.com

▲

Uvod

---

Početak laktacije (tranzicijski period) predstavlja kritični period za svaku kravu i odgovoran je za 50 % oboljenja na farmi. Iako više od 50% krava ima neki subklinički poremećaj tijekom tranzicije, teško je odrediti koji od njih predstavlja prilagodbu na novonastale uvjete, a koji je patologija i gdje je granica između njih.
Nadalje, mnoge studije pokazuju da gotovo sve krave iskuse određeni stupanj sistemske upale tijekom tog vremena. Klasični pogled na bolesti tranzicijskog perioda govori nam da je povećana potreba za proizvodnjom mlijeka glavni uzrok problema u tom razdoblju. Povećana potreba za energijom aktivira oslobađanje neesterificiranih masnih kiselina (NEFA) iz masnih depoa koje jetra nije u stanju preraditi što dovodi do zamašćenja jetre, ketoze i drugih popratnih bolesti. Ovo gledište, međutim, ne uspijeva naći značajnu povezanost između metaboličkih i infektivnih bolesti i štetnog utjecaja visokoenergetskog obroka koji treba podržati visoku proizvodnju. Na primjer, u istraživanjima gdje se je kravama u odmakloj laktaciji apliciralo veće doze NEFA, nije se uspjelo dobiti kliničku sliku masne jetre i ketoze. Trenutno, sve je veći broj dokaza da bakterijski endotoksini sudjeluju kao uzročnici većine bolesti tranzicijskog perioda.

▲

Probavni trakt

---

Za sve unutar probavnog trakta možemo reći da je »tehnički« izvan tijela. On je odgovoran za funkciju probave i apsorpcije hranjivih tvari. Zatim prevenira infiltraciju parazita i drugih patogena, enzima, kiselina i toksina u organizam. Zbog svoje velike površine, uz sebe veže 70% imunosnog sustava. Imunosni odgovor crijeva snažniji je i aktivniji od buragovog zbog veće prisutnosti imunosnih stanica i obrambenih mehanizama.

Prehrana s visokim udjelom žitarica (škroba) potrebna je za proizvodnju mlijeka i rast, ali je i potencijalno štetna za zdravlje buraga zbog njihove povećane fermentabilnosti što predstavlja glavni čimbenik rizika za razvoj acidoze. Nadalje, povećanje dijetalnog škroba povezano s takvim obrocima, često rezultira povećanjem u buragu neprobavljenog dijela (bypass) koji zatim dolazi do distalnih dijelova crijeva.
Probava u tankim crijevima je učinkovitija, ali kako se povećava količina škroba kojid olazi do tankog crijeva, njegova probavljivost se kao i u buragu smanjuje.

Promjene u dostupnosti škroba dovode do sličnog povećanja proliferacije mikroba i nakupljanja bakterijskih komponenti poput lipopolisaharida (LPS), bioaktivnih amina i drugih toksičnih spojeva kako u buragu tako i u crijevima. Unatoč sličnosti u procesima koji se događaju na oba mjesta, učinci acidoze štetniji su u crijevima nego u buragu zbog razlika u njihovoj građi jer je jednoslojni stupčasti epitel debelog crijeva osjetljiviji na kiselo okruženje i bakterijske komponente od slojevitog epitela buraga, čak i kad se uzme u obzir zaštitni učinak sloja sluzi debelog crijeva koji burag nema.

▲

Što su lipopolisaharidi?

---

Lipopolisaharid je glikolipid ugrađen u vanjsku membranu gram-negativnih bakterija. Za makroorganizam predstavlja jaki imunostimulirajući i imunomodulirajući endotoksin. U gram-pozitivnih bakterija tu ulogu ima lipoteihoična kiselina.
Primjećena je sposobnost endotoksina da iz tkiva sluznice gastrointestinalnog trakta, mliječne žlijezde i maternice lako prolazi u sistemsku cirkulaciju. Jednom kad su ušli u cirkulaciju, endotoksini pridonose bolesti bilo izravno, putem izazivanja upalnog odgovora ili posredno putem drugih faktora poput pretjerane reakcije prirodnih zaštitnih mehanizama domaćina.

Glavni izvor endotoksina u mliječnih krava je probavni trakt koji je pun gram-pozitivnih i gram-negativnih bakterija. Hranidba s visokim udjelom žitarica mijenja okoliš i sastav mikroflore u crijevima što vodi do oslobađanja velike količine lipopolisaharida (LPS) i posljedično inducira upalni odgovor.

▲

Što je sindrom propusnih crijeva?

---

Poznato je da nekoliko čimbenika utječe na sindrom propusnih crijeva (SPC): gladovanje, dijetalne promjene (pad pH), toplinski, osmotski, oksidativni stres, socijalni i psihološki stres, sistemska upala i sve bolesti koje oštećuju funkciju crijevne barijere. Ovi čimbenici pojedinačno, a češće u kombinaciji, djeluju na stjenku crijeva na način da oštećuju vezu između stanica i tako stjenka postaje propusna za LPS i druge toksine iz lumena crijeva. Razdoblje laktacije kada je prisutna najveća kombinacija štetnih čimbenika je zapravo njen početak. Tada je prisutna smanjena konzumaciju hrane, sistemska upala zbog procesa telenja i nagla promjena prehrane karakterizirana ubrzanim povećanjem udjela fermentabilnih ugljikohidrata u odnosu na količinu vlaknine u obroku. Štetan učinak višestruko se povećava u razdoblju toplinskog stresa.

▲

Mehanizam djelovanja lipopolisaharida

---

LPS prodiru u cirkulaciju, jetru i limfne čvorove i izazivaju imunološku reakciju – upalu. LPSom izazvana upala ima veliku energetsku cijenu jer preusmjerava hranjive sastojke dalje od procesa koji podržavaju sintezu mlijeka (i rast) i time narušava proizvodnju. Imunosne stanice postaju osjetljivije na inzulin i troše, nakon aktivacije, velike količine glukoze kako bi podržale svoju brzu proliferaciju i bio-sintetske procese. Suprotno tome, upala izaziva na inzulin rezistentno stanje u koštanim mišićima i masnom tkivu i povećava oslobađanje glukoze iz jetre. Od iznimne je važnosti napomenuti da aktivirane imunosne stanice energiju više ne dobivaju oksidativnom fosforilacijom (u mitohondrijima) već samo aerobnom glikolizom (u citoplazmi) koja omogućuje brži izvor energije, ali je manje efikasna od oksidativne fosforilacije (Warburgov učinak). Tako umjesto proizvedenih 36 molekula ATP (adenozin trifosfat) od molekule glukoze, imamo samo dvije.
U praksi to znači da imunosni sustav potroši približno jedan kilogram glukoze kroz 12 sati i to iznimno neefikasno! LPS se iz organizma eliminiraju pomoću makrofaga i lipoproteina.

▲

Djelovanje toplinskog stresa na sindrom propusnih crijeva

---

Toplinski stres je uz acidozu glavni pogodovni čimbenik za nastanak SPC. Za vrijeme toplinskog stresa, krv je usmjerena u ekstremitete i kožu i stoga je smanjen dotok hranjivih tvari i kisika u stanice crijeva (enterocite). Posljedično dolazi do hipoksije i oštećenja enterocita. Osim toga, smanjen unos hranjivih tvari povećava osmolarnost u buragu i crijevima što vidimo kao rjeđu stolicu. Crijevne resice bivaju drastično skraćene i oštećene pa je smanjena resorpcija hranjivih tvari.
Povećava se prostor između enterocita i LPS prodiru u krvotok, a zatim u jetru.
U aktiviranom imunosnom sustavu, na djelu je opet Warburgov učinak čime se djelomično objašnjava pad proizvodnje tijekom toplinskog stresa.

▲

Veza LPS i SPC s drugim bolestima

---

• Acidoza uz toplinski stres predstavlja jedan od glavnih pogodovnih čimbenika za SPC i to ona uzrokovana žitaricama jer izaziva sistemsku upalu dok acidoza uzrokovana peletiranom djetelinom ne izaziva.
• Laminitis je definiran kao aseptična upala koriuma gdje kao posljedica acidoze nastali biogeni amini, histamin i endotoksini (LPS) djeluju na razgradnju mikrovaskularnih struktura u papku. Tako nastala povećana propusnost krvnih žila dovodi do oticanja i boli.
• Mastitis možemo promatrati na dva načina. U jednom predstavlja izvor endotoksina zbog štetnog djelovanja gram-negativnih i gram-pozitivnih bakterija sa svim posljedicama koje takva generalizirana upala donosi. U drugom slučaju, mastitis je posljedica već postojećeg prodora LPSa (endotoksina) u cirkulaciju. Takva sistemska endotoksemija odgađa i usporava migraciju neutrofila na mjesto upale u vimenu, smanjuje im funkcionalnost te je pogodovni faktor za nastanak mastitisa.
• Zaostajanje posteljice definira se kao nemogućnost njezinog izbacivanja unutar 24 sata nakon telenja. Nefunkcioniranje imunosnog odgovora pri tome ima značajnu ulogu. Manjak neutrofila i njihova oslabljena funkcija, zbog djelovanja LPSa, umanjuje mogućnost izbacivanja posteljice. Posljedično nastali metritis i endometritis kasnije predstavljaju novi izvor endotoksina koji djeluju lokalno u maternici i sistemski na sintezu estrogena, progesterona, jajnik i jajne stanice. Za posljedicu, imamo nastanak cista na jajniku i slabiju plodnost uz napomenu da se štetni učinak na reprodukciju nastavlja i nakon što je izvor endotoksina nestao.
• Masna jetra karakterizirana je nakupljanjem triglicerida u stanicama jetre. Nekoliko nedavnih istraživanja ukazuju da mastitis i metritis imaju veliki učinak na nastanak masne jetre jer predstavljaju izvor LPSa. LPS djeluju na povećano otpuštanje NEFA iz masnih zaliha i u jetri se vežu za lipoproteine kako bi se eliminirali iz organizma. To blokira izbacivanje triglicerida iz jetre gdje se oni tada pojačano nakupljaju.
• Važna činjenica je da pri endotoksemiji dolazi pojave hipokalcemije jer kalcij blokira neutralizaciju endotoksina putem makrofaga. Ovo treba uzeti u obzir kod terapije endotoksemije kao i jedan od uzroka hipokalcemije.
• Ketoza se definira kao povećanje cirkulacije ketonskih tijela uz smanjenje unosa hrane, proizvodnje mlijeka i povećani rizik od razvoj drugih bolesti u prijelaznom razdoblju. Krave u ketozi imaju povećane LPS već i prije telenja. Kako je put eliminacije NEFA putem lipoproteina blokiran, dolazi do nakupljanja masti u jetri i put razgradnje NEFA usmjeren je prema nastanku ketonskih tijela.

▲

Dijagnoza, terapija i preventiva

---

Ono što treba imati na umu kad govorimo o nekoj bolesti i poremećaju, pa tako i u slučaju SPCa, da se nikad ne radi o samo jednom uzroku i jednom pogodovnom faktoru, već je uvijek u pitanju više njih. Kod svake od prije navedenih bolesti treba uzeti u obzir mogućnost da je i SPC uključen u njezin nastanak. Kad kontrolom probave pojedinačne životinje i cijele grupe uočimo rjeđu balegu s loše probavljenim sadržajem i tračcima sluzi, opravdano ćemo posumnjati da imamo prisutan i SPC. Kako klinička slika izgleda u praksi?

Na farmi su nam učestali slučajevi hipokalcemije nakon telenja. Osim na regulaciju minerala u obroku, što ćemo prvo pogledati, pažnju treba obratiti i na mogući suvišak energije, a manjak proteina u obroku prije telenja. U takvom slučaju, imamo porast LPSa već prije telenja za čiju je detoksikaciju potrebna smanjena količina kalcija u krvi uz pojavu da krave nemaju apetita na početku laktacije.
Mjerenjem BHB (betahidroksi-butirat) iz krvi sedmi dan nakon telenja pratimo pojavnost ketoze tipa II. Ovaj tip ketoze uvijek vežemo uz debele krave. Međutim ne pokazuju sve debele krave povišeni BHB, niti povišeni BHB uvijek zahtijeva terapiju.

Ketozu ćemo terapirati kada je povišen BHB, kada krava ne raste s proizvodnjom, slabijeg je apetita, letargična i povišene temperature, ali nećemo u slučaju da je samo povišen BHB, a odličnog je apetita, raste na mlijeku, dobro izgleda i bez temperature je. U slučaju problema s pojavom ketoze u stadu, nakon što provjerimo stanje kondicije krava za telenje, provjerit ćemo balansiranost obroka prije i nakon telenja kako bi eliminirali SPC kao mogući uzrok problema.

Čest je slučaj da nam koncepcija tijekom godine u pojedinim razdobljima neobjašnjivo padne. Ovdje ne mislimo na pad uzrokovan toplinskim stresom. Ako vodimo bilješke kada je bila određena promjena obroka, možemo pokušati naći vezu s padom koncepcije i opravdano posumnjati na SPC.

Preporuke u preventivi i terapiji nisu ništa novo i svi ih u svom radu koristimo. U terapiju endotoksemije uvijek treba uključiti infuzije glukoze i raditi na uspostavljanju normalne probave ako je izvor toksina SPC.

Osim što ćemo liječiti konkretnu bolest koja se klinički manifestira, bitno je potražiti glavni uzrok (uzroke) bolesti. Zdrava probava je svakako prvi preduvjet. Cilj nam je smanjiti svaki stres, prevenirati acidozu, maksimizirati unos suhe tvari i »hraniti burag«. Osim toga, treba prevenirati infekciju i smanjiti propusnost crijeva. Ključ hranidbe je uravnotežen obrok: ne previše, ali ne i premalo, već točno koliko treba (goldilocks diet). Postoje naravno i preparati koji mogu pomoći. To su različiti probiotici i imunomodulatori, uz napomenu da oni nisu tu da riješe problem već da malo pomognu u njegovu rješavanju.

Literatura [… prikaži]

---