Aspekty odporności układu pokarmowego w okresie okołoodsadzeniowym

Przewód pokarmowy (GIT) młodej świni jest kolonizowany zaraz po urodzeniu przez bakterie pochodzące z pochwy, skóry i odchodów lochy, jak i ze środowiska zewnętrznego, np. u prosiąt urodzonych w systemach typu "outdoor". Stabilizacja środowiska mikrobiologicznego GIT występuje równocześnie z rozwojem i ekspansją funkcji śluzówkowego układu odpornościowego. Pokazano to wyraźnie na wolnych od drobnoustrojów świniach, co wykazało silne i przedłużone działanie takiej kolonizacji na układ odpornościowy GIT. Ponadto znany jest również fakt, że znaczący wpływ na układ odpornościowy nowo narodzonego prosięcia ma flora środowiska hodowlanego, a więc środowisko mikrobiologiczne, w którym rodzi się prosię. Prosięta jednak rodzą się w dużej mierze w stanie niedoboru odporności i przede wszystkim ważne jest dostarczenie zarówno specyficznych jak i niespecyficznych czynników immunologicznych, takich jak immunoglobulin i innych białek obecnych w siarze lochy i mleku. Ma to na celu zapewnienie ochrony immunologicznej, rozwoju i przeżycia prosięcia. Niedojrzałość funkcjonalna układu odpornościowego noworodków oznacza, że nowonarodzone prosięta mogą generować tylko ograniczoną odpowiedzi immunologiczną limfocytów T i B, po ekspozycji na patogeny i antygeny, a tym samym przyczynia się to do wystąpienia stanu obniżania odporności (Stokes et al., 2004). Niemniej jednak młody organizm musi osiągnąć w miarę swojego wzrostu i rozwoju immunokompetencję, aby być w stanie tolerować szeroki zakres antygenów powiązanych z patogenami i bakteriami komensalicznymi, a także z paszą, którą będzie skarmiane.

Komórki i struktury związane ze śluzówkowym ( nabłonkowym) układem odpornościowym GIT jeszcze nie występują przy urodzeniu i pojawiają się w ściśle określonym porządku (patrz Tabela 1). Wynika z tego, że ​​układ immunologiczny śluzówki (wrodzony i nabyty) jest względnie niedojrzały w momencie gdy prosięta są odsadzane od matki, to znaczy ≈ 17 do 29 dniu życia. Co ciekawe, zbiega się to ze znikaniem obydwu immunoregulacyjnych i aktywnych immunologicznie składników mleka matki. Liczne badania wykazały korzyści stosowania produktów mleczarskich lub składników pochodzących z mleka w diecie świeżo odsadzonych prosiąt na rozwój immunokompetencji i lepszej wydajności. Przez pierwsze ≈ 7-8 tygodni życia świni nie można porównywać jej układu odpornościowego GIT z układem świni dojrzałej. Biorąc pod uwagę fakt, że organizm nowo narodzonych prosiąt musi być gotowy na wiele wyzwań, a następnie po odsadzeniu musi się szybko dostosować do nowych warunków ( pamiętając o przepisach i ograniczeniach w stosowaniu związków przeciwdrobnoustrojowych w produkcji wieprzowiny na całym świecie),  istnieje duże zainteresowanie czy istnieje możliwość modyfikacji rozwoju układu odpornościowego w okresie okołoodsadzeniowym, na przykład poprzez paszę, komponenty bakteryjne i (lub) manipulację środowiskiem.

Tabela 1. Podsumowanie stadiów rozwoju poszczególnych elementów śluzówkowego układu odpornościowego  GIT u młodej świni (źródło Bauer et al, 2007).

Blaszka właściwa nabłonka GIT jest najważniejszym składnikiem tkanki limfatycznej występującej w obrębie przewodu pokarmowego (GALT), który warunkuje reakcje immunologiczne i tolerancję u dojrzałych świń (Stokes et al., 2004). Można więc dojść do wniosku, że zrozumienie tych mechanizmów i wpływu odsadzenia ( i zdarzeń mających miejsce przed odsadzeniem) na homeostazę immunologiczną, może pozwolić na dokonywanie modulacji wrodzonej i nabytej odpowiedzi immunologicznej, które z kolei może korzystnie modulować produkcję i (lub) stan zdrowia. Na przykład prosię jest w stanie odpowiedzieć aktywną reakcją immunologiczną na żywego wirusa i składniki pokarmowe w 21 dniu życia, ale ilościowo i jakościowo reakcje te różnią się znacznie od tych występujących u starszych zwierząt, na przykład w 9 tygodniu życia (Bailey et al, 2004 ). Egzogenna specyficzna / niespecyficzna immunomodulacja w tym okresie względnego spokoju immunologicznego stanowi potencjalnie ważne profilaktyczne / terapeutyczne podejście do złagodzenia chorób związanych z paszą i stresem, które występują przy odsadzeniu.

Przy odsadzeniu występuje wiele czynników będących stresorami- fizycznymi, środowiskowymi i związanymi z hierarchią stada, które predysponują prosię do zapadania na różne choroby a co za tym idzie, strat w produkcji. W tym okresie zwierzę także nie pobiera optymalnej ilości paszy i wody. Zachodzi to w tym samym momencie, co znaczne zmiany w budowie i funkcjonowaniu GIT, co daje szkodliwe skutki dla integralności bariery i funkcji tego elementu układu immunologicznego (Pluske et al, 1997). Ta "ostra" faza poodsadzeniowa wiąże się również czasami z proliferacją bakterii chorobotwórczych w GIT. To wszystko łącznie jest zazwyczaj związane z przejściową intensywną regulacją pewnych cytokin prozapalnych, takich jak IL-1, IL-6 i TNF-α, które są mediatorami zapalnymi wytwarzanymi w odpowiedzi na uszkodzenie tkanki oraz przyczyniają się dodatkowo do anatomicznych i czynnościowych zaburzeń GIT w tym czasie (Rycina 1). "Kontrola wzrostu" w okresie poodsadzeniowym jest nadal wyzwaniem dla żywieniowców, lekarzy weterynarii i producentów, a więc obecnie prowadzone są badania poświęcone temu, w jaki sposób żywienie (np specyficzne aminokwasy, dodatek włóknika w diecie), zarządzanie (np wiek odsadzenia, stres), środowisko , substancje przeciwbakteryjne / dodatki paszowe (np, probiotyki, związki immunostymulujące) i flora bakteryjna może zmodyfikować i modyfikują układ odpornościowy.

Rycina 1. Zmiany w ekspresji cytokin prozapalnych na poziomie RNA ( w przeliczneniu na jednostki arbitrarne) w jelicie czczym w okresie okołoodsadzeniowym ( źródło Pié et al. 2004).

Podsumowując, układ immunologiczny GIT zachowuje zdolność do wygenerowania aktywnej odpowiedzi immunologicznej przeciwko patogenom i tolerancji na antygeny pokarmowe, a także komensaliczną faunę i florę, przez bardzo złożoną sieć oddziaływań komórkowych i molekularnych. Występują one w różnych miejscach na całej długości GIT. Częstość i kolejność dojrzewania śluzówkowego układu immunologicznego od urodzenia do osiągnięcia poziomu jak u "dorosłej" świni jest ważną determinantą późniejszego tempa wzrostu, zdrowia i przeżywalności, a więc ma wpływ na wydajność i opłacalność produkcji wieprzowiny.