Ochrona świń zapewniana przez mikroorganizmy.

Informacje dotyczące mikroflory jelitowej

Przewód pokarmowy (GIT - gastrointerstinal tract) świń jest zasiedlony przez populacje różnego rodzaju bakterii, grzybów i wirusów, które są określane wspólnym mianem mikroflory. Większość z tych drobnoustrojów jest opisywanych jako organizmy symbiotyczne, ponieważ w różny sposób korzystnie oddziaływają na gospodarza. Przykładowo, poprzez lepsze wykorzystanie pożywienia i uzyskanie większej ilości energii, detoksykacje ksenobiotyków, dostarczenie niezbędnych składników odżywczych lub uniemożliwiając rozwój patogenów czy stymulowanie układu odpornościowego. Jednak jeszcze do niedawna praktycy i naukowcy skupiali całą swoją uwagę na niewielkim procencie mikroflory, które stanowią patogeny. Najwyższy czas aby spojrzeć na mikroflorę jelit jako źródło odporności a nie źródło chorób.

Immunologia i odporność na choroby

Kolonizacja przewodu pokarmowego zaraz po urodzeniu przez mikroorganizmy obecne w środowisku zwierząt jest niezbędna do prawidłowego rozwoju i funkcjonowania układu odpornościowego. Zdrowa mikrobiota nie tylko ogranicza przestrzeń i dostęp do składników pokarmowych dla patogenów, ale także reguluje funkcjonowanie układu odpornościowego gospodarza co pomaga chronić organizm zarówno przed bakteryjnymi jak i wirusowymi infekcjami. Wolne od drobnoustrojów zwierzęta mają słabo rozwinięty układ odpornościowy. Bark gotowości do szybkiej reakcji zwiększa ryzyko rozwoju chorób (Macpherson et al., 2004). Naturalnie nie występują zwierzęta wolne od wszelkich drobnoustrojów, ale wiemy, że nie wszystkie mikroorganizmy regulują odpowiedź immunologiczną w równym stopniu, a tym samym nie chronią gospodarza przed wystąpieniem choroby. Badanie przeprowadzone na myszach wykazało, że przeniesienie mikrobioty od zwierząt odpornych na infekcje jelitową do zwierząt letalnie wrażliwych skutkowała zapewnieniem im odporności na zakażenie (Willing et al., 2011). Podobnych badań nie przeprowadzono na świniach, ale wykazano, że mikrobiota świń może być zróżnicowana przed zakażeniem i w trakcie siania dużych lub małych ilości bakterii Salmonella (Bearson et al., 2013). Ponadto wzrost prosiąt w czystym środowisku z lub bez ekspozycji na mikrobiotę dorosłych osobników skutkowało zróżnicowaniem w stopniu rozwoju układu odpornościowego  a także jego zdolności do radzenia sobie z zakażeniem Mycoplasma hyopneumoniae (Schachtschneider et al., 2013).

Nabycie właściwych mikroorganizmów

Wskutek wspólnej ewolucji, bakterie jelitowe korzystniej oddziałują i chronią gospodarza przed wystąpieniem chorób. Aby podkreślić znaczenie specyfiki gospodarza i wspólnej ewolucji wykazano, że szczepy obecnej u wszystkich kręgowców bakterii symbiotycznej Lactobacillus reutreri są inne u ludzi, drobiu, świń czy gryzoni.(Spinler et al., 2014) Co ważne, rozwój układu odpornościowego jest słabszy w odpowiedzi na kolonizacje przez drobnoustroje specyficzne dla innego gatunku zwierząt (Chung et al., 2012). W populacji ludzkiej istnieje zjawisko "zanikającego mikrobiomu" ze względu na zmiany w naszym postępowaniu, zwłaszcza związanych z higieną, stosowaniem antybiotyków. Skutkuje to zwiększoną częstotliwościową występowania chorób o podłożu immunologicznym (Martínez et al., 2015; Blaser et al., 2009). Podobnie jest w przypadku podwyższonych standardów higienicznych w świecie zachodnim, intensywnej produkcji zwierzęcej gdzie coraz większe znaczenie ma szeroko pojęta higiena i bioasekuracja mające na celu zminimalizowanie możliwości ekspozycji na drobnoustroje chorobotwórcze. W jednym z najnowszych badań porównano mikrobiom świń domowych i dzików i rzeczywiście wykazano znaczne różnice w składzie flory, w szczególności w odniesieniu do Bifidobacterium (Ushida et al., 2015).
Jak można oczekiwać że zwierzęta nabędą zdrową mikrobiotę, gdy istnieje tak ograniczona możliwość kontaktu z tymi drobnoustrojami?

Wzrost prosiąt w nadmiernie higienicznych warunkach sprzyja aktywacji wrodzonych mechanizmów odpornościowych, co możne sugerować zburzenia w równowadze immunologicznej (Mulder i wsp., 2011). Ponadto hodowla świń w bardziej "naturalnych" warunkach zewnętrznych zwiększa proporcje mikroflory na rzecz Lactobacillus spp w porównaniu do świń utrzymywanych wewnątrz budynków gdzie dominowały potencjalnie bardziej patogenne bakterie z rodzaju Proteobacteria (Mulder et al., 2011; Mulder et al., 2009). Jak przedstawiono na rysunku 1, zasady higieny stosowane przy intensywnym systemie chowu świń mogą zmniejszyć zdolność utrzymania stabilnej mikrobioty, utrudniając tym samym normalny rozwój i funkcjonowanie układu immunologicznego, co potencjalnie zwiększa ryzyko wystąpienia chorób  (Schmidt et al., 2011). Ponad to badania wykazały, że rozwój stabilnej mikroflory wymaga długotrwałej ekspozycji na odpowiednie bakterię w czasie wczesnego życia (Schmidt et al., 2011). Podczas szukania możliwość zwiększenia ekspozycji świń na prozdrowotne mikroorganizmy, bardzo ważne jest aby utrzymać bioasekuracje jako kluczowy element produkcji świń.

Konsekwencje dla użycia antybiotyków: poza wzrostem antybiotykoopornośći

Antybiotyki stały się głównym narzędziem do ochrony zdrowia zwierząt w systemach intensywnej hodowli. Antybiotyki są używane do zwalczania patogenów, stanowią za razem jeden z czynników mających wpływ na rozwój zdrowej mikrobioty (Rysunek 2), a w niektórych przypadkach mogą stwarzać lepsze warunki wzrostu dla organizmów chorobotwórczych. Antybiotykoterapia w modelach doświadczalnych wykazała, że baterie są potrzebne do utrzymania wrodzonej odporności błony śluzowej jelit (Willing et al., 2011). Terapeutyczne dawki antybiotyków zmniejszają ekspresje przeciwbakteryjnych peptydów i genów odpowiedzialnych za produkcje mucyn, które to mają zasadnicze znaczenie w zapobieganiu dostępu patogenów do powierzchni błony śluzowej (Menendez et al., 1013; Wlodarska et al., 2011).
Mimo tego, iż wpływ antybiotyków na wrodzoną odporność błon śluzowych został zbadany tylko w niewielkim stopniu, hodowcy zaobserwowali wzrost liczby chorób w następstwie leczenia antybiotykami. Należy także mieć na uwadze fakt, że antybiotyki mogą mieć długotrwałe wpływ na skład i funkcję mikroflory (Janczyk et al., 2007). Są hodowcy, którzy u prosiąt wykazujących zainteresowanie nowymi rzeczami w środowisku umieszczają garść ziemi w kojcu. Powszechną praktyką jest także stosowanie probiotyków po antybiotykoterapii. Hodowcy ci są na dobrej drodze, jednak należy opracować bardziej ukierunkowane zabiegli. Choć istnieje nadal wiele pytań na które należy znaleźć odpowiedź, najwyższa uwaga należy się badaniom w kierunku identyfikacji drobnoustrojów, które będą jak najlepiej wspierać zwierzęta w ich wzroście.