Stres oksydacyjny u świń

Świnie są narażone na różne rodzaje stresu w trakcie ich życia. Występują stresy dietetyczne, społeczne i środowiskowe, ale także stres metaboliczny związany z wysoką wydajnością. Niektóre etapy są uważane za szczególnie krytyczne i mogą powodować stan nazywany stresem oksydacyjnym.

Co to jest stres oksydacyjny i dlaczego jest to ważne?

Zwykle istnieje równowaga pomiędzy składnikami utleniającymi zwanymi reaktywnymi formami tlenu (ROS) i przeciwutleniaczami endogennego układu obrony rodnikowej. Jednak nawet niewielkie zmiany w metabolizmie energii lub odpowiedzi immunologicznej mogą zaburzyć delikatną równowagę. Ten stan, charakteryzujący się nadmiarem wolnych rodników i / lub niewystarczającą ochroną przez przeciwutleniacze, określa się jako stres oksydacyjny (Dröge, 2002). Stres oksydacyjny jest bezpośrednio związany ze stanem zapalnym, ponieważ utleniacze są aktywatorami jądrowego czynnika transkrypcyjnego NF-ĸB, kluczowego regulatora zapalenia (Pantano i wsp., 2006). NF-ĸB reguluje białka, takie jak cytokiny, które stymulują wytwarzanie utleniaczy przez aktywowane neutrofile, ponownie promując stres oksydacyjny. To prowadzi do błędnego koła. Objawami stresu oksydacyjnego są obniżona odporność, degeneracja mięśni, utrata apetytu, biegunka, uszkodzenie wątroby i ostatecznie śmierć komórek. Stwierdzono, że stres oksydacyjny i związane z nim stany zapalne są zaangażowane w wiele zaburzeń u świń, takich jak choroba morwowego serca , zespół nieszczelnego jelita, zapalenie płuc, a także kompleks MMA u macior. Całkiem niedawno zmieniono podejście do roli stresu oksydacyjnego, zapalenia i pokrewnej apoptozy w rozwoju zaburzeń związanych z gryzieniem ogona. Ciągły stres oksydacyjny powoduje uszkodzenie DNA. Aby zapewnić homeostazę w całym organizmie, uszkodzone komórki muszą zostać wyeliminowane, odbywa się to poprzez zaprogramowaną śmierć komórki (Kannan i Jaine, 2000). Jeśli dochodzi do śmierci wielu komórek, typowo występujących w końcach uszu i ogonach prosiąt, ich zapach staje się inny, co przyciąga inne prosięta.

Czynniki wywołujące stres oksydacyjny

W fazie odsadzania prosięta często wykazują spadek wzrostu i są bardziej podatne na choroby, zjawisko znane jako zespół stresu po odsadzeniu (Campbell i wsp., 2013). W tym okresie występuje stres społeczny i środowiskowy ponieważ prosięta są oddzielane od matki i przenoszone do innych budynków, podczas gdy stres związany z dietą jest wynikiem zastąpienia łatwo strawnego mleka lochy pokarmem stałym na bazie roślin. Stres dietetyczny jest zwykle spowodowany niską jakością paszy. Ze względu na niedojrzały układ jelitowy prosięta potrzebują wysoko strawnego pokarmu. Niestrawione białko dociera do jelita grubego i jest dostępne dla bakterii chorobotwórczych, które mogą powodować stany zapalne i stres oksydacyjny (Amarakoon, 2017). Utlenione źródła tłuszczu, mikotoksyny i różne czynniki antyżywieniowe (ANF) w soi, głównego źródła białka pochodzenia roślinnego stosowanego w diecie prosiąt, mogą dodatkowo indukować stres oksydacyjny, bezpośrednio lub pośrednio, poprzez wywoływanie stanu zapalnego w jelitach. Podczas gdy inhibitory trypsyny i oligosacharydy są zwykle uwzględniane przy wyborze źródeł białka sojowego, antygeny beta-konglicynina nie są wymienione, chociaż wykazano, że indukują stres oksydacyjny i procesy zapalne w ramach odpowiedzi immunologicznej na antygen (Chen i in. ., 2011; Xu i wsp., 2010).

Innymi okolicznościami w którym świnie doświadczają stresu oksydacyjnego, są okres późnej ciąży i wysokiej laktacji. Przejście od metabolizmu anabolicznego do katabolicznego jest ogromnym obciążeniem dla zwierzęcia. Podobnie jak zaobserwowano u krów mlecznych, nastąpił gwałtowny wzrost wykorzystania energii konieczny do podtrzymania początku syntezy mleka, zwłaszcza, że liczba prosiąt wzrasta i potrzeba więcej mleka. W syntezie mleka bierze udział kilka reakcji metabolicznych, a reaktywne ROS powstają w mitochondriach podczas tego procesu jako produkty uboczne reakcji łańcucha transportu elektronów (Sordillo i Aitken, 2009). Wykazano, że stres oksydacyjny i uszkodzenie utleniającego DNA wzrastają dramatycznie podczas późnej ciąży i laktacji u macior (Berchieri-Ronchi i wsp., 2011).

Działania zmniejszające stres oksydacyjny u świń

Jeśli chodzi o środki, które należy podjąć w celu zmniejszenia stresu oksydacyjnego, należy skupić się na zmniejszeniu stresu dietetycznego. Niezbędne jest zapewnienie paszy wysokiej jakości, tj. mało czynników antyżywieniowych (ANF), mikotoksyn i utlenionych kwasów tłuszczowych. Ostatnie wyniki badań pokazały, że prosięta, które otrzymały paszę startową z wysoko strawnym białkiem sojowym z niskimi ANF, w szczególności niską beta-konglicyniną, wykazują zmniejszony stres oksydacyjny w porównaniu ze świniami karmionymi innymi źródłami soi (Ma i in., 2018, Bayer i wsp., 2019). Wskazuje na to wyższy poziom peroksydazy glutationowej w osoczu (GPX), stężenie dysmutazy ponadtlenkowej (SOD) i wyższe poziomy witaminy E w osoczu, wszystkie składniki endogennego systemu obrony rodnikowej.

Włączenie niektórych dodatków paszowych może stanowić rozwiązanie w przypadku, gdy stres oksydacyjny nie jest związany ze stresem żywieniowym, ale z dużymi przyrostami i / lub środowiskowymi lub społecznymi czynnikami stresogennymi, których nie można zmienić. Zwiększone poziomy witaminy E w diecie są często stosowane w celu przezwyciężenia stresu oksydacyjnego. Omówiono również różne polifenole, takie jak resweratrol, katechiny, kwercentyny lub kurkuminę, w celu zmniejszenia stresu oksydacyjnego (Landete, 2013, Menon & Sudheer, 2007). Istnieją badania pokazujące, że polifenole powodują lepszy status oksydacyjny u zwierząt hodowlanych (Zhou i in., 2016, Männer i in., 2017) i byc może biorą udział w bezpośrednim blokowaniu NF-βB, a zatem w obniżaniu poziomu genów zapalnych ( Gessner i wsp., 2013).

Niemniej jednak, niezależnie od wybranej drogi, redukcja stresu oksydacyjnego i powiązanych stanów zapalnych prowadzi nie tylko do lepszego zdrowia zwierząt i lepszego dobrostanu zwierząt, ale także do wyższej wydajności. Układ odpornościowy jest mniej obciążony, a zatem dostępne jest więcej białka i energii w celu promowania wzrostu prosiąt (Klasing, 2004).