Az ellés körüli időszak „a tű foka” az immunitás szempontjából
Susan McKay, BVM&S, MRCVS, MBA
A legtöbb állatorvos tudja, hogy az elléshez vezető és azt megelőző időszak az egyik legmegterhelőbb időszak a tejelő tehén életében. Az ekkor jelentkező fiziológiás stresszhatások miatt, az ellés előtti két hónap és az ellés utáni egy hónap (The Vital 90 Days) menedzsmentje kulcsfontosságú az ellés után meginduló laktáció és a későbbi laktációk teljesítménye szempontjából.
A közelmúltban megrendezett Elanco Immunológiai Szimpóziumon tartott előadásában Holm Zerbe professzor bemutatta, az elléskörüli időszakban bekövetkező változásokat – az energiaegyensúlytól az immunitásig. Ismertette ezek fertilitásra gyakorolt hatását és az ellés utáni (puerperális) leggyakoribb rendellenességeket.1 Ez „a tű foka”, amelyen a tejelő tehénnek át kell „bújnia”, az egészséges és nagy tejhozammal rendelkező laktáció érdekében.
A tejelő tehenek selejtezésének legfőbb okai a fertilitási problémák és a tőgybetegségek. A selejtezések mindössze 2–3%-át tulajdonítják az anyagforgalmi rendellenességeknek.1 Ez az állítás valószínűleg alábecsüli az anyagforgalmi betegségek tényleges oktani szerepét az olyan bántalmak kialakulásában, mint a méhgyulladás és a tőgygyulladás, így az anyagforgalmi rendellenességek valójában a selejtezés „rejtett” okának számítanak.
Az ellés körüli időszakkal behatóbban foglalkozó állatorvosok jól ismerik a fentiek kihatását: az ellés utáni első héten belül a méhgyulladás esélye 40%2, és a laktáció első nyolc hetében 60% is lehet a tőgygyulladás előfordulásának gyakorisága3. A probléma forrása, hogy a vemhesség idején a tehenek immunrendszerének működése megváltozik, csökken annak reakcióképessége (immunszupresszió), mivel a magzat lényegében egy antigén, amit az anyaállat immunrendszerének tolerálnia kell. Az ellés után azonban az immunrendszer teljes sebességre kapcsol a méhbeli környezet megtisztítása érdekében. Tudjuk azonban, hogy éppen ebben az időszakban a tehenek érzékennyé válnak a fertőzésekre és gyakran szenvednek a termeléssel összefüggő betegségekben.
Az immunválasz hatékonyságát befolyásoló tényezőkről egyre több tudományos ismeret áll rendelkezésre. Így könnyebb megérteni, hogy az ellés körüli időszakban miért következik be az immunrendszer működészavara. Az ellés körüli időszakban időben végzett beavatkozások fontosságát felismerő és azokkal a tejtermelő gazdákat és az állományokat támogató állatorvosok előtt lehetőségek nyílnak arra, hogy javítsák a tejelő tehenek jólétét és termelését.
A vemhesség során bekövetkező jelentős anyagforgalmi változások melett azzal a stresszel is számolni kell, ami a meginduló és növekvő tejtermelés energiaszükséglete és a szárazanyag-felvétel visszaesése miatt kialakuló energiahiányos állapotba („negatív energiamérleg”, NEB) kerülő tehenet éri. Kimutatták, hogy a laktáció első 100 napja során a tejhozam az energiafelvételtől függetlenül nő. A korlátozott energiafelvételre válaszképpen csak a laktáció 100. napja után csökken a tejhozam.4 Ez a különbség azt jelenti, hogy a laktáció korai szakaszában bekövetkező anyagforgalmi problémák nem kizárólag a negatív energiamérlegnek tudhatók be, hanem sokkal inkább az anyagforgalom nem megfelelő szabályozásának.
Az ugyanezen a konferencián előadást tartó Nahum Shpigel professzor azokra a problémákra mutatott rá, melyeket a laktáció elején, a NEB miatt bekövetkező testtömegveszteség idéz elő. Ez a laktáció számának növekedésével egyre súlyosabb energiahiányhoz vezethet, amely ismétlődő tőgygyulladásos megbetegedésekre hajlamosítja a teheneket.5 A NEB és a csökkent neutrophil-funkció közötti összefüggés fontos tényező e folyamatban.
A NEB szorosan összefügg a korai embrióelhalással, az ivarzás elmaradásával (anoestrus) és a fertilitási problémákkal is. Az olyan bántalmak, mint a puerperális metritis és a magzatburok-visszamaradás arra utalnak, hogy az, amit az állatorvosok ebben az ellést követő időszakban látnak, nem kizárólag a negatív energiamérlegnek tulajdonítható, hanem az immunrendszer szabályozási zavarával is magyarázható.
A veleszületett (természetes) immunitás zavarainak középpontjában a kórokozók megkötéséért és bekebelezéséért felelős neutrophil sejtek (más néven polimorf magvú granulocyták [PMN sejtek] vagy neutrophil granulocyták) állnak. A PMN sejtek aktivitása az ellés utáni időszakban csökken, amint azt az ellenanyag-függő és ellenanyag-független sejtes citotoxicitás (ADCC és AICC) mérési eredményei bizonyítják.6 Ismert, hogy a zsírmájban szenvedő tehenekben az ellés után csökken a PMN sejtek működése és expressziója, valamint hogy minél súlyosabb a negatív energiamérleg, annál súlyosabb lesz és annál hosszabb ideig tart a méhgyulladás.7 Az energiahiányos tehenek neutrophil sejtjei csökkent mieloperoxidáz aktivitással rendelkeznek, baktericid hatásuk gyengébb, kevésbé hatékony a fagocitáló tevékenységük, és kevesebb glikogént tartalmaznak – ami pedig a fő energiaforrásuk.8
Az energiaegyensúly és az immunitás e szoros kapcsolata nyilvánvalóan logikus, hiszen tudjuk, hogy a zsír egy metabolizmus szempontjából aktív szövet, amely makrofágokat és citokineket választ ki, ezáltal gyulladásos állapotot vált ki a korai posztpartum időszakban.1 A helyzet azonban sokkal összetettebb a vemhes állat esetében, mivel a „gyulladásellenes” reakcióút kedvezőbb a vemhesség fenntartása szempontjából. Az ellés előtt magasabb szintű a mitotikus sejtosztódással és szövetdifferenciálódással összefüggő mRNS expresszió. A veleszületett immunrendszer fontos szerepet játszik a magzatburkok eltávozásában és az ellés utáni dekontaminációban is. Egy hipotézis szerint az ellés körüli időszakban a vemhességgel összefüggő „gyulladásellenes” állapot az ellen a kívánatos gyulladáskeltő válasz ellen hat, amelyre szükség van a kórokozók ellen védekezéshez az ellés utáni időszakban.1 A gyulladásnak ez a „pro kontra anti” (vagyis gyulladáskeltő kontra gyulladásellenes) egyensúlya befolyásolhatja a tőgygyulladás súlyosságát. Egyes esetekben a baktériumokra adott válaszreakció szintje jelentősen csökkent, amit a posztpartum időszakra jellemző mérsékelt PMN funkciónak tulajdonítanak.1
A veleszületett immunrendszer sejtjei mintázatfelismerő receptorokat (PRR) expresszálnak. A PRR-ek a kórokozón lévő specifikus területeket (PAMPS, patogén-asszociált molekuláris mintázatok) képesek felismerni.9 Az ellés körüli időszakban a PRR-expresszióban kialakuló eltérés azt jelentheti, hogy az állat rendellenes gyulladásos reakcióval válaszol a baktériumokra, és emiatt reakciója nem elég hatásos.1 A szimpózium során több előadó is részletesebben taglalta ezt a kérdést: a folyamatot molekuláris szinten ismertetve elmagyarázták, hogy az ellés körüli időszakban lévő tehenek immunválasza miért változhat meg a gazdaszervezettel és a kórokozókkal összefüggő tényezők szerint.9,10,11
A stressz és a keringő vér kortizolkoncentrációja szintén szerepet játszhat az immunrendszer e szabályozási zavarának kialakulásában. Megállapították, hogy a inzulinszerű növekedési faktor 1 (IGF-1) szintje magasabb azokban a tehenekben, melyek vérsavójában alacsonyabb a szabadzsírsav- (NEFA) tartalom, és ezek a tehenek nagyobb valószínűséggel maradnak egészségesek az ellés utáni időszakban.12 Az IGF-1 hasznos biomarkernek bizonyulhat a jövőben az ellés körüli időszakban lévő tehenek esetében felmerülő kockázatoknak a becslésére.
Nyilvánvalóan számos kapcsolat van a zsíranyagcsere, a gyulladás és az immunitás között. Míg az energiaegyensúly a neutrophil sejtek expressziójára és működésére gyakorolt hatása révén befolyásolja az immunitást, más tényezők is felelősek az immunrendszer ellés körüli időszakra jellemző szabályozási zavaráért és annak a létfontosságú 90 napos ellés körüli időszakban kifejtett erőteljes hatásaiért.
Irodalom
1. Elanco Immunity Science Symposium, Vienna 2013, Zerbe H, Transition period: the eye of the needle. How does energy balance interact with immunity, puerperal disorders and sub-fertility? [Az átmeneti időszak: „a tű foka”. Milyen kölcsönhatásban van az energiamérleg az immunitással, az ellés utáni rendellenességekkel és a gyenge fertilitással?]
2. Sheldon I.M., Cronin J., Goetze L., Donofrio G., Schuberth H.J., (2009), Defining postpartum uterine disease and the mechanisms of infection and immunity in the female reproductive tract in cattle [A posztpartum méhbetegség meghatározása és a fertőzés és az immunitás mechanizmusai a nőivarú szarvasmarhák reproduktív traktusában]. Biology of Reproduction, (6):1025–1032
3. Burvenich C., Van Merris V., Mehrzad J., Diez‐Fraile A., Duchateau L., (2003), Severity of E. coli mastitis is mainly determined by cow factors [Az E. coli okozta tőgygyulladás súlyosságát főként a tehénnek összefüggő tényezők határozzák meg]. Veterinary Research, (34):521–564
4. Gross J., van Dorland H.A., Bruckmaier R.M., Schwarz F.J., (2011), Performance and metabolic profile of dairy cows during a lactational and deliberately induced negative energy balance with subsequent realimentation [A tejelő tehenek teljesítménye és anyagforgalmi profilja a laktáció által kiváltott és egy szándékosan létrehozott energiahiány során, későbbi újraetetéssel]. Journal of Dairy Science, (4):1820–1830
5. van Straten M., Friger M., Shpigel N.Y., (2009), Events of elevated somatic cell counts in high‐producing dairy cows are associated with daily body weight loss in early lactation [A szomatikus sejtszám emelkedésével járó események összefüggnek a tejelő tehenek korai laktáció alatti napi testtömeg-vesztésével]. Journal of Dairy Science, 92, 4386–4394
6. Zerbe H., Schneider N., Ossadnik C., Wensing T., Kruip T.A.M., Grunert E., Leibold W., (1998), Eigenschaften neutrophiler Granulozyten aus Blut und Uterus peripartaler Kühe [A vér és a méh neutrophil sejtjeinek tulajdonságai ellés körüli tehenekben]. Veterinary Medicine of Austria, (85):304–309
7. Zerbe H., Schneider N., Leipold W., (2000), Altered functional and immunophenotypical properties of neutrophilic granulocytes in postpartum cows associated with fatty liver [A neutrophil granulocyták funkcionális és immunfenotípusos tulajdonságainak zsírmájjal összefüggő megváltozása tehenekben az ellést követő időszakban]. Theriogenology, (54):771–786
8. Ster C., Loiselle M.C., Lacasse P., (2012), Effect of postcalving serum nonesterified fatty acids concentration on the functionality of bovine immune cells [A vérsavó ellés utáni szabadzsírsav-tartalmának hatása a szarvasmarha immunsejtjeinek működőképességére]. Journal of Dairy Science, 95(2):708–717
9. Elanco Immunity Science Symposium, Vienna 2013, Seyfert H, Innate immunity: activation of the initial immune response during pathogen-specific mastitis [Veleszületett immunitás: a kezdeti immunválasz aktiválódása a kórokozó-specifikus tőgygyulladás során].
10. Elanco Immunity Science Symposium, Vienna 2013, Shpigel N, Neutrophils – not just killing machines. Facilitator of bacterial colonisation and inflammation control [Neutrophil sejtek – nemcsak „ölőgépek”. A baktérium-megtelepedés és a gyulladás elleni védekezés elősegítői].
11. Elanco Immunity Science Symposium, Vienna 2013, Werling D, Innate immunity: communication between innate and acquired systems. How this may affect vaccines [Veleszületett immunitás: kommunikáció a veleszületett és a szerzett között. Hogyan hathat ez a vakcinákra?].
12. Piechotta M., Kedves K., Araujo M.G., Hoeflich A., Metzger F., Heppelmann M., Muscher‐Banse A., Wrenzycki C.,Pfarrer C., Schuberth H.J., Hoedemaker M., Bollwein H., Kaske M., (2013), Hepatic mRNA expression of acid labile subunit and deiodinase 1 differs between cows selected for high versus low concentrations of insulin‐like growth factor 1 in late pregnancy [A savas labilis alegység és a dejodináz 1 májbeli mRNS expressziója eltér a vemhesség késői szakaszában a magas, illetve az alacsony inzulinszerű növekedési faktor 1-re szelektált tehenekben]. Journal of Dairy Science, 96(6):3737–3749.
