نقش اندوتوکسین ها در التهاب سُم و لنگش در گاوهای شیری پر تولید

لنگش 

التهاب لایه های درونی سُم یاLaminitis  یکی از مشکلات جدی در صنعت پرورش گاو شیری است که پس از ناباروری و ورم پستان، مهمترین  دلیل حذف گاوهای شیری محسوب میشود. لنگش در گاوهای شیری عارضه ای پیچیده است که عوامل نسبتاً زیادی از جمله شرایط فیزیولوژیک و سلامت عمومی دام، ژنتیک، جیره غذایی، تغییرات هورمونی و شاخص های محیطی میتواند به صورت همزمان شروع، پیشرفت و شدت آن را تحت تاثیر قرار دهد. از این رو، درک بهتر از پاتوفیزیولوژی التهاب سم در گاو شیری مستلزم نگاهی جامع به عوامل مستقیم و غیرمستقیم اثرگذار بر سلامت سم است.

عوامل موثر در بروز لنگش در گاوهای شیری

مصرف جیرههای با درصد بالایی از غلات که در سیستم های پرورش گاو شیری در ایران امری رایج است، با تغییرات متابولوم (Metabolome) شکمبه همراه است. اسیدوز ناشی از چنین جیرهای، شناخته شده ترین عامل بروز لنگش در گاوهای شیری است. اسیدوز شکمبه ای، pH سیستمیک را کاهش داده و سازوکارهای مربوط به انبساط و انقباض عروق را فعال می کند که منجر به افزایش فشار خون در عروق بافت سم می شود. 

این اثر توسط عواملی مانند هیستامین وآمین های بیوژنیک تشدید و در نهایت منجر به تخریب شبکه مویرگی در ناحیه سم میشود. صدمات عروقی، انتقال مواد مغذی را به سلولهای بافت سم محدود کرده و موجب تجزیه و از بین رفتن اتصالات بین بافتی در سم میشود. 

اگر چه ارتباط فیزیولوژیک میان اسیدوز شکمبه ای و لنگش از سالها قبل پذیرفته شده است؛ اما هنوز زوایای پنهان بسیاری در این رابطه وجود دارد. علوم گسترده اُمیکس (Omics) شامل ژنومیکس (Genomics)، ترنسکریپتومیکس (Transcriptomics)، پروتئومیکس (Proteomics) و متابولومیکس (Metabolomics) نشان داده است که لنگش در گاو شیری فراتر از اثرات ساده تغییرات pH بوده و مجموعه ای پیچیده از تغییرات در بیان ژنها، تولید پروتئین ها و متابولیسم اجزای دخیل در فرآیند التهاب در بروز این عارضه موثر هستند. مطالعات اخیر نشان میدهد، اندوتوکسینها در بروز بسیاری از بیماری های گاوهای شیری از جمله لنگش نقش دارند. اندوتوکسین های جذب شده از دستگاه گوارش، پستان و دستگاه تولید مثلی به ويژه در گاوهای تازه زا مجموعه ای از اثرات فیزیولوژیک مخرب را در بافت سم بر جای میگذارند که نهایتاً منجر به التهاب سم و لنگش در گاوهای شیری میشود (شکل ۱).

شکل ۱– مکانیسم پیشنهاد شده اثر اندوتوکسین ها (LPS) در بروز لنگش در گاوهای شیری

مکانیسم اثر اندوتوکسین ها در التهاب سم و لنگش در گاوهای شیری 

مطالعات اخیر حاکی از نقش موثر اندوتوکسین ها در بروز لنگش به ويژه در گاوهای تازه زا است. اگر چه سازوکار اثر آنها بر بافت سم به خوبی شناخته نشده است، اما به نظر میرسد نقش اندوتوکسین ها در انقباض عروق سم، تحریک ترشح سایتوکینهای پیش التهابی و همچنین تحریک واکنش های منجر به مرگ سلولهای اندوتلیال مسیر اصلی اثر اندوتوکسین ها در التهاب سم و بروز لنگش باشد (شکل ۱). 

تغذیه مقادیر بالایی از غلات، موجب آزاد شدن نسبت بالایی از لیپوپلیساکاریدها (LPS) به عنوان مهمترین اندوتوکسین های شکمبه می شود. ورود LPS به گردش خون عمومی و از جمله شبکه عروقی سم موجب تحریک فرآیند تبدیل پروترومبین به ترومبین و در نتیجه تجمع پلاکت ها می شود که با حضور فیبرین منجر به تشکیل لخته می شود. همچنین، LPS بر سلول های اندوتلیال مویرگ های سم اثر کرده و با اتصال به گیرنده های سلولی، موجی از ترشح سایتوکین های پیش التهابی شامل اینترلوکین ۱، اینترلوکین ۶، عامل نکروزه کننده تومور آلفا و همچنین، ترکیبات منقبض کننده عروق خونی را به راه می اندازد. علاوه بر موارد یاد شده، LPS ها موجب فعالیت اکسید نیتریک سینتاز قابل القا (iNOS) میشوند که نتیجه آن تولید اکسید نیتریک (NO) و در نهایت صدمات سلولی است. کاهش خونرسانی ناشی از صدمه دیدن عروق خونی نیز منجر به آپپتوزیس (Apoptosis) یا مرگ برنامه ریزی شده ی سلول در بافت سم و افزایش شدت التهاب می شود. افزایش تولید گونههای اکسیژن فعال (ROS)  نیز از دیگر اثرات LPS است که موجب صدمات بیشتر به بافت سم می شود.

راهکار مقابله با اثرات منفی اندوتوکسین ها در بافت سم

بهترین استراتژی درجلوگیری از اثرات مضر اندوتوکسین ها بر بافت سم، جلوگیری از ورود آنها به گردش خون عمومی است. در شکمبه   گاوهای شیری پرتولید و به ویژه در گاوهای تازهزا، به دلیل عدم آمادگی جمعیت میکروبی برای تخمیر جیره کنسانترهای و افت pH، نرخ مرگ و میر باکتری های گرم منفی و در نتیجه آزادسازی اندوتوکسین ها افزایش می یابد. از این رو، استراتژی های پیشگیرانه بایستی نخست در راستای تقویت جمعیت میکروبی شکمبه و کاهش تولید اندوتوکسین ها، سپس جلوگیری از جذب اندوتوکسین های آزاد شده از دستگاه گوارش و در مرحله آخر مهار اثرات منفی اندوتوکسین های جذب شده باشد. 

شکل ۲– ساز و کار اثر مخمر اتولیز شده در جیره، در کاهش التهاب ناشی از اندوتوکسینها در بافت سم 

استفاده از مخمر اتولیز شده در جیره گاوهای شیری می تواند نقش موثری در کاهش اثرات منفی اندوتوکسین ها، به ويژه بافت سم داشته باشد. ترکیبات موجود در مخمر اتولیز شده شامل پپتیدها، اسیدهای آمینه، ویتامین های گروه B و نوکلئوتیدها به طور مستقیم میکروبهای شکمبه را تغذیه کرده و موجب بهبود عملکرد آنها و در نتیجه پایداری محیط شکمبه میشود. از سوی دیگر، ترکیبات دیواره مخمر انواع سموم قارچی و اندوتوکسین ها را جذب می کند که ضمن کاهش اثرات منفی آنها بر نفوذپذیری اپیتلیوم روده، ورود سموم به گردش خون عمومی و در نتیجه سُم کاهش مییابد. علاوه بر این، با بهبود هضم شکمبه ای، عبور نشاسته از شکمبه کاهش می یابد که از اسیدوز انتهای لوله گوارش و تخریش بافت روده جلوگیری کرده و در نتیجه جذب اندوتوکسینها و تولید ترکیبات التهاب زا به طور چشمگیری کاهش می یابد. 

References:

  • Eckel, E. F. and B. N. Ametaj. 2016. Invited Review: Role of Bacterial Endotoxins in the Etiopathogenesis of Periparturient Diseases of Transition Dairy Cows. J. Dairy Sci. 99:5967–۵۹۹۰٫
  • Uwiera R. R. E., A. F. Egyedy, B. N. Ametaj. 2017. Laminitis: A Multisystems Veterinary Perspective with Omics Technologies. In: Ametaj B. (eds) Periparturient Diseases of Dairy Cows. Springer, Cham. 

مقالات مرتبط

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

لطفا متن داخل تصویر را وارد نمایید