Süt sığırcılığı yetİştİrİcİlİğİnde üretimi giderek artan ilgi ve öneme sahip olan bir konu da endotoksinlerin performans parametreleri üzerindeki olumsuz etkileridir. Endotoksinlerin süt sığırlarında bulaşıcı ve metabolik hastalıkların görülme sıklığında rol oynadığı, sağlığı, performansı ve kârı etkilediği giderek daha belirgin hale gelmektedir.
Endotoksinler ve gastrointestinal sistem
Endotoksinler ya da yaygın adıyla lipopolisakkaritler (LPS), gram-negatif bakterilerin dış hücre duvarının bakteriyel büyüme sırasında salınan bileşenleridir. Normal fizyolojik koşullar altında epitel, LPS’nin kan dolaşımına girişini önlemek için bir bariyer görevi görür, böylece sadece sınırlı miktarda LPS gastrointestinal epitel bariyerine nüfuz eder (Andersen ve ark., 1994).
Antijenler, mikroorganizmalar, sitokinler, pH dalgalanmaları, diyet değişikliği, laktasyon aşaması ve psikolojik stresin neden olduğu stres faktörleri gibi fizyolojik koşullardaki değişiklikler, sıkı bağlantıların bariyer özelliklerinin bozulmasına neden olarak epitel geçirgenliğinin artmasına ve LPS alımına yol açabilir (Gareau ve ark., 2008). Rumen ve bağırsaklar arasındaki epitel yapısındaki farklılıklar, LPS translokasyonu için farklı duyarlılıklara dönüşebilir.
Translokasyon veya LPS’nin epitel boyunca taşınması, epitel hücre zarı boyunca (transselüler) ve/veya hücreler arasındaki sıkı bağlantı boyunca (paraselüler) gerçekleşebilir (Tomlinson ve Blikslager, 2004). Transselüler taşıma esas olarak apikal membrandaki reseptörler aracılığıyla aktif mekanizma ile gerçekleşir ve reseptör aracılı endositozu tetikler.
GIT’de üretilen endotoksinlerin sisteme üç potansiyel girişi vardır: lenfatik sistem, portal ven veya sistemik dolaşım (Şekil 1). Dolaşımdaki pro-enflamatuar sitokin (PIC) IL-1, IL-6 ve TNF-α konsantrasyonlarındaki artış gastrointestinal epiteldeki hasardan, karaciğerdeki makrofajlardan (Kuppfer hücreleri), lenf düğümlerinden, yağ dokusundan veya bunların bir kombinasyonundan kaynaklanabilir. Bu pirojen PIC’lerin üretimi metabolik, klinik ve immünolojik etkilere neden olur.
Endotoksinlerin gastrointestinal sistem yoluyla taşınması
Endotoksinler ve etiyopatoloji
Süt ineklerinde görülen laminitis, retensiyo plasenta, metritis/endometritis, karaciğer yağlanması, abomasum deplasmanı ve süt humması gibi birçok periparturient hastalığın etiyopatolojisinde endotoksinlerin rolüne ilişkin bilgiler giderek artmaktadır. Bununla birlikte, bu koşulların çok faktörlü olduğu, yani başlangıçlarından tek bir faktörün tek başına sorumlu olmadığı dikkate alınmalıdır.
Hastalığa katkı ya doğrudan, enflamatuar bir yanıtı tetikleyerek ya da konağın doğal koruyucu mekanizmalarının aşırı tepkisi gibi diğer faktörler yoluyla olmaktadır (Eckel ve Ametaj, 2016). Enflamasyonun tetiklenmesinde sadece endotoksin konsantrasyonu değil, bakteri türünün toksisitesi de rol oynamaktadır. Örneğin, E. coli’nin endotoksini, sığırların rumeninde bulunan diğer gram-negatif bakterilerle karşılaştırıldığında çok daha toksiktir (Hurley, 1995), yani E. coli’nin LPS’si rumende baskın olduğunda, olumsuz etkinin daha büyük olması beklenir.
Endotoksinler ve SARA
Stres dönemlerinde, süt ineklerinin bağışıklık sistemi çok fazla baskı altındadır (Şekil 2). Erken laktasyon, uzun süreli negatif enerji dengesi ve diyet alımında önemli değişiklikler ile karakterize edilir. Süt üretmek için gereken enerji ihtiyacını karşılamak üzere rasyon, kuru dönemde düşük enerjili ve yüksek lifli bir diyetten buzağılamadan sonra yüksek tahıl ve düşük lifli bir diyete dönüşmektedir. Bununla birlikte, birçok durumda, ekstra enerji sağlanması, sistemik dolaşıma ulaşabilen ve üretim üzerinde sonuçları olabilen ruminal ve bağırsak endotoksin yükünde önemli bir artışla ilişkilidir.
Süt ineklerinde en yaygın beslenme bozukluklarından biri, genel prevalansı %11-26 arasında değişen subakut rumen asidozudur (SARA) (Plaizier ve ark., 2018). SARA terimi genellikle kötü rumen sağlığı ile eşanlamlı olarak kullanılır ve pH 5,6’nın altında 180 dakika/gün eşiği olarak tanımlanır. Rumende düşük pH, bakteri zenginliğinde azalmaya (Plaizier ve ark., 2017), rumen epiteline bağlı bakterilerde değişikliklere (Petri ve ark., 2020; Plaizier ve ark., 2021) ve gram-negatif bakteri popülasyonlarında artışa neden olur. LPS, artan bakteri büyüme hızının bir sonucu olarak veya bakterileri parçalanmaya/kopmaya daha yatkın hale getiren asitlik nedeniyle salınır. Bu nedenle, SARA yaşayan ineklerin rumen sıvısında daha yüksek konsantrasyonda serbest LPS tespit edilmiştir (Emmanuel ve ark., 2007; Zebeli ve ark., 2011; Zhou ve ark., 2014). LPS, Streptococcus bovis ve Selenomonas ruminantium (Dai ve ark., 2020) gibi asidozla ilişkili bakterilerin büyümesini uyararak bir kısır döngü yaratabildiğinden (Şekil 3), LPS SARA’ya katkıda bulunabilir.
Endotoksinler ve çok faktörlü önleyici yaklaşım
Önceki bölümlerde açıklandığı gibi, SARA ve endotoksikoz arasındaki yakın ilişki nedeniyle, SARA’yı önlemeye ve rumen sağlığını iyileştirmeye yönelik uygulamalar yardımcı olacaktır. Yeterli diyet lifi, konsantre ve nişasta türü ve yemleme yönetimi uygulamalarının önemi literatürde açıklanmıştır. Bununla birlikte, yoğun süt hayvancılığında SARA’dan kaçınmak zordur, bu nedenle endotoksinin olumsuz etkilerini daha fazla önlemek ve süt ineklerini geniş bir destek yelpazesi ile sağlıklı tutmak önemlidir.
Endotoksinlerin üretim parametreleri üzerindeki etkisi, konsantrasyonları ve toksisiteleri, epitelin bütünlüğü, rumen fermantasyon profillerindeki değişiklikler, endotoksinlerin translokasyonu, bağışıklık tepkisi, besin maddelerinin bölünmesindeki değişiklikler ve davranışlardaki değişimlerin sonucudur. Her şeyden önce, toksin bağlayıcı Vitafix® Spectrum’un kullanımıyla GIT’deki endotoksin ve mikotoksin konsantrasyonu azaltılabilir. Bu ikili fayda, toksinlerin pithelium ile etkileşime girme olasılığını azaltmak, sistemik dolaşıma girmelerini ve enflamatuar bir tepkiye neden olmalarını önlemek için uygun maliyetli bir yöntemdir. Buna ek olarak, gastrointestinal epitel duvarı, LPS gibi farklı faktörler nedeniyle tehlikeye girebilecek bir bariyer oluşturur. Vitanox ile ince bağırsaktaki epitel hücrelerinin bütünlüğü üzerinde olumlu bir etkiye sahip olarak bu durum önlenebilir. Son olarak, rumen mikroflorasının orta zincirli yağ asitleri (Aromabiotic® Cattle) ile stabilize edilmesi, sağlıklı bir rumen ortamı yaratılmasına yardımcı olur. Bu, daha az endotoksin salınmasına, bağışıklık sisteminin aktivasyonunun azalmasına ve süt üretimini iyileştirmek için enerji harcanmasına yol açar.
İneğin genel sağlığının ve bağışıklık durumunun güçlendirilmesi, sağlıklı laktasyon SAYISINI ARTIRIR sağlar. Önleyici tedbirlerle uzun ömürlülüğü artırmak, süt ineklerinin karlılığını ve çiftçinin gelirini en üst düzeye çıkarmak için sürdürülebilir bir çözümdür.