אנדוטוקסינים במעלי גירה: סיכון שלא לקחנו בחשבון

רעלנים שונים ידועים כבעלי השפעה שלילית על התסיסה בכרס. ניתן לומר כי שני סוגים עיקריים של רעלנים מושכים כיום את תשומת הלב בתחום בריאות העדר ורווחת הפרה:רעלנים שמקורם בפטריות (מיקוטוקסינים) ורעלנים שמקורם בחיידקים (אנדוטוקסינים). ישנה תשומת לב רבה בנושא ערכי אנדוטוקסינים העולים בכרס בזמן חמצת הכרס (Rumen Acidosis) מנה עתירת פחמימות עלולה לשנות את המיקרופלורה של הכרס, ולגרום למותם של חיידקים גראם שליליים וגידול חיידקים גראם-חיוביים. אפקט זה מוביל לדיסביוסיס, אשר בתורו יגרום לדלקת הכרס(רומיניטיס). בעקבות דלקת הכרס נפגע מחסום הרירית ועולה החדירות שלה. כאשר רירית הכרס פגועה וחדירה, אנדוטוקסינים מסוגלים לחדור לזרם הדם ולפגוע בבעל החיים. 

אבל מה זה אומר לגבי הפרה שלך?

מהם אנדוטוקסינים?

אנדוטוקסינים ידועים כבר מאז תחילת המאה העשרים בשל האפקט הפירוגני שלהם (היכולת לגרום למחלת חום בגוף המאכסן). באופן כללי, אנדוטוקסינים הם חלקים מדופן התא של חיידקים גראם- שליליים (כמו אי קולי, סלמונלה ועוד). הם מעוררים עניין רב בגלל השפעתם על המערכת החיסונית. אנדוטוקסינים נקראים גם saccharides-poly-Lipo או בקיצור: LPS .זאת בגלל המבנה שלהם המורכב מחלק שומני(ליפיד A, החלק המעורר את תגובת מערכת החיסון)  ורב סוכר (פוליסכריד, החלק המשתנה בין סוגי חיידקים שונים).

אנדוטוקסינים משתחררים מדופן תא החיידק באופן מינורי גם כאשר הוא חי, ובאופן מסיבי ומסוכן יותר במהלך התמותה והפירוק של החיידקים, בעיקר כאשר מדובר בכמות גדולה של חיידקים. מתן סוגים שונים של אנטיביוטיקה, הגורמת לקטילת חיידקים גרם שלילים, עלול להגביר את שחרור האנדוטוקסינים. עובדה זו צריכה להילקח בחשבון כאשר מטפלים בבעל חיים עם אנטיביוטיקה.

 

אפקטים במעלי גירה

מעלה גירה, כמו שאר בעלי החיים, חשופים לאנדוטוקסינים באופן קבוע דרך האוויר, המזון והסביבה. אצל בעלי חיים בריאים, כמויות קטנות בלבד של אנדוטוקסינים נספגות לדם דרך המעי, ואלה עוברים, באופן נורמלי, פירוק (דה-טוקסיפיקציה) על ידי הכבד. בשל המבנה שלהם, אנדוטוקסינים יכולים גם להיאגר ברקמות שומניות. בפרות בריאות, אנדוטוקסינים נוכחים בריכוזים מסוימים בכרס, במעי ובצואה.

במקרה של מחסור באנרגיה או תזונה לא מאוזנת, רירית הכרס או המעיים הופכת חדירה יותר, מה שמאפשר לאנדוטוקסינים להיכנס למחזור הדם. אם לבעל החיים חסרה אנרגיה, רקמות שומן מתחילות לעבור פירוק ואז עוד אנדוטוקסינים עלולים להשתחרר. רמות האנדוטוקסינים יכולות לעלות מאד וניתן למדוד אותן בדם (טבלה 1). עלייה זו עלולה לעורר מגוון של מחלות כגון דלקת עטין, דלקת הטלף, דלקת רחם ובמקרים חמורים יכולה לגרום אפילו לתגובת שוק.

טבלה מס' 1 :סיכום פעילות אנדוטוקסינים באזורים שונים, בפרות בריאות ובפרות שהושרתה בהן SARA (Sub-Acute Rumen Acidosis) 
על פי: Plaizier et al. 2013

	פרה נורמלית (EU/ml)	(SARA (EU/ml
דם	<0.05	0.05-1
כרס	3,700-30,000	120,000-210,000
איליום	4000	110,000
צקום	18,000	130,000
צואה	14,000	100,000

 

המעבדה פוגשת את השדה

התגובה החיסונית לאנדוטוקסינים מתווכת ותלויה בקולטנים אליהם, שמוצגים על ידי תאי מערכת החיסון של המאכסן. מסיבה זו היא משתנה וקשה לחיזוי, בעיקר כאשר מנסים לבחון את השפעתם דרך מערכת העיכול. ביצוע ניסוי מבוקר הבודק את השפעות האנדוטוקסינים הנספגים דרך מערכת העיכול בפרות חיות הינו משימה קשה ומורכבת. לכן, ניסויי מעבדה באים לעזרתנו ומספקים לנו הזדמנות לבחון ולהסביר את המנגנון המושרה על ידי אנדוטוקסינים. מודל הסימולציה בכרס הינו מודל מעבדתי המאפשר לבדוק את ההשפעות של מזונות וחומרים שונים בכרס.

תמונה מס' 1: מודל הסימולציה בכרס, הוא מודל מעבדתי חוץ-גופי חשוב המשמש לבחינת השפעות של תוספי תזונה שונים על פיזיולוגיית הכרס בפרה. המודל נבנה במרכז המחקר של חברת Biomin ,אוסטריה, ומבוסס על נוזלי כרס טבעיים. הוא משמש כדי לבחון את ההשפעה של תוספי מזון על מדדים שונים בכרס כמו: רמת חומציות, ספירת חיידקים, ריכוז חומצות שומן נדיפות ועוד בניסוי המדובר נבדקה השפעת אנטיביוטיקה על ריכוז האנדוטוקסינים בכרס.

תוצאות ראשוניות עם מודל סימולציה בכרס מראה כי לאנטיביוטיקה השפעה המעלה אנדוטוקסינים בכרס. לאחר תקופת דגירה של שבועיים, ריכוז האנדוטוקסינים במודלים שטופלו באנטיביוטיקה עלה באופן משמעותי לעומת המודלים הלא מטופלים (תמונה מס' 2). תוצאה זו מדגישה את הצורך לפתח אסטרטגיות חלופיות כדי להשפיע לחיוב על הפיזיולוגיה בכרס, ולשלוט על עומס האנדוטוקסינים בכרס.

 

תמונה מס' 2: השוואת רמת אנדוטוקסינים ממוצעת במודלים המדמים כרס. מודלים שטופלו באנטיביוטיקה מראים רמות אנדוקטוקסינים גבוהות באופן מובהק, ממודלים שלא טופלו באנטיביוטיקה. (מעבדות ביומין טולן, אוסטריה 2014)

 

 

מודל מעבדתי נוסף הוא מודל הטלף (תמונה מס' 3), בו משתמשים ברקמת טלף כדי לבחון את ההשפעה של אנדוטוקסינים. מודל זה מוכיח כי לאנדוטוקסינים השפעה שלילית על רקמת הטלף. חשיפה לאנדוטוקסינים הורידה באופן משמעותי את הכוח הדרוש כדי להפריד בין הרקמות השונות בטלף (הפרדה בין רקמת החיבור ללמלות) (תמונה מס' 4)

 

 

תמונה מס' 4: ירידה מובהקת בכוח (%) הדרוש להפרדה בין רקמות שטופלו ב 10µg/ml , ו- 100µg/ml לעומת הביקורת השלילית. מעבדות ביומין, טולן, אוסטריה 2014

 

סיכום

הנזקים שנגרמים על ידי אנדוטוקסינים הם עובדות בשטח ולא מדע בדיוני. פרה בריאה מצליחה להתמודד עם העומס הרגיל של אנדוטוקסינים המשתחררים בכרסה על ידי ניקוי רעלים בכבד או במערכת הלימפה.

כאשר יש עלייה באנדוטוקסינים או אי ספיקת כבד, מנגנוני הפירוק הנורמלים של הפרה אינם עומדים בעומס, ואנדוטוקסינים עלולים לגרום לערור מערכת החיסון ולשרשרת של תגובות דלקת. אלו יבואו לידי ביטוי במחלות שונות, אשר, במקרים הגרועים ביותר, עלולות לגרום להלם ומוות.

כיוון שאנדוטוקסינים נוכחים בסביבת הפרה באופן קבוע, נקיטת פעולות למניעת מחלות הקשורות באנדוטוקסינים הינה מומלצת וחיונית.