KAPOSVÁRI EGYETEM ÁLLATTUDOMÁNYI KAR Takarmányozástani Tanszék
DOKTORI (PhD) ÉRTEKEZÉS A doktori iskola vezetője: Dr. Horn Péter akadémikus Témavezető: Dr. Babinszky László, PhD egyetemi tanár A takarmányok mannan-oligoszaharid kiegészítésének hatása a táplálóanyagok emészthetőségére, az immunválasz-készség változására és a növekedési teljesítményre választott malacokban Készítette: Dr. Nochta Imre KAPOSVÁR 2010
TARTALOMJEGYZÉK 1.
BEVEZETÉS ....................................................................................... 5
2.
IRODALMI ÁTTEKINTÉS ................................................................. 7
2.1.
A malacok teljesítményét befolyásoló legfontosabb élettani változások választáskor ......................................................................... 7
2.1.1.
A választás hatása a táplálóanyagok értékesülésére.............................. 8
2.1.2.
A választás hatása a bél mikrobióta összetételére............................... 13
2.1.3.
Az immunológiai jellemzők változása választáskor ........................... 15
2.1.4.
A választás hatása a malacok teljesítményére..................................... 17
2.2.
Hozamfokozó antibiotikumok ............................................................ 20
2.2.1.
A hozamfokozó antibiotikumok hatása a sertések teljesítményére .... 20
2.2.2.
A hozamfokozó antibiotikumok hatásmechanizmusa és lehetséges helyettesítésük ..................................................................................... 23
2.3.
Az oligoszaharidok általános kémiai jellemzői és biológiai hatása .... 32
2.4.
Élesztősejtfal eredetű mannan-oligoszaharidok felhasználása a sertéstakarmányozásban ...................................................................... 34
2.4.1.
Az élesztősejtfal szerkezete és kémiai jellemzői ................................ 35
2.4.2.
Az élesztősejtfal eredetű mannan-oligoszaharidok biológiai hatásai.. 37
2.4.2.1. A mannán-oligoszaharidok hatása a bélflóra összetételére ................ 38 2.4.2.2. A takarmány MOS-kiegészítésének hatása az immunválasz készségre ............................................................................................. 43 2.4.2.3. MOS etetés hatására bekövetkező strukturális és funkcionális változások a bélnyálkahártya szerkezetében és működésében............ 50 2.4.3.
A takarmány MOS kiegészítésének hatása a sertések teljesítményére ...................................................................... 52
2.4.4.
A malactakarmányok MOS kiegészítésének ökonómiai vonatkozásai...................................................................... 62
3.
AZ IRODALOMBÓL LEVONHATÓ KÖVETKEZTETÉSEK........ 64
4.
A VIZSGÁLATOK CÉLJA................................................................ 66
5.
ANYAG ÉS MÓDSZER..................................................................... 67
5.1.
Emészthetőség vizsgálat...................................................................... 67
5.2.
N-forgalmi vizsgálat............................................................................ 74
5.3.
Immunológiai vizsgálata ..................................................................... 76
5.4.
Teljesítmény vizsgálat ........................................................................ 80
6.
EREDMÉNYEK ÉS MEGBESZÉLÉS .............................................. 83
6.1.
A takarmány mannan-oligoszaharid kiegészítésének hatása a táplálóanyagok látszólagos ileális emészthetőségére választott malacokban.......................................................................................... 83
6.2.
A takarmány mannan-oligoszaharid kiegészítésének hatása a választott malacok N-forgalmára .................................................... 89
6.3.
A takarmány mannan-oligoszaharid kiegészítésének hatása a választott malacok immunstátuszára ............................................... 92
6.3.1.
Nem specifikus celluláris immunválasz.............................................. 92
6.3.2.
Specifikus celluláris és humorális immunválasz................................. 95
6.3.3.
Specifikus lokális immunválasz ....................................................... 100
6.4.
A takarmány mannan-oligoszaharid kiegészítésének hatása a választott malacok növekedési teljesítményére................................. 102
6.5.
A kísérletsorozat eredményeinek összefoglaló megbeszélése .......... 105
7.
KÖVETKEZTETÉSEK ÉS JAVASLATOK.................................... 109
8.
ÚJ TUDOMÁNYOS EREDMÉNYEK ............................................ 112
9.
ÖSSZEFOGLALÁS.......................................................................... 113
10.
SUMMARY ...................................................................................... 122
11.
KÖSZÖNETNYILVÁNÍTÁS........................................................... 131
12.
IRODALOMJEGYZÉK.................................................................... 133
13.
AZ ÉRTEKEZÉS TÉMAKÖRÉBŐL MEGJELENT TUDOMÁNYOS KÖZLEMÉNYEK, ISMERETTERJESZTŐ PUBLIKÁCIÓK, ELŐADÁSOK ..................................................... 151
13.1.
Idegen nyelvű, lektorált szakfolyóiratban megjelent közlemények .. 151
13.2.
Magyar nyelvű, lektorált szakfolyóiratban megjelent közlemény .... 151
13.3.
Ismeretterjesztő szakcikkek............................................................... 152
13.4.
Előadások .......................................................................................... 152
14.
SZAKMAI ÉLETRAJZ .................................................................... 154
1. BEVEZETÉS A
termelés
gazdaságosságának
javítása
érdekében
az
iparszerű
sertéstartást folytató termelők a malacokat 3-4 hetes korukban leválasztják. A választással járó stressz és a kocatejtől jelentősen eltérő táplálékra való áttérés hatására jelentősen csökken a malacok takarmányfelvétele és testtömeggyarapodása. Gyakran előfordulnak enterális megbetegedések, súlyosabb esetben nő az elhullás. A gazdasági károk nem csupán a közvetlen kiesésekkel mérhetők, mert a kutatások szerint a malacok választást követő testtömeggyarapodása a későbbi teljes életteljesítményüket meghatározza. A választást követő héten nagyobb gyarapodást elérő egyedek előnyüket egészen a vágásig megtartják, sőt az ekkor mért különbség a vágásig, a testtömeg növekedésével arányosan növekszik (Tokach és mtsai., 1992). A veszteségek megelőzése és a hízlalási teljesítmények javításának megalapozása a múltban a hozamfokozó antibiotikumokat a választási időszak legszélesebb körben használt takarmány- kiegészítőjévé tette. A lehetséges szermaradványok élelmiszerbiztonsági kockázata és az emberi egészséget veszélyeztető rezisztens, a keresztrezisztencia folytán esetenként polirezisztens baktériumtörzsek kialakulásának valós veszélye miatt a teljesítmény fokozása céljából etetett antibiotikumok a tápláléklánc nemkívánatos szereplőivé váltak (WHO, 2000). Etetésüket az EU tagországaiban 2006-tól teljes körűen betiltották. Már jóval a hivatalos rendelkezések bevezetése előtt megkezdődtek azon kutatások, amelyek a hozamfokozó antibiotikumok kiváltására irányultak. A tiltást hivatalos formában nem deklaráló területeken a közvélemény ez irányú fokozott elvárásai adtak lendületet a tudományos munkának. A korábban már igazolt hatású szervessav-kiegészítés mellett az enzimek, pro- és prebiotikumok, szimbiotikumok, éterikus olajok, immunológiailag 5
aktív kiegészítők és a felsoroltak kombinációi számítanak a legígéretesebb alternatívának (Rafai és mtsai., 2004; Adjiri Awere és van Lunen, 2005). Elsősorban a kedvező humán gyógyászati tapasztalatokra alapozva többen kezdték vizsgálni az oligoszaharidok felhasználásának lehetőségét. A kémiai szempontból ebbe a csoportba sorolható, de hatásmechanizmusát tekintve mégis eltérő mannan-oligoszaharidok (MOS) teljesítményfokozó hatásáról egyre több kutatási jelentés számol be. Számos eredmény szerint az állatok takarmányába keverve a legfontosabb termelési paraméterekben, a napi testtömeggyarapodásban, a takarmányértékesítésben és esetenként az elhullásokban is a hozamfokozó antibiotikumok használatával egyenértékű javulás érhető el. Más kutatások viszont nem igazolták ezen elvárásokat. Az idevonatkozó
eredmények
arra
engednek
következtetni,
hogy
a
teljesítménynövelő hatás realizálását a tartási körülmények és az etetett takarmányok mellett egyéb tényezők is befolyásolhatják.
6
2. IRODALMI ÁTTEKINTÉS 2.1. A malacok teljesítményét befolyásoló legfontosabb élettani változások választáskor Az anyjuktól és alomtestvérektől való hirtelen elszakadás, a kocatej megvonása és a jelentősen eltérő összetételű szilárd takarmányra való hirtelen átállás önmagában is jelentős stresszt jelent az állatoknak, amit az új társak okozta szociális rangsor kialakítása és a megszokottól eltérő környezet, valamint a fertőzések kialakulásának fokozott veszélye is növel (Fraser és mtsai., 1994). Ezekre a hatásokra - a szilárd táplálék emésztésére még fejletlen emésztő apparátussal és immunrendszerrel rendelkező malacok - a takarmányfelvétel csökkenésével reagálnak. A választást megelőzően egyenletesen fejlődő malacok gyarapodása visszaesik, sőt az első héten gyakorta veszítenek súlyukból (Pluske és mtsai., 1997). Súlyosabb esetekben megnő az enterális megbetegedések száma és a helyzet további romlása esetén az elhullások is emelkednek (Makkink és mtsai., 1994). A választással összefüggésbe hozható élettani változások mértékét több egyéb tényező mellett a választott állatok kora, fejlettsége is jelentősen befolyásolja.(Pluske 2003) Egyes felmérések szerint az EU országaiban a választási problémákkal összefüggésbe hozható gazdasági veszteség a sertéstenyésztésben regisztrált összes kiesésnek mintegy 17%-ára tehető (Lalles és mtsai., 2007). A takarmány visszautasítás mértékét és időtartamát a választás okozta stresszhatáson kívül a bélcsatorna egészségi állapota is nagyban
befolyásolja.
kölcsönhatása meghatározza
A
rendkívül
eredményeképpen a
gazdaállat
összetett
létrejövő
egészségét,
állapot
ezen
teljesítményét (1. ábra).
7
biológiai
folyamatok
nagymértékben
keresztül
növekedési
választás stressz
takarmányváltás - fehérje, zsír és szénhidrát anyagcsere változása
hormonális hatás
- fehérje szintézis szöveti prioritása
Emésztő enzim aktivitás változása bélhám strukturális és funkcionális változása
mikroflóra kolonizáció
étvágytalanság, csökkenő takarmányfelvétel emésztés hatékonysága
ellenálló képesség
növekedési teljesítmény
1. ábra: A választás hatására bekövetkező változások és a malacok növekedési teljesítménye közötti kapcsolat 2.1.1. A választás hatása a táplálóanyagok értékesülésére A választással együtt járó stressz vagy közvetve az ehhez társuló éhezés hatására számos, az anyagcsere-folyamatok szempontjából meghatározó hormonális változás történik a malacok szervezetében (Dunshea, 2003). A vérben mérhető kortizol mennyisége az első napokban emelkedik, majd az ötödik nap körül visszatér a választás előtti szintre (Carroll és mtsai., 1998). A kortizol koncentráció növekedése arányos a takarmány visszautasítás mértékével.
A
takarmány-visszautasítás
számos
további
hormonális
változáson keresztül befolyásolja az intermedier anyagcsere folyamatokat és az állat teljesítményét. Az éhezés hatására a növekedési hormon szintje megemelkedik a vérben (Kasser és mtsai., 1981), míg az inzulinszerű növekedési faktor koncentrációja jelentősen (White és mtsai., 1991), a pajzsmirigy follikulusaiban termelődő hormonok (trijódtrionin, tiroxin) (Le Dividich,
2000)
a
takarmány-visszautasítás 8
mértékével
arányosan
csökkennek. Mindazon takarmányozási kezelések, melyek csökkentik a kortizol felszaporodásának mértékét, vagy melyek az anyagcserében kulcsszerepet játszó hormonok szintjét befolyásolják, javíthatják a választott malacok teljesítményét. Élelmiszerbiztonsági okok miatt Magyarországon hormontartalmú készítményeket nem használnak a takarmányozásban. A jelenleg is használt takarmány-kiegészítők közül Tang és mtsai. (2004) vizsgálatában a malactakarmányok oligoszacharid kiegészítése (galaktomannan-oligoszaharid, chito-oligoszaharid) fokozta a növekedési hormon, valamint inzulinszerű növekedési faktor (IGF-I) termelését választott malacokban.
Fontos
azonban
megjegyezni,
hogy
a
szerzők
nem
bizonyították a takarmányok oligoszacharid kiegészítésének közvetlen hatását a hormonszintekre. A választás utáni időszakot - a napi takarmányfelvétel csökkenése, valamint a hormonális hatás következtében mérhető növekvő mértékű katabolizmus miatt - negatív energiamérleg jellemzi. Az egyensúly megtartása érdekében a malacok elsősorban zsír-, kisebb arányban glikogén raktáraikat mozgósítják, miközben a szervezet fehérjéi védelmet élveznek (Le Dividich és mtsai., 1980). A viszonylag kis glikogén-raktárak mellett is stabilan tartott vércukorszint a glukoneogenezis folyamatának jelentőségét húzza alá ebben az életperiódusban. A vér csekély mértékben emelkedett karbamid Ntartalma pedig arra utal, hogy a glukóz elsődleges szubsztrátja a zsírok lebontásakor szabaddá váló glicerin és nem az aminosavak (Pluske és mtsai., 1995). A választást követő éhezési periódust jellemző testtömeg-vesztés ellenére, már néhány nappal a választás után, a bélhámban az anabolikus folyamatok dominálnak, ami a gyomor és bélrendszer prioritását jelzi az egyéb
szövetekkel
szemben
(Séve
és
mtsai.,
1986).
A
bélhám
nagymértékben részt vesz az aminosav oxidáció, aminosav szintézis és a fehérjeszintézis biokémiai folyamataiban (Burrin, 2003). Ezek a folyamatok
9
a választás utáni időszakban csak akkor szenvednek komoly zavart, ha a takarmány-visszautasítás nagyon jelentős és hosszantartó, hiszen a bélben zajló biológiai folyamatok szubsztrátjai a bélből és a vérből egyaránt származhatnak (Burrin és mtsai., 2000; Stoll és mtsai., 2000). A bél lumenéből származó aminosavaknak azonban a bélhám aminosavforgalmában elsődleges jelentősége van (Stoll és mtsai., 2000). A malacok választás hatására visszaeső takarmányfogyasztásának következménye, hogy a bélben jellegzetes morfológiai változások mennek végbe, a bélbolyhok alakváltozása és jelentős megrövidülése, valamint a kripták mélységének növekedése figyelhető meg (Gay és mtsai., 1976; van Beers-Schreurs és mtsai., 1998; Pluske és mtsai., 1996). A bélbolyhok és mikrobolyhok morfológiájában tapasztalt változásokat az 1. képen mutatjuk be (Tang és mtsai., 1999). A strukturális változások következtében jelentősen csökken a felszívó felület és ezzel arányosan romlik a táplálóanyagok felszívódásának hatékonysága (Vente Spreeuwenberg és mtsai., 2003). Választott malacokban csökken a bélhámban található érett enterociták száma, és a bélhám strukturális változásaihoz következményként kapcsolódik a kefeszegély által termelt enzimek mennyiségének csökkenése is (Gu és mtsai., 2002). A bélstruktúrák regenerációja 5-10 napot vesz igénybe (Vente Spreeuwenberger., 2002). Kutatási eredmények igazolják, hogy a tápcsatorna mikroflóra kolonizációja is befolyásolja a bélfunkciókat és a bélhámban zajló érési folyamatokat (Falk és mtsai., 1998). Az élesztő kultúra keverék etetése broilercsirkék estében nagyobb bélboholy/kripta arányt eredményezett (Gao és mtsai., 2008). Mások hasonló eredményt kaptak MOS etetésekor broilereknél (Zhang és mtsai., 2005) és nyulaknál (Murao és mtsai., 2006). A takarmány MOS kiegészítése választott malacokban is növelte a bélboholy/kripta arányt (Kocher és Tucker, 2005; Shen és mtsai., 2009). A választás után a tápláló-
10
Micro-villi
Weaned
Not weaned
Villi
1. kép: A bélhám struktúrák sc. elektonmikroszkópos képe választott és nem választott malacokban (Tang és mtsai., 1999). anyagok emészthetőségének csökkenése nem csak a felszívófelület eróziójának köszönhető, hanem annak is, hogy a táplálóanyagok bontását végző enzimek termelése és aktivitása jelentősen csökken (2. ábra). A gyomorban lévő pepszin reagál leggyorsabban a választásra, aktivitása a választást követő 1-2 napon belül lecsökken, a választást megelőző szintet 5 nap elteltével éri el (Hedemann és mtsai., 2004). A hasnyálmirigy enzimjei, a tripszin, a karboxipeptidáz, az amiláz és lipáz aktivitása a választást követő 5. napon éri el mélypontját, ezután valamennyi enzim termelése fokozódik. A tripszin mennyisége a 7-9. napon újra a választás előtti szintre emelkedik, míg a többi enzim esetében ehhez ez az idő nem elegendő (Lindemann és mtsai., 1986). A malacok emésztőenzimeiben a választás hatására
11
bekövetkező változásokat a 2. ábrán szemléltetjük. Az enzimtermelésben bekövetkező változásokat a malacok választási életkora mellett a takarmányfelvételük és a fogyasztott táplálék összetétele, valamint a felhasznált takarmány-kiegészítők is befolyásolják (Gestin és mtsai., 1997). Mindazok a takarmány-kiegészítők, melyek csökkentik a választás hatására bekövetkező eróziós folyamatokat a bélhámban, vagy melyek a malacok enzimtermelésének hozzájárulhatnak
és a
aktivitásának malacok
növelését
választáshoz
okozzák
jelentősen
köthető
kiesésének
csökkentéséhez.
10000
600
9000 500
Lipáz és amiláz ak
7000
400
6000 5000
300
4000 200
3000 2000
ipszin és tripszin aktivitás
8000
100
1000 0
0 0
1
2
3
4
5
6
Életkor, hetekben Lipáz
Amiláz
Kimotripszin
Tripszin
2. ábra: Az emésztőenzimek aktivitásának változása 4 hetesen választott malacokban (Lindemann és mtsai., 1986)
12
2.1.2. A választás hatása a bél mikrobióta összetételére Választást követő első napokban jellemző hiányos takarmányfelvétel miatt
erőteljesen
csökken
a
bélben
az
ökoszisztémát
alkotó
mikroorganizmusok száma és biológiai változatossága (Franklin, M. 2002). A mikrobiotát ekkor nagyfokú instabilitás jellemzi és ebben az időszakban a patogén kórokozók szervezetbe jutásával fokozottan számolni kell (Pluske és mtsai., 1977). A sérülékeny egyensúly felborulása miatt gyakoriak lehetnek a választást követő hasmenések. A tejtől fizikai formájában és összetételében jelentős mértékben eltérő szilárd takarmány felvétele a választást követően beindítja a bélcsatorna ismételt kolonizációját (Sword és mtsai., 1993). A korábban nagy számban megtalálható Gram+ baktériumokat a későbbiekben jellemző Gr- baktériumok váltják fel. A százszoros mértéket elérő Laktobacillus szám csökkenést a korábbi E. coli létszám akár ötvenszeresére duzzadása kísérheti (Huis int Veld és mtsai., 1993). A jellemző stabil ökoszisztéma kialakulása a választást követően 2-3 hetet vesz igénybe (Jensen és mtsai., 1998). A választással összefüggésben az enteropatogén baktériumok
beszaporodásának
kockázatát
a
gyomor
pH
átmeneti
megemelkedése is fokozza. A kialakult mikrobiota az ún. kompetitív gátlás komplex folyamatán keresztül csökkenti a betolakodó baktériumok elszaporodásának lehetőségét, így a szervezet kórokozókkal szembeni fontos védelmi vonalának tekinthető (Hooper és mtsai., 1998). A takarmánykiegészítők közül a probiotikumok teljesítményfokozó hatását a tápcsatorna egészségi
állapotának
megerősítésével
magyarázzák,
de
mindazon
takarmány-kiegészítők pozitív hatásával számolhatunk, melyek a bélben élő jótékony flóra kialakulását segítik (prebiotikumok, szimbiotikumok). Az enzimatikus bontásából kimaradó és vékonybélből fel nem szívódott táplálóanyagok egy része a vastagbélben lévő baktérium-populáció fermentációs tevékenységének szubsztrátjává válik. Ennek a folyamatnak
13
nagy jelentősége van a malacok egészségmegőrzése szempontjából (Williams és mtsai., 2001). A szénhidrátok fermentációja során keletkező rövid szénláncú zsírsavak szerepet játszanak egyes patogén törzsek növekedésének direkt gátlásában, az abszorpciós és excreciós folyamatok egyensúlyának kialakításában, valamint fokozzák a hasnyálmirigy endokrin és exokrin működését (Harada és mtsai., 1986; Sano és mtsai., 1995). A mikrobióta nem csupán a szénhidrát összetevők hasznosításában, hanem a pH viszonyok változása révén egyes ásványi anyagok felszívódásának befolyásolásában és az aminosav-forgalomban is szerepet kap (Reeds és Burrin, 2000). Mivel a vastagbélbe jutó fehérjékből többnyire káros anyagcseretermékek keletkeznek (Visek és mtsai., 1978), ezért a vékonybélemésztés hatékonyságának növelése a bél egészségi állapotának fenntartása
miatt
emészthetőségének
is
nagy
javítására
jelentőségű.
A
leggyakrabban
fehérje használt
vékonybélbeli módszerek
a
malactakarmányozásban a takarmányok hő- vagy hidrotermikus kezelése, valamint az enzim- (proteázok) és a szerves sav kiegészítés, korábban pedig a hozamfokozó antibiotikumok alkalmazása. A bélcsatornában kialakuló ökoszisztema fontos az immunrendszer későbbi helyes működésének kialakításában (King és mtsai., 2003), különös tekintettel a bél lokális immunfolyamataira (Fioramonti és mtsai., 2003). A választás hatására megváltozó mikrobiota mielőbbi regenerációja és/vagy célzott befolyásolása tehát jelentősen hozzájárulhat a választott malacok
teljesítményének
javításához.
A
gyakorlatban
is
használt
takarmány-kiegészítők közül számos olyan van, melyek közvetlenül vagy közvetve pozitívan befolyásolják a tápcsatornában élő mikrobák összetételét.
14
2.1.3. Az immunológiai jellemzők változása választáskor A kocatejjel szerzett passzív immunitás a 3.-4. héten már jelentősen csökken, a malac saját specifikus védelmét biztosító aktív immunválaszának kialakulása viszont 4-7 hetet vesz igénybe (3. és 4. ábra). A malacok ezért a választás idején immunológiai szempontból meglehetősen védtelennek tekinthetők (Gaskins és Kelly, 1995), ebben az időszakban az áttelepítés és az állatok keveredése fokozott fertőzési kockázatot jelent. A választással járó stresszhatások is rontják az immunrendszer válaszképességét. A választás okozta stressz a megemelkedett plazma kortikoszteroid koncentráció következményeként jelentősen csökkenti a malacok celluláris immunválasz képességét (Blecha és mtsai., 1983). A malacok a vírusokra és egyéb antigénekre
3-4
hetesen
képesek
először
kellő
védelmet
nyújtó
immunreakciók kialakítására, de ez mennyiségileg és minőségileg is elmarad a felnőtt állatok immunválaszától (Bailey és mtsai., 2005).
Anyai eredetű antitestek a malacok vérében
A malacok által termelt antitestek (aktív immunitás), IgA, IgM, IgG
Tejjel felvett antitestek mennyisége
Választás Hetek Fialás
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
3. ábra: A malacok anyai és saját ellenanyagainak vérbeli koncentrációja az életkor függvényében (Butler és mtsai., 2006)
15
A, B, C, D = életkorok, amikor az organizmusok egyes csoportjai a malacok szervezetébe kerülnek
Anyai eredetű antitestek a malacok bélrendszerében
Választás
A malacok által termelt antitestek
Kiválasztott IgA Hetek
Fialás A
1 B
2
3
4
5
C
6
7
8
9
10
11
12
13
14
D
15
16
17
4. ábra: A malacok antitest termelése a tápcsatornában az életkor függvényében (Butler és mtsai., 2006) A = Escherichia colil, Clostridium perfringens, Staphilococcus hyicus B = Coccidiumok, Streptococcus suis (szerotipus 1 & 7) C = Rotavirus, Streptococcus suis (szerotipus 2 & 14), Actinobacillus pleuropneumoniae. AD (PR), PRRS, EP, Mycoplasma hyopneumoniae. Serpulina. dysenteriae, Pasteurella multociia, Enterovirusok D = Parvovirus, M ycoplasma . hyosynoviae, Leptospira bratislava
A malacok választást követő anorexiáját és az ehhez szorosan kapcsolódó katabolikus folyamatokat több szerző a bélcsatorna szubklinikai gyulladásos folyamataival magyarázza (Dre’au és mtsai., 1999; McCracken és mtsai., 1999; Lalles és mtsai., 2004). Tény, hogy a választás első napjait a gyulladásos citokinek fokozott gén expressziója jellemzi még akkor is, ha a malac nem találkozott kórokozóval (Mc Cracken és mtsai., 1999). Egyes elképzelések szerint a gyulladásos folyamatok hátterében a bélnyálkahártyát
16
választáskor jellemző destruktív folyamatok keresendők (Dre’au és mtsai., 1999). Mások szerint viszont a választást követő takarmányfogyasztás elmaradásával bekövetkező hiányos stimuláció elsődleges, míg a táplálék antigénjei
másodlagos
szerepet
kapnak
a
gyulladásos
folyamatok
kialakulásában (McCracken és mtsai., 1999). Az egészség megőrzése, a jelentős méretű védelmi rendszer fenntartása, a kórokozók támadásának elhárítása energia- és táplálóanyag igényes folyamat. Az immunrendszer működésének hatékonyságát a szervezet táplálóanyag ellátása, a bélflóra stabilitása és összetétele nagyban befolyásolja. A gyakorlatban használt takarmány-kiegészítők közül számos olyan van, melyek immunmodulátorként szerepet játszhatnak az állatok ellenálló képességének javításában és ezen keresztül a teljesítmény fokozásában. Irodalmi adatok szerint ilyen az élesztőkultúrák számos komponense (mannan-oligoszaharid, β-glukan, nukleotid, ásványi anyag, peptid), az éterikus vagy esszenciális olajok, a tojássárgája antitestek, a probiotikumok,
valamint
közvetett
módon
prebiotikumok
és
szimbiotikumok. 2.1.4. A választás hatása a malacok teljesítményére A malacok a választást követően az általánosan tapasztalt növekedési mutatóknál lényegesen jobb eredmények elérésére lennének képesek, de a genetikai képességeik elérését ebben az időszakban számos tényező korlátozza. A malacok potenciális, és üzemi körülmények között tapasztalt növekedését az 5. ábra szemlélteti. Whittemore és Green (2001) szerint a választott malacok növekedésének genetikai potenciálja közel kétszerese az üzemi körülmények között elért eredményeknek. Míg a legjobb üzemekben a választást követő első, második, és harmadik héten átlagosan maximum 100, 200, 400 g/nap a
17
5. ábra: A malacok növekedési potenciálja a választás előtt és után (Varley és Wiseman, 2001) testtömeggyarapodása, addig az egy-két naposan leválasztott és tejjel korlátozás nélkül táplált malacok teljesítménye ebben az életszakaszban eléri, vagy meghaladja az 500g-ot (Williams, 2003). A választás okozta stressz és az ennek következtében kialakuló, a fentiekben leírt élettani állapot miatt a 3-4 hetesen választott malacok a választást követő első héten nem növekednek, sok esetben még veszítenek is testtömegükből (Pluske és mtsai., 1995). A testtömeg veszteség elsősorban a zsírraktárak kiürülésének következménye, mivel a test fehérjéi az anyagcsere folyamatokban védelmet élveznek (Whittemore és mtsai., 1978). A növekedési görbének a választást követő első héten tapasztalható törése elsősorban az elégtelen szilárd
18
táplálékfelvétel következménye (Pluske és mtsai., 1997). A megfigyelések szerint a választott malacok kis része vesz fel a választás utáni első 24 órában több-kevesebb szilárd takarmányt, a többségnél ehhez napoknak (> 48 óra) kell eltelnie (Brooks, 1999). Az első 5-7 napban az átlagos napi energia-bevitel csupán a választás előtti időszak 60-70%-át teszi ki (Le Dividich, 2000). A csökkent takarmányfelvétel következtében visszaeső napi energia felvétellel arányosan csökken a növekedési ütem, amely csak a választás után 6-9 nappal éri el újra a választást megelőző szintet (Burrin és mtsai., 2003; Lalles és mtsai., 2004). Sok esetben azonban a malacok csak a választás után 2-3 héttel érik el a választásuk előtt mutatott gyarapodásuk ütemét (Pluske és mtsai., 1995). Egyes szerzők szerint a választást követő első héten jobban visszaeső malacok az eseményt kevesebb veszteséggel átvészelő társaikat kompenzációs képességüknek köszönhetően a későbbi időszakban beérik (Whang, 2000), bár ez nagyban függ a genotípustól és a lemaradás mértékétől. Más vizsgálatok eredményeire alapozva a választást követő napok teljesítménymutatói a későbbi teljes életteljesítményre hatással vannak. Azok a malacok, amelyek a választást követő első héten tartották súlyukat 178 napos életkorban érték el a vágósúlyt, míg azon társaik, amelyek ugyanezen időszakban legalább 115 g-ot gyarapodtak naponta 15 nappal előbb készültek el (Pollman és mtsai., 1993). Tokach és mtsai. (1992) szerint a naponta 115 g-nál nagyobb gyarapodást elérő állatok által a testsúlyukat tartó malacokkal szemben az első hét végén mért 0,9 kg-os előny a 156 napos vágás idejére 8 kg-ra növekedett. Az utóbbi szerzők szerint a malacok estében nem számolhatunk kompenzációs növekedéssel. A hozamfokozószereket többek között a választási időszakban bekövetkező teljesítmény-visszaesés kereskedelmi táplálóanyagok
mérséklésére
forgalomban
alkalmazza
kapható
emészthetőségének
a
gyakorlat.
A
hozamfokozók
elsősorban
a
és/vagy
19
a
tápcsatorna
egészségi
állapotának javítása révén növelik az állatok teljesítményét. A hozamfokozó antibiotikumokat az Európai Unióban és hazánkban 2006-ig széles körben, gyakran kizárólagosan használták a sertés- és baromfi takarmányozásban, jelentősen csökkent ugyanis általuk az enterális megbetegedések száma, nőtt az átlagos napi súlygyarapodás és javult az állatok takarmányértékesítése. 2.2. Hozamfokozó antibiotikumok Az
állatok
takarmányába,
a
terápiás
szint
töredékébe
kevert
antibiotikumok egyes patogén és fakultatív patogén kórokozók háttérbe szorításával, valamint az összes baktérium számának csökkentésén és a mikroflóra stabilitásának javításán keresztül fejtették ki elsődleges hozamjavító hatásukat. Ökonómiai szempontból is igazolt, megbízható, mérhető hatásuk alapján a hozamfokozó antibiotikumok évtizedeken keresztül szerves részét képezték a választott malacok takarmányainak. 2.2.1 A hozamfokozó antibiotikumok hatása a sertések teljesítményére Röviddel az antibiotikumok felfedezése és az első humán terápiás sikereket követően megjelent az a közlemény, mely csirkék esetében a streptomycin etetésekor 10-30%-os hozamjavító hatásról számolt be (Moor és mtsai., 1946). Ezt követően először a baromfifélék, később a sertések, majd egyéb állatfajok takarmányaiba keverték szubterápiás mennyiségben, hozamfokozási céllal a többnyire a humán gyógyászatban is sikerrel használt újabb és újabb hatóanyagokat. A 60-as évektől az iparszerű termelés térhódításával a mérhető teljesítmények javulása, valamint a kiesések számának csökkenése miatt a hozamfokozó antibiotikumok felhasználása az intenzív állattenyésztésben szinte általánossá vált. A hozamfokozó antibiotikumok egy több mint 12000 vizsgálatot átfogó összefoglaló szerint az esetek 72%-ában javították a takarmányértékesítést és a napi testtömeg-
20
gyarapodást (Rosen és mtsai., 1996). Az alacsony dózis és relatív alacsony áruk miatt egyes kalkulációk szerint a ráfordítások 5-10-szeres megtérülését hozták a sertéstartók számára (Close, 2000). Sertések esetében a napi testtömeggyarapodás növekedése és a takarmányértékesítés javulása a fiatal korcsoportban a legnagyobb, majd az életkorral a teljesítményfokozó hatás csökken. Az életkoron túl a genotípus is befolyásolja a hozamfokozó antibiotikumok hatásának mértékét, az 1998-ban kiadott National Research Council (NRC, 1998) idevonatkozó összefoglaló fejezetében megállapítják, hogy a nagyobb gyarapodásra képes hibridek esetében nagyobb az elvárható javulás mértéke. A környezetben található fertőző ágensek okozta veszély csökkenése, a higiénia javulása csökkenti a hozamfokozó hatást. A hozamfokozó antibiotikumokkal végzett vizsgálatok alapján elmondható, hogy a különböző korcsoportokban eltérő teljesítményjavító hatással számolhatunk. A gyakorlatban tapasztalható egyre jobb higiéniai feltételek és technológiai felszereltség, valamint az egyes genotípusok táplálóanyag igényének egyre pontosabb ismerete miatt a 2000-es években az antikbiotikum kiegészítés hatására elért átlagos teljesítménynövekedés messze elmarad a 10-20 évvel ezelőtt tapasztalt hozamfokozó hatástól (1. táblázat). A takarmányozásban széles körű elterjedésükkel szinte egy időben a Swann-féle (1969) jelentés általános használatuk veszélyeire figyelmeztetett és alkalmazásukat állatorvosi felügyelethez kötötte. A 80-as évektől kezdődően a gyógyszer rezisztencia kialakulásának mélyebb megismerése és az antibiotikum rezisztens törzsek egyre gyakoribb megjelenése (Holmberg és mtsai., 1984) miatt etetésüket fokozott kritika kísérte. A humán élelmiszerbiztonság növelése érdekében elsőként 1986-ban Svédországban részleges, majd Dániában 2002-ben vezettek be önkéntes teljes körű korlátozást a hozamfokozó antibiotikumok használatára vonatkozóan. Az
21
1. táblázat: A hozamfokozó antibiotikumok hatása különböző korcsoportú sertések teljesítményére az irodalomban fellelhető publikációk alapján a 80as évektől 2007-ig (a takarmány-kiegészítőt nem fogyasztó kontroll csoporthoz viszonyítva) Napi
Fajlagos
Szerző
testtömeggyarapodás
takarmányértékesítés
Malac 7-25 kg
+16,4 %
-6,9 %
Hays,1978
Hízó 17-49 kg
+10,6 %
-4,5 %
Zimmermann,
Hízó 24-89 kg
+4,4 %
-2,2 %
1986
Malac <25kg
+16 %
-9 %
Birzer és Gropp, 1991
Sertés 25-50kg
+9 %
-5,5 %
Sertés >50kg
+3 %
-3,0 %
Malac
+14 %
-7,8 %
Hízó
+4 %
-3,1 %
+10,3%
-3,0%
Malac 6-23 kg
Freitag, 1998
Rozeboom és mtsai., 2005
Malac 8-23 kg
+4,9%
-1,5%
van der Peet Schwering és mtsai., 2007
antibiotikumok hozamfokozóként való alkalmazását. Hiányukat elsősorban a választás
körüli
malacnevelés
veszteségeinek
növekedésében
lehet
számszerűsíteni. Egy dán publikáció szerint takarmány-kiegészítőként való használatuk betiltása Dániában a malacnevelési eredmények romlását, az elhullások növekedését hozta magával (Calensen és mtsai., 2004).
22
2.2.2 A hozamfokozó antibiotikumok hatásmechanizmusa és lehetséges helyettesítésük Az évtizedekig tartó és széles körű használatuk ellenére a hozamfokozó antibiotikumok hatásmechanizmusának részletei a mai napig nem teljesen tisztázottak. Valószínűsíthető, hogy elsődleges hatásuk kulcsa egyrészről egyes
klinikai,
illetve
szubklinikai
betegséget
okozó
kórokozók
háttérbeszorításában, másrészről egyes bélben élő mikroorganizmusok növekedésének szelektív korlátozásában, illetve a teljes mikrobaszám általános csökkentésében keresendő (van der Aar és Bikker., 2005; Bedford és mtsai., 2000). Az elsődleges hatáshoz kapcsolódó másodlagos következmények
komplexen
hozhatók
összefüggésbe
a
mért
hozamjavulással (Toplis, 2005): •
A csökkent mikrobaszám mellett csökken az immunrendszer, elsősorban a bélhez kötött limfoid szövetek (GALT) stimulációja
•
A hozamfokozó antibiotikumot fogyasztó állatokban vékonyabb a bélfal
•
Az emésztőenzimek fokozott termelése jellemző
•
Csökken a bél motilitása
•
Kevesebb a termelt mucin mennyisége
•
Kisebb mennyiségben keletkeznek toxikus anyagcseretermékek
•
Kisebb arányú az epesavak kémiai inaktiválása
A hozamfokozó antibiotikumok használata esetén többen a fehérje-, az aminosavak- és az energia emészthetőségének javulását is leírták (Visek és mtsai., 1978; Hedde és mtsai., 1984; Hardy és mtsai., 2002), és erre alapozzák használatuk pozitív megítélését a környezetvédelmi célok tekintetében. A kritikus hangok megjelenésével egy időben megkezdődtek a lehetséges alternatívák keresésére irányuló kutatások. Alternatívaként – a humán 23
egészségügyi
elvárásoknak
takarmánykiegészítő
számításba
megfelelő
–
vehető,
amely
valamennyi javítja
az
olyan állatok
szervezetének általános egészségi állapotát, a táplálóanyagok hasznosulását, és gazdaságosan növeli az állatok teljesítményét, miközben a környezetet nem veszélyezteti (Tossenberger és Babinszky, 2001, Rafai és mtsai., 2004). A
kedvező
eredményeket
hozó
nehézfém
sók
(CuSO4,
ZnO)
hozamfokozóként való alkalmazását erős környezetvédelmi aggály övezte. Használatukat a világ számos országában jelenleg szigorúan korlátozzák. A hozamfokozó
antibiotikumok
alternatívái
között
leggyakrabban
a
probiotikumokat (Pollmann és mtsai., 1980), a szerves savakat (Easter és mtsai., 1988), az éterikus olajokat (Wang és mtsai., 1998), a prebiotikumok csoportjába tartozó oligoszaharidokat (Gibson és Roberfriod, 1995; Houdijk és mtsai., 1998), ezek kombinációját a szinbiotikumokat (Gibson és Roberfroid, 1995), illetve a kémiai szempontból idesorolható, de hatástani szempontból mégis eltérő mannan-oligoszaharidokat említik. Mikroelemek Cu és Zn: A hozamfokozási céllal a sertések takarmányába kevert rézszulfát és a cinkoxid mennyisége messze meghaladja az állatok rézre és cinkre vonatkozó élettani szükségletét. A tapasztalatok szerint a 150-250 ppm mennyiségben a takarmányba kevert réz, valamint a 2000-4000 ppm mennyiségű ZnO eredetű Zn mérgezési tünetek nélkül csökkenti a választáskori hasmenések gyakoriságát és ezzel javítja a választott malacok teljesítményét (Poulsen és mtsai., 1995; Goransson és mtsai., 1997; NRC, 1998). Az egyes kutatások szerint a malacok esetében tapasztalt pozitív hatás mértéke eléri a hozamfokozó antibiotikumok által biztosított teljesítményjavulást (Hahn és mtsai., 1993; Smith és mtsai., 1997). A kedvező tapasztalatokat egyes szerzők a Zn és Cu coliformok szaporodására gyakorolt közvetlen hatásával magyarázták
24
(Namkung és mtsai., 2006). A nehézfémekkel kapcsolatos környezetvédelmi elvárások és az egyre szigorodó törvényi szabályozás miatt a nehézfémek az antibiotikum típusú hozamfokozókkal együtt kedvezőtlen megítélés alá esnek, ezért a világ számos területén korlátozzák a hozamfokozáshoz szükséges mennyiség takarmányba keverését. Szerves savak: A takarmányok rövid szénláncú szerves savval leggyakrabban hangyasav, propionsav, fumársav, citromsav vagy ezek sóival - esetleg szervetlen savval (foszforsav) való kiegészítése az egyik legintenzívebben kutatott területnek tekinthető (Stein, 2007). A jelenlegi ismereteink
szerint a szerves sav készítmények a hozamok javulásában
megnyilvánuló hatásukat elsősorban egyes baktériumok szaporodásának szelektív gátlásával, a mikroflórára befolyásolásán keresztül fejtik (Jensen és mtsai., 1998; Blank és mtsai., 2001). Ezen kívül azonban azt is érdemes megemlíteni, hogy a választott malacok abrakkeverékének szerves savval történő kiegészítése csökkentheti a gyomortartalom pH-ját, mely pozitív hatású a fehérje- és az aminosavak-, valamint a Ca és P emészthetőségére (Broz és mtsai., 1987; Babinszky és mtsai., 1998). Növendék és hízósertések esetében azonban a gyomor és bélcsatorna egyes szakaszaiban a pH csökkentése a kielégítő gyomorsósav termelés miatt még nagy mennyiségű szerves sav vagy sójának etetése esetén is nehézséget jelent (Canibe és mtsai., 2001; Partanen és mtsai., 2001), ezért a szerves sav kiegészítés elsősorban a választott malacok takarmányaiban használható eredményesen (Easter és mtsai., 1988; Kirshgessner és mtsai., 1987; 1990; Overland és mtsai., 2000). A sertések takarmányának szerves sav kiegészítésének a hozamokra gyakorolt hatása megközelíti a hozamfokozó antibiotikumok hatékonyságát (Schöner, 2001), de az eredmények nem konzisztensek (Partanen és Mroz,1999). Dániában az antibiotikumok betiltását követően az
25
azok pótlását célzó vizsgálatban 46 szerves savval végzett kísérletnek mintegy harmada zárult szignifikáns javulást hozó eredménnyel választott malacok esetében. Az átlagos javulás a testtömeggyarapodás tekintetében 6,3%, míg a takarmányértékesítésben 2,2% volt, mely nagyságrendileg megfelel a hozamfokozó antibiotikumok használatakor üzemi körülmények között, általánosan tapasztalt teljesítménynövekedés mértékének (Kjeldsen és mtsai., 2004). Éterikus vagy esszenciális olajok: Leggyakrabban a növények és fűszerek aktív hatóanyagainak kivonatait vagy azok keverékeit sorolja az irodalom
ebbe
a
kategóriába
(Zaika
és
mtsai.,
1983).
A
sertéstakarmányokban az oregano, fahéj és fokhagyma kivonatok és azok kombinációi a leggyakoribbak. A hatóanyagok közül a timol, karvakol, allicin és cinamon hatását vizsgálták legtöbbször. A készítmények hatóanyagainak aktivitása az alkotó komponensek összetételének, kémiai tulajdonságainak a függvénye, amit a kiinduló alapanyagon kívül a termelési, begyűjtési kondíciók és a kinyerési módszerek is befolyásolnak (Deans és mtsai., 1987). Leggyakrabban antibakteriális hatóanyagaik révén, elsősorban a bél mikroflórára fejtik ki hatásukat, de több szerző szerint fokozzák egyes emésztőenzimek termelését és javítják az immunrendszer működését is (Wenk és mtsai., 1998). Bár jó néhány termék a kereskedelmi forgalomban is elérhető, az irodalmi adatok alapján nem deklarálható egyértelműen,
hogy
a
takarmányok
növényi
kivonatot
tartalmazó
készítményekkel való kiegészítése pozitívan hatna a választott malacok teljesítményére (Namkung és mtsai., 2004; Manzanilla, 2004; Neil és mtsai., 2006). Jelentős hozamfokozó hatásról csak kevesen számolnak be. Walter és Bilkei (2003) kísérletében az oregano kivonatot fogyasztó növekedésben lemaradt kissúlyú sertések napi gyarapodása jobb volt, mint a kiegészítést
26
nem fogyasztó társaiké, emellett javult az állatok immunválasz készsége és valószínűleg ezzel összefüggésben - csökkent a kiesések száma (Walter és Bilkei, 2003). Az éterikus olajok esetében az eredmények értékelését jelentősen megnehezíti, hogy egy-egy növényi kivonat többféle hatóanyagot is tartalmaz, és az egyes készítmények összetevőinek aránya is gyakran változó. Probiotikumok: A probiotikumok hatásával kapcsolatos legkorábbi megfigyelés a múlt század elejére datálódik, Metchnikov (1908) a joghurtból izolált
Lactobacillus
bulgaricus-nak
tulajdonította
az
erjesztett
tejkészítményeket fogyasztó népcsoportok jobb egészségi állapotát és az általuk megélt hosszabb átlagéletkort. A probiotikumok definíció szerint azon élő mikroorganizmusok, amelyek a bélcsatornába juttatva segítik az egészséges mikroflóra kialakulását, javítják annak stabilitását és ezen keresztül befolyásolják a gazdaszervezet egészségéi állapotát. (Fuller és mtsai., 1989). Pozitív hatásukat a feltételezések szerint a coliformok háttérbe szorítása révén fejtik ki (White és mtsai., 2001). A bélcsatornában kompetitív gátlás és baktérium antagonizmus komplex folyamatán keresztül kiszorítanak
bizonyos
törzseket,
mivel
az
általuk
előállított
anyagcseretermékek más, általában káros baktériumok szaporodását gátolják (1996; Caine és mtsai., 2001; Stein és mtsai., 2007). Az első kutatásokban tejsavtermelő fajokkal értek el javuló teljesítményeket (Pollmann és mtsai., 1980; Apgar és mtsai., 1993), az utóbbi időben a legtöbb pozitív eredményt a Bacillus lichniformis és a Bacillus subtilis törzsekkel kapták (Kremer és mtsai., 2006). Bár több vizsgálatban statisztikailag igazolható volt a takarmány
élő
kultúrával
való
kiegészítésének
a
hozamfokozó
antibiotikummal azonos mértékű pozitív hatása a választott malacok gyarapodására és takarmányértékesítésére (Matthew és mtsai., 1998; van
27
Heugthen és mtsai., 2003), azonban ez az előny nem minden esetben realizálható
a
gyakorlatban.
Egy
publikáció
szerint
Dániában,
probiotikumokkal üzemi körülmények között végzett 15 kísérlet egyike sem hozott szignifikáns javulást a malacok teljesítményében (Kjeldsen, 2004). Prebiotikumok: A prebiotikumok a táplálék azon alkotói, amelyek szelektíven segítik a bélflóra meghatározott, a szervezet számára kedvező fajainak (pl. Bifido baktériumok, Lacto bacillusok) növekedését és metabolikus aktivitását, ezen keresztül javítják a gazdaszervezet egészségi állapotát (Gibson és Roberfroid, 1995). A prebiotikumok kémiai szempontból szénhidrátok, elsősorban oligoszaharidok. Emésztésükhöz az állatok nem rendelkeznek megfelelő enzimgarnitúrával, ezért az irodalomban gyakran, mint nem emészthető oligoszaharidok szerepelnek. Az ebbe a kémiai kategóriába tartozó anyagok közül a frukto-oligoszaharidok (FOS) etetésekor többen számoltak be a hozamok javulásáról választott malacok esetében (Mul 1994) és a hozamfokozó antibiotikummal azonos mértékű teljesítmény növekedésről (Gebbink, 1999), ezzel szemben mások nem igazolták a hozamfokozó hatást (Houdijk és mtsai., 1999). Elképzelhető, hogy az eredmények különbözősége a vizsgálatokban alkalmazott FOS-ok kémiai
összetételében
keresendő,
hiszen
a
megnevezés
csupán
gyűjtőfogalom, mely különböző hosszúságú polimereket takar (lásd 2.3. fejezet). A kémiailag idetartozó, de hatástani szempontból eltérő mannanoligoszaharidok (MOS) gátolják egyes patogének bélfalhoz való tapadását és ezzel a kórokozók kolonizációját (Newman , 1994). Egyes kutatások immunológiai hatásukról is beszámoltak (Davis és mtsai., 2003). A legtöbb szerző ezzel a két hatásmechanizmussal magyarázza a MOS-oknak a malacok teljesítményére gyakorolt pozitív hatását (LeMieux és mtsai., 2003; Rozeboom és mtsai., 2005). Pettigrew és mtsai. (2000 a,b) közel 50 elvégzett
28
kísérlet összehasonlító elemzése alapján a MOS kiegészítés hatását a választott malacok teljesítményére a hozamfokozó antibiotikumokkal azonos nagyságrendűnek találták. Felhívják azonban a figyelmet arra, hogy a hozamfokozó hatás mértékét több egyéb tényező mellett az állatok kora, a tartás higiénia jellemzői, az állatok egészségi állapota és az etetés időtartama is befolyásolja. Szimbiotikumok: A bél mikroflóra módosításának egy másik lehetősége a pre- és probiotikumok egyidejű alkalmazása (Gibson és Roberfroid, 1995; Kumprecht és Zobac, 1998; Nemcova és mtsai., 1999; Shim és mtsai., 2005). A takarmánnyal bejuttatott élő mikroorganizmus/ok kolonizációját a számukra specifikus táplálék (legtöbbször oligoszaharid, inulin) jelentősen támogatja (Rolfe, 2000). Az irodalmi adatok azt mutatják, hogy a tápcsatorna ökoszisztémájának stabilizációján, illetve a mikrobióta kedvező arányainak kialakításán keresztül az állatok egészségi állapota, ellenálló képessége és teljesítménye hatékonyabban növelhető, mint a pro-, illetve prebiotikumok önálló használatával (Nemcova és mtsai., 1999; Shim és mtsai., 2005). Más kísérletek eredményei ugyanakkor arra is felhívják a figyelmet, hogy a nagyfokú változás a mikroflóra összetételében akár még káros is lehet (Stewart és mtsai., 1993), mely a teljesítmény romlásában mutatkozhat meg (Estrada és mtsai., 2001). Egy
dán
publikáció
szerint
a
hozamfokozó
antibiotikumok
alternatíváiként szóba jövő takarmány-kiegészítők egyike sem éri el azt a teljesítményjavulást a sertéstartásban, mint amit az antibiotikumoktól várhatnánk (Kjeldsen és mtsai., 2004, 2. táblázat). Be kell azonban látni, hogy
a
törvényi
szabályozásnak
megfelelően
hozamfokozó
céllal
antibiotikum tartalmú takarmány-kiegészítőket nem lehet a gazdasági
29
haszonállatok
takarmányozásában
használni.
Ezért
mindazok
a
készítmények, melyek javítják a takarmány táplálóanyagainak értékesülését és az állatok növekedési teljesítményét, vagy melyek az állatok ellenálló képességét fokozzák, hatékonyan alkalmazhatók a sertéstakarmányozásban. A hozamfokozásra használt készítmények közül jelen dolgozat a mannánoligoszaharid tartalmú élesztő sejtfal kivonatok működési mechanizmusát és hatását vizsgálja a választott malacok teljesítményére.
30
2. táblázat: A hozamfokozó antibiotikumok és alternatíváinak hatása a sertések termelési mutatóira (Dániában üzemi körülmények között végzett vizsgálatok eredményei; Kjeldsen és mtsai., 2004) Választott malac
Süldő
Hízó
5
6
5
Napi testtömeg gyarapodás
10,80%
2,50%
2,80%
Takarmányhasznosítás
-3,40%
-2,50%
-2,40%
2
0
0
Hozamfokozó antibiotikumok Kísérletek száma
Szignifikáns eredmények száma* Szerves savak Kísérletek száma Napi testtömeg gyarapodás Takarmányhasznosítás
49
10
6,30%
0,40%
-2,20%
0,20%
14
0
15
2
1,01
-0,40%
-0,40%
-0,90%
0
0
5
2
1,30%
0,80%
-1,80%
0
0
0
22
13
2,10%
0,60%
-0,50%
-0,60%
1
2
Szignifikáns eredmények száma* Probiotikumok Kísérletek száma Napi testtömeg gyarapodás Takarmányhasznosítás Szignifikáns eredmények száma* Prebiotikumok Kísérletek száma Napi testtömeg gyarapodás Takarmányhasznosítás Szignifikáns eredmények száma* Esszenciális olajok Kísérletek száma Napi testtömeg gyarapodás Takarmányhasznosítás Szignifikáns eredmények száma*
* A szignifikáns hozamnövekedést hozó kísérletek száma (P≤0,05)
31
2.3. Az oligoszaharidok általános kémiai jellemzői és biológiai hatása Az oligoszaharid kifejezés, mint kémiai kategória az összetett szénhidrátokon belül a 2-10 cukormolekulából felépülő polimerekre értendő. A gyűjtőfogalom sokféle, egymástól fizikai, kémiai jellemzőiben és biológiai tulajdonságaiban eltérő anyagot takar. Csoportosításukat elvégezhetjük a felépítő cukor monomerek szerint, jellemezhetjük őket az építő egységek számával, a kémiai kötések vagy a polimer térbeli szerkezete (lineáris, elágazó), esetleg egyéb molekulákkal való kapcsolatuk alapján. Szorosabb értelemben véve ide tartoznának a mindennapi életből jól ismert diszaharidok is. A kutatások tárgyát azonban azok az anyagok képezik, amelyek emésztéséhez a gazdasági haszonállatok nem rendelkeznek a megfelelő enzimekkel (NDO – non digestible oligosaccharid). Molekula tömegük többnyire kisebb, mint 3500 kDA (Roberfroid és mtsai., 1993). Vízben oldódnak, enyhén édesek, körülbelül a cukor édességének 0,3-0,6-szorosával rendelkeznek. Fontos alkotói a nyersrost frakciónak, melyek a definíció szerint a növényi sejtfal azon maradványai, melyek rezisztensek az emésztőrendszer enzimeinek hidrolízisével szemben (Trowel és Burkitt, 1986). Mivel az oligoszaharidok nem szívódnak fel a vékonybélben, ezért ileális emészthető energia tartalmuk alacsony, körülbelül 6,3-9,6 kJ/g (Roberfroid, 1993). A nem emészthető oligoszaharidok a természetben is előfordulnak, másik csoportjukat
nagyobb
polimerizációval
szénhidrát
mesterségesen
egységek
előállított
hidrolízisével
vegyületek
vagy
adják.
Az
oligoszaharidok közé soroljuk az inulint is. Az inulin a fruktan molekulák polidiszperz rendszere, amely 2-60, döntően 10 cukoregységből áll. A β (2, 1) kötéssel kapcsolódó fruktóz egységekhez a terminális glukóz a répacukorhoz csoportosítások
hasonlóan szerint
α(2,1)
kötéssel
leggyakrabban
a
csatlakozik.
A
frukto-oligoszaharid 32
szűkebb (FOS)
kategóriába sorolt inulin hidrolízisével állítják elő a rövid láncú oligoszaharidokat (scFOS), de ezek a természetben is előfordulnak. Megtalálhatók a cikóriában, a hagymában és fokhagymában, a banánban és a különféle cereáliákban. Galakto-oligoszaharidok (GOS) találhatók a szójában, a borsóban és más hüvelyes növényekben. Az α-galaktooligoszaharid (αGOS) régóta ismert antinutritív hatása miatt. Nagyobb mennyiségben hasmenés, esetenként jelentős gázfejlődés és kellemetlen közérzet okozója. A galakto-oligoszaharidok kisebb mennyiségben az anyatejben, a tehéntejben és a fermentációs tejtermékekben is előfordulnak. A laktózból kiindulva gyártott transzgalakto-oligoszaharid (TOS) a természetben nem fordul elő. Az elmúlt évek kutatásaiban még a laktulóz (Shim és mtsai., 2005), az isomalto-oligoszacarid (Shim és mtsai., 1997) és a xylo-oligoszaharidok kaptak figyelmet (Piva és Rossi, 1999). Az NDO emésztőenzimeknek ellenálló, vastagbélbe jutó részaránya a mikrobiális folyamatok szubsztrátjává válik. Hatásukat főként egyes baktériumfajok anyagcseretermékek
szaporodásának
elősegítésén,
bélstruktúrára gyakorolt
hatásán
a és
keletkező a
bélflóra
stabilizálásán keresztül fejtik ki. Általánosságban megállapítható, hogy lebontásukban elsősorban a Bifidobaktériumok, de más baktériumok is (Bacterioides fajok, Lactobacillus) fontos szerepet kapnak (Bouhnik és mtsai.,1994; Hidaka és mtsai., 1986). A meglehetősen heterogén vegyületcsoport egyes tagjai a polimerizáció fokától, illetve a lánc struktúrájától függően más és más baktériumfaj szaporodását segíti (Van Laere és mtsai., 1997). A Bifidobaktériumok a kisebb, míg a Bacterioides fajok a nagyobb polimerizációs fokú oligoszaharidokat fermentálják. Bifidobaktériumokat nagy számban mutattak ki anyatejjel táplált csecsemők bélflórájában. Ugyancsak megtalálták a tejtáplálás idején nagyobb, később csökkenő mennyiségben a gazdasági haszonállatok bélcsatornájában is. 33
A táplálék NDO-kiegészítése a tejsavtermelő baktériumok számának és arányának növekedéséhez vezet (Gibson és Roberfroid, 1995). A tejsavtermelő flóra növekedésével csökken a patogén baktériumok életlehetősége, valamint a táplálékért folyó kompetíció révén számuk is kevesebb lesz (de Rose, 2000; Mathew és mtsai., 2001). A tejsavtermelő baktériumok nagy száma miatt elsősorban ezek foglalják el a bélhám receptorait, kiszorítva ezzel az enterális megbetegedésekben szerepet játszó kórokozókat. Bár kémiai szerkezetét tekintve a mannán-oligoszaharidok is a NDO-ok közé sorolhatók,
azonban
hatásmechanizmusuk
merőben
eltér
a
többi
oligoszacharidétól. A továbbiakban részletesen áttekintjük takarmánykiegészítőként használt MOS-ok jellemzőit és hatásmechanizmusát. 2.4. Élesztősejtfal eredetű mannan-oligoszaharidok felhasználása sertéstakarmányozásban A takarmány-kiegészítőként forgalomban lévő mannán készítmények Sacharomyces cerevisiae élesztő sejtfalából származnak. Az élesztősejtfal tartalmú takarmányadalékok korábban az élesztőből élelmiszeripari célra gyártott fehérje-kiegészítő, ízjavító anyagok melléktermékeként keletkeztek. Ma már a piaci forgalomban lévő élesztősejtfal derivátumok meghatározott törzsekből speciális eljárással készülnek. A kémiai összetételüket tekintve több komponensből álló, egymástól különböző kivonatok általában mannanoligoszaharid (MOS) készítményként kerülnek forgalomba. Számos vizsgálati eredmény utal arra, hogy a MOS készítmények a hozamfokozó antibiotikumok egy potenciális alternatívájaként használhatók (Pettigrew, 2000 a,b; Rozenboom és mtsai., 2005). Már az 1970-es évek végén in vitro vizsgálatokban kimutatták, hogy mannóz jelenlétében a mannóz specifikus lektinekkel rendelkező E.coli nem kapcsolódik a bélhám
34
sejtekhez (Salit, 1977; Ofek, 1977,1978), amiből arra következtettek, hogy a bélbe jutó patogének kolonizációjának esélye jelentősen csökkenthető MOS etetésekor.
Ezen
feltételezést
a
baromfi
kísérletek
eredményei
visszaigazolták (Spring, 2000; Fernandez, 2002; Sims, 2004; Gao és mtsai., 2008), azonban az is bebizonyosodott, hogy a sertésnél a bélflóra megváltoztatása az összetettebb ökoszisztéma miatt nehezebb (White, 2002; Burkey, 2004; van der Peet, 2007). Ugyancsak régebbi vizsgálatok eredményei arra utaltak, hogy a MOS kiegészítés hatására bekövetkező immunszupresszió (csökkent limfocita mitogenezis; Muchmore, 1990) következményeként
nő
a
takarmányértékesítés
(Spurlock,
testtömeggyarapodás 1977
a,b).
Az
és addigi
javul
a
vizsgálatok
eredményeinek ismeretében az abrakkeverékek MOS kiegészítése a ’90-es években egyre gyakoribbá vált elsősorban a baromfi (Hooge, 2003; Hooge, 2004a; Hooge, 2004b), kisebb mértékben a sertés takarmányozásban (Pettigrew, 2005). Az utóbbi években megjelenő publikációk a MOS bélflórára és az állatok immunválasz készségére gyakorolt szupresszív hatásán kívül további hatást is tulajdonítanak a mannán készítményeknek. A témában megjelenő vizsgálatok és irodalmi feldolgozások (Newman, 1994; Newman és Newman 2001; Spring, 1999; Spring, 2000; Ferket, 2002a; Ferket, 2002 b; Kogan, 2007) száma az elmúlt időszakban megnőtt, azonban a MOS készítmények hatásmechanizmusának és a sertések teljesítményre gyakorolt hatásának egyidejű bemutatása hiányzik a szakirodalomból. 2.4.1 Az élesztősejtfal szerkezete és kémiai jellemzői A mannóz alapú oligoszaharidok természetes előfordulási helye az élesztősejtek (Saccharomyces cerevisiae) sejtfalának külső rétege, ahonnan viszonylag egyszerű eljárással kivonhatók (Spring és mtsai., 2000). A sejtfal szerkezete és összetétele az adott élesztő fajra, növekedési fázisra jellemző
35
és nagyban függ a fermentációs folyamat környezeti tényezőitől is (Klis és mtsai., 2002; Klis és mtsai., 2006 a,b). Az élesztő sejtfal a növekedési kondícióktól függően a sejt szárazanyagtartalmának 25-30%-át teszi ki. Legnagyobb hányadát poliszaharidok (közel 85%), kisebb részét fehérjék adják (mintegy 15%). A sejtfalban található poliszaharidok döntő többsége mannan-proteinekből és β-glükánokból áll. Az élesztősejtfal felépítése a 6. ábrán látható.
6. ábra: Az élesztősejtfal vázlatos felépítése (Lipke és Ovalle, 1998) A hétköznapi szóhasználat szerinti élesztő sejtfal eredetű mannánoligoszaharidot a sejtfal más poliszaharidjaihoz (β-glükánok) kapcsolódva a sejtfal külső rétegében található mannan-proteinek összessége adja (Osumi és mtsai., 1998). A S. cerevisiae sejtfalának legkülső rétegében található mannán polimerek alaplánca α-(1-6) kötésekkel kapcsolódó mannóz egységekből áll, amelyhez rövid oldalláncok csatlakoznak többnyire α-(1-2), ritkábban α-(1-3) kötésekkel. A másik jellemző szénhidrát az élesztősejtfal mannán-protein rétege alatt helyezkedik el, melyben a β-(1-3)-glükán spirális rugószerű térhálóját kb.1500 glükóz molekulából álló polimer szálak, 36
β-(1-6) lánc közötti kötésekkel alkotják (Klis és mtsai., 2002; Klis 2006 a,b). A S. cerevisiae sejtfalában a citoplazma membrán körül a sejtfal legbelső rétegében található kitin a sejtfalban a legkisebb mennyiségben található poliszaharid (1-2%) a sejtfal szárazanyagában (Kang és mtsai., 1984). A fehérjék az élesztősejtfalban a mannán komplex formájában fordulnak elő. Többségük enzim és nem szerkezetalkotó elem. Az élesztő sejtfal struktúrákból kimutatható zsírok alapvetően foszfolipid formában találhatók meg. A jelenleg kereskedelmi forgalomban lévő mannan-oligoszaharid készítmények ugyan szinte kizárólag a S. cerevisiae sejtfalának derivátumai, kémiai összetételük - a fermentáció és a gyártási folyamat specialitásai miatt - némi eltérést mutatnak, ezért az egy csoportba sorolt élesztősejtfal eredetű mannán-oligoszaharid készítmények hatékonysága a különböző biológiai reakciókban eltérő lehet. 2.4.2. Az élesztősejtfal eredetű mannán-oligoszaharidok biológiai hatásai Korábban
a
MOS-t
más
olgoszaharidokkal
együtt
(frukto-
oligoszaharidok, transzgalakto-oligoszaharidok, stb.) a prebiotikumok csoportjába
sorolták
(Zimmermann
és
mtsai.,
2001).
Eltérő
hatásmechanizmusuk miatt azonban az élesztősejtfal eredetű mannanoligoszaharid készítményeket egyre gyakrabban a prebiotikumoktól külön, a speciális biológiai hatással rendelkező takarmány-kiegészítők csoportjában említik (Hardy és mtsai., 2006). Az élesztősejtfal eredetű MOS-ok valószínűleg több úton is befolyásolják a gazdasági haszonállatok élettani folyamatait.
A
hatásmechanizmust
témához
kapcsolódó
tulajdonítanak
irodalomban
nekik:
a
bélflórára,
négy
fontos
az
állatok
immunválasz készségére, a bélhám strukturális és funkcionális változására gyakorolt hatása, valamint a toxinok megkötése. Egyes élesztősejtfal eredetű
37
készítmények
hatékonynak
bizonyultak
a
különféle
mikotoxinokkal
szemben, beleértve a Fusarium fajok által termelt toxinokat (Dewegowda és mtsai., 1996; Swamy és mtsai., 2003; Acosta és mtsai., 2005; Liano és Smith, 2006; Yegani és mtsai., 2006) és az aflatoxint is (Dewegowda és mtsai., 2006; Diaz és mtsai., 2004). A toxinkötő-képesség azonban elsősorban a β-D-glükán tartalom függvénye (Yannikouris és Jouany, 2002), ezért e témakör megbeszélése a disszertációnak nem képezi tárgyát. 2.4.2.1. A mannán-oligoszaharidok hatása a bél mikrobiota összetételére A normál mikrobiota kialakulása, az alkotók stabil egyensúlyi állapota (eubiozis) fontos szerepet játszik a kolonizációs rezisztencia folyamatán keresztül a patogén invázió megelőzésében, ezzel a gazdaszervezet egészségének fenntartásában (Rolfe és mtsai., 1984; Rafai és mtsai., 2006). Bár a komplett mechanizmus nem minden részlete ismert, általánosan elfogadottnak tekinthető, hogy a Bifidobaktériumok és Laktobacillusok számának növekedése jótékonyan hat a szervezet egészségi állapotára (Ouwehand és mtsai., 2002a; b), ugyanakkor az állatot érő stressz a kedvezőnek tartott bélflóra alkotók számának csökkenését és a patogén törzsek gyors elszaporodását eredményezheti (Pluske és mtsai., 1995). Az in vitro tesztek eredményei azt mutatták, hogy a D-mannóz mind az E. coli, mind pedig a Salmonella bélhámon való megtapadását gátolja (Salit és mtsai., 1977; Ofek és mtsai., 1977; .Oyofo és mtsai., 1989 a,b,c), illetve egyes törzsek agglutinációját okozza (Spring és mtsai., 2000; Borowsky és mtsai., 2009). Az in vitro vizsgálatok eredményeivel összhangban mesterséges fertőzést követően baromfinál, napos csibe (Spring és mtsai., 2000) és tojótyúk (Fernandez és mtsai., 2002) esetében, jelentősen csökkent a Salmonella szám, ha a takarmány MOS-ot tartalmazott. A sertés
38
takarmányok MOS kiegészítésének a bél mikrobiota összetevőire gyakorolt hatását az 3. táblázatban foglaltuk össze. A baromfifélék esetében kapott eredményekkel ellentétben választott malacokkal végzett vizsgálatban Salmonella enterica (Burkey és mtsai., 2004) és E.coli (White és mtsai., 2002) felhasználásával végzett mesterséges fertőzés esetén nem volt különbség a negatív kontrol és a MOS-ot fogyasztó csoportokban a bélsárral ürített kórokozók mennyiségében. Az utóbbi vizsgálatban a MOS kiegészítésben részesült csoportnál azonban az E.coli fertőzést követő első napokban szignifikásan csökkent a coliformok kolonizációja a vékonybélben és a vakbélben (White és mtsai., 2002). Egyes kísérletek eredményei szerint a választott malacok takarmányához adott MOS kiegészítés befolyásolja a baktérium populációt a mesterségesen nem fertőzött egyedeknél is: csökkenti a coliformok számát (White és mtsai., 2002), az E.coli (Liu és mtsai., 2008), és az enterobaktériumok mennyiségét (Rekiel és mtsai., 2007; Castillo és mtsai., 2008). Az enterobakteriumok mennyisége a bélben összefüggésbe hozható a választást követő hasmenések gyakoriságával (Melin és mtsai., 1997; Castillo és mtsai., 2008). A MOS készítmények azon kísérletekben bizonyultak hatékonynak a patogének számának csökkentésében, melyekben a tápcsatornában mérhető kórokozók nagyobb mennyiségben voltak jelen. Singboottra (2005) felhívja a figyelmet arra,
hogy
az
egyes
mannan-oligoszaharid
készítmények
mannán-
tartalmában, valamint a mannóz egységek kémiai kapcsolódásában jelentős eltérések lehetnek és emiatt a termékek Salmonella typhimuriumra és E. colira gyakorolt hatásában szignifikáns különbség mutatható ki. A mannan-oligoszaharidok az egyéb prebiotikum csoportba sorolt poliszaharidoktól eltérően, nem az egyes bélflóra alkotók specifikus szubsztrátjaiként
funkcionálnak.
A
bél
üregébe
a
nyálkahártya
sejtmembránjáról rendkívül változatos oligoszaharid struktúrákból álló
39
”glüko konjugátumok” emelkednek ki, melyek receptorként funkcionálnak egyes patogén baktériumok mannóz specifikus lektinjei számára (Ofek és mtsai., 1978; Oyofo és mtsai., 1989b,c). Az élesztősejtfal mannán alkotórésze nagy affinitással bíró kompetitív kötődési lehetőséget biztosít egyes mannóz specifikus lektinnel rendelkező patogén bélflóra alkotó baktériumok számára (Ofek és mtsai., 1977). Meggátolják ezzel a kolonizációhoz szükséges megtapadásukat és csökkentik elszaporodásuk, valamint kártételük esélyét, végül a bélsárral való kiürülésüket eredményezik (Newman és mtsai., 1994). A baktériumok megtapadása ugyanis elszaporodásuk, kolonizációjuk és a fertőzés kialakításának elengedhetetlen feltétele (Iji és mtsai., 2001; Ferket és mtsai., 2002a). A mannan készítmények adagolása valószínűleg, hasonlóan az antibiotikumokhoz, a potenciálisan
patogén
kórokozók
kolonizációjának
csökkentésével
mérsékelik az azok által kiváltott étvágycsökkenést indukáló gyulladásos citokinek mennyiségét is (Burkey és mtsai., 2004). Ez a hipotézis részben megmagyarázza azt is, hogy a jó higiéniai körülmények között tartott állatok miért reagálnak kevésbé az antibiotikum és a mannan tartalmú hozamfokozókra. A patogének számának csökkenése közvetve hozzájárulhat a kedvező mikroba
fajok
számának
növekedéséhez
és
így
az
„egészséges”
ökoszisztéma kialakulásához. Azonban a takarmány MOS kiegészítésének hatása nem következetes a bélben élő természetes flóraalkotók számát illetően (3. táblázat). Egyes kísérletekben a MOS kiegészítést tartalmazó és nem tartalmazó takarmányt fogyasztó csoportnál a Lactobacillusok és a Bifidobaktériumok száma nem különbözött egymástól (Spring és mtsai., 2000; Campbell és mtsai., 2006; van der Peet és mtsai., 2007; Castillo és mtsai., 2008). Ezzel szemben más vizsgálatokban a takarmány MOS kiegészítése növelte a kedvezőnek tartott bélflóra alkotókat (White és
40
3. táblázat: A takarmány MOS kiegészítésének hatása a bél mikrobiota alkotóinak változására sertésben Hivatkozás
Kor/testtömeg
Időtartam
MOS kiegészítés
3 % Élesztő *
Mest. Fert
Eredmény E.coli, C. perfringens – nem változott (P>0,1) Bifidobaktériumok – nem változott (P>0,1) Lactobacillus szám nőtt a 28. napon (P<0,05) Összes coliform csökkent a 14. és 28. napon (P=0,10) Össszes coliform űrítés csökkent (P<0,05) Csökkent a coliform kolonizació a jejunumban (P<0,01) és a vakbélben (P<0,05) K88 kolonizáció nem változott (P>0,05)
White és mtsai, 20021
Malac 22 nap/6,6kg
0-14 nap 15-28 nap
White és mtasi, 20022
Malac 11 nap/4,1kg
39 nap
Hancock és mtsai, 2002
Malac 21 nap/5,9kg
0-7 nap 7-21 nap 21-35 nap
0,2 % MOS
nem volt
Tendencia jelleggel magasabb bélsár pH (P=0,09) Összes coliform és E.coli nem változott (P>0,01)
Burkey és mtsai, 2004
Malac 28 nap/6,8kg
0-14 nap 15-28 nap
0,15 % MOS
14. napon Salmonella
A negatív kontrollal azonos a bélsár mikrobiológiai összetétele
Campbell, 2006
Hízó 75kg
28 nap
MOS
nem volt
Coliform, Lactobacillus, Bifidobacteriumok szám a bélsárban nem változott (P>0,05)
Castillo, 2008
Malac 20 nap/6,7kg
0-14 nap 15-35 nap
0,2 % MOS
nem volt
Javuló bélsár konzisztencia (P=0,002) Lactobacillus szám nem változott (P>0,10) Enterobakteriumok száma csökkent (P<0,05)
van der PeetSchwering és mtsai, 2007
Malac 28 nap/7,8kg
35 nap
0,125 % Élesztő; 0,125 % Élesztő + 0,2 % MOS
nem volt
Az ileum mikroflórája nem változott
Rekiel és mtsai, 2007
Hízó 21-56 kg 56-100kg
0,1 % MOS
nem volt
Emelkedett lactobacillus szám, csökkent enterobakteriumok száma A bélsár haemolizáló E. coli és Salmonella negatív a MOS csoportnál, pozitív a negatív kontrolnál
Shen és mtsai, 2009
Malac 21nap/5,8kg
0,3% Élesztő
nem volt
A vakbélben mérhető coliformok száma csökkent (P<0,05) A vastagbél és végbél flórája nem változott (P>0,05) A lactobacillus és a teljes aerob valamint anaerob szám a bélcsatornában nem változott (P>0,05)
*Az élesztő MOS tartalma 5,2 %
21nap
3 % Élesztő *
nem volt
29. napon E.coli K88
mtsai., 2002; Swanson és mtsai., 2002a; Swanson és mtsai., 2002a,b; Fernandez és mtsai., 2002; Sims és mtsai., 2004; Spring, 1999; Rekiel és mtsai., 2007) és/vagy csökkentette az enerobaktériumok számát (Rekiel és mtsai., 2007; Castillo és mtsai., 2008), illetve a vakbélben mérhető E.coli számot (Shen és mtsai., 2009). Mannán tartalmú takarmány-kiegészítő hatására malacokkal végzett vizsgálatokban, számos esetben a bélflóra összetétele változatlan maradt (Hancock és mtsai., 2002, Burkey és mtsai., 2004, Campbell és mtsai., 2006, Van der Peet Schwering, 2007; Shen és mtsai., 2009). Bár több vizsgálat a Bifidobaktériumok, Lactobacillusok és az Enterococcusok számának növekedéséről számolt be a takarmány MOS kiegészítése esetén, azonban ez nem minden esetben járt együtt a vastagbélben
termelődött
rövidszénláncú
zsírsavak
és
a
tejsav
mennyiségének növekedésével (Swanson és mtsai., 2002a, b; White és mtsai., 2002; Shen és mtsai., 2009). Az Enterococcusok számának emelkedése kedvező hatású anyagcsere termékeik mellett (rövid szénláncú zsírsavak), a kompetíciót segítő bactericin és enterocin termelésükön keresztül segíthetik a „jótékony” ökoszisztéma kialakulását (Abriouel és mtsai., 2001; Leroy és mtsai., 2003). MOS etetése esetén vagy a bélben élő kórokozók számának csökkenése révén, vagy a baktérium populáció megváltozásának következtében, csökkenhet a bélben termelődött ammónia mennyisége (Zentek és mtsai., 2002; Juskiewicz és mtsai., 2003; 2005). Az ammónia csökkenésének mértéke függ az állat korától és az alkalmazott mannan-oligoszharid mennyiségétől is (Juskiewicz és mtsai., 2003; 2005). Az irodalmi adatok tehát az mutatják, hogy a takarmány MOS kiegészítése bakteriális fertőzést követően hatékonyan csökkenti a tápcsatornában megtelepedő patogének számát, azonban megfelelő higiéniai körülmények között tartott állatok esetében a kórokozók mennyiségét nem változtatja meg. Az ökoszisztéma kedvezőnek ítélt változása nem
42
következetes az egyes kísérletekben, mely arra enged következtetni, hogy a MOS-készítmények az eubiózis állapotának fenntartását segítik ugyan, de prebiotikus hatásuk nincs. 2.4.2.2. A takarmány MOS-kiegészítésének hatása az immunválasz készségre Az állatok a bélcsatorna felől támadó kórokozó mikroorganizmusokkal szemben komplex védekező mechanizmussal rendelkeznek, mely magába foglalja az élettani barriereket (bélhámsejtek alkotta határvonal), a fizikaikémiai
gátakat
(gyomor
sósav,
bél
perisztaltika,
bélnedv),
és
a
nyálkahártyához kötött lokális valamint az innen induló szisztémás immunfolyamatokat (Mackie és mtsai., 1999; Gaskins és mtsai., 2001). A legújabb kutatási eredmények arról számolnak be, hogy a MOS nem csak a tápcsatornában élő mikrobapopuláció megváltoztatásán keresztül, hanem közvetlenül is befolyásolja a szervezet ellenálló képességét. Ez is egy lehetséges magyarázat arra, hogy baromfi esetében a takarmány MOS kiegészítése jelentősen csökkentheti az elhullást (Hooge, 2003; 2004a;b). Számos patkánnyal és baromfival végzett vizsgálat számol be arról, hogy a MOS javítja a bél lokális immunitását, a takarmány mannánkiegészítése megnöveli a béltartalomban lévő sIgA mennyiségét. Ezt okozhatja a vékonybél (O’Cara és mtsai., 1977; Swanson és mtsai., 2002a; Gomez-Verduzco és mtsai., 2009) és a vakbél nyálkahártyájának intenzívebb IgA szekréciója (Kudoch és mtsai., 1999), valamint az epefolyadék megnövekedett IgA tartalma is (Savage és mtsai., 1996). A MOS etetésekor mérhető nagyobb IgA termelés feltehetően azzal magyarázható, hogy a takarmánnyal felvett mannóz a nyálkahártya felületén lévő mannóz-kötő receptorokon keresztül aktiválja a fagocita sejteket és a limfocitákat, valamit a szervezet komplement rendszerét (Dewegowda és mtsai., 1996; Davis és
43
mtsai., 2002; Davis és mtsai., 2004a; Davis és mtsai., 2004b; Davis és mtsai., 2004c; Watzl és mtsai., 2005; 4. táblázat). Választott malacokkal végzett vizsgálatban az állatok hatékonyabb immunválasz készségét a bélben mért makrofágok nagyobb fagocitózis aktivitása is támogatta, ha a takarmány 0,3% foszforilált mannánt tartalmazott (Davis és mtsai., 2004a). A jobb lokális immunitás jobb szisztémás immunválasz- készséget is eredményez (Swanson és mtsai., 2002a; Davis és mtsai., 2004a; 4. táblázat). Mannóz tartalmú takarmány fogyasztása valószínűleg stimulálja egy opszonin, a mannóz-kötő fehérje termelését a vérben (Newman és mtsai., 1994; Franklin és mtsai., 2002). Az opszoninok olyan molekulák, amelyek elősegítik és felgyorsítják a fagocitózist pl. azzal, hogy csökkentik a fagocita sejt és a célbaktérium azonos negatív töltéséből adódó taszítást. Beépülnek a baktérium antigén és a fagocita sejt receptorához kapcsolódó ellenanyag közé és az így létrejövő kapcsolat (opszonizáció) lehetővé teszi a baktérium bekebelezését.. Nilsen és mtsai. (1999) magasabb mannóz-kötő fehérje koncentrációt mért baromfiban vírus infekciókor. A mannóz-kötő fehérje valószínűleg a vírusok és baktériumok mannóz-tartalmú részéhez kötődik, mely aktiválja az immunrendszer elemeit (Newman és mtsai., 1994; Jensen és mtsai., 2008). Először a makrofágok aktivizálódnak (Davis és mtsai., 2004a) és kebelezik be a betolakodót, később viszont a B-sejtek tevékenységének köszönhetően az antitesttermelés is megindul (White és mtsai., 2002; Shashidhara és mtsai., 2003). Az eddigi vizsgálatok alapján úgy tűnik, hogy MOS etetésekor az immunrendszer aktiválása és szupresszálása egyaránt szerepet kapnak (Williams
és mtsai., 1992; 1996; 1997 a,b). Egyes in vitro (Muchmore és
mtsai., 1990; Podzorski és mtsai., 1990) és in vivo (Cotter és mtsai., 1997; Davis és mtsai., 2002) kutatások eredményei azt mutatják, hogy a MO
44
4. táblázat: A takarmány mannán-oligoszaharid kiegészítésének hatása a választott malacok immunparamétereire Hivatkozás
Kor/testtömeg
Időtarta m
MOS-kiegészítés
Eredmény
Kim és mtsai., 2000
21 napos/6,6 kg
28 nap
0,1 % MOS
- A kezelések között nem volt különbség a citotoxikus és szupresszor T sejtek (CD8+) valamint a T helper sejtek (CD4+) számában (P>0,10) - A MOS-kiegészítésnél nagyobb volt a CD8+ sejtszám növekedés és a CD4+ sejtszám csökkenés a 7. és 21. nap között, mint a kontroll csoportban - a hasmenések gyakoriságára nem volt hatása a kezeléseknek (P>0,10)
Davis és mtsai.., 2002
18napos/6kg
38 nap
0,2 % MOS
-
A limfocita proliferáció (PHA, PWM mitogénnel) nem változott (P>0,10)
White és mtsai., 2002
22 napos/6,6 kg
28 nap
3 % élesztő1
-
a szérum IgA, IgG és IgM tartalma nem változott (P>0,10), de MOS + 2 % citromsav kiegészítésnél az IgG tartalom nőtt (P≤0,05)
White és mtsai., 2002
11 napos/4,1 kg
Burkey és mtsai., 2004
*tendencia
28napos/6,8 kg
39 nap
28 nap
3 % élesztő1 29. napon E coli K88 fertőzés
0,15 % MOS Salmonella fertőzés
-
a szérum IgA, IgG és IgM tartalma nem változott (P>0,10)
- A szérum IGF-I koncentrációja nagyobb a MOS csoportban (P<0,10)* - A haptopgobin koncentráció magasabb a MOS, mint az AGP csoportban - A szérum IL-6 koncentrációt a kezelések nem befolyásolták (P>0,10)
4. táblázat: A takarmány mannán oligoszaharid kiegészítésének hatása a választott malacok immunparamétereire (folytatás) Hivatkozás
Davis és mtsai., 2004a
Kor/testtömeg
19 napos/5,7 kg
Időtarta m
MOS kiegészítés
Eredmény
26 nap
0,3 % MOS
- A vérben a leukociták száma nem változott (P>0,10), a limfociták aránya a leukocitákon belül nőtt (P<0,05) neutrofilok aránya csökkent (P=0,08) - A 14. nap: - a limfocita proliferáció (PHA, PWM, ConA mitogénnel) nem változott (P>0,10) - a vérben a monociták fagocitózisa nem változott (P>0,10) - a lamina propria-ban a fagocta makrofágok aránya nem változott (P>0,10), de a makrofágok fagocitózis aktivitása növekedett (P<0,05) - 19. nap: - több makrofág, CD14+ leukocyta a lamina propriában (P<0,05) - 21. nap: - alacsonyabb CD3+CD4+/CD3+CD8+ T-limfocita a jejunum lamina propriában (P<0,05) - magasabb CD14+ a lamina propriában (P<0,05)
-
A limfocita proliferáció (mitogén nélkül, PHA, PWM mitogénnel) nem változott (P>0,10)
-
A limfocita proliferáció (mitogén nélkül, PHA, PWM mitogénnel) nem változott (P>0,10)
Davis és mtsai., 2004b
19napos/6,2 kg
38 nap
0-10 nap 0,3 % MOS 10-38 nap 0,2 % MOS
Davis és mtsai., 2004b
19napos/4,6 kg
38 nap
0,2 és 0,3 % MOS
4. táblázat: A takarmány mannán-oligoszaharid kiegészítésének hatása a választott malacok immunparamétereire (folytatás) Hivatkozás
Időtarta m 35 nap
MOS kiegészítés
- A MOS-kiegészítés a PHA-nel stimulált limfocita proliferációt csökkentette (P≤0,05) - 200 ppm ZnO kiegészítés mellett a MOS-kiegészítés csökkentette (P≤0,05), 500 és 2500ppm ZnO hozzáadásakor nem befolyásolta a PWM-nel stimulált limfocita proliferációt (P>0,10)
19napos/5,6 kg
Davis és mtsai., 2004c
19 napos/5,7 kg
21 nap
Hou és mtsai., 2005
15-19 napos
14 nap
0,3%GOS*
27napos
28 nap
0,03 % élesztő sejtfal kivonat2
Sauerwein és mtsai., 2007
30 napos
28 nap
0,3 % élesztő sejtfal kivonat2
- A fagocita aktivitás nem változott (P>0,05) - A szérum IgA koncentráció nem változott (P>0,05) - Kisebb szérum IgG koncentráció (P<0,05)
Sperandal és mtsai., 2008
28 napos
35 nap
0,2% élesztő hidrolizátum
A limfociták, ezen belül a CD4+ és CD8+ sejtekszáma emelkedett (P<0,05)
2
0.3 % MOS
Eredmény
Davis és mtsai., 2004b
Sauerwein és mtsai., 2007
1
Kor/testtömeg
0,3 %
- neutrofil koncentráció tendenciózusan kisebb (P<0,10) - limfocita koncentráció nagyobb (P<0,05) - a kezeléseknek a limfocita stimulációra és a makrofágok fagocitózisára nem volt hatása (P>0,10) - A szérumban a 14. napon nagyobb IgA, IgG és IgM koncentrációt mértek (P<0,001) - A fagocita aktivitás nem változott (P>0,05) - Nagyobb szérum IgA koncentráció (P<0,05) - A szérum IgG koncentráció nem változott (P>0,05)
az élesztő MOS-tartalma 5,2%, 25% β-D-glukan és 10% D-mannóz,
*GOS Galakto mannan-oligoszaharid
gyengítik
a
limfociták
blasztosodási
képességét,
így
egyfajta
immunszupresszív állapotot hoznak létre (Spurlock és mtsai., 1997a). Indirekt módon egy mérsékelt ”down” reguláció, ami még nem okozza – például megfelelő higiéniai körülmények között lévő állatok esetében – a szervezet megbetegedését egyes spekulációk szerint akár táplálóanyag „megtakarítással”
is
járhat.
Amennyiben
a
táplálóanyag
igényes
immunfolyamatok aktivitása csökken, akkor ezzel több táplálóanyagot tud az állat
a
saját
immunszupresszió
szöveteinek
építésére
felhasználni,
következményeként
nőhet
így
mérsékelt
az
állatok
testtömeggyarapodása és javulhat takarmányhasznosítás. Más kísérletekben azonban a MOS-kiegészítés (0,2% vagy 0,3%) hatására nem változott az aspecifikus limfocita stimulációs teszt (LST, mitogének: PHA, PWM, ConA) eredménye a negatív kontrollhoz képest (Davis és mtsai., 2002; Davis és mtsai., 2004a; Davis és mtsai., 2004b; Davis és mtsai., 2004c; 4. táblázat). További vizsgálatok azt mutatják, hogy sem az intercelluláris közvetítők, az interleukinek (Burkey és mtsai., 2004; Shen és mtsai., 2009), sem pedig a különböző típusú T-sejtek koncentrációja (Kim és mtsai., 2000; Davis és mtsai., 2004b, Shen és mtsai., 2009) nem változott jelentősen MOS etetésekor. A vér alakos elemei közül a limfociták számának növekedését figyelték meg választott malacokban (Davis és mtsai., 2004b; 4. táblázat) és kutyákban (Swanson és mtsai., 2002a; Swanson és mtsai., 2002b) is MOS etetésekor. Egy nemrégiben brojlerekkel végzett vizsgálatban a takarmány élesztővel való kiegészítése (2,5-7,5 g élesztő/kg takarmány) megnövelte a vérben mérhető lizozim enzim koncentrációját (Gao és mtsai., 2009), ami a természetes immunválasz részeként a vérbe jutó baktériumok elleni védekezés hatékony eszköze. A nem specifikus humorális immunválasz készséget sok esetben a vérben mérhető immunglobulin koncentrációjával
48
jellemzik. A kísérleti eredmények azt mutatják, hogy a takarmány mannánkiegészítése növeli a vér IgA tartalmát választott malacban (Hous és mtsai., 2005; Sauerwein és mtsai., 2007; 4. táblázat), az IgG és IgA termelést növendék pulykában (Savage és mtsai., 1997), valamint az IgA, IgG és IgM mennyiségét kocában (O’Quinn és mtsai., 2001), lóban (Ott és mtsai., 2006) és kutyában (Swanson és mtsai., 2002a, b). Immunizációt követően bizonyos antigéneknél hamarabb lehet számítani a specifikus humorális immunválasz reakciók megjelenésére MOS- kiegészítés esetén választott malacokban (Han és mtsai., 2007), tojókban (Malzone és mtsai., 2000), brojlerekben (Shashidhara és mtsai., 2003; Gao és mtsai., 2009), szárazon álló tehenekben (Franklin és mtsai., 2002; 2005). Az állatok ellenálló képességét a szervezet antioxidációs státusza nagymértékben befolyásolja. Egy közelmúltban megjelent in vitro vizsgálat szerint az élesztő eredetű készítmények alkalmasak az oxidatív stressz hatásának és a gyulladás intenzitásának mérséklésére (Jensen és mtsai., 2008). Ezzel összhangban az antioxidáns rendszer aktívabb működése jellemezte a MOS-t fogyasztó kocákat és az általuk szoptatott malacokat is Czech és mtsai. (2008) vizsgálatában. Egyes
irodalmi
adatok
azt
mutatják,
hogy
a
mannán-tartalmú
készítmények az immunmoduláns hatást a bélhám lokális immunválasz készségének javításán keresztül fejtik ki és közvetve, a lokális immunválasz erősségétől függően hatással vannak a szisztémás immunfolyamatokra. A MOS-kiegészítés
a
nem
immunizált
állatoknál
nem
befolyásolja
következetesen a celluláris immunválasz készséget, azonban immunizációt követően segíti a specifikus celluláris és humorális immunválasz korábbi megjelenését. Az elvégzett vizsgálatokban a mannán- kiegészítés mértéke nem volt azonos, ezért elképzelhető, hogy a MOS-tartalom, illetve annak kémiai összetétele jelentősen befolyásolja a folyamatok aktivitását.
49
2.4.2.3. MOS etetés hatására bekövetkező strukturális és funkcionális változások a bélnyálkahártya szerkezetében és működésében A bélhámot alkotó sejtek épsége és szoros kapcsolódása fontos alapköve a bél integritásának. Egyes szerzők szerint MOS- kiegészítés esetén olyan morfológiai változások következnek be a bélnyálkahártyában, amelyek a mucin termelésen keresztül befolyásolják a gazdaszervezet fertőzésekkel szembeni ellenálló képességet és a csökkent kefeszegély enzim előállítás kapcsán az emésztés folyamatát (Gaskins és mtsai., 2001). A bélhám felületén történő mikroba kolonizációban bekövetkező változások hatással vannak a bélhámban zajló érési, szövettani folyamatokra (Hooper és mtsai., 2002). Ezért valószínűleg a MOS hatására kedvező irányba változó baktérium populáció, valamint a fermentációs tevékenység eredményeként nagyobb mennyiségben keletkező rövidláncú zsírsavak jelenléte és a csökkenő NH3 termelés is szerepet kap a bélnyálkahártyát jellemző strukturális változásokban (Ferket és mtsai., 2002a). A témához kapcsolódó vizsgálatokat elsősorban baromfival végezték. Droleskey és mtsai. (1994) kísérletében Salmonella typhimurium fertőzést követően a csirkékből vett bélnyálkahártya
a
jelentős
bélhámsejt
veszteség
miatt
elveszítette
integritását, amit 2,5% mannóz hozzáadásával sikerült meggátolni. A kehelysejtjtek által termelt mucin szintén fontos szerepet kap a bélcsatorna bakteriális egyensúlyának alakításában, a gazdaszervezet védelmében. Jércék és pulykák esetében is duodénum kehelysejtjeinek számszerű növekedését észlelték MOS etetésekor (Savage és mtsai., 1997; Kappel és mtsai.., 2004). Kappel és mtsai. (2004) azt is megfigyelték, hogy MOS- kiegészítés hatására nő a kefeszegély által termelt alkalifoszfatáz, maltáz és leucin aminopeptidáz mennyisége, valamint a nyálkahártya alatti kötőszövet DNS-tartalma, ami a felgyorsult bélhám maturációs folyamatokra utal. Ugyancsak baromfival végzett vizsgálatokban az abrakkeverék MOS- kiegészítése a fiatal (1-2
50
hetes) csirkék vékonybelében (jejunum) a bélbolyhok szerkezetének pozitív változását okozta: MOS- kiegészítés hatására nőtt a bélboholy/kripta arány (Iji és mtsai., 2001; Ferket és mtsai., 2002a, Gao és mtsai., 2009). Malacokban a választást követő első napon a bélbolyhok erőteljes megrövidülése jellemző, amit a hámsejtek fokozott elhalása és csökkent mértékű megújulása kísér (Pluske és mtsai., 1996). van der Peet és mtsai. (2007) vizsgálataiban a 27 naposan választott malacok takarmányához kevert 0,2% MOS- kiegészítés nem csökkentette a bélhámban zajló negatív folyamatokat (van der Peet és mtsai., 2007). Más kísérletekben azonban a mannán-kiegészítést
tartalmazó
takarmányokat
fogyasztó
malacoknál
megnőtt a jejunumban a bélboholy/kripta arány (Kocher és Tucker, 2005; Shen és mtsai., 2009). A sertés modell állatának tekintett szivárványos pisztránggal végzett vizsgálatokban is a MOS pozitív hatását tapasztalták a bél felszívó felületének és a mikrobolyhok szerkezetének vizsgálatakor (Dimitroglou és mtsai., 2009). Hasonló eredményeket kaptak választott nyulakkal is, itt a tápcsatornában a patogének számának csökkenése révén a mannán-készítmény közvetett hatását feltételezték a szerzők (Mourao és mtsai., 2005). A választást követően a tápcsatorna felszívó felületének gyors regenerációjától a táplálóanyagok emészthetőségének javulását várhatjuk. A takarmány MOS-kiegészítésének hatására Kim és mtsai. (2000) a szárazanyag,
nyersfehérje
szignifikáns
(P<0,05),
az
és
nyerszsír
ileális
emészthetőségének
aminosavak
ileális
emészthetőségének
tendenciózus (P<0,10) javulását tapasztalták választott malacokban a vizsgálatok második szakaszában (választást követő 15-28. nap). Az előzőekkel összhangban élesztőtartalmú (2,5 g/kg) keverékek esetén javult a nyersfehérje-, a Ca- és a P-emészthetősége Shen és mtsai. (2008) malacokkal végzett kísérletében.
51
A MOS- készítmények a tápcsatornában megtelepedő patogén kórokozók számának csökkentése révén, valamint a szervezet specifikus és nem specifikus lehetnek
immunválasz a
rosszabb
készségének
higiéniai
megváltoztatásával
körülmények
között
alkalmasak
tartott
állatok
teljesítményének javítására. Ehhez járul, hogy a MOS- kiegészítést tartalmazó takarmányok esetén fiatal állatoknál a bél maturációs folyamatai felgyorsulnak, csökkentve a malacoknál a választáskor jelentkező emésztési depressziót, és így a táplálóanyagok jobb emészthetőségét eredményezhetik. 2.4.3.
A
takarmány
MOS-kiegészítésének
hatása
a
sertések
teljesítményére Az
élesztő
kiegészítőként
sejtfal
eredetű
mannán
való
alkalmazása
oligoszaharidok
a
gazdasági
takarmányhaszonállatok
takarmányozásban mintegy 15 évre tekint vissza. A MOS-t először 1993-ban alkalmazták broilercsirkék takarmányának adalékaként (Hoog és mtsai. 2003). Míg a baromfiféléknél (tyúk, pulyka) szinte minden korcsoportnál (növendék, tojó) hozamnövekedés érhető el MOS etetésekor (Stanley és mtsai., 2000; Fritts és mtsai., 2000; Hulet és mtsai., 2000; Bozkurt és mtsai., 2003; Hoog és mtsai., 2003; 2004 a,b,c; Zhang és mtsai., 2005; Gao és mtsai., 2008), addig a sertések esetében a teljesítményfokozó hatás inkább csak bizonyos időszakokban jellemző. A sertéstartás két legkritikusabb periódusa a választás, főleg annak első 2 hete, valamint a kocák vemhességének utolsó 3-4 hete. A legtöbb mannan-oligoszahariddal foglalkozó publikáció is ezen időszakokra vonatkozó kutatási eredményekről számol be. A kocákkal végzett vizsgálatok eredményei következetesen a MOS teljesítményfokozó hatását mutatják. A vemhes kocák takarmányához adott MOS-készítmény (0,2%, vagy 5 g/nap) a vemhesség utolsó 2-3 hetében,
52
valamint a szoptatás alatt javítja a szopós malacok gyarapodását (O’Quinn és mtsai., 2001; Newman és mtsai., 2001; Pettigrew és mtsai., 2005). A MOSnak a sertéshízlalás eredményességére gyakorolt hatásáról csupán kevés számú vizsgálat számol be. A MOS-készítmények hatásmechanizmusából adódóan azon időszakokban lehet eredményes, melyet az ellenállóképesség csökkenése, a patogének nagyobb mértékű kolonizációja kísér. A hízlalás során megfelelő tartási körülmények között a sertés már nincs kitéve olyan (stressz) hatásoknak, melyek gyengítenék a szervezet ellenálló képességét. Ezért
a
növendék-
és
hízósertések
abrakkeverékének
mannan-
oligoszahariddal való kiegészítése csak kismértékű és nem következetes teljesítményjavulást eredményez (Pettigrew és mtsai., 2000; Davis és mtsai., 2002; Sauerwein és mtsai., 2007). A manan-oligoszahariddal foglalkozó vizsgálatok között a választott malacokkal végzett vizsgálatok száma a legnagyobb, azonban a belőlük levonható következtetés messze nem olyan egyértelmű, mint a kocák esetében. Az 5. táblázatban néhány közelmúltban megjelent, választott malacokkal végzett vizsgálat eredményét mutatjuk be. A táblázatból jól látszik, hogy a takarmányhoz adott MOS a kontroll csoporthoz képest több esetben számszerűen javította ugyan a malacnevelés során mért eredményeket (átlagos napi testtömeggyarapodás, átlagos napi takarmányfelvétel, takarmányértékesítés), de a javulás mértéke statisztikailag nem volt mindig igazolható. Egy 2004-ben megjelent publikáció egy kereskedelmi forgalomban lévő MOS-dal (Bio-Mos) végzett közel 30 kísérlet eredményét dolgozta fel (Miguel és mtsai., 2004). Miguel és mtsai. (2004) adatai alapján úgy tűnik, hogy a takarmány MOS-kiegészítése elsősorban a választást követő 2 hétben javítja a malacok súlygyarapodását, a malacnevelés későbbi időszakában legfeljebb megtartják az állatok ezt a szerzett előnyt. A statisztikai analízis szerint a választási kor (17-18. életnap,
53
20-21. életnap vagy 24-28. életnap) nem befolyásolta a kiegészítés hatását (Miguel és mtsai., 2004), bár a szerzők a kapott eredmények értékelésénél felhívják a figyelmet az összehasonlítható, ellenőrzött kísérletek alacsony számára. Elsősorban azon malacok esetében lehet a MOS hozamfokozó hatására számítani, melyek a választást követő 1-2 hétben lassabban fejlődnek (Davis és mtsai., 2002; Le Mieux és mtsai., 2003; Yang és mtsai., 2005), és az átlagos napi gyarapodásuk nem éri el a 180 g-ot (Miguel és mtsai., 2004). Az említett lassú növekedés nem a gyengébb genetikai képességgel magyarázható, hanem sok esetben a nem megfelelő környezeti tényezőkre (épület higiénia, elégtelen fertőtlenítés, folyamatos telepítés, stb.) vezethető vissza. Általánosan igaz, hogy a hozamfokozó takarmánykiegészítők – legyen az antibiotikum, pre- vagy probiotikum, szerves savkiegészítés – pozitív hatása annál egyértelműbb, minél jobban elmarad az állat
a
genetikailag
determinált
teljesítőképességétől
(Cromwel
és
mtsai.,1991; 2000; 2001). A témához kapcsolódó kísérletekben alkalmazott MOS- készítmények dózisa 1-5 g/ takarmány kg között változik, azonban a takarmány-kiegészítő összetételét, annak mannán-tartalmát csak ritkán adják meg a szerzők. A vizsgálati eredmények változékonyságát többek között az is magyarázhatja, hogy a készítmények aktív komponense az egyes kísérletekben különböző. Az irodalmi adatok feldolgozása során Miguel és mtsai. (2004) arra a következtetésre jutottak, hogy 1 és 2 g/ takarmány kg Bio-Mos etetésekor várhatóan javul a malacok gyarapodása, azonban nagyobb dózisú kiegészítés (3 vagy 4 g/kg) esetén a negatív kontrollhoz képest nem változik az állatok teljesítménye. Regresszív dózis-válasz hatást mutat Le Mieux és mtsai. (2003) kísérletének eredménye is, ahol a takarmányhoz kevert 0,2% javította (P<0,05), míg 0,3% MOS- készítmény nem befolyásolta (P>0,10) a
54
5. táblázat: A takarmány mannán-oligoszaharid kiegészítésének hatása a választott malacok teljesítményére Szerző
Kim és mtsai., 2000
Választási kor (nap/TT kg)
Kísérlet hossza (nap)
MOSkiegészítés (%)
21/6,6
0-14 15-28 0-28
0,1
White és mtsai., 2002
22/6,6
Davis és mtsai., 2002
18/6
Hancock és mtsai., 2003
21/6
0-7 7-14 14-21 21-28 0-28 0-10 10-24 24-38 0-38 0-7 0-21 0-35
3% élesztő1
0,2
0,1 0,2
0-8 8-21 20/4,8 0,2 21-28 0-28 0-8 17/5,4 8-21 LeMieux és mtsai., 0,2 2003 21-28 0-28 * Statisztikailag igazolt különbség a kezelések között (P<0,05) LeMieux és mtsai., 2003
Takarmányértékesítés (kg tak./kg tgy.)
Tömeggyarapodás (g/nap)
Takarmány-felvétel (g/nap)
Ø MOS
MOS
Ø MOS
MOS
Ø MOS
MOS
352 514 433
349 532 441
399 652 525
414 636 525
1,14 1,27 1,22
1,19 1,20 1,19
168 426 501 629 431 107 400 524 402
131 389 452 598 393 157* 418 564 427
243 630 837 1.126 709 246 498 891 611
189 595 725 1.023 633 272 506 897 617
1,47 1,49 1,68 1,79 1,64 2,29 1,24 1,70 1,52
1,57 1,53 1,62 1,71 1,62 1,73* 1,21 1,59 1,44
204 272 395
231 308 426
195 331 562
209 354 562
0,95 1,21 1,42
0,90 1,14 1,31
194 424 410 355 73 347 282 262
222 420 418 363 145 386* 321* 310*
204 565 736 501 251 390 518 386
217 568 727 508 298 476* 516 441*
1,05 1,33 1,79 1,41 3,4 1,12 1,83 1,47
0,97 1,35 1,73 1,39 2,05 1,13 1,60 1,42
5. táblázat: A takarmány mannán-oligoszaharid kiegészítésének hatása a választott malacok teljesítményére (folytatás)
Szerző
Választási kor (nap/TT kg)
LeMieux és mtsai., 2003
16/4,9
LeMieux és mtsai., 2003
18/4,7
Davis és mtsai., 2004a
19/5,7
Davis és mtsai., 2004b
19/6,2
Davis és mtsai., 2004b
19/4,6
Kísérlet hossza (nap) 0-7 7-21 0-21 0-7 7-19 19-27 0-27 0-14 15-21 0-21 0-10 10-24 24-38 0-38 0-10 10-24 24-38 0-38
MOSkiegészítés (%)
Tömeggyarapodás (g/nap)
Takarmányfelvétel (g/nap)
Takarmányértékesítés (kg tak./kg tgy.)
Ø MOS
MOS
Ø MOS
MOS
Ø MOS
MOS
0,2
122 280 228
103 328* 242*
212 480 390
182 455* 353
1,73 1,71 1,71
1,76 1,38* 1,45
0,2
130 401 394 329
130 342* 414 308
194 552 731 512
194 497* 754 495
1,49 1,37 1,85 1,55
1,49 1,45 1,82 1,60
0,3
154 354 237
253* 402 311*
261 507 357
312 506 392
1,63 1,66 1,66
1,82* 1,78 1,79*
0,3
180 408 568 426
182 417 570 431
236 565 901 634
235 560 902 632
1,76 1,72 1,65 1,70
1,77 1,74 1,65 1,71
0,2
162 410 559 420
148 413 557 418
198 523 812 573
195 541 826 586
1,82 1,78 1,69 1,75
1,76 1,76 1,68 1,73
* Statisztikailag igazolt különbség a kezelések között (P<0,05)
5. táblázat: A takarmány mannán-oligoszaharid kiegészítésének hatása a választott malacok teljesítményére (folytatás)
Választási kor (nap/TT kg)
Kísérlet hossza (nap)
MOSkiegészítés (%)
19/5,6
0-7 7-21 21-35 0-35
0,2 0,3 0,3
Rozeboom és mtsai., 20051
5,6
0-11 11-42 0-42
Rozeboom és mtsai., 20052
6,2
Rozeboom és mtsai., 20053
6,7
Szerző
Davis és mtsai., 2004b
Tömeggyarapod ás (g/nap)
Takarmányfelvétel (g/nap)
Takarmányértékesítés (kg tak./kg tgy.)
Ø MOS
MOS
Ø MOS
MOS
Ø MOS
MOS
141 347 438 342
150 345 459 352
216 491 797 562
226 463 808 558
1,53 1,41 1,81 1,64
1,50 1,32 1,76 1,58
0,2
120 325 271
133 349 292
204 648 531
225 685 564
1,66 1,99 1,95
1,66 1,96 1,93
0-11 11-42 0-42
0,2
186 401 340
186 416 351
205 719 574
207 758 602
1,11 1,79 1,68
1,11 1,82 1,72
0-11 11-42 0-42
0,2
226 596 494
214 662* 539*
360 1073 877
321 1079 871
1,60 1,79 1,77
1,51 1,63* 1,62*
* Statisztikailag igazolt különbség a kezelések között (P<0,05)
5. táblázat: A takarmány mannán-oligoszaharid kiegészítésének hatása a választott malacoteljesítményére (folytatás)
Választási kor (nap/TT kg)
Kísérlet hossza (nap)
MOSkiegészítés (%)
Van der Peet-Schering és mtsai., 2007
27/7,8
0-14 14-35
Castillo és mtsai., 2008
20/6,6
Szerző
Tömeggyarapod ás (g/nap)
Takarmányfelvétel (g/nap)
Takarmányértékesítés (kg tak./kg tgy.)
Ø MOS
MOS
Ø MOS
MOS
Ø MOS
MOS
0,2
208 572
219 614
290 880
300 910
1,39 1,52
1,36 1,48
0-14 15-35
0,2
150 430
140 440
240 680
220 640
1,59 1,58
1,57 1,45*
362
275
Shen és mtsai,, 20091
28/7,5
0-21
Élesztő1 0,25 0,5 1,0 2,0
Shen és mtsai,, 20092
21/5,8
0-21
0,5
* Statisztikailag igazolt különbség a kezelések között (P<0,05) 1 az élesztő mannán tartalma 5,2 %
375 438* 384 379
346*
655
467
673 820* 741 708
526
1,80
1,69
1,79 1,87 1,92 1,86
1,52
malacok átlagos napi gyarapodását és takarmányértékesítését a negatív kontrollhoz képest. Hasonló hatásról számolnak be Shen és mtsai. (2009) is, akik mannán-tartalmú élesztőt etettek növekvő mennyiségben (2,5-20 g élesztő/kg takarmány). Azok a malacok, melyek abrakkeverékéhez 5 g/ takarmány kg élesztőt vagy hozamfokozó antibiotikumot adtak azonos mértékű
tömeggyarapodásra
voltak
képesek,
mely
szignifikánsan
különbözött a negatív kontroll- csoportban mért gyarapodástól. Az élesztő mennyiségének növelésével a (10 és 20 g/kg) az átlagos napi gyarapodás csökkent és statisztikailag nem különbözött a kiegészítést nem fogyasztó malacok teljesítményétől (Shen és mtsai., 2009). Azonban azt is meg kell jegyezni, hogy a különböző kezelésekben az állatok takarmányértékesítése nem változott, a nagyobb gyarapodás a nagyobb takarmányfelvétel következménye volt (Shen és mtsai., 2009). Fiatal állatoknál a növekedési teljesítmény és a N-retenció között szoros kapcsolat van (Cromwell, 1996), mivel ebben az életszakaszban elsősorban a fehérjebeépülés dominál, a zsír- beépülés mértéke jellemzően a táplálóanyag ellátás függvénye (Morgan és mtsai., 1989). Az állatok fehérjeforgalmában bekövetkező változásokat a teljesítményvizsgálatokhoz képest a N-retenciós vizsgálatok sokkal érzékenyebben mutatják (Figueroa és mtsai., 2002). Ezért a különböző hozamfokozók hatékonyságát, főleg növendék állatok esetében, annak N-retencióra gyakorolt hatása alapján is értékelhetjük. Mannán-tartalmú készítményekkel azonban csupán kevés számú Nforgalmi vizsgálatot végeztek. Shin és mtsai. (2005) kísérletében a malacok N-mérlegét, valamint a felvett N értékesülését a takarmány élesztővel (1 g/kg, 2 g/kg), vagy hozamfokozó antibiotikummal való kiegészítése nem befolyásolta. A kísérleti kezelések között nem volt szignifikáns különbség sem a N-felvételben, sem a bélsárral, vizelettel ürített N mennyiségében. Egy 2009-ben végzett vizsgálatban azonban kimutatták, hogy a galakto-mannán-
59
oligoszahariddal etetett malacok vérében csökkent a karbamidtartalom (Tang és mtsai., 2009), ami a takarmányfehérjék jobb hasznosulására utal. A MOS kiegészítés teljesítményfokozó hatását jelentősen befolyásolhatja a keveréktakarmány összetétele és más hozamfokozó szerek egyidejű alkalmazása is. Életkori sajátosságukból adódóan a malacok választás után rendkívül érzékenyek a takarmánykomponensek minőségére (Okai és mtsai., 1976).
A
tejalapú
készítmények
(tejpor,
savó,
kazein,
laktóz)
nélkülözhetetlen összetevői a malactápoknak. Mintegy 33 összehasonlító vizsgálat eredményére alapozva Miguel és mtsai. (2004) szerint a MOSkiegészítés akkor segíti a malacok növekedését (+5,8% átlagos napi súlygyarapodás, P<0,05), ha a malacnevelés első időszakában 20% feletti a tejalapú készítmények aránya. A speciális összetevők közül a szárított sertésplazma (SDPP) az, ami nagyon jelentős mértékben (átlagosan 27%kal) javítja a választott malacok gyarapodását (van Dijk és mtsai. 2001). Azon keverékek esetében, melyek 5,5%-nál nagyobb mennyiségben tartalmaznak SDPP-t, a MOS- kiegészítés hatékonyabbnak mutatkozik (+6,7 átlagos napi súlygyarapodás, +3,9% átlagos napi takarmányfelvétel, -2,7% fajlagos takarmányhasznosítás, P<0,05; (Miguel és mtsai., 2004). A hozamfokozószerek alkalmazása a takarmányokban befolyásolhatja a MOSkiegészítés hatását (Davis és mtsai., 2002; Davis, 2004b; Le Mieux és mtsai., 2003; Fritts és mtsai., 2000). LeMieux és mtsai. (2003) kísérletében a malacnevelés második szakaszában (7-19 nap) a legjobb gyarapodást azok a malacok érték el, melyek takarmánya hozamfokozó antibiotikumot (oxitetraciklin) és 0,2% MOS-t is tartalmazott. Azt is meg kell azonban jegyezni, hogy ez a hatás a 3 fázisból (0-7. nap, 7-19. nap, 19-27. nap) csak a másodikban mutatkozott meg, a többiben - és így a teljes malacnevelés alatt - a hozamfokozó antibiotikum kiegészítéshez képest az antibiotikummal együtt adott MOS nem befolyásolta az eredményeket. A hozamfokozó
60
antibiotikumokhoz képest a MOS- kiegészítés hatására a termelési paraméterekben (átlagos napi gyarapodás, átlagos napi takarmányfelvétel, takarmányértékesítés) bekövetkező javulás sok estben statisztikailag nem igazolható, gyakran elmarad az antibiotikumok által biztosított hatástól (LeMieux és mtsai., 2003; Brown és mtsai., 2003). A nagy mennyiségben adott CuSO4 (160 ppm), valamint a választási időszakban a hasmenések megelőzésére alkalmazott ZnO (>2500 ppm) hozamfokozó tulajdonsága bizonyítottnak tekinthető (NRC 1998), de környezetszennyező hatása miatt használatuk
korlátozott.
A
takarmányok
előállításáról,
forgalomba
hozataláról és felhasználásáról szóló 2001. évi CXIX. törvény végrehajtási rendeletének jelenleg érvényben lévő módosítása szerint (20/2004. (II. 27.) FVM rendelet) ma Magyarországon a malactakarmányokban (12 hetes korig) megengedett összes réz mennyisége legfeljebb 170 ppm, az összes cink maximális aránya pedig 150 ppm. Davis és mtsai. (2002) vizsgálatában a szükségleteknek megfelelő Cu- tartalmú (20 ppm) abrakkeverék mannánoligoszahariddal való kiegészítése (0,2%) a kontrollhoz képest javította a malacnevelés eredményességét (átlagos napi tömeggyarapodás, átlagos napi takarmányfelvétel, fajlagos takarmányértékesítés), de az eredmény némileg elmaradt a nagy Cu dózisú (175 ppm) takarmánnyal etetett egyedek teljesítményétől. A kísérlet során a malacnevelés első fázisában (választástól 0-10. nap) a nagy adagú (175 ppm) CuSO4 pozitív hatását a MOSkiegészítés (0,2%) némileg rontotta (CuSO4 x MOS interakció P=0,01). Egy másik kísérletben a ZnO (2500 ppm) hozamfokozó hatását a MOS szinergista módon befolyásolta, de csak akkor, ha bekeverési aránya 0,2% volt; 0,3% MOS- kiegészítés sem a ZnO jelenlétében, sem anélkül nem befolyásolta a malacok gyarapodását (Davis és mtsai., 2004b). A
mannán-tartalmú
készítmények
felhasználása
a
sertéstakarmányozásban elsősorban a vemhes és szoptató koca, valamint a
61
választott malacok takarmányaiban lehet hatékony. A MOS- kiegészítés eredményességét számos tényező befolyásolja, többek között az állatok tartási körülményei, az alkalmazott dózis és a takarmány összetétele. Ha a választott malacok takarmánya 20% felett tartalmaz tejalapú készítményeket (tejpor, savó, kazein, laktóz), vagy legalább 5,5% a szárított sertés savópor aránya,
akkor
a
MOS-ok
jelentősen
javítják
a
malacnevelés
eredményességét. A MOS eddig ismert hatásmechanizmusával összhangban a teljesítményvizsgálatok eredményei is azt mutatják, hogy választott malacok esetében a legkritikusabb időszakban, a választást követő 2 hétben lehet a MOS pozitív hatására számítani. 2.4.4.
A
malactakarmányok
MOS-kiegészítésének
ökonómiai
vonatkozásai A hozamfokozó szerek alkalmazásakor érdemes azt is figyelembe venni, hogy a növekedési teljesítmény növelése milyen ráfordítás árán érhető el. A hozamfokozó antibiotikumok, mivel már közel 60 éve rutinszerűen alkalmazott kiegészítői a malactakarmányoknak, viszonylag alacsony áron beszerezhetők voltak. A jelenleg piaci forgalomban lévő hozamfokozók ára gyakran többszöröse az antibiotikumoknak, ami valószínűleg azzal magyarázható, hogy egy-egy hozamfokozószert csak viszonylag kevés gyártó forgalmaz, ezért nincs komoly árverseny az egyes termékek között. A mannán-tartalmú készítmények alkalmazása a malactakarmányozásban - a korábban leírt biológiai hatásuknál fogva - komoly gazdasági előnnyel járhat. Mivel a választást követő időszakban mérhető gyarapodás a teljes hízlalás során várható teljesítményt is meghatározza, ezért a választási időszakban
és
mindenképpen
a
malacnevelés
maghatározóak
során a
alkalmazott
sertéshízlalás
hozamfokozók gazdaságossága
szempontjából. Azok a malacok, amelyek választást követő első héten
62
képesek a választás előtti teljesítmény megtartására, a választást követő első hét végére 1,9 kg-mal nehezebbek a választás után visszaeső társaiknál, és a vágás idejére ez az előny csaknem négyszeresére, 8 kg-ra nő (Tokach és mtsai., 1992). Ezek a malacok legalább 10 nappal korábban készülnek el, ami a létfenntartó takarmányszükséglettel számolva hízónként kb. 5 kg takarmánynak felel meg; átlagosan 50 Ft/kg takarmányárral számolva ez 250 Ft/hízó. Ezzel szemben a szokásos 30 napos malacnevelési időszakban megetetett 16-18 kg malactáp 2 kg/t MOS- kiegészítése megközelítőleg 2 Ft/kg többletköltséget jelent, 30-40 Ft-tal emelve az egy malacra jutó takarmányozási költséget. A számolásból látható, hogy az egy malacra jutó csekély
költséghányad
miatt
a
ráfordítás
már
kismértékű
gyarapodásnövekedéssel ellensúlyozható. A gyorsabb növekedés és a rövidebb elkészülési idő további gazdasági előnyt jelent, hiszen a beólazások sűrítésével az évente termelt hústömeg jelentősen nő. Mannán-tartalmú takarmány-kiegészítők etetése esetén egy másik fontos tényezőt is érdemes figyelembe venni. Az állatok korábbi és egységes immunválaszának valós értékét nehéz meghatározni. Ez nem csupán a kiesések és selejtezések számának csökkenésében jelenik meg, hanem a malacnevelés
során
felhasznált
gyógyszer-
csökkenésében is realizálható.
63
és
állatorvosi
költség
3. AZ IRODALOMBÓL LEVONHATÓ KÖVETKEZTETÉSEK Választáskor a malacok fejlődési üteme az őket érő összetett stressz hatására visszaesik, súlyosabb esetben a hasmenések gyakorisága és az elhullások számának növekedése is fokozza a termelési veszteségeket. A hozamfokozó antibiotikumok használatával hatékonyan és gazdaságosan lehetett e károkat enyhíteni, azonban élelmiszerbiztonsági kockázatuk miatt ezen takarmány-kiegészítőket már nem lehet sertéshízlalásban alkalmazni. Számos vizsgálati eredmény utal arra, hogy a mannán-oligoszaharid készítmények a hozamfokozó antibiotikumok potenciális alternatívájaként használhatók. A MOS-dal foglalkozó vizsgálatok és irodalmi feldolgozások száma az elmúlt időszakban megnőtt ugyan, azonban a készítmények hatásmechanizmusának és a sertések teljesítményre gyakorolt hatásának egyidejű tárgyalásával a szakirodalom csak érintőlegesen foglalkozik. Mivel a MOS elnevezés a mannán-tartalmú, de különböző összetételű (kémiai kötésekkel rendelkező) szénhidrátokat jelenti, ezért a készítmények hatékonysága a különböző biológiai folyamatokban eltérő lehet. A MOSkészítmények a tápcsatornában megtelepedő patogén kórokozók számának csökkentése révén, valamint a szervezet immunválasz készségének megváltoztatásával alkalmasak lehetnek a rosszabb higiéniai körülmények között tartott állatok teljesítményének javítására. Ehhez járul, hogy a MOSkiegészítést tartalmazó takarmányok esetén fiatal állatoknál a bél maturációs folyamatai felgyorsulnak, csökkentve a malacoknál a választáskor jelentkező emésztési depressziót. A MOS- készítmények mindezek alapján fejtik ki az esetleges hozamfokozó hatásukat, amely hatás azon állatok esetében számottevő, melyek valamilyen oknál fogva a genetikai képességeik alatti teljesítményt nyújtanak.
64
Bár nagyszámú tudományos publikáció jut arra a következtetésre, hogy a takarmány MOS- kiegészítése fokozza a választott malacok növekedési teljesítményét,
csupán
emészthetőségének
néhányuk
MOS-
foglalkozik
kiegészítés
hatására
a
táplálóanyagok
történő
változásival.
Ugyancsak hiányos az irodalom a takarmányokba kevert manánoligoszaharidok etetésének a N-retencióra gyakorolt hatásáról. Ugyanis ha az állatok
teljesítménye
növelhető
a
takarmány
mannán-tartalmának
növelésével, akkor felmerül a kérdés, hogy ez vajon a táplálóanyagok jobb vékonybélbeli emészthetőségének és/vagy a hatékonyabb N-forgalomnak köszönhető-e. Az idevonatkozó irodalomból az is kitűnik, hogy a MOS-ok hatásmechanizmusa, mint immunmodulátor még nem kellően tisztázott. Bár a témában egyre több publikáció jelenik meg, a celluláris és humorális, valamint a specifikus és nem specifikus immunválasz párhuzamos vizsgálatát kevesen végezték el. Az irodalomban közölt mannán-tartalmú takarmány-kiegészítőkkel végzett vizsgálatok összehasonlíthatósága nehéz, mert a hatóanyagtartalmat a szerzők csak ritkán adják meg. A legtöbb vizsgálatban a kontroll(ok)hoz egy kísérleti kezelést rendelnek, melyben a mannán-tartalmú készítmény 1-5 g/kg közötti tartományban van. Elképzelhető, hogy az ellentmondó eredményeket a MOS dózis-válasz hatásával is lehetne magyarázni, azonban ezt csak nagyon kevés szerző vizsgálta. A publikált MOS-dal foglalkozó vizsgálatok jelentős részét az USA-ban végezték, ahol az ottani gyakorlatnak megfelelően elsősorban a 23 hetesen választott malacokat használtak. Mivel a választás ideje meghatározó a bél morfológiai és funkcionális fejlődése, valamint a malacok ellenálló képessége szempontjából, ezért lényeges kérdés, hogy a hazánkban és az Európai Unióban általános 28. napos választás esetén a takarmány MOSkiegészítése miképpen befolyásolja a táplálóanyagok emészthetőségét, valamint az állatok immunválasz készségét és teljesítményét.
65
4. A VIZSGÁLATOK CÉLJA A disszertációban ismertetett vizsgálatokkal újabb adatokat kívántam szolgáltatni arról, hogy a malac takarmányokhoz különböző koncentrációban kevert mannán-oligoszaharid befolyásolja-e: (1)
az
etetett
takarmány
táplálóanyagainak
látszólagos
ileális
emészthetőségét (2) a választott malacok N-retencióját (3) a választott malacok nem specifikus és specifikus celluláris, valamint specifikus humorális immunválasz készségét és (4) a malacok teljesítményét. .
66
5. ANYAG ÉS MÓDSZER A vizsgálatok céljaként meghatározott kérdések megválaszolására a következő négy kísérletet állítottunk be: 1) emészthetőség vizsgálat, 2) N-forgalmi vizsgálat, 3) immunológiai vizsgálat 4) teljesítményvizsgálat. 5.1. Emészthetőség vizsgálat 5.1.1. Az állatok és elhelyezésük Az emészthetőségi vizsgálatokat összesen 30, egyszerű T-kanüllel ellátott, 28 napos korban választott Magyar nagy fehér x dán lapály F1 ártány malaccal végeztük két ismétlésben (n=6/kezelés). Az állatok azonos tenyészetből származtak. A kísérlet kezdetén az állatok testsúlya 7,1 kg ± 0,8 kg volt. A malacokat 80 x 80 cm alapterületű anyagcsere ketrecekben helyeztük el, amelyekben szabad mozgásukat a chymus-gyűjtés időszakában sem korlátoztuk. A malacokat semi ad libitum (időben korlátozva) takarmányoztuk.
A
létfenntartó
energiaszükséglet
2,6
szorosában
meghatározott napi adagot két egyenlő részletben, 8.00 és 15.00 órakor juttatuk ki. Az állatoknak a takarmányadagok felvételére naponta 1 óra állt rendelkezésre. A kísérleti terem hőmérséklete és relatív páratartalma megfelelt Rafai (2003) ajánlásainak.
67
5.1.2. Kezelések, kísérleti takarmányok Az emészthetőségi vizsgálatok során öt kezelést alakítottunk ki. Az alaptakarmány egy piaci forgalomban lévő malactáp volt, melynek táplálóanyag-tartalma
megfelelt
az
NRC
(1998)
ajánlásának.
Az
alaptakarmány összetételét és táplálóanyag-tartalmát a 6. és 7. táblázat mutatja. Az emészthetőségi vizsgálatokban az alaptakarmányhoz jelzőanyagként 0,5% krómoxidot (Cr2O3) kevertünk. A kezelések közül az első, mint negatív kontroll sem mannan-oligoszaharid kiegészítést, sem pedig hozamfokozó antibiotikumot nem tartalmazott (M0). A második, a harmadik, és a negyedik kezelésben az alaptakarmányhoz 1,2 és 4 g/kg Agrimos (Lallemand, Blagnac, France), mannan-oligoszaharid kiegészítést adtunk (M1, M2 és M4 a mannán készítmény dózisának megfelelően). Az ötödik (pozitív kontroll) csoportban az állatok alaptakarmányához 0,2 g/kg Maxus200 (40 mg/kg Avilamycin; Eli Lilly and Co. Ltd., Liverpool, United Kingdom) hozamfokozó antibiotikumot kevertünk (AB). A különböző kezeléseket a 8. táblázatban foglaltuk össze. A
kezelések
kialakítása
során
használt
MOS-tartalmú
takarmánykiegészítő min. 92% szárazanyagot, max. 6% nyershamut, 39 ± 3% nyersfehérjét, max. 3% nyersrostot és 45-50% szénhidrátot, ezen belül 21% mannánt tartalmazott. Ennek megfelelően a kísérleti csoportok takarmányához 0,2; 0,4; illetve 0,8 g/kg mannánt adtunk. A piaci forgalomban lévő termék gyártója választott malacoknak 2 g/kg Agri-Mos kiegészítést javasol. Kísérletünkben a dózis-hatás vizsgálatához a javasolt mennyiség felét és kétszeresét alkalmaztuk.
68
6.
táblázat:
Az
emészthetőségi,
N-forgalmi
és
immunológiai
kísérletekben etetett alaptakarmány összetétele és mért táplálóanyagtartalma (g/kg)
a
Összetevők g/kg Kukorica 92,0 Halliszt (70 % nyersfehérje) 70,0 Savópor (11 % nyersfehérje) 100,0 Full-fat szója (33 % nyersfehérje) 140,0 Kukorica pehely 140,0 Tejtermék keverék (31,4 % nyersfehérje) 220,0 Búzapehely 160,0 Növényi olaj 45,0 Vitamin és mikroelem premixa 5,0 Monokalcium-foszfát 4,0 Acid lac dry (savanyító) 8,0 L-Lizin 4,1 DL-Metionin 0,5 L-Triptofán 0,4 Treonin 0,4 Kolinklorid 60 % 0,5 Penészedés gátló 0,5 Ízanyag 0,4 Antioxidáns 2,0 Édesítő 0,4 Cr2O3 5,0 Összesen 1000,0 Táplálóanyag-tartalom (g/kg) Szárazanyag 915,0 DEs (MJ/kg) b 15,7 Nyersfehérje 229 Éterikus kivonat 112 Nyersrost 18 Nyershamu 60 N-mentes kivonat 497 Kalcium 6,8 Poszfor 6,3 1 kg premix számított makro- és mikroelem, valamint vitamin tartalma: Ca 94,1 g/kg, K 0,7 g/kg, P 1,5 g/kg, hasznosítható P 1,3 g/kg, Fe 40014 mg/kg, Mn 12028 mg/kg, I 402 mg/kg, Co 100 mg/kg, Se 80 mg/kg, Zn 30022 mg/kg, Mg 1905 mg/kg, Cu 33000 mg/kg, A vitamin 2400 IU/g, D3 vitamin 400 IU/g, E vitamin 30000 mg/kg, K3 vitamin 1223,6 mg/kg, B1 vitamin 703 mg/kg, B2 vitamin 1040 mg/kg, pantoténsav 3589 mg/kg, B6 vitamin 1010 mg/kg, B12 vitamin 7 mg/kg, niacin 7110 mg/kg, folsav 201 mg/kg, biotin 26 mg/kg
b
DEs – számított érték
69
7.
táblázat:
Az
emészthetőségi,
N-forgalmi
és
immunológiai
kísérletekben etetett alaptakarmány aminosavtartalma (mért adatok, g/kg) Aminosavak
g/kg
Lizin
16,5
Metionin
5,1
Cisztin
3,2
Metionin+cisztin
8,3
Treonin
8,8
Izoleucin
10,3
Leucin
17,6
Tirozin
6,9
Asparaginsav
20,6
Glutaminsav
46,5
Prolin
18,6
Glicin
9,5
Valin
10,5
Arginin
12,9
Hisztidin
5,4
Összes aminosav
224,3
70
8. táblázat: A kísérleti kezelések kialakítása (g/kg) Megnevezés
KEZELÉSEK M0
M1
M2
M4
AB
1000,0
999,0
998,0
996,0
999,8
AGRI-MOS
0,0
1,0
2,0
4,0
0,0
MAXUS-G-200
0,0
0,0
0,0
0,0
0,2
1000,0
1000,0
1000,0
1000,0
1000,0
Alaptakarmány
Összesen
Maxus-G 200: Avilamicyn tartalmú (20 mg/kg) hozamfokozó antibiotikum Agri-Mos: 6% nyershamu, 39% nyersfehérje, 3% nyersrost, 45-50% szénhidrát, 21% mannan
5.1.3. Állatkísérleti módszer Az emészthetőségi vizsgálatok során a kísérleti állatokat megoperáltuk, Laplace (1985) leírásának megfelelően műtéti úton egyszerű T-kanült implantáltunk
az
ileum
végső
szakaszába.
Az
egyszerű
T-kanül
elhelyezésének vázlata a 7. ábrán látható. A 2. kép egy, az emészthetőségi vizsgálatokra előkészített malacot mutat be. A műtét utáni felépülési időszak 5 napot vett igénybe, így az emészthetőségi kísérletek az állatok 35 napos életkorában kezdődtek meg. A 9 napos adaptációs időszakot követően 5 napos mintagyűjtési szakasz következett. A mintagyűjtési periódusban a chymust az első, a harmadik és az ötödik napokon a reggeli etetést követően az 1., 3., 5. és 7. órában, a második és negyedik napokon pedig a 2., 4., 6. és 8. órában gyűjtöttük. A malacok takarmányfelvételét grammnyi pontossággal mértük.
71
7. ábra: Az egyszerű T-kanül behelyezésének vázlatos rajza
2. kép Az emészthetőségi vizsgálatokra előkészített malac
72
5.1.4. Laboratóriumi vizsgálatok A takarmányok és chymus minták táplálóanyag-tartalmát, ideértve a nyersfehérje, a nyerszsír, a nyersrost, a nyershamu és a N-mentes kivonható anyag, valamint a Ca, a P, illetve a Cr mennyiségét az AOAC (1989) előírásai szerint, az aminosavak mennyiségét Bech-Anderson és mtsai. (1990) módszerének megfelelően határoztuk meg. 5.1.5. Statisztikai analízis A kísérletben a kezeléseknek és ismétléseknek a táplálóanyagok emészthetőségére gyakorolt hatását varianciaanalízissel elemeztük (SAS, 2004) a következő lineáris modell szerint: Yijk = μ + Tri + Rj + (Tr x R) ij + eijk ahol Yijk =
függő változó
μ=
főátlag
Tri =
kezelés hatása; i = 5 (M0, AB, M1, M2, M4)
Rj =
ismétlés hatása, j = 2 (1, 2)
(Tr x R)ij =
a kezelések és ismétlések közti interakció hatása
eijk =
maradék hiba
Szignifikáns kezeléshatás esetén a kezelések közti különbséget Tukeyteszttel ellenőriztük (SAS, 2004). Amennyiben az ismétlés x kezelés interakció és/vagy az ismétléshatás nem volt szignifikáns, azt a modellből kihagytuk és a varianciaanalízist újra futtattuk.
73
5.2. N-forgalmi vizsgálat 5.2.1. Az állatok és elhelyezésük A N-forgalmi vizsgálatokban összesen 48, 28 napos korban választott magyar nagy fehér x dán lapály F1 ártány malacot használtunk két ismétlésben (n=9-10/kezelés). Az állatok ugyanabból a tenyészetből származtak, mint az ileális emészthetőségi kísérletekben. Vizsgálatainkat a malacok 35. életnapján kezdtük, ekkor az állatok testsúlya 9.3 kg ± 1.3 kg volt.
A
N-retenciós
vizsgálatok
idején
az
állatokat
egyedi
anyagcsereketrecekben helyeztük el (80 x 80 cm), ahol szabad mozgásukat a mintagyűjtési szakasz során sem korlátoztuk. A takarmányt időben korlátozva biztosítottuk, az ivóvízhez a kísérlet teljes időtartama alatt az állatok szabadon hozzáfértek. 5.2.2. Kezelések, kísérleti takarmányok A N-forgalmi vizsgálatban az emészthetőségi vizsgálatnál alkalmazott, az 5.1.2. fejezetben ismertetett öt kezelést (8. táblázat) alkalmaztunk (M0, M1, M2, M4, AB). 5.2.3. Állatkísérleti módszer A N-retenciós vizsgálatban a 7 nap előszakaszt 5 napos mintagyűjtési szakasz követte melynek során mértük az összes ürített vizelet- és bélsár mennyiségét. A bélsarat az állatok végbélnyílására rögzített gyűjtőzacskóban folyamatosan fogtuk fel, az ürített bélsár mennyiségét naponta 3 alkalommal gyűjtöttük össze és mértük. A kísérleti szakaszok végén az összegyűjtött bélsármintákból átlagmintákat készítettünk. A homogenizált nyersmintából 2 x 150 grammnyi mennyiséget újra lefagyasztottunk. Ezen minták Nmeghatározásra
szolgáltak.
A
fennmaradó
bélsármennyiséget
tömegállandóságig történő szárítással (65 °C) és 1 mm rostaméretű darálóval 74
történő aprítással, illetve ismételt homogenizálással laboratóriumi vizsgálatra készítettük elő. A vizeletet ugyancsak folyamatosan gyűjtöttük. Az állatok elhelyezésére
szolgáló
anyagcsere
ketrec
speciálisan
kialakított
vizeletelvezetővel rendelkezik, melynek segítségével a vizelet egy zárt műanyag kannába gyűlik össze. A vizelet konzerválásához a gyűjtőkannákba 50%-os töménységű kénsavoldatot tettünk. A vizelet mennyiségét naponta egy alkalommal (a reggeli etetés előtt) megmértük, majd N-mentes vattán megszűrtük.
A
megszűrt
mintából
15%-nyi
mennyiséget
további
feldolgozásig -18 °C alatti hőmérsékleten tárolunk. Az állatokat az adaptációs időszak kezdetén, valamint a mintagyűjtési szakaszok kezdetén és végén egyedileg megmértük. A naponta felvett takarmány mennyiségét grammnyi pontossággal mértük. 5.2.4. Laboratóriumi vizsgálatok A takarmányminták szárazanyag-, nyersfehérje-, nyersrost-, nyershamués N-mentes kivonható anyag, Ca és P tartalmát, valamint a bélsár és vizelet N-tartalmát az AOAC (1989) előírásai szerint, az aminosavak mennyiségét Bech-Anderson és mtsai. (1990) módszerének megfelelően határoztuk meg. 5.2.5. Statisztikai analízis A kísérletben a kezelések és ismétlések hatását a malacok N-forgalmára varianciaanalízissel elemeztük (SAS, 2004) a módszer lineáris modellje azonos az 5.1.5 fejezetben ismertetettel.
75
5.3. Immunológiai vizsgálat 5.3.1. Az állatok és elhelyezésük Összesen 58, 28 napos korban választott magyar nagy fehér x dán lapály F1 ártány malacot használtunk két ismétlésben; a kísérlet az állatok 35. életnapján kezdődött. Az állatok az emészthetőségi vizsgálatokban használt malacokkal azonos tenyészetből származtak. A kísérlet kezdetén az állatok testsúlya 7,7 kg ± 0,6 kg volt. Az állatok egyedi ketrecekben helyeztük el (80 x 80 cm), az ivóvíz és a takarmány a kísérlet teljes időtartama alatt korlátlanul állt a malacok rendelkezésére. A kísérleti terem hőmérséklete és relatív páratartalma megfelelt Rafai (2003) ajánlásának. 5.3.2. Kezelések, kísérleti takarmányok Az immunológiai vizsgálatban is az emészthetőségi vizsgálatnál beállított, 5.1.2. fejezetben ismertetett öt kezelést alkalmaztuk (8. táblázat)..Ezen állatokat a kísérlet során immunizáltuk (lásd később). A hatodik csoport malacait nem immunizáltuk (NI), ezek az M0 kezelés takarmányát, a kiegészítés nélküli alaptakarmányt fogyasztották. A nem immunizált csoportot az immunizáció kontrolljaként állítottuk kísérletbe. 5.3.3. Állatkísérleti módszer A kísérletet 2 ismétlésben, az ismétléseket külön időszakokban végeztük. A kísérletben használt állatok számát a 9. táblázat tartalmazza. Az állatokat 28 napos korban választottuk ki a kísérlethez, testsúlyukat megmértük és a választást követő első héten valamennyit a kiegészítést nem tartalmazó alaptakarmánnyal etettük. A 35. életnapon véletlenszerűen helyeztük állatainkat a kísérleti csoportok valamelyikébe. A kísérlet időrendi beosztását a 8. ábra szemlélteti.
76
9. táblázat: Az immunológiai vizsgálatba vont állatok száma kezelésenként Kezelések M0
M1
M2
M4
AB
NI
1. Ismétlés
4
5
5
5
5
5
2. Ismétlés
5
4
5
5
5
5
Összesen
9
9
10
10
10
10
Kísérleti szakasz 28.
35.
42.
49.
56.
63.
V1 S1 Ay1
V2
V3
V4
V5 S2
Ay2
84.
Cor
választás
98. életnap S3 Vágás, bélkacs minta
Vi – vérvételek, Si - súlymérés Ay – immunizáció Aujeszky vírussal Cor – immunizáció Corona vírussal
8. ábra: Az immunológiai kísérlet időrendi beosztása A specifikus celluláris és humorális immunválasz mérése érdekében az 15 csoportba tartozó egyedeket a kísérlet 1. és 15. napján (35. és 49. életnapon) ínaktivált Aujeszky-féle betegég (AyV) ellen immunizáltuk (Auphyl Plus, CEVA-Phylaxia). A 6. csoport állatait nem immunizáltuk (az immunizáció kontrollja), azokat külön teremben helyeztük el. Minden 77
állatból a kísérlet első napján (35. életnap), majd 5 héten keresztül hetente ugyanazon a napon és időben (de. 10.00) a szerológiai és immunológiai vizsgálatok elvégzéséhez a vena cava cranialis-ból vért vettünk. A celluláris immunválasz méréséhez szükséges vérmintákhoz heparinos vákuumcsöveket használtunk. A szérum vizsgálatokhoz szükséges vért alvadásgátlót nem tartalmazó Eppendorf csövekbe vettük. A specifikus lokális immunválasz mérése érdekében a kísérlet 8. hétén az 1.-5. csoportba tartozó malacokat szájon át mesterségesen 103 plaque formáló egység (PFU) sejtkultúrához adaptált Miller-5 törzshöz tartozó fertőző gastroenteritisz vírussal per os (TGE) fertőztük. Valamennyi állat súlyát a vizsgálatok 10. hetében megmértük, majd a sertéseket vágóhídon, a hatályos jogszabályoknak megfelelően levágtuk és egyedenként a vékonybél azonos részéről, az epésbél, éhbél és csípőbél középső szakaszából egy-egy 5 cm hosszúságú bélkacsmintát vettünk Tuboly és mtsai. (1993) módszerének megfelelően. 5.3.4. Laboratóriumi vizsgálatok 5.3.4.1. Kémiai analízis Az etetett alaptakarmány kémiai összetételét az 5.1.4. pontban ismertetetett módszerekkel határoztuk meg. 5.3.4.2. Immunológiai tesztek A malacok szisztémás humorális válaszkészségét az Aujeszky-féle betegséggel (AyV) szemben termelt specifikus ellenanyagok mennyiségét vírusneutralizációs teszttel (VN) a standard eljárás szerint (Jakubik és Wittmann, 1978) határoztuk meg. A vírusneutralizációs teszt standard módon 100 TCID50 élő Aujeszky vírussal történt, sertésvese (PK-15) sejtvonalon,
96
lyukú
szövettenyésztő
lemezeken.
vérsavóhígítás 1:10 volt.
78
A
legkisebb
A lokális TGEV elleni ellenanyagok mennyiségének meghatározásához fix sejtes ELISA-t használtunk (Tuboly és mtsai., 1993), ahol antigénként TGEV
vírussal
fertőzött,
acetonban
fixált
egyrétegű
sertéshere
szövettenyészetet alkalmaztunk. A celluláris immunitást limfocita stimulációs próbával (LST, Iwata és Inoue, 1993) monitoroztuk. A tesztben a vérből sűrűségi gradiens centrifugálással (400g/15 perc) nyert periferiális lymphocytákat (PBL) Ficoll-Paque-al (Pharmacia) vizsgáltuk a standard eljárás szerint. Az immunfunkciókat a limfocyták blastogenesisének változásaival jellemeztük. Stimulációhoz a phytohemagglutinin (PHA), concanavalin A (Con A) és poke weed mitogen (PWM), mint nem specifikus és AyV mint specifikus mitogént használtunk Az élő PBL-k meghatározása tripán kék alkalmazásával Haemocytométer segítségével történt. A sejteket antibiotikumot és 10% magzati borjú szérumot tartalmazó DMEM-ben (Dulbecco’s Minimum Essential Medium, Sigma) hígítottuk. 1x105 sejt/lyuk töménységben és 96 lyukú lemezre helyeztük, 4 lyukat (100 μl/lyuk) használtunk minden egyes mitogénnek. A kultúrákat 4 napig 37 °C-on inkubáltuk. A blastogenesist colorometriása módszerrel (Hussain és mtsai., 1993) 3-[4,5-dimethylthiazol-2-yl]-2,5diphenyltetrazolium (MTT) reagenssel (Sigma-Aldrich) vizsgáltuk. Minden lyukba 20 µl MTT (5 mg/ml) tettünk, majd 4 órán keresztül inkubáltuk. A microtiter lemezeket centrifugáltuk (1400 g, 10 perc, szobahőmérsékleten) és az átalakulatlan MTT-t pipettával leszívtuk. A folyadék optikai sűrűségét (OD) 570 nm hullámhosszon ELISA olvasóval mértük. A színreakció OD értékét ELISA leolvasón 550 és 650 nm-en mértük. Az 550 nm-en mért értékeket a 650 nm-en mért háttérértékkel korrigáltuk. A stimuláció mértékét a stimulációs index mutatja. Az index kiszámítása úgy történt, hogy a
79
stimulált sejtek két lyukon mért átlagát elosztottuk a negatív, nem stimulált kontroll két lyukon mért átlagával. 5.3.5. Statisztikai analízis A kísérleti adatokból a kiugró értékek vizsgálatát Dixon próbával (SAS 2004), majd adataink elemzését variancia analízissel végeztük (SAS, 2004). A variancia analízis általános modellje az 5.1.5. fejezetben ismertetettel megegyezett.
5.4. Teljesítményvizsgálat 5.4.1. Az állatok és elhelyezésük A takarmány MOS kiegészítésének hatását a malacok teljesítményére üzemi kísérletben vizsgáltuk. Összesen 324 vegyes ivarú (50% ártány, 50% emse) 28. napos életkorban választott magyar nagy fehér x dán lapály F1 malacot állítottunk kísérletbe rögtön a választást követően, melyek azonos tenyészetből származtak. Az állatokat csoportosan (18 malac/kutrica) földszintes ketrecekben helyeztük el és 6-6 kutrica malacai tartoztak egy-egy kezeléshez (108 malac/kezelés). A takarmányt és az ivóvizet az egész kísérlet alatt ad libitum biztosítottuk. 5.4.2. Kezelések, kísérleti takarmányok A teljesítményvizsgálat során 3 kezelést alkalmaztunk. A negatív kontroll csoport (M0) takarmánya sem MOS, sem antibiotikum kiegészítést nem tartalmazott, a pozitív kontroll csoport esetében (AB) 0,2 g/kg Maxus-200 (40 mg/kg Avilamycin) kiegészítést; a kísérleti csoport állatai a gyártó ajánlásának megfelelően 2 g/kg Agrimos kiegészítést (M2) kaptak. A vizsgálatot a választást követő 31 napos intervallumban végeztük. Ezt az
80
időtartamot azért választottuk mert ez
megfelel az általános európai
gyakorlatban alkalmazott malac utónevelés időtartamának. Ezt a szakaszt két, 0-15. napig tartó 1., és 15-31. napig tartó 2. fázisra osztottuk, ahol a takarmány összetétele fázisonként eltérő volt. A takarmányok összetételét és táplálóanyag-tartalmát a 10. táblázatban mutatjuk be. 5.4.3. Állatkísérleti módszer A vizsgálat során az állatok testsúlyát a kísérlet kezdetén, a 15. napon és a kísérlet végén a 35. napon egyedileg mértük. A takarmányfelvételt kutricánként regisztráltuk és a takarmányértékesítést is az egy csoportban tartott malacokra vonatkozóan számoltuk ki. 5.4.4. Statisztikai analízis Az adatok statisztikai analíziséhez az egytényezős varianciaanalízist használtunk (SAS, 2004) az alábbi modell szerint: Yij = μ + Tri + eij where Yijk =
függő változó
μ=
főátlag
Tri =
kezelés hatás; i = 3 (M0, AB, M2)
eij =
maradék hiba
81
10. táblázat: A teljesítmény vizsgálatban etetett alaptakarmány összetétele és táplálóanyag-tartalma (g/kg) 1. fázis 2. fázis Összetevők (0-15. nap) (15-31. nap) Búza 200 Árpa 100 Szójadara (48 % nyersfehérje) 50 Kukorica 184,65 283,6 Halliszt (70 % nyersfehérje) 80 75 Savópor (11 % nyersfehérje) 110 75 Full-fat szója (33 % nyersfehérje) 170 105 Kukorica pehely 140 Tejtermék keverék (31,4 % nyersfehérje) 120 75 Búzapehely 150 Növényi olaj 23 20 Takarmánymész 2,0 1,5 Monokalcium-foszfát 4,0 Acid lac dry (savanyító) 4,0 L-Lizin 3,0 3,5 DL-Metionin 0,2 1,2 L-Triptofán 0,35 0,3 Treonin 0,4 1,5 8,4 8,4 Egyéba Összesen 1000 1000 Táplálóanyag tartalom DEs (MJ/kg) 15,75 15,00 Nyersfehérje 20,5 19,5 Lizin 1,55 1,45 Met + Cys 0,86 0,80 Kalcium 0,61 0,75 Foszfor 0,62 0,6 a 0,5 g/kg kolinklorid 60%; 0,5 g/kg penészedésgátló; 0,2 g/kg ízfokozó; 2,0 g/kg antioxidáns; 0,2 g/kg édesítő; 5 g/kg vitamin és mikroelem premix: 1 kg premix számított makro- és mikroelem, valamint vitamin tartalma: Ca 94,1 g/kg, K 0,7 g/kg, P 1,5 g/kg, hasznosítható P 1,3 g/kg, Fe 40014 mg/kg, Mn 12028 mg/kg, I 402 mg/kg, Co 100 mg/kg, Se 80 mg/kg, Zn 30022 mg/kg, Mg 1905 mg/kg, Cu 33000 mg/kg, A vitamin 2400 IU/g, D3 vitamin 400 IU/g, E vitamin 30000 mg/kg, K3 vitamin 1223,6 mg/kg, B1 vitamin 703 mg/kg, B2 vitamin 1040 mg/kg, pantoténsav 3589 mg/kg, B6 vitamin 1010 mg/kg, B12 vitamin 7 mg/kg, niacin 7110 mg/kg, folsav 201 mg/kg, biotin 26 mg/kg
82
6. EREDMÉNYEK ÉS MEGBESZÉLÉS 6.1. A takarmány mannan-oligoszaharid kiegészítésének hatása a táplálóanyagok
látszólagos
ileális
emészthetőségére
választott
malacokban A
takarmányok
mannan-oligoszaharid
kiegészítésének
hatása
a
különböző táplálóanyagok látszólagos ileális emészthetőségére a 11. táblázatban látható. A táblázat adatai azt mutatják, hogy a nyersfehérje látszólagos ileális emészthetősége a negatív kontrollcsoportnál (M0) 72,5% volt, mely mintegy 5%-kal javult (P≤0,05) a pozitív kontroll esetében (AB). A nyersfehérje ileális emészthetősége a MOS kiegészítés hatására is növekedést mutatott, a negatív kontroll és a 2 g/kg MOS kiegészítést tartalmazó takarmányok között szignifikáns különbséget mértünk. A MOS dózis további emelésével azonban nem tapasztaltuk a fehérje emészthetőségének további javulását. Az M2, az M4 és az AB csoportok között nem volt szignifikáns különbség (P>0,05). Az irodalmi adatok alapján lehetséges, hogy a táplálóanyagok látszólagos emészthetőségének javulását részben, a bél felszívó felületének a kontrollcsoporthoz képest kisebb mértékű eróziója idézte elő. Néhány nemrégiben végzett vizsgálat arról számol be, hogy az abrakkeverék MOSvagy élesztő- kiegészítésének hatására a bélboholy magasság/kripta mélység aránya nőtt brojlerek (Iji és mtsai., 2001; Ferket és mtsai., 2002) és választott malacok esetében (Zhao és mtsai., 2007; Shen és mtsai., 2009). A bélboholy magasság/kripta mélység arány növekedése a felszívó felület növekedését eredményezi, mely arány jellemzően a malacok választását követő napokban csökken (Cera és mtsai., 1988). A MOS- kiegészítés kedvező hatásának kialakulásában
szerepe
lehetett
az
Enterobacteriaceae
populáció
csökkenésének (Castillo és mtsai., 2008), a fokozott bélnedv-termelésnek
83
(Ferket és mtsai., 2002), valamint a bélhám felgyorsult regenerációjának (Caine és mtsai., 2001) és a hámsejtek gyorsabb érési folyamatainak (Iji és mtsai., 2001). A 2 g/kg MOS- kiegészítés hatására tapasztalt emészthetőség javulás
okai
között
táplálóanyagokért,
szerepelhet
mint
továbbá
közvetlen,
a
illetve
kisebb
az
kompetíció
alacsonyabb
pH
a a
tápcsatornában, mint közvetett hatás. Spring és mtsai. (2000) szerint a mannan-oligoszaharidok jelenléte a tápcsatornában megváltoztatja a malacokban a bél mikroflórájának összetételét. A MOS-ok csökkentik a potenciálisan veszélyes mikrobák (coliformok, enterobaktériumok, E.coli, Salmonella) számát (White és mtsai., 2002; Liu és mtsai., 2008; Castillo és mtsai.,
2008),
s
így
a
jótékony
mikroflóra
(Bifidobaktériumok,
Lactobacillusok és az Enterococcusok) alkotók életfeltételeinek javításával segítik azok számának növekedését (Liu és mtsai., 2008). A kedvező mikroorganizmusok által termelt rövid szénláncú zsírsavak csökkentik a pHt a vékonybélben, mely hozzájárulhat a fehérjék nagyobb arányú hidrolíziséhez, és ezzel egy jobb fehérje- és aminosav- emésztéshez, valamint a Ca és a P emészthetőségének javulásához is. Az 1 g/kg MOS kiegészítés szignifikánsan növelte a kalcium (8,4 %-kal) és a foszfor (7,4 %kal) emészthetőségét (P≤0,05), de a MOS dózisának emelése ebben az esetben sem hozott további javulást. A mannán-oligoszaharidok hatásáról a Ca és a P felszívódására csak kevés ismeretünk van. A negatív kontrollcsoportnál talált Ca (47,1%) és P (55,1%) emészthetőségi értékek megfelelnek
a
28
naposan
választott
malacokra
jellemző
értékeknek(Tossenberger és mtsai., 1997; 1998 a,b). A mi eredményeinkkel ellentétben 1 g/kg MOS- kiegészítés Kim és mtsai. (2000) vizsgálatában nem okozott javulást a Ca és a P ileális emészthetőségében, ugyanakkor Shen és mtsai. (2009) arról számoltak be, hogy 5 g/kg élesztőkultúra kiegészítés mellett szignifikánsan nőtt a Ca és P bélsárból mért emészthetősége. Ez
84
11. táblázat: A takarmány MOS- kiegészítésének hatása a táplálóanyagok látszólagos ileális emészthetőségére (%) K E Z E L É S E K * RMSE
M0
M1
M2
M4
AB
n=6
n=6
n=6
n=6
n=6
Szárazanyag
76,4b
77,3ba
79,2a
77,9ba
77,2ba
1,9
Nyersfehérje
72,5c
73,6bc
77,5a
76,3ba
77,5a
2,0
Nyerszsír
93,9
93,0
93,8
93,8
94,1
0,8
Nyersrost
50,7a
48,9a
52,3a
48,7a
19,8b
7,9
N-mentes kivonat
79,6
80,7
81,2
80,9
79,8
2,3
Kalcium
47,1b
55,5a
54,2ab
53,9ba
50,2ab
5,1
Foszfor
55,1b
62,8a
64,7a
65,2a
61,0a
3,2
*
M0: negatív kontroll antibiotikum és MOS nélkül; AB: antibiotikum kezelés 0,2 g/kg Maxus-200 kiegészítés (40ppm avilamycin); M1: 1 g/kg
MOS- kiegészítés; M2: 2 g/kg MOS- kiegészítés; M4: 4 g/kg MOS- kiegészítés a, b
a különböző betűk a sorokon belül szignifikáns eltérést mutatnak P ≤ 0,05
RMSE: Root mean sqare error
utóbbi vizsgálatban a szerzők az eredmények alakulását egyértelműen az általuk a vékonybélben tapasztalt bélboholy/kripta arány növekedésének tulajdonították. A MOS- kiegészítés hatására létrejövő nagyobb felszívó felület a mi kísérletünkben is logikus magyarázata lehet a javuló Ca és P emészthetőségnek. A kezeléseknek a N-mentes kivonható anyagok és a nyerszsír emészthetőségére nem volt hatása. A zsírok ileális emészthetőségében a kísérleti kezelések között nem találtunk szignifikáns eltérést, az átlagérték 93,8% volt. Ezen magas érték hátterében feltehetően az etetett malactápok magas telítetlen zsírsavtartalma állhat, mely a keverékben lévő 14% full-fat szójából, illetve a 4,5% szójaolajból származott. A szójaolajban a telítetlen és telített zsírsavak aránya nagyobb mint 4:1, mely nagymértékben kedvez a zsírok emészthetőségének. A nyersrost emészthetősége a 0, 1, 2 és 4 g/kg MOS- kiegészítést fogyasztó csoportban megközelítőleg 50% volt, míg az antibiotikum kiegészítés ezt az értéket 30% ponttal csökkentette. Bár a vékonybélben lévő környezeti feltételek (pH, enzimek jelenléte) nem kedveznek a nagy tömegű bélflóra kialakulásának, azonban az ileumban található néhány olyan Lactobacillus faj, amely a nyersrost lebontásában kiemelt szereppel bír (Janczyk és mtsai., 2007). A hozamfokozó antibiotikumok, mint az Avilamycin csökkentik ezek számát, és ezzel rendkívül alacsony nyersrost emésztést eredményeznek. A nitrogénmentes kivonható anyagok látszólagos ileális emészthetősége átlagosan 80% volt, és nem változott a kezelések hatására. Következtetésként elmondhatjuk, hogy a N-mentes kivonható anyagok emésztésében elsősorban a szomatikus enzimek vettek részt, felszívódásukat a baktérium flóra változása nem befolyásolta. A különböző kezeléseknek az esszenciális aminosavak látszólagos ileális emészthetőségére gyakorolt hatását az 12. táblázatban mutatjuk be. A lizin
86
12. táblázat: A takarmány MOS kiegészítésének hatása az esszenciális aminosavak látszólagos ileális emészthetőségére. (%) K E Z E L É S E K * M0
M1
M2
M4
AB
n=6
n=6
n=6
n=6
n=6
Lizin
74,1b
74,5b
79,3a
76,1b
79,5a
1,7
Metionin
84,4c
89,5a
88,0ab
86,9b
82,8c
1,4
Cisztin
54,0c
74,8a
72,2a
65,0b
74,1a
3,1
Met+Cys
72,7d
83,8a
81,9ab
78,5c
79,4bc
2,0
Treonin
59,1c
70,4ab
71,4a
66,6b
68,2ab
2,9
*
RMSE
M0: negatív kontroll antibiotikum és MOS nélkül; AB: antibiotikum kezelés 0,2 g/kg Maxus-200 kiegészítés (40 ppm avilamycin); M1: 1
g/kg MOS-kiegészítés; M2: 2 g/kg MOS- kiegészítés; M4: 4 g/kg MOS- kiegészítés a, b, c
a különböző betűk a sorokon belül szignifikáns eltérést mutatnak P ≤ 0,05
RMSE: Root mean sqare error
esetében nem tapasztaltunk különbséget az M0, az M1 és az M4 csoportok között (P>0,05). Ezen csoportokhoz képest azonban a 2 g/kg MOSkiegészítés (M2) a hozamfokozó antibiotikummal azonos mértékben javította a lizin emészthetőségét. A metionin esetében a MOS- kiegészítés hatására az ileális emészthetőség javult a negatív (M0) és a pozitív kontrollhoz (AB) képest (P>0,05). Érdemes azt is megjegyezni, hogy a metionin látszólagos emészthetősége az M1 kezelésben 89,5% volt, az M4 kezelésben azonban ennél 2,6%-kal kisebb értéket mutatott (P>0,05). A cisztin ileális emészthetősége a metioninnal azonos tendenciát követett. A treonin látszólagos ileális emészthetősége a negatív kontrollcsoportban csupán 59,1% volt, amit valamennyi kezelés, az antibiotikum és a MOSkiegészítés is, mintegy 10%-kal javított (P>0,05). Áttanulmányozva a szakirodalmat megállapítható, hogy eddig a takarmányhoz adott MOS-nak az aminosavak látszólagos emészthetőségére gyakorolt hatását csak kevesen vizsgálták. Kim és mtsai. (2000) a valin, az izoleucin, a leucin, a lizin és az arginin ileális emészthetőségében találtak ugyan némi javulást 1 g/kg MOSkiegészítés hatására, de a növekedés mértéke nem volt szignifikáns. Adataink alapján feltételezhető, hogy a MOS- kiegészítés hatására az endogén fehérjeveszteség a bélhámsejtek felgyorsult regenerációja miatt csökkent (Caine és mtsai., 2001). A bélhám kehelysejtjei által termelt mucinban lévő oligoszacharidok felelősek ugyanis a natív fehérjék proteolízis elleni védelméért (Lien és mtsai., 1997). Amennyiben a glikoproteinek oligoszaharidjain kívül más, például MOS-ok is vannak a tápcsatornában, akkor a védelmi funkció megerősödik, a bélhámsejtek atrófiája csökken s ezzel az endogén fehérjék ürítése is lecsökkenhet (Caine és mtsai., 2001). A mucinfehérjék nagy mennyiségben tartalmaznak threonint, szerint és prolint. A treonin látszólagos ileális emészthetőségében tapasztalt relatív nagymértékű növekedés általában a csökkenő endogén
88
treonin szekrécióból adódik. A lehámló bélhámsejtek és a termelt mucin magas treonintartalma miatt az ileumban mérhető treoninürítés akár kétszerese is lehet a lizin vagy a metinon+cisztin ürítésnek (Jansman és mtsai.,
2002).
Ugyanakkor
nem
találtunk
közvetlen
utalást
a
szakirodalomban arra vonatkozóan, hogy a takarmány MOS- kiegészítése csökkentené az endogén fehérje és/vagy treonin veszteséget. Az irodalmi adatok alapján feltehető, hogy a takarmányok mannankiegészítése segíti a bél integritásának fenntartását, a felszívó felület regenerációját és így a táplálóanyagok nagyobb arányú felszívódását. Jelen vizsgálatok eredményei megerősítik ezt a feltételezést, hiszen a választást követő időszakban a malacok takarmányának MOS- kiegészítése (1-2 g/kg) a kiegészítést nem fogyasztó kezeléshez képest szignifikánsan, a hozamfokozó antibiotikumokkal azonos mértékben javította az aminosavak látszólagos ileális emészthetőségét. 6.2. A takarmány mannan-oligoszaharid kiegészítésének hatása a választott malacok N- forgalmára A kísérleti kezeléseknek a malacok N-retenciójára gyakorolt hatását a 13. táblázat mutatja. Vizsgálataink eredményei szerint az abrakkeverék mannanoligoszaharid kiegészítése a kísérleti állatok N-forgalmát nem befolyásolta. A N- felvétel és ürítés nem változott, ha azt állatonként g-ban kifejezve, vagy a metabolikus testtömegre vonatkoztatva adjuk meg. A N-forgalmi vizsgálat eredményeit a 13. táblázat mutatja. A különböző oligoszaharidoknak a malacok N-mérlegére gyakorolt hatásáról kevés irodalmi adat áll rendelkezésre. Egy nemrégiben mannanoligoszaharidot
tartalmazó
élesztővel
végzett
vizsgálatban,
a
mi
eredményeinkkel összhangban, mások sem találtak változást a sertések Nmérlegében (Shin és mtsai., 2005). Houdijk és mtsai. (1999) a frukto-
89
oligoszaharid (FOS), Mathew és mtsai. (1998) a galaktozil laktóz kiegészítés hatását vizsgálták a sertések N-egyensúlyára, de egyik szerző sem talált a kezelések között szignifikáns különbséget. Houdijk és mtsai. (1999) megállapítása szerint nem az összes ürített N mennyisége, hanem az ürítés módja változik oligoszaharid etetése esetén. A fructo-oligoszaharidok (FOS) táplálóanyagul szolgálnak a bélben élő mikrobák számára, így a takarmány FOS kiegészítése növelheti a vastagbélflóra tömegét. A növekvő mikroba tömeg fokozza a karbamidnak a bél lumenébe történő áramlását, és így a Nürítés formája némileg változik (Houdijk és mtsai., 1999). Shin és mtsai. (2005), valamint a mi eredményeink is megerősítik, hogy a takarmány MOSkiegészítése nem befolyásolja a N-ürítés formáját. Ez valószínűleg azzal magyarázható, hogy a MOS-okat, a fructo-oligoszaharidoktól eltérően, a bélben élő baktériumok nem fermentálják. Kísérletünkben sem a hozamfokozó antibiotikum, sem pedig a MOSkiegészítés nem befolyásolta a malacok N-forgalmát. Pettigrew és mtsai. (2000) az irodalomban fellelhető MOS-dal kapcsolatos vizsgálatok adatainak feldolgozása során arra a következtetésre jutott, hogy a malacnevelés higiéniai körülményei nagyban befolyásolják a MOS hatását a választott malacok
teljesítményére.
Kísérletünkben
az
állatok
az
üzemi
körülményeknél jóval kisebb környezeti terhelésnek voltak kitéve. A kivételesen jó tartási körülmények magyarázatot adhatnak az antibiotikum és a MOS- kiegészítés ellenére elmaradó hozamfokozó hatásra egyaránt. Az antibiotikumok hozamnövelő hatása nagyobb az üzemszerű környezetben nevelt malacok esetében, mint kísérleti körülmények között (Cromwell, 1991), s ez derül ki a közel 50, MOS-dal végzett teszt metaanalízisének eredményéből is (Miguel és mtsai., 2004).
90
13. táblázat: A takarmány MOS- kiegészítésének hatása a választott malacok N-retenciójára (g/kg0,75/nap) K E Z E L É S E K * RMSE
M0
M1
M2
M4
AB
n=9
n = 10
n = 10
n = 10
n=9
N-felvétel
2,8
2,8
2,7
2,7
2,7
0,2
N ürítés a bélsárral
0,25
0,29
0,32
0,29
0,27
0,08
N ürítés a vizelettel
0,51
0,52
0,48
0,49
0,45
0,06
N ürítés, teljes
0,77
0,80
0,80
0,77
0,71
0,12
N-mérleg
2,0
2,0
1,9
1,9
2,0
0,2
N- retenció a N felvétel %-ában
72
72
71
71
74
3
N- retenció a N felszívódás %-ában
79
79
80
79
82
2
N-retenció (%)
*
M0: negatív kontroll antibiotikum és MOS nélkül; AB: antibiotikum kezelés 0,2 g/kg Maxus-200 kiegészítés (40ppm avilamycin); M1: 1 g/kg
MOS kiegészítés; M2: 2 g/kg MOS kiegészítés; M4: 4 g/kg MOS kiegészítés RMSE: Root mean sqare error a, b
a különböző betűk a sorokon belül szignifikáns eltérést mutatnak P ≤ 0,05
6.3. A takarmány mannan-oligoszaharid kiegészítésének hatása a választott malacok immunstátuszára 6.3.1. Nem specifikus celluláris immunválasz A kísérlet kezdetén, majd öt héten keresztül hetente vett vérminták vizsgálata alapján a nem specifikus immunválasz minden állat esetében fokozódott az 1.-től az 5.-ig vérvételig. Mivel az első négy héten a kezelések között nem tudtunk statisztikailag igazolható különbséget mérni a ConA, a PHA, és a PWM mitogénnel végzett limfocita stimulációs tesztek során a 14. táblázat az első, a negyedik és az ötödik hét eredményeit mutatja. A nem specifikus celluláris immunválasz jellemzésére használt limfocita stimulációs tesztek (LST) eredményei szerint az 1., 2., 3., és 4. héten a kezelések között nem volt statisztikailag igazolható különbség. Az LST értékek a kísérlet 5. hetén, az 1 g/kg MOS- kiegészítést tartalmazó tápot fogyasztó állatok esetében voltak a legmagasabbak. A ConA mitogénnel végzett limfocita stimuláció esetében az 1 g/kg MOS kiegészítést fogyasztó csoport és a negatív kontroll, valamint az 1g/kg MOS kiegészítést fogyasztó csoport és a hozamfokozó antibiotikumot fogyasztó pozitív kontrol állatai között szignifikáns eltérést mértünk, a negatív és pozitív kontrollcsoport malacainál mért értékek egymástól nem különböztek (P>0,05). A PHA-val végzett mitogén stimuláció során a takarmány 1 g/kg MOS kiegészítése esetén szignifikánsan magasabb értéket kaptunk, mint a 4 g/kg MOS-t fogyasztó állatok esetében (P<0,05). A PWM mitogénekkel végzett LST a negatív kontrollcsoport esetében mutatta a leggyengébb reakciót és ez szignifikánsan különbözött az 1 g/kg MOS-t fogyasztó csoporttól. Mivel a nem specifikus limfocita stimulációs teszt (LST) csak az 5. vérvétel eredményeiben mutatott szignifikáns különbséget a kezelések
92
között, ezért arra következtethetünk, hogy kísérletünkben a fokozott nem specifikus immunválasz biztosításához 28 nap MOS etetésre volt szükség. A mannan-oligoszaharidok hatásukat valószínűsíthetően a bél mikroba populációjának megváltoztatásán és az immunreakciók befolyásolásán keresztül fejtik ki (Spring és mtsai., 2000). A választáskor labilis bélflóra stabilizációjához 2-3 hét szükséges (Jensen és mtsai., 1998). Davis és mtsai. (2004a) kísérletükben megállapították, hogy az éhbél lamina propriájában lévő T limfociták arányváltozásához a foszforilált MOS- készítmény legalább a választást követő 21 napon keresztül való etetése volt szükséges a malacok esetében. Esetünkben – valószínűleg – ezen lokálisan jelentkező immunreakciónak az általános nem specikus immunitásra gyakorolt hatását látjuk néhány nappal később. Bár a kezelések hatásukban némileg különböztek, következetesen az 1 g/kg MOS-t fogyasztó csoport mutatta a legerősebb nem specifikus celluláris immunreakciókat. A PHA és ConA mitogénnel végzett limfocita stimuláció a nem specifikus elsődleges T sejtek, míg a PWM a nem specikus T és B sejtek proliferációját váltja ki. A nem specifikus LST tesztben kapott eredmények alapján valószínűsíthető, hogy 1 g/kg MOS-ot fogyasztó csoport esetében a malacok celluláris és humorális immunválasz készsége is fokozódott. Ezzel összhangban 2 g/kg BioMos etetése növelte a leukocyták számát kutyákban (Swanson és mtsai., 2002). Egy kísérletsorozatban Davis és mtsai. (2002, 2004a és 2004b) arra a megállapításra jutottak, hogy 2 és/vagy 3 g/kg foszforilált mannan-kiegészítés csökkentette, vagy nem változtatta meg a 16-19 naposan választott malacokban a limfocita stimulációs képességet. Eredményeink azt mutatják, hogy regresszív dózis/válasz összefüggés mutatható ki a MOS mennyisége és a celluláris válaszreakciók mértéke között. Míg a kis dózisban adott MOS (1 g/kg) fokozza a LST tesztben kapott eredményeket, a dózis növelésével ez tovább
93
14. táblázat: A MOS kiegészítés hatása a nem specifikus mitogénekkel kiváltott limfocita stimulációs indexre K E Z E L É S E K MOS (g/kg) Idő (hét)
P-érték*
M0
M1
M2
M4
AB
RMSE
Tr
R
n=9 5,10 5,21 5,37a
n = 10 5,13 5,20 5,27ab
n = 10 5,10 5,20 5,24ab
n = 10 5,08 5,17 5,20b
0,054 0,122 0,105
0,19 0,96 0,02
0,001
ConA
1 4 5
n=9 5,08 5,21 5,21b
PHA
1 4 5
3,73 3,81 3,81ab
3,72 3,86 3,98a
3,76 3,81 3,86ab
3,69 3,78 3,78b
3,71 3,80 3,86ab
0,071 0,146 0,134
0,45 0,84 0,02
0,01
PWM
1 4 5
2,89 3,06 3,06a
2,91 3,17 3,27b
2,90 3,09 3,18ab
2,90 3,12 3,13ab
2,90 3,07 3,10ab
0,070 0,125 0,148
0,96 0,34 0,048
0,005 -
M0: negatív kontroll antibiotikum és MOS nélkül; AB: antibiotikum kezelés 0,2 g/kg Maxus-200 kiegészítés (40ppm avilamycin); M1: 1 g/kg MOS kiegészítés; M2: 2 g/kg MOS kiegészítés; M4: 4 g/kg MOS kiegészítés; * nem volt kölcsönhatása kezelések és ismétlések között, Tr: kezelés hatás, R: ismétlés hatás a,b,c
a különböző betűk a sorokon belül szignifikáns eltérést mutatnak (P<0,05)
RMSE – root mean square error
nem fokozható sőt, az eredmények romlásával számolhatunk, ahogyan az az említett kísérletben történt (Davis és mtsai., 2002, 2004a és 2004b). Bár Davis és mtsai. (2002 és 2004b) nem bizonyították, hogy a MOSkiegészítés fokozza
a
PWM
vagy
PHA
mitogénre
kapott
LST
reakcióképességet, a CD4+/CD8+ limfociták arányának változása mégis azt mutatja, hogy a mannan-kiegészítés segíti az érett T sejtek repertoárjának kialakulását a 3 hetes malacok bélcsatornájában (Davis és mtsai., 2004a). Ez utóbbi vizsgálatban azt is megállapították, hogy a limfocita populáción belül a neutrophilek aránya és a perifériás vérben lévő limfociták aránya is mannan etetés hatására szignifikánsan emelkedett. A szerzők feltételezték, hogy a szisztémás immunválasz változása esetleg indirekt következménye a gastrointestinális rendszerben bekövetkező immunológiai változásoknak (Davis és mtsai., 2004a). Ezt a mi eredményeink is megerősítik, később bemutatott adatainkat figyelembe véve (2.3.4), 1 g/kg MOS- kiegészítés esetén
mért
jobb
celluláris
immunválasz
készség
valószínűleg
összefüggésbe hozható a lokális immunválasz készség javulásával (P=0,07). 6.3.2. Specifikus celluláris és humorális immunválasz Vizsgálatainkban a sejtek közvetítette specifikus immunreakció mérésére a limfocitákat Aujeszky vírussal stimuláltuk (15. táblázat). A kísérleti kezelések között a 3. héten szignifikáns különbséget (P<0,05) találtunk. A legerősebb válaszreakciót az 1 g/kg MOS kezelésben részesült, a leggyengébbet a hozamfokozó antibiotikumot fogyaszó csoport mutatta. Figyelemre méltó az is, hogy a 3. héten az antibiotikum kiegészítést fogyasztó kontrollcsoport eredménye nem különbözött szignifikánsan a nem immunizált csoportétól. A későbbiekben a 4. héttől az immunizált csoportok közötti különbség nem volt statisztikailag igazolt (P>0,05).
95
15. táblázat: A MOS- kiegészítés hatása a specifikus celluláris immunválaszra (Aujeszky vírussal végzett stimulációs index) K E Z E L É S E K MOS (g/kg) Idő
P-érték*
M0
M1
M2
M4
AB
NI
n=9
n=9
n = 10
n = 10
n = 10
n = 10
1
0,88
1,01
1,01
1,00
1,01
2
1,28
1,34
1,24
1,28
3
1,57ab
1,95a
1,55ab
4
2,62a
2,82a
5
2,94a
3,15a
(hét)
RMSE
Tr
R
1,01
0,13
0,56
0,22
1,19
1,02
0,27
0,10
0,04
1,56ab
1,40bc
1,04c
0,33
0,0001
0,008
2,61a
2,50a
2,53a
1,03b
0,73
0,0001
0,0005
3,23a
3,11a
2,78a
1,04b
0,68
0,0001
0,85
M0: negatív kontroll antibiotikum és MOS nélkül; AB: antibiotikum kezelés 0,2 g/kg Maxus-200 kiegészítés (40ppm avilamycin); M1: 1 g/kg MOS kiegészítés; M2: 2 g/kg MOS kiegészítés; M4: 4 g/kg MOS kiegészítés; NI – nem immunizált csoport, kiegészítést nem tartalmazó alaptakarmány * nem volt kölcsönhatása kezelések és ismétlések között, Tr: kezelés hatás, R: ismétlés hatás a,b,c
a különböző betűk a sorokon belül szignifikáns eltérést mutatnak (P<0,05)
RMSE – root mean square error
A specifikus humorális immunválasz vizsgálatára alkalmazott VN tesztben már az immunizációt követő második héten szignifikáns különbséget kaptunk a kezelések között (16. táblázat). A specifikus ellenanyag mennyisége a nem immunizált csoport esetében 0 maradt és ehhez viszonyítva az antibiotikumot fogyasztó állatok kivételével minden csoport
eredménye
szignifikánsan
különbözött.
A
hozamfokozó
antibiotikumot, és a MOS- kiegészítést fogyasztó csoportoknál mért ellenanyag mennyisége statisztikailag nem különbözött. A specifikus LST eredményével összhangban a VN teszt a 3. héten az 1 g/kg MOS-t fogyasztó csoport esetében, a többi csoporthoz képest 1,8-szorosan magasabb értéket mutatott (P<0,05). A 4. héttől kezdődően a negatív kontroll eredménye volt a leggyengébb, bár a csoportok között már statisztikailag igazolható különbség nem volt (P>0,05). Az Aujeszky-féle betegséggel szemben adott specifikus immunválasz vizsgálata fontos információt nyújt a sertések humorális és celluláris immunválaszának kettősségéről (Zukkermann és mtsai., 2000). A takarmány 1 g/kg MOS- kiegészítése különösen a vírus neutralizációs teszt esetében okozott fokozott specifikus immunválasz reakciót. A mi eredményeinkkel összhangban Franklin és mtsai. (2005) a rotavírussal szembeni vírus neutralizációs titer emelkedéséről, mint a specifikus immunválasz javulásának bizonyítékáról számolnak be napi 10 g MOS-t fogyasztó tehenek esetében. A humorális immunválasz az antigén specifikus ellenanyagok termeléséért felelős B sejtek aktiválásának eredménye. White és mtsai. (2002) mannan-tartalmú élesztő etetésekor malacokban az IgG tendenciózus emelkedéséről számoltak be. Hasonló tendenciát találtak Swanson és mtsai. (2002) felnőtt kutyáknál (3,3 éves, 22,5 kg). Ezen felül Shashidhara és mtsai. (2003) a fertőző bursitis ellen vakcinázott brojler szülőpároknál a 0,5 g/kg MOS- kiegészítést fogyasztó csoport esetében
97
szignifikánsan magasabb specifikus ellenanyag szintet mértek. Az általunk beállított kísérletben mi ugyan nem mértük a szérum IgG koncentrációját, a magasabb IgG szint legalábbis részben magyarázatot nyújthat az 1g/kg MOS csoport esetében rögzített legmagasabb vírus neutralizációs értékre. Érdemesnek tartjuk megjegyezni, hogy a hozamfokozó antibiotikumot fogyasztó állatok adták az első héten a leggyengébb specifikus immunreakciót. A vírus neutralizációs teszt és a specifikus LST eredményei nem különböztek szignifikánsan a 2. és 3. héten az antibiotikumot fogyasztó és a nem immunizált csoportban. Az eredmények alapján megállapíthatjuk, hogy az antibiotikum kiegészítés ugyan a hozamfokozás hatékony eszköze lehet, de vírusfertőzés esetén ronthatja az immunrendszer által nyújtott hatékony védelem gyors kialakulását. A mielőbbi és minél erősebb immunválasz rendkívül fontos ahhoz, hogy az állatok csökkentsék vagy semlegesítsék az őket érő antigén támadást. Eredményeink
alapján
megállapítható,
hogy
a
MOS-
kiegészítés
befolyásolja a választott malacok immunreakcióit. Már 2 héttel az immunizálás után a legjobb immunreakciót a specifikus celluláris és specifikus humorális immunválasz tekintetében is az 1 g/takarmány kg MOS kiegészítésben részesülő malacok mutatták. Newman és mtsai. (1994), valamint Franklin és mtsai. (2005) a MOS-ok két lehetséges hatásmechanizmusáról számolnak be. Az első szerint a collectin nevű mannózkötő fehérje jelenléte a vérszérumban opsoninként hathat. Az opsoninok olyan molekulák, amelyek fokozzák a külső antigének sebezhetőségét, a vírusok és baktériumok mannóztartalmú struktúráihoz kapcsolódva segítik a fagocitózis folyamatát. majd ezáltal aktiválhatják az immunrendszer komplement kaszkádját (Newman és mtsai., 1994). Nielsen és
mtsai.
(1999)
vírus
infekció
esetén
magasabb
mannózkötő
fehérjekoncentrációt találtak csirkékben. Feltehetően a MOS kiegészítés
98
16. táblázat: A MOS kiegészítés hatása a humorális immunválaszra (vírus neutralizációs teszt, Aujeszky betegség elleni vírus neutralizációs titer, log2) K E Z E L É S E K MOS (g/kg) Idő
P-érték*
M0
M1
M2
M4
AB
n=9
n=9
n = 10
n = 10
n = 10
1
0
0
0
0
2
0,88
1,50
1,11
2
1,88b
3,37a
4
3,66
5
4,77
(hét)
RMSE
Tr
R
0
-
-
-
1,11
0,70
0,721
0,22
-
1,66b
2,22b
1,90b
0,825
0,001
-
5,25
3,88
4,77
3,90
1,71
0,06
0,0001
5,87
5,33
5,66
4,70
1,12
0,12
-
M0: negatív kontroll antibiotikum és MOS nélkül; AB: antibiotikum kezelés 0,2 g/kg Maxus-200 kiegészítés (40ppm avilamycin); M1: 1 g/kg MOS kiegészítés; M2: 2 g/kg MOS kiegészítés; M4: 4 g/kg MOS kiegészítés; * nem volt kölcsönhatása kezelések és ismétlések között, Tr: kezelés hatás, R: ismétlés hatás a,b,c
a különböző betűk a sorokon belül szignifikáns eltérést mutatnak (P<0,05)
RMSE – root mean square error
stimulálja a mannózkötő fehérje termelését, és ezáltal növeli a külső antigének sebezhetőségét a fagocitózis folyamatában,, aktiválja a komplement rendszert és fokozott immunreakciókat eredményez (Franklin és mtsai., 2005). A másik elképzelhető hatásmechanizmus szerint a MOS beindítja a mannan-ellenes ellenanyagok termelésének folyamatát (Franklin és mtsai., 2005). Ezek az ellenanyagok specifikusan a vírusok és mikróbák oligoszaharid alapú epitópjai ellen irányulnak, mely szénhidrát specifikus ellenanyagok a bélflóra alkotókkal szembeni normál immunválasz során keletkeznek. A táplálék MOS kiegészítése fokozhatja ezen ellenanyagok bélben való termelődését, amelyek a véráramba
jutva
fokozott
választ
biztosítanak
az
esetleges
vírusfertőzéssel szemben. Ennek eredménye a B sejtek nagyobb mértékű ellenanyag termelése kell, hogy legyen (White és mtsai., 2002; Shashidhara és mtsai., 2003). Mindkét hipotézis összhangban van az általunk kapott eredményekkel, miszerint a MOS kiegészítés javítja a malacok specifikus szisztémás válaszreakcióját. 6.3.3. Specifikus lokális immunválasz A malacok lokális immunválasz készségét kontrolált, mesterséges TGEV fertőzést követően az állatok vékonybelében megjelenő specifikus szekretorikus (s)IgA mennyiségével mértük. Technikai okok miatt az első ismétlés adatait kizártuk a statisztikai analízisből. Az eredményeket a 9. ábra mutatja. Hasonlóan a többi mért immunparaméterhez ez esetben is a legmagasabb TGEV specifikus (s)IgA szinteket az 1 g/kg MOS kezelés esetében mértük, de a különbség az immunizált csoportok között csupán tendenciózus volt (P=0.07). Kísérletünkben a vékonybélben mért (s)IgA koncentráció az 1 g/kg MOS csoport esetében volt a legnagyobb,
100
3,5
(s)IgA titer (log2)
3 2,5 2 1,5 1 0,5 0 0 g/kg MOS
a,b
1 g/kg MOS
2 g/kg MOS
4 g/kg MOS
Antibiotikum
Nem immunizált
a különböző betűk statisztikailag igazolt eltérést mutatnak P<0,05
9. ábra: A takarmány MOS kiegészítésének hatása a vékonybélben mérhető lokális TGE specifikus (s)IgA mennyiségére (átlag, sd)
az antibiotikumos kezelésben pedig a legkisebb. Ez az eredmény összhangban van más szerzők által leírtakkal, miszerint mannán etetése esetén nagyobb a nyálkahártya IgA termelése kutyáknál (Swanson és mtsai., 2002) és patkányoknál (O’Carra és mtsai., 1997; Swanson és mtsai., 2002), valamint nagyobb IgA koncentráció mérhető patkányoknál a vakbéltartalomban (Kudoh és mtsai., 1999). A takarmány MOS kiegészítésekor Swanson és mtsai. (2002) szerint a jobb szisztémás humorális immunválasz valószínűleg a jobb lokális immunreakció eredménye.
A
bélhámsejtek
felületén
elhelyezkedő
101
mannózkötő
receptorok a bélben megjelenő MOS hatására ugyanis aktiválják a fagocita sejteket, limfocitákat és a komplement rendszert.
6.4. A takarmány mannan-oligoszaharid kiegészítésének hatása a választott malacok növekedési teljesítményére Az emészthetőségi vizsgálatok eredményeit figyelembe véve a teljesítményvizsgálatban csak egy MOS dózist (2 g/kg) választottunk ki és etettünk. A malactakarmányok MOS kiegészítésének hatását a választott malacok növekedési teljesítményére a 17. táblázat mutatja be. A N-retenciós vizsgálathoz hasonlóan ebben a kísérletben sem találtunk a kezelések között statisztikailag igazolható eltérést. A malacok átlagos napi testtömeg-gyarapodása az 1. fázisban (0-15. nap) 221 g, a 2. fázisban (15-31. nap) 376 g volt, ami a genetikai konstrukció adott telepi eredményeivel
összhangban
lévőnek
tekinthető.
Az
összes
takarmányfogyasztás az egyes kutricák átlagában 81,1, illetve 169,6 kg volt fázisonként. Az adott időszakokban átlagosan 63,1 kg és 112,4 kg gyarapodást mértünk egyedenként. A fajlagos takarmányértékesítés ennek megfelelően valamennyi csoportban átlagosan 1,33, illetve 1,52 kg/kg volt. Miguel és mtsai. (2004) publikációja szerint, - mely mintegy 50 vizsgálat adatait dolgozta fel - a malacnevelés során etetett takarmányok MOS- kiegészítése a napi átlagos testtömeg-gyarapodásban 4,1%, az átlagos
napi
takarmányfelvételben
2,1%,
a
malacok
takarmányértékesítésében mintegy 2,3% javulást eredményezett. A mannan-oligoszaharidok teljesítményre gyakorolt hatásait vizsgáló munkák szinte egybehangzóan megállapítják, hogy a kezelések
102
17. táblázat: A takarmány MOS kiegészítésének hatása a választott malacok teljesítményére
1
Indulási testtömeg (kg) Átlagos napi testtömeg-gyarapodás (g/nap) 1 1. fázis (0-15 nap) 2. fázis (15-31 nap) Összesen (0-31 nap) Átlagos napi takarmányfelvétel (g/nap) 2 1. fázis (0-15 nap) 2. fázis (15-31 nap) Összesen (0-31 nap) Takarmányértékesítés (kg/kg) 2 1. fázis (0-15 nap) 2. fázis (15-31 nap) Összesen (0-31 nap) *
M0 7,9
K E Z E L É S E K * AB 7,9
M2 7,9
RMSE 1,6
230 373 304
227 387 309
207 368 289
91 121 87
304 640 472
306 673 489
299 590 445
26 94 48
1,24 1,54 1,41
1,25 1,53 1,43
1,49 1,49 1,48
0,26 0,28 0,19
M0: negatív kontroll antibiotikum vagy MOS nélkül; AB: antibiotikum kezelés 0,2 g/kg Maxus-200 kiegészítés (40ppm avilamycin); M2:
2 g/kg MOS kiegészítés RMSE: Root mean sqare error a, b
a különböző betűk a sorokon belül eltérést mutatnak P ≤ 0,05
1
kezelésenként 108 adat átlagában
2
kezelésenként 6 kutrica (18malac/kutrica) adatainak átlagában
számos tényező, többek között a genotípus, az állatok kora, egészségi állapota és a tartási körülmények is jelentősen befolyásolják (Pettigrew, 2000; Davis és mtsai., 2004a; Le Mieux és mtsai., 2003). A saját vizsgálatunkban a kezelések teljesítményjavító hatásának elmaradása valószínűleg a szokottnál jobb tartási körülményekkel és a nagyon jó higiénés körülményekkel, valamint ebből adódóan az állatok kisebb baktérium terhelésével magyarázhatjuk. A mannán-oligszaharidokkal végzett vizsgálatok eredményei a korábbi, antibiotikumokkal végzett vizsgálatokkal összhangban azt mutatják, hogy nagyobb környezeti terhelés esetén a keveréktakarmány különböző oligoszahariddal való kiegészítése javíthatja a malacok termelési mutatóit (napi testtömeggyarapodás, takarmányhasznosítás; White és mtsai., 2001) és ez az előny nagyobb a fiatalabb állatoknál (Pettigrew, 2000; Miguel és mtsai., 2003). Eredményeink alapján az is elmondható azonban, hogy a malacok táplálóanyag
igényét
a
negatív
kontrollcsoport
takarmánya
is
maradéktalanul kielégítette, s így sem az antibiotikum, sem pedig a MOS- kiegészítés nem befolyásolta a malacok teljesítményét.
104
6.5. A kísérletsorozat eredményeinek összefoglaló megbeszélése A táplálóanyagok ileális emészthetőségét és a malacok N-forgalmát külön vizsgálatban végeztük. Bár az emészthetőségi vizsgálatokban a nyersfehérje és a vizsgált esszenciális aminosavak látszólagos ileális emészthetősége javult mind az antibiotikum mind pedig a MOSkiegészítés hatására, ennek ellenére a N-retenció mértékében nem találtunk statisztikailag igazolható különbséget a kezelések között. A Nforgalmi vizsgálat eredményei azt mutatták, hogy kísérleti kezelések nem befolyásolták a bélsárral ürített N mennyiségét. Ugyan két külön kísérletről van szó, adataink azt sugallják, hogy a vastagbélben zajló folyamatok megváltoztatják a béltartalom összetételét. A vastagbélben számottevő aminosav kiválasztás, illetve felszívódás ugyan már nem történik, de az itt zajló élénk bakteriális tevékenység jelentősen befolyásolja az ileumból származó chymus fehérjetartalmát (Fuller, 2003). Általánosságban megállapítható, hogy az ileális és bélsárból mért fehérjeemészthetőség közötti különbség elsősorban a vastagbélflóra energia-ellátásától függ. Ha az energia limitáló tényező, akkor a mikroorganizmusok
a
béltartalom
emésztetlen
fehérjetartalmát
energiaforrásként használják, amennyiben azonban a vastagbélben nincs energia-deficit, úgy a mikróbák a béltartalom N-vegyületeiből, de novo szintézissel bakteriális fehérjét állítanak elő (Babinszky és Vincze, 2002). A mikroba fehérjeszintézisben és katabolizmusban betöltött szerepe mellett az aminosavak más táplálóanyagokkal való reakciója is hatással lehet a kapott eredményekre. Különösen a nagy hányadban hőkezelt anyagokat tartalmazó termékek, mint a malactápok esetén fordul elő, hogy a Mailard reakció során létrejött fehérje-szénhidrát komplex miatt az aminosav nem képes felszívódni, vagy felszívódik
105
ugyan, de a fehérjeszintézisben már nem tud részt venni (Moughan és Rutherfurd, 1996). Eredményeink értékelésekor azt is érdemes figyelembe venni, hogy a választással együtt járó élettani és az intermedier anyagcserében bekövetkező változások mellett a szövetek közötti prioritás is megváltozik (Humphrey és mtsai., 2000). Míg az izmokban csökken, sőt szinte leáll a fehérjeszintézis, addig a bélcsatornában jelentős fehérjeépítés zajlik (Séve, 1986). A bélcsatornában végbemenő fehérjeszintézis jelentős mennyiségű, többségében nem esszenciális aminosavat
igényel.
A
nem
esszenciális
aminosavak
közül
a
glutaminnak, a glutaminsavnak és a glicinnek a fehérjeszintézisben való részvételen kívül speciális szerepe is van a bél maturációjában, szöveti struktúra védelmében, valamint a tápcsatorna ellenálló képességének fenntartásában (Wang és mtsai., 2009). Wang (2008) kísérletében a választott
malacok
takarmányának
1%
L-glutamin
kiegészítése
csökkentette az atrófiás elváltozásokat a jejunumban és fokozta béltraktus növekedését. Választást követő 1-2 napban a bélcsatorna kb. 20%-ot veszít tömegéből és a teljes regenerációhoz 5-10 nap szükséges (Spreuwenberger és mtsai., 2001). A választást követő napokban a malacok esszenciális aminosav szükségletét is a tápcsatorna intenzív fejlődése határozza meg elsősorban: fokozott igény jelentkezik az argininre, a threoninra és a kéntartalmú aminosavakra (Wang és mtsai., 2009). Bár korábban a lizin szerepét a tápcsatorna fejlődésében nem tartották jelentősnek, van Goudoever és mtsai. (2000) rámutattak arra, hogy a nagy fehérjeellátásban részesült malacok esetében a bélhez köthető lizin oxidáció mintegy 30%-a a testben mérhető teljes lizin oxidációnak. Egy másik kísérletben a takarmány lizin-kiegészítése
106
megnövelte a vékonybél sejtjeinek glikogén tartalmát, valamint a bélbolyhok
magasságát
(Gu,
2000).
Eredményeinket
részben
magyarázhatja, hogy a nagyobb ileálisan emészthető táplálóanyag – elsősorban aminosavellátás – a tápcsatorna intenzívebb fejlődését szolgálta. Ha figyelembe vesszük, hogy bár az emésztőtraktus relatív testsúlyhoz viszonyított tömege gyorsan nő (a születéskori 2%-ról 6%), a tápcsatornába épülő fehérjék csupán kis részét képezik a teljes Ntömegnek, akkor könnyen belátható, hogy az általunk végzett N-forgalmi vizsgálatokkal nem tudjuk bizonyítani hipotézisünket. Az
immunológiai
vizsgálataink
eredményei
azonban
további
magyarázatot adhatnak arra, hogy a jobb ileális emészthetőség miért nem járt együtt a malacok N-retenciójának és növekedési teljesítményének javulásával. Valószínűsíthető, ugyanis hogy a felszívódott többlet táplálóanyagok a korábban és határozottabban jelentkező immunválasz nagyobb
táplálóanyag
igényét
szolgálták.
A
választást
követő
mikroflóraváltozás és az új táplálék összetevőkkel szemben kialakuló tolerancia az immunrendszer aktív közreműködését igényli. Az immunválasz
sokfélesége
és
az
immunreakciók
mértékének
különbözősége miatt a védekező folyamatok extra táplálóanyag igénye igen nehezen határozható meg (Humphrey és Klasing, 2004). A fertőzéseknek kitett sertésekben az állatok létfenntartó fehérjeszükséglete akár 100%-kal is megnő (Williams, 1997,a). A preventív, vakcinás védelem ennél kisebb kihívást jelent a szervezet számára, de ez esetben is megfigyelhető
az
állatok
átmeneti
étvágytalansága
és
termeléscsökkenése. Spurlock (1997,a) kísérletében a PRSS vakcina alkalmazása 15%-kal rontotta az állatok napi takarmányfelvételét és 21 %-kal a napi gyarapodását. Az aktív védelem tesztelése érdekében
107
alkalmazott fehérje antigénnel (Keyhole limpet hemocyanin injekció) történő immunizálás 30%-kal fokozta a gazdaszervezetben zajló metabolikus folyamatokat egerekben (Demas 1997). Li (2007) és munkatársai vizsgálata szerint ebben az életszakaszban az ideális fehérje aminosavösszetétele immunológiai stressz hatására megváltozik. Az immunrendszer működéséhez relatív nagyobb mennyiségű fenilalanin, tirozin, triptofán, cisztin és szerin szükséges, míg a szervezet leucin, lizin, hisztidin, arginin, alanin, aszparagin és glutamin igénye nem nagyobb a növekedés aminosav igényénél (Reeds és mtsai., 2001). Kísérletünkben a jobb immunválasz készség mellett a termelés csökkenés nem volt megfigyelhető. A humorális szisztémás immunválaszban résztvevő immunglobulinok
termelődése
jelentősen
megnöveli
a
malacok
threoninszükségletét a gyarapodáshoz szükséges mennyiséghez képest (Defa és mtsai., 1999). Bár a vér Ig tartalmának változását nem mértük, mind a PWM-nel végzett lymphocyta stimulációs teszt eredménye arra utal, mind pedig a vírus neutralizációs teszt adatai azt mutatják, hogy a humorális immunreakciók erősödtek 1 g/kg MOS kiegészítés esetén. Ezen kísérleti kezelésben a threonin ileális emészthetősége a kiegészítést nem tartalmazó takarmányt fogyasztó csoporthoz képest mintegy 10% ponttal javult. Az általunk végzett vizsgálatok eredményei azt mutatják, hogy míg a táplálóanyagok látszólagos ileális emészthetőségének javításához 1-2 g/kg, addig az állatok immunválasz készségének növeléséhet 1 g/kg MOS kiegészítés az optimális. A MOS kiegészítés 2 g/kg fölé emelése nem javasolt, mert nem javítja, sőt ronthatja a táplálóanyagok emészthetőségét és a választott malacok immunválasz készségét. Sem a saját vizsgálataink, sem pedig az irodalmi adatok nem adtak magyarázatot a MOS dózis-válasz hatására, ennek okát további kísérletsorozatban érdemes volna megvizsgálni.
108
7. KÖVETKEZTETÉSEK ÉS JAVASLATOK 1.
A takarmány MOS kiegészítése meghatározó a szárazanyag, a nyersfehérje, a vizsgált aminosavak, valamint a Ca és P ileális emészthetőség javulás mértéke szempontjából. A metionin, a cisztin, a metionin +cisztin és a treonin, valamint a Ca és P látszólagos ileális emészthetősége 1 g/kg MOS kiegészítésének hatására 5% pontot meghaladó mértékben javult, nagyobb dózis azonban nem okozott további emészthetőség javulást. A fehérje és a lizin esetében a hozamfokozó antibiotikummal azonos mértékű, a kiegészítést nem tartalmazó takarmányhoz képest 5% pontnyi emészthetőség javulás 2g/kg MOS hozzáadásakor volt mérhető (P>0,05). A takarmány 4 g/kg MOS-dal való kiegészítése a szárazanyag, a lizin, valamint a Ca és P látszólagos ileális emészthetőségét a MOS-ot nem tartalmazó csoporthoz képest nem befolyásolta (P>0,05).
2. Az immunológiai vizsgálatok eredményei egybehangzóan azt mutatják, hogy a takarmány MOS-dal való kiegészítése javíthatja a 28 napos korban választott malacok specifikus és nem specifikus immunválasz készségét. 3. A nem specifikus celluláris immunitás vizsgálatára alkalmazott limfocita stimulációs tesztekben (ConA, PHA, PWM) az 1 g/kg MOS- kiegészítést fogyasztó csoportban mértük a legerősebb immunválaszt. A kísérleti kezelések közötti különbség az ötödik héten volt statisztikailag biztosított (P<0,05; Con A: 0 vs. 1 g/kg MOS és hozamfokozó antibiotikum vs. 1 g/kg MOS, PHA: 4 vs. 1 g/kg MOS, PWM: 0 vs. 1 g/kg MOS).
109
4. A specifikus celluláris immunválasz vizsgálata során az 1 g/kg MOS
kiegészítést
periódusban
végig
fogyasztó a
csoportokban
legmagasabb
limfocita
a
vizsgálati stimulációs
képességet mértük, azonban a kezelések között statisztikailag biztosított különbséget csak a 3. héten kaptunk (P<0,05; hozamfokozó antibiotikum vs. 1 g/kg MOS). Az antibiotikum kiegészítésben részesülő csoportnál mért specifikus celluláris immunválasz képesség a 3. héten azonos volt (P>0,05) a nem immunizált malacoknál mért LST-vel. 5. A specifikus humorális immunválasz az 1 g/kg MOS kiegészítést fogyasztó csoportban mutatta a legerősebb reakciót, az Aujeszky vírus neutralizációs képesség 2 héttel az immunizációt követően a többi kezeléstől statisztikailag különbözött (P<0,05). 6. A lokális specifikus immunválasz (a vékonybélben mérhető lokális TGE specifikus (s)IgA mennyisége) az 1g/kg MOSkiegészítést fogyasztó csoportban volt a legmagasabb (P=0,07; hozamfokozó antibiotikum vs. 1 g/kg MOS). 7. Jó higiéniai és tartási körülmények között tartott malacok esetében a takarmány MOS kiegészítése javítja az állatok immunválasz készségét a N-retenció és a növekedési teljesítmény romlása nélkül.
110
Javaslatok: 1.
Eredményeink alapján megállapítható, hogy míg a táplálóanyagok látszólagos ileális emészthetőségének javításához 1-2 g/kg, addig az állatok immunválasz készségének növeléséhez 1 g/kg MOSkiegészítés az optimális. A takarmányba a MOS kiegészítés 2 g/kg koncentrációnál nagyobb mennyiségben nem javasolt, mert nem javítja, sőt ronthatja a táplálóanyagok emészthetőségét és a választott malacok immunválasz készségét.
2.
Eredményeink alapján érdemes lehet vizsgálatot beállítani 1g/kg MOS dózissal, üzemi körülmények között, átlagos vagy annál rosszabb egészségi állapotú állatokkal.
3.
A MOS kiegészítés hatékonyságának és hatásmechanizmusának további vizsgálatát tartjuk szükségesnek a készítmény eredményes alkalmazásához.
111
8. ÚJ TUDOMÁNYOS EREDMÉNYEK 1. A
takarmány
kis
dózisú
(1-2g/kg)
mannán-oligoszaharid
kiegészítése javítja, míg a nagyobb dózisú (4g/kg) MOS etetése nem befolyásolja, sőt ronthatja a táplálóanyagok
látszólagos
ileális emészthetőségét 28 naposan választott malacok esetében. A metionin, a cisztin és a treonin, valamint a Ca és P látszólagos ileális emészthetősége 1g/kg MOS etetése esetén, míg a szárazanyag,
nyersfehérje
emészthetősége
2g/kg
és
MOS
lizin
látszólagos
kiegészítés
ileális
alkalmazásakor
statisztikailag igazolható mértékben javul. 2. Választott malacok esetében a specifikus humorális és celluláris immunreakciók már 2 héttel az immunizációt követően erősebben jelentkeznek, ha a takarmányt 1 g/kg MOS-dal egészítjük ki, azonban nagyobb dózisú kiegészítés esetén ez nem várható. 3. Jó higiéniai és tartási körülmények között tartott malacok esetében a takarmány MOS
kiegészítése átmeneti jelleggel szignifikáns
változásokat okoz egyes immunparamétereik alakulásában a N – retenció és a teljesítmény romlása nélkül.
112
9. ÖSSZEFOGLALÁS Választáskor a malacok fejlődési üteme az őket érő összetett stressz hatására visszaesik, súlyosabb esetben a hasmenések gyakorisága és az elhullások számának növekedése is fokozza a termelési veszteségeket. A hozamfokozó antibiotikumok használatával hatékonyan és gazdaságosan lehetett e károkat enyhíteni, azonban élelmiszerbiztonsági kockázatuk miatt ezen takarmány-kiegészítőket már nem lehet sertéshízlalásban alkalmazni. Számos vizsgálati eredmény utal arra, hogy a mannán-oligoszaharid készítmények a hozamfokozó antibiotikumok potenciális alternatívájaként használhatók.
A
MOS-dal
foglalkozó
vizsgálatok
és
irodalmi
feldolgozások száma az elmúlt időszakban megnőtt ugyan, azonban a készítmények hatásmechanizmusának és a sertések teljesítményre gyakorolt hatásának egyidejű tárgyalásával a szakirodalom csak érintőlegesen foglalkozik. Mivel a MOS elnevezés a mannán-tartalmú, de különböző összetételű (kémiai kötésekkel rendelkező) szénhidrátokat jelenti, ezért a készítmények hatékonysága a különböző biológiai folyamatokban eltérő lehet. A MOS készítmények a tápcsatornában megtelepedő patogén kórokozók számának csökkentése révén, valamint a szervezet immunválasz készségének megváltoztatásával alkalmasak lehetnek a rosszabb higiéniai körülmények között tartott állatok teljesítményének javítására. Ehhez járul, hogy a MOS kiegészítést tartalmazó takarmányok esetén fiatal állatoknál a bél maturációs folyamatai felgyorsulnak, csökkentve a malacoknál a választáskor jelentkező emésztési depressziót. A MOS készítmények mindezek alapján fejtik ki az esetleges hozamfokozó hatásukat, amely hatás azon állatok
113
esetében számottevő, melyek genetikai képességeik alatti teljesítményt nyújtanak. Bár sok tudományos publikáció jut arra a következtetésre, hogy a takarmány MOS- kiegészítése fokozza a választott malacok növekedési teljesítményét,
csupán
néhányuk
foglalkozik
a
táplálóanyagok
emészthetőségének MOS kiegészítés hatására történő változásaival. Ugyancsak hiányos az irodalom a takarmányokba kevert manánoligoszaharidok
etetésének
a
N-retencióra
gyakorolt
hatásáról.
Amennyiben ugyanis az állatok teljesítménye növelhető a takarmány mannán-tartalmának növelésével, akkor felmerül a kérdés, hogy ez vajon a táplálóanyagok jobb vékonybélbeli emészthetőségének és/vagy a hatékonyabb N-forgalomnak köszönhető-e. Az idevonatkozó irodalomból az is kitűnik, hogy a MOS-ok hatásmechanizmusa, mint immunmodulátor még nem kellően tisztázott. Bár a témában egyre több publikáció jelenik meg, a celluláris és humorális, valamint a specifikus és nem specifikus immunválasz párhuzamos vizsgálatát kevesen végezték el. Az irodalomban közölt mannán-tartalmú takarmány-kiegészítőkkel végzett
vizsgálatok
összehasonlíthatósága
nehéz,
mert
a
hatóanyagtartalmat a szerzők csak ritkán adják meg. A legtöbb vizsgálatban a kontroll(ok)hoz egy kísérleti kezelést rendelnek, melyben a mannán-tartalmú készítmény 1-5 g/kg közötti tartományban van. Elképzelhető, hogy az ellentmondó eredményeket a MOS dózis-válasz hatásával is lehetne magyarázni, azonban ezt csak nagyon kevés szerző vizsgálta. A publikált MOS-dal foglalkozó vizsgálatok jelentős részét az USA-ban végezték, ahol az ottani gyakorlatnak megfelelően elsősorban a 2-3 hetesen választott malacokat vizsgáltak. Mivel a választás ideje meghatározó a bél morfológiai és funkcionális fejlődése, valamint a
114
malacok ellenálló képessége szempontjából, ezért lényeges kérdés, hogy a hazánkban és az Európai Unióban általános 28 napos választás esetén a takarmány MOS kiegészítése miképpen befolyásolja a táplálóanyagok emészthetőségét, valamint az állatok immunválasz készségét és teljesítményét. A beállított kísérlet sorozatban azt vizsgáltuk, hogy a takarmány MOS kiegészítése
miképpen
befolyásolja
1)
a
táplálóanyagok
ileális
emészthetőségét, 2) a választott malacok N-forgalmát, 3) nem specifikus celluláris valamint specifikus celluláris és humorális immunválasz készséget, illetve a 4) az állatok teljesítményét a malacnevelés során. A fenti cél érdekében 4 kísérletet állítottunk be, a vizsgálatok mindegyikében azonos tenyészetből, azonos genotípusú, 28 naposan választott malacokból. Az emészthetőségi vizsgálathoz összesen 30 egyszerű T-kanüllel ellátott ártányt (1. kísérlet), a N-forgalmi vizsgálatokhoz 48 intakt ártányt (2. kísérlet), az immunológiai vizsgálatokhoz 58 ártányt (3. kísérlet), az üzemi teljesítmény vizsgálathoz 324 vegyes ivarú malacot (4. kísérlet) állítottunk be. Az 1-3. kísérletekben alkalmazott takarmányozási kezelések az alábbiak voltak: egy kereskedelmi forgalomban lévő malactápot 0, 1, 2 és 4 g/kg Agrimos, mannán-oligoszaharid tartalmú készítménnyel (M0, M1, M2, M4) vagy hozamfokozó antibiotikummal (AB) egészítettünk ki. Az immunológiai vizsgálatok során a malacokat 6 csoportba osztottuk, 5 csoport állatait Aujeszky vírussal a kísérlet kezdetén, majd két hét múlva, valamint
fertőző
gastroenteritisz
vírussal
a
kísérlet
8.
hetén
immunizáltuk; a 6. csoport állatai az immunizáció kontrolljaként az M0 kezelés takarmányát fogyasztották. Az állatoktól az első immunizálás előtt, majd öt héten keresztül hetente vért vettünk. A vérmintákból
115
limfocita stimulációs tesztet végeztünk (LST), a szérumból pedig vírus neutralizációs teszttel határoztuk meg az Aujeszky vírussal szemben termelt ellenanyagok mennyiségét. A kísérlet 10. héten a malacokat levágtuk és a vékonybél azonos szakaszából mintát vettünk, melyekből a TGE specifikus ellenanyagok (sIgA) meghatározása történt. Az emészthetőségi vizsgálatok eredményei alapján az üzemi teljesítmény vizsgálatban három kezelést alkalmaztunk. Az alaptakarmányt 0 és 2 g/kg Agrimos-szal (M0 és M2) vagy hozamfokozó antibiotikummal (AB) egészítettük ki. Az emészthetőségi vizsgálat eredményei azt mutatják, hogy a malactakarmány MOS-dal való kiegészítése szignifikánsan javította a legtöbb vizsgált táplálóanyag látszólagos ileális emészthetőségét. A takarmány 1g/kg MOS- kiegészítésének hatására jelentősen javult, a metionin, a cisztin, a metionin+cisztin és a treonin, valamint a Ca és P látszólagos ileális emészthetősége. A MOS- kiegészítés mértékének növelése nem okozott további emészthetőség javulást a felsorolt táplálóanyagok esetében, sőt a metionin, a cisztin és metionin+cisztin esetében a legmagasabb, 4 g/kg MOS- kiegészítés az 1 g/kg-hoz képest a látszólagos ileális emészthetőség szignifikáns romlásával járt, bár a MOS-dot nem tartalmazó negatív kontrollhoz képest magasabb értéket mutatott. A szárazanyag, fehérje és a lizin esetében a statisztikailag igazolható mértékű emészthetőség javulás 2 g/kg MOS hozzáadásakor volt mérhető. A takarmány 4 g/kg MOS-dal való kiegészítése a szárazanyag, a lizin valamint a Ca és P látszólagos ileális emészthetőségét a MOS-ot nem tartalmazó csoporthoz képest nem befolyásolta (P>0,05). Az 1 és 2 g/kg MOS- kiegészítés hatására mért emészthetőség javulás elérte a hozamfokozó antibiotikum kiegészítés
116
által okozott emészthetőség javulás mértékét. A MOS kiegészítés nem befolyásolta a takarmány nyerszsír és N-mentes kivonható anyag tartalmának látszólagos ileális emészthetőségét. A hozamfokozó antibiotikum jelentősen rontotta a nyersrost ileális emészthetőségét, ugyanakkor a takarmány MOS kiegészítése azt nem befolyásolta. A malactakarmányok MOS- kiegészítése a kísérleti állatok Nforgalmát nem befolyásolta. A N-felvétel valamint a N-ürítés mértéke és módja sem változott a kísérleti kezelések hatására. Az immunológiai vizsgálatok eredményei szerint takarmány MOSkiegészítése dózis-válasz hatású a vizsgált immunparaméterekre. A nem specifikus celluláris immunitás vizsgálatára alkalmazott limfocita stimulációs tesztekben (ConA, PHA, PWM) az 1 g/kg MOS- kiegészítést fogyasztó csoportban mértük a legerősebb immunválaszt. A kísérleti kezelések közötti különbség az ötödik héten volt statisztikailag biztosított (P<0,05; Con A: 0 vs. 1 g/kg MOS és hozamfokozó antibiotikum vs. 1 g/kg MOS, PHA: 4 vs. 1 g/kg MOS, PWM: 0 vs. 1 g/kg MOS). A specifikus celluláris immunválasz vizsgálatához Aujeszky vírussal történő immunizálást követően az LST során mitogénként Aujeszky vírust használtunk. Az 1 g/kg MOS- kiegészítést fogyasztó csoportokban a vizsgálati periódusban végig a legmagasabb stimulációs képességet mértük, azonban a kezelések között statisztikailag biztosított különbséget csak a 3. héten kaptunk (P<0,05; hozamfokozó antibiotikum vs. 1 g/kg MOS). Az antibiotikum kiegészítésben részesülő csoportnál mért specifikus celluláris immunválasz képesség a 3. héten azonos volt (P>0,05) a nem immunizált malacoknál mért LST-vel. A specifikus humorális immunválasz az 1 g/kg MOS- kiegészítést fogyasztó csoportban
mutatta
a
legerősebb
reakciót,
117
az
Aujeszky
vírus
neutralizációs képesség 2 héttel az immunizációt követően a többi kezeléstől statisztikailag különbözött (P<0,05). A lokális specifikus immunválasz (a vékonybélben mérhető lokális TGE specifikus (s)IgA mennyisége) az 1g/kg MOS- kiegészítést fogyasztó csoportban volt a legmagasabb (P=0,07; hozamfokozó antibiotikum vs. 1 g/kg MOS). A 28 naposan választott malacok teljesítménye a takarmányok különböző dózisú MOS kiegészítésének hatására nem változott. Az
általunk
végzett
vizsgálatok
eredményeiből
arra
lehet
következtetni, hogy a malacok maximális növekedéséhez szükséges táplálóanyag-ellátást
biztosítottuk
a
kiegészítést
nem
tartalmazó
takarmány esetében is, és az ileum végéig felszívódott többlet táplálóanyagok a korábban és erősebben jelentkező immunválasz nagyobb táplálóanyag igényét szolgálták. Eredményeink szerint, míg a táplálóanyagok látszólagos ileális emészthetőségének javításához 1-2 g/kg, addig az állatok immunválasz készségének növeléséhez 1 g/kg MOS- kiegészítés az optimális. A MOS- kiegészítés 2 g/kg fölé emelése nem javasolt, mert nem javítja, sőt ronthatja a táplálóanyagok emészthetőségét és a választott malacok immunválasz készségét. Sem a saját vizsgálataink, sem pedig az irodalmi adatok nem adtak magyarázatot a MOS dózis-válasz hatására, ennek okát további kísérletsorozatban érdemes volna megvizsgálni. Kísérleteinkből az alábbi következtetések vonhatók le: 1. A takarmány MOS kiegészítése meghatározó a szárazanyag, a nyersfehérje, a vizsgált aminosavak, valamint a Ca és P ileális emészthetőség javulás mértéke szempontjából. A metionin, a cisztin, a metionin +cisztin és a treonin, valamint a Ca és P
118
látszólagos ileális emészthetősége 1 g/kg MOS kiegészítésének hatására 5% pontot meghaladó mértékben javult, nagyobb dózis azonban nem okozott további emészthetőség javulást. A fehérje és a lizin esetében a hozamfokozó antibiotikummal azonos mértékű, a kiegészítést nem tartalmazó takarmányhoz képest 5% pontnyi emészthetőség javulás 2g/kg MOS hozzáadásakor volt mérhető (P>0,05). A takarmány 4 g/kg MOS-dal való kiegészítése a szárazanyag, a lizin, valamint a Ca és P látszólagos ileális emészthetőségét a MOS-ot nem tartalmazó csoporthoz képest nem befolyásolta (P>0,05). 2. Az immunológiai vizsgálatok eredményei egybehangzóan azt mutatják, hogy a takarmány MOS-dal való kiegészítése javíthatja a 28 napos korban választott malacok specifikus és nem specifikus immunválasz készségét. 3. A nem specifikus celluláris immunitás vizsgálatára alkalmazott limfocita stimulációs tesztekben (ConA, PHA, PWM) az 1 g/kg MOS- kiegészítést fogyasztó csoportban mértük a legerősebb immunválaszt. A kísérleti kezelések közötti különbség az ötödik héten volt statisztikailag biztosított (P<0,05; Con A: 0 vs. 1 g/kg MOS és hozamfokozó antibiotikum vs. 1 g/kg MOS, PHA: 4 vs. 1 g/kg MOS, PWM: 0 vs. 1 g/kg MOS). 4. A specifikus celluláris immunválasz vizsgálata során az 1 g/kg MOS
kiegészítést
periódusban
végig
fogyasztó a
csoportokban
legmagasabb
limfocita
a
vizsgálati stimulációs
képességet mértük, azonban a kezelések között statisztikailag biztosított különbséget csak a 3. héten kaptunk (P<0,05; hozamfokozó antibiotikum vs. 1 g/kg MOS). Az antibiotikum
119
kiegészítésben részesülő csoportnál mért specifikus celluláris immunválasz képesség a 3. héten azonos volt (P>0,05) a nem immunizált malacoknál mért LST-vel. 5. A specifikus humorális immunválasz az 1 g/kg MOS kiegészítést fogyasztó csoportban mutatta a legerősebb reakciót, az Aujeszky vírus neutralizációs képesség 2 héttel az immunizációt követően a többi kezeléstől statisztikailag különbözött (P<0,05). 6. A lokális specifikus immunválasz (a vékonybélben mérhető lokális TGE specifikus (s)IgA mennyisége) az 1g/kg MOSkiegészítést fogyasztó csoportban volt a legmagasabb (P=0,07; hozamfokozó antibiotikum vs. 1 g/kg MOS). 7. Jó higiéniai és tartási körülmények között tartott malacok esetében a takarmány MOS kiegészítése javítja az állatok immunválasz készségét a N-retenció és a növekedési teljesítmény romlása nélkül. Javaslatok: 1.
Eredményeink alapján megállapítható, hogy míg a táplálóanyagok látszólagos ileális emészthetőségének javításához 1-2 g/kg, addig az állatok immunválasz készségének növeléséhez 1 g/kg MOSkiegészítés az optimális. A takarmányba a MOS kiegészítés 2 g/kg koncentrációnál nagyobb mennyiségben nem javasolt, mert nem javítja, sőt ronthatja a táplálóanyagok emészthetőségét és a választott malacok immunválasz készségét.
2.
Eredményeink alapján érdemes lehet vizsgálatot beállítani 1g/kg MOS dózissal, üzemi körülmények között, átlagos vagy annál rosszabb egészségi állapotú állatokkal.
120
3.
A MOS kiegészítés hatékonyságának és hatásmechanizmusának további vizsgálatát tartjuk szükségesnek a készítmény eredményes alkalmazásához.
Új tudományos eredmények: 1. A
takarmány
kis
dózisú
(1-2g/kg)
mannán-oligoszaharid
kiegészítése javítja, míg a nagyobb dózisú (4g/kg) MOS etetése nem befolyásolja, sőt ronthatja a táplálóanyagok
látszólagos
ileális emészthetőségét 28 naposan választott malacok esetében. A metionin, a cisztin és a treonin, valamint a Ca és P látszólagos ileális emészthetősége 1g/kg MOS etetése esetén, míg a szárazanyag,
nyersfehérje
emészthetősége
2g/kg
és
MOS
lizin
látszólagos
kiegészítés
ileális
alkalmazásakor
statisztikailag igazolható mértékben javul. 2. Választott malacok esetében a specifikus humorális és celluláris immunreakciók már 2 héttel az immunizációt követően erősebben jelentkeznek, ha a takarmányt 1 g/kg MOS-dal egészítjük ki, azonban nagyobb dózisú kiegészítés esetén ez nem várható. 3. Jó higiéniai és tartási körülmények között tartott malacok esetében a takarmány MOS
kiegészítése átmeneti jelleggel szignifikáns
változásokat okoz egyes immunparamétereik alakulásában a N – retenció és a teljesítmény romlása nélkül.
121
10. SUMMARY At the time of weaning the associated stress causes a setback in the growth rate of pigs, and in more severe cases the increased prevalence of diarrhea and higher mortalities aggravate production losses further. Growth promoting antibiotics used to be an efficient and economical tool for mitigating such losses, but due to the food safety risks involved the use of these feed additives in pig production is not permitted anymore. Numerous studies suggest that mannan-oligosaccharide products can be used as potential alternatives for growth promoting antibiotics. Although the number of studies and literature reviews dealing with MOS has increased lately, the simultaneous discussion of the mode of action of these products and their impact on pig performance is scarce and cursory in the literature. Since the acronym MOS means carbohydrates that contain mannan but in varying compositions (chemical bonds), it follows that the efficiency of these products may also vary in the different biological processes. Because MOS products reduce the number of gastrointestinal pathogens and alter the immune response, they may be suitable for improving the performance of animals kept under poor hygienic conditions. In addition, MOS containing diets are associated with faster intestinal maturation in young animals, reducing the prevalence of impaired digestion occurring in pigs at weaning. The potential growth promoting effect of MOS products has its basis in the foregoing, and it is especially significant in animals performing below their genetic potential.
122
Although numerous scientific publications conclude that the MOS supplementation of diets enhances the growth performance of weaned pigs, only a few of them discuss the changes of nutrient digestibility as a result of MOS supplementation. Another area insufficiently covered in the literature is the impact of dietary mannan-oligosaccharides on Nretention. More specifically, if animal performance can be improved by increasing the mannan level of the diet, the question raises whether this is in consequence of the better digestibility of nutrients in the small intestine and/or of the more efficient N metabolism. It is also apparent from the relevant literature, that the mode of action of MOS products as immunemodulators has not yet been sufficiently clarified. Although the number of publications in this area has been increasing continuously, only a few researchers have performed parallel studies on the cellular and humoral, and on the specific and non-specific immune responses. The comparison of published studies conducted with mannancontaining feed additives is difficult, because the authors rarely disclose the active ingredient content. Most studies contrast the control treatment(s) with one trial treatment, in which the level of the mannancontaining product is between 1 and 5 g/kg. Although the dose-dependent response to MOS could be a possible explanation for the conflicting results only very few researchers have investigated this suggestion. A considerable number of published MOS studies were conducted in the US, where in accordance with the local practice piglets weaned at the age of 2-3 weeks were studied in most of the cases. Since the time of weaning is vitally important for the morphological and functional development of the gastrointestinal tract and also for the immunocompetence of the piglets, it is a significant question how the MOS supplementation of the
123
diets influences nutrient digestibility and the immune response and performance of animals if weaning takes place at day 28 of age as is common in Hungary and in the European Union. The trial series investigated how the MOS supplementation of the diet effects 1) the ileal digestibility of nutrients; 2) the N metabolism of weaned pigs; 3) the non-specific cellular and the specific cellular and humoral immune response; and 4) the performance of the animals during the nursery phase. Four trials were set up with the above objectives, all of them using pigs weaned at 28 days of age and coming from the same stock and same genotype. The digestibility trial was conducted with a total of 30 barrows fitted with a simple T-cannula (Trial 1); 48 intact barrows were used in the N-metabolism studies (Trial 2); 58 barrows in the immunology studies (Trial 3); and 324 pigs of mixed sex in the farm trial (Trial 4). Dietary treatments in Trials 1-3 were: a commercial pig feed supplemented with 0, 1, 2 or 4 g/kg AgriMos – a mannan-oligosaccharide containing product – (M0, M1, M2, M4) or with a growth promoting antibiotic (AB). In the immunology studies the pigs were divided into 6 groups; pigs in 5 groups were immunized with Aujeszky virus at the start of the trial and again after two weeks, plus with a gastroenteritis virus on week 8 of the trial; pigs in the 6th group were fed the diet of the M0 treatment as a control of immunization. Blood samples were taken from the animals prior to the first immunization and then weekly for five weeks. Lymphocyte stimulation tests (LST) were performed on the blood samples, while the serum was used for a virus neutralization test to determine the level of antibodies produced against Aujeszky virus. On week 10 of the trial the pigs were slaughtered and samples were taken from the same section of
124
the small intestine for the purpose of determining the TGE specific antibodies (sIgA). Based on the results of the digestibility studies three treatments were set up in the performance study. The basal diet was supplemented with 0 or 2 g/kg AgriMos (M0 and M2) or with a growthpromoting antibiotic (AB). The results of the digestibility study show that supplementation of the pig diet with MOS significantly improved the apparent ileal digestibility of most tested nutrients. The 1 g/kg MOS supplementation of the diet resulted in a considerable improvement of the apparent ileal digestibility of methionine, cystine, methionine+cystine and threonine, and also of Ca and P. Increasing the rate of MOS supplementation did not lead to a further improvement in digestibility of the nutrients mentioned, moreover, the highest – 4 g/kg – MOS supplementation led to a significant deterioration of the apparent ileal digestibility of methionine, cystine and methionine+cystine when compared to the 1 g/kg dosage, although it was still higher than in the case of the negative control which did not contain MOS. Dry matter, crude protein and lysine showed a statistically verifiable improvement when 2 g/kg MOS was added to the diet. Supplementing the diet with 4 g/kg MOS did not influence the apparent ileal digestibility of dry matter, lysine and Ca and P compared to the group without MOS (P>0.05). The improvement of digestibility achieved with 1 and 2 g/kg MOS supplementation reached the level of digestibility improvement caused by the growth promoting antibiotic supplementation. The MOS supplementation did not affect the apparent ileal digestibility of dietary crude fat and N-free extract. The growthpromoting antibiotic had a significant negative impact on the ileal
125
digestibility of crude fiber, in contrast to the MOS supplementation of the diet, which did not affect the same. The MOS supplementation of the pig diets did not influence the N-metabolism of the trial animals. The dietary treatments changed neither the N intake, nor the rate or mode of N excretion. The results of the immunology studies indicate that supplementing the diet with MOS has a dose-dependent impact on the tested immune parameters. In the lymphocyte stimulation tests conducted to determine the non-specific cellular immunity (ConA, PHA, PWM) the immune response was found to be the strongest in the group fed the diet with 1 g/kg MOS supplementation. The difference among dietary treatments was statistically verifiable on week 5 (P<0.05; ConA: 0 vs. 1 g/kg MOS and growth promoting antibiotic vs. 1 g/kg MOS; PHA: 4 vs. 1 g/kg MOS; PWM: 0 vs. 1 g/kg MOS). In the study of the specific cellular immune response the immunization with Aujeszky virus was followed by using Aujeszky virus as the mitogen in the LST. The stimulation ability was found to be the highest in the groups fed 1 g/kg MOS supplementation all along the trial period, but the difference among treatments was statistically verifiable on week 3 only (P<0.05; growth promoting antibiotic vs 1 g/kg MOS). On week 3 the specific cellular immune response of the antibiotic supplemented group was the same as the LST measured for non-immunized pigs (P>0.05). The specific humoral immune response was the strongest in the 1 g/kg MOS supplemented group; the Aujeszky virus neutralization ability was statistically different from the other treatments 2 weeks following immunization (P<0.05). The local specific immune response (the level of local TGE specific (s)IgA measurable in the small intestine) was the highest in the group fed the 1
126
g/kg MOS supplementation (P=0.07; growth promoting antibiotic vs. 1 g/kg MOS). The performance of pigs weaned at 28 days of age did not change with the different doses of MOS supplementation added to the diets. The results of our studies suggest that the nutrient supply was sufficient for the maximum growth of the pigs even in the case of the unsupplemented diet, and that the additional nutrients absorbed by the end of the ileum served the higher nutrient requirements of the earlier and more intense immune response. According to our results the optimum level of MOS supplementation for improving the apparent ileal digestibility of nutrients is 1-2 g/kg, whereas the optimum level for boosting the immune response of the animals is 1 g/kg MOS supplementation. Adding MOS to the diet at concentrations in excess of 2 g/kg is not recommended because it will not improve or may even impair the digestibility of nutrients and the immune response of the weaned pigs. Neither our own studies, nor the data available from the literature provide an explanation for the dose-response effect of MOS, and it would be useful to investigate its cause in a further trial series. The following conclusions can be drown from the thesis: 1. The MOS supplementation of the diet is of key importance in the improvement of ileal digestibility of dry matter, crude protein, tested amino acids and Ca and P. The apparent ileal digestibility of methionine, cystine, methionine + cystine and threonine, and also of Ca and P improved above 5 %unit as a result of adding 1 g/kg MOS to the diet, but the higher dosage led to no further improvement of the digestibility. As for protein and lysine, the
127
addition of 2 g/kg MOS was associated with the same level of improvement in digestibility (5%unit) as was achieved with the growth promoting antibiotic compared to the negative control (P>0.05). The effect of supplementing the diet with 4 g/kg MOS on the apparent ileal digestibility of dry matter, lysine, and Ca and P did not differ from that of the group without MOS (P>0.05). 2. The results of the immunology studies consistently indicate that supplementing the diet with MOS has a dose-dependent positive impact on the specific and non-specific immune response of pigs weaned at the age of day 28. 3. In the lymphocyte stimulation tests conducted to determine the non-specific cellular immunity (ConA, PHA, PWM) the immune response was found to be the strongest in the group fed the diet with 1 g/kg MOS supplementation. The difference among dietary treatments was verifiable on week 5 (P<0.05; ConA: 0 vs. 1 g/kg MOS and growth promoting antibiotic vs. 1 g/kg MOS; PHA: 4 vs. 1 g/kg MOS; PWM: 0 vs. 1 g/kg MOS). 4. In the study of specific cellular immune response the lymphocyte stimulation ability was found to be the strongest in the 1 g/kg MOS supplemented groups over the entire trial period, but the differences among the treatments were statistically verifiable on week 3 only (P<0.05; growth promoting antibiotic vs. 1 g/kg MOS). On week 3 the specific cellular immune response of the antibiotic supplemented group was the same as the LST measured for non-immunized pigs (P>0.05). 5. The specific humoral immune response was the strongest in the 1 g/kg MOS supplemented group; the Aujeszky virus neutralization
128
ability was statistically different from the other treatments 2 weeks following immunization (P<0.05). 6. The local specific immune response (the level of local TGE specific (s)IgA measurable in the small intestine) was the highest in the group fed the 1 g/kg MOS supplementation (P=0.07; growth promoting antibiotic vs. 1 g/kg MOS). 7. In pigs kept under good sanitary and housing conditions the MOS supplementation of the diet improves the immune response of the animals without an adverse effect on the N retention or the growth performance. Recommendations: 1. It can be concluded from our results that from the aspect of improving the apparent ileal digestibility of nutrients the optimum level of MOS supplementation is 1-2 g/kg, whereas the optimum level for boosting the immune response of the animals is 1 g/kg MOS supplementation. Adding MOS to the diet at concentrations in excess of 2 g/kg is not recommended because it will not improve or may even impair the digestibility of nutrients and the immune response of the animals. 2. Our results suggest that it may be useful to set up an on-farm study feeding a 1 g/kg MOS dosage to animals of average or poorer than average health status. 3. The further study of the efficacy and mode of action of MOS supplementation is needed for the successful application of the product.
129
New scientific achievements 4. MOS supplementation in lower dosages (1-2 g/kg) improves the tested parameters, while the higher dosage (4 g/kg) does not influence, or in some cases even impairs them in the case of 28 days old weaned piglets. When 1 g/kg MOS is fed there is a statistically verifiable improvement in the apparent ileal digestibility of methionine, cystine and threonine and of Ca and P; supplementing the diet with 2 g/kg MOS is associated with the statistically verifiable improvement of the dry matter, crude protein and lysine. 5. The specific humoral and cellular immune response of weaned pigs becomes stronger as early as 2 weeks after the immunization when their diet is supplemented with 1 g/kg of MOS, but when the higher dosage is fed this improvement does not occur. 6. In pigs kept under good sanitary and housing conditions the MOS supplementation of the diet improves the immune response of the animals without an adverse effect on the N retention or the growth performance.
130
11. KÖSZÖNETNYILVÁNÍTÁS Köszönetemet fejezem ki Dr. Babinszky László tanszékvezető egyetemi tanár úrnak, hogy a doktori munkám témavezetését elvállalta és számos egyéb elfoglaltsága mellett, folyamatosan segítette munkámat. Szakmai
iránymutatása
és
építő
jellegű
javaslatai,
a
kísérlet
megtervezésétől a disszertáció végleges formájának kialakításáig nagy segítséget jelentettek számomra. Köszönöm Reischl Gábornak és Dr. Székely Csongornak az AGROKOMPLEX C.S. ZRT. egykori vezetőinek, hogy kutatómunkámat támogatták, és a PROVIMI Holdingnak, hogy javaslatunkra a kísérleti programhoz szükséges anyagi hátteret biztosította. Ezúton szeretném köszönetemet kifejezni, Dr. Halas Veronikának mindazért az áldozatos segítő munkáért, amit Tőle a doktori tanulmányaim során kaptam. Szeretném köszönetemet nyilvánítani Dr. Tuboly Tamásnak, aki az Állatorvostudományi Egyetem Járványtani Tanszékének docenseként a disszertáció immunológiai vonatkozású kísérleteinek megtervezésében, a vizsgálatok elvégzésében, értékelésében és a következtetések szakmai áttekintésében is tevékenyen részt vett és segítette munkámat. Köszönöm
Dr.
Tossemberger
Jánosnak
az
emészthetőségi
kísérletekben való aktív részvételét és a dolgozat egészére vonatkozó konstruktív javaslatait. Ezúton köszönöm a Takarmányozási Tanszék minden dolgozójának a kísérletek során végzett odaadó munkáját. Ezen belül külön szeretném megemlíteni a Tanszékről Erzsike (Antal Attiláné) segítségét és bátorító szavait, Zitának (Bodisné Garbacz Zita) a kísérletek során végzett
131
lelkiismeretes
munkáját,
és
Steve
(Völgyi
István)
szerkesztési
feladatokban nyújtott segítségét. Hálás vagyok feleségemnek türelméért, áldozatos tehervállalásáért és szerető gondoskodásáért, amivel a szükséges időt és nyugalmat számomra biztosította. Köszönöm fiaimnak az együtt érző, bíztató szavakat és köszönöm szüleimnek a féltő aggodalmát, melyből folyamatosan erőt meríthettem a kitűzött cél elérésében.
132
12. IRODALOMJEGYZÉK Abriouel, H.; Valdivia, E.; Galvez, A.; Maqueda, M., 2001: Influence of physicochemical factors on the oligomerization and biological activity of bacteriocin AS-48. Curr Microbiol 42, 89-95. Acosta et al., 2005: Effect of deoxynivalenol (DON) content of the concentrate on milk yield and milk quality. In: Nutritional Biotechnology in the Feed and Food Industries (Eds. K A Jacques and T P Lyons) USA. pp.114. Adjiri-Awere, A. and Van Lunen. T.A., 2005: Subtherapeutic use of antibiotics in pork production: Risks and alternatives. Can. J. Anim. Sci. 85, 117-130. AOAC, 1989: Official methods of analysis. Association of Official Analytical Chemist. 13th edition. Washington D.C. Apgar, G.A.; Kornegay, E.T.; Lindemann, M.D. and Wood, C.M., 1993: The effect of feeding various levels of bifidobacterium globosum A on the performance, gastrointestinal measurements, and immunity measurements of growing-finishing pigs. J. Anim. Sci. 71, 2173-2179. Babinszky, L.; Tossenberger, J.; Polmai, L.; Karakas, P.; Szabo, J. and Horn, P., 1998: The effect of formic acid on ileal digestibility of amino acids and on performance in weaned piglets. J. Anim. Sci. 76 (Suppl. 1), 181 (Abstr.). Babinszky L.; Vincze L. 2002: Ipari úton előállított aminosavak felhasználása a gazdasági haszonállatok takarmányozásában. In: Babinszky L. (szerk.): Magyarország fehérjegazdálkodásának helyzete és a fejlesztés stratégiája. Magyar Tudományos Akadémia Agrártudományok Osztálya, Agroinform Kiadó, Budapest. ISBN 963 508 376 9 113-160. p. Bailey, M.; Haverson, K.; Inman, C.; Harris, C.; Jones, P.; Corfield, G.; Miller, B. and Stokes, C., 2005: The development of the mucosal immune system pre- and postweaning: balancing regulatory and effector function. Proceedings of the Nutrition Society 64, 451–457. Bech-Andersen, S.; Mason, V.C.; Dhanoa, M.S., 1990: Hydrolysata preparation for amino acid determination in feed constituents. Modification to oxidation and hydrolysis conditions for streamlined procedures. Journal of Animal Physiology and Animal Nutrition 63, 188-197. Bedford, M., 2000: Removal of antibiotic growth promoters from poultry diets: Implications and strategies to minimise subsequent problems. World’s Poult. Sci. J. 56, 347–365. Birzer, D. and Gropp, J., 1991: Futterzusatzstoffe in Rampenlicht (I unda II). Kraftfutter Nr. 10, 436-440, Nr. 11, 518-522. Blank, R.; Sauer, W.C.; Mosenthin, R.; Zentek, J.; Huang, S.; Roth, S., 2001: Effect of fumaric acid supplementation and dietary buffering capacity on the concentration of microbial metabolites in ileal digesta of young pigs. Can. J. Anim. Sci., 81, 345-353. Blecha; Pollmann, D.S. and Nichols, D.A., 1983: Weaning pigs at an early age decreases cellular immunity 1'2, f. Journal of Animal Science, 56, No. 2. Borowsky, L.; Corção, G.; Cardoso, M., 2009: Mannanoligosaccharide agglutination by salmonella enterica strains isolated from carrier pigs. Brazilian Journal of Microbiology, 40, 458-464. ISSN 1517-8382.
133
Bouhnik, Y.; Flourie´, B.; Ouarne, F.; Riottot, M.; Bisetti, N,; Bornet, F. and Rambaud, J., 1994: Effects of prolonged ingestion of fructo-oligosaccharides on colonic bifidobacteria, fecal enzymes and bile acids in humans. Gastroenterology 106, A598 Bozkurt et al., 2003: Comparison of live performance of caged Nick Brown laying hens fed diets containing either no additive, avilamycin (10 g/tonne), or MOS (1.0 g/kg) from 54 to 74 weeks of age. International Poultry Production 13 (7). Brooks, P.H., 1999: Strategies and methods for the allocation of food and water in the post-weaning period. In: 50th Annual meeting of the European Association for Animal Production, August 22-26, 1999. Zurich, Switzerland: EAAP Brown, G.D.; Gordon, S., 2003: Fungal beta-glucans and mammalian immunity. Immunity 19, 311–315. Broz, J., and Schulze, J., 1987: Efficacy of citric acid as a feed additive in early weaned piglets. J. Anim. Phys. Anim. Nutr. 58, 215 – 223. Burkey, E.T.; Dritz, S.S.; Nietfeld, B.J.; Johnson, J,B.; Minton, J. E., 2004: Effect of dietary mannanoligosaccharid and sodium chlorate on the growth performance, acut phase response, and bacterial shedding of weaned pigs challenged with Salmonella enterica serotype Typhimurium. Journal of Animal Science 82, 397-404. Burrin, D.G.; Stoll, B.; Jiang, R.; Chang, X.; Hartmann, B.; Holst, J.J.; Greely, G.H.; Reeds, P.J., 2000: Minimal enteral nutrient requirements for intestinal growth in neonatal piglets: how much is enough? Am. J. Clin. Nutr. 71, 1603–1610. Burrin, D.; Stoll, B., 2003: Enhancing intestinal function to improve growth and efficiency, In: Ball, R.O. (Ed.), Proceedings of the 9th International Symposium on Digestive Physiology in Pigs, Banff, AB, Canada, 121–138 Butler, J.E.; Sun, J.; Wertz, N.; Sinkora, M., 2006: Antibody repertoire development in swine. Developmental and Comparative Immunology 30. 199-221. Caine, W.R.; Sauer, C.W.; He, J., 2001: Prebiotics, probiotics and egg yolk antibodies: novel alternatives to antibiotics for improving health of piglets and growing pigs. In: Babinszky, L. (Ed.). Alternatives to antibiotics in animal nutrition, 10th International Symposium on Animal Nutrition, Kaposvár, Hungary, 9 October 2001. pp. 33-53. Callesen, J., 2004: Effects of termination of AGP-use on pig welfare and productivity. DIAS report Animal Husbandry 57, March 2004 Campbell, A.J.; Gardiner, G.E. et al., 2006: The effect of dietary supplementation of finishing pigs with organic acids or mannan oligosaccharide on coliform Lactobacillus and Bifidobacterium flora of intestinal contant and faces. Pig Journal 57, 90-104. Canibe, N.; Steien, S.H.; Overland, M.; Jensen, B.B., 2001: Effect of K-diformate in starter diets on acidity, microbiota, and the amount of organic acids in the digestive tract of piglets, and on gastric alterations. J. Anim. Sci., 79, 2123-2133. Carroll, J.A.; Veum, T.L. and Matteri, R.L., 1998: Endocrine responses to weaning and changes in post-weaning diet in the young pig. Domest. Anim. Endocr. 15, 183-194. Castillo, M.; Martín-Orúe, S. M.; Taylor-Pickard, J. A.; Pérez, J. F. and Gasa, J., 2008: Use of mannanoligosaccharides and zinc chelate as growth promoters and diarrhea preventative in weaning pigs: Effects on microbiota and gut function. Journal of Animal Science 86, 94-101. Cera, K.R.; Mahan, D.C.; Cross, R.F.; Reinhart, G.A.; Whitmoyer, R.E., 1988: Effect of age, weaning and postweaning diet on small intestinal growth and jejunal morphology in young swine. Journal of Animal Science 66, 574-584.
134
Close, H.W., 2000: Producing Pigs without Antibiotic. Growth Promoters Advances in Pork Production Volume 11, 47-56. Cotter, P.F.; Weinner, J., 1997: Dietary Bio-Mos® modulates kinetics of the phytohemagglutin wattle reaction in chickens. Poultry Science 76, (Suppl. 1), 111. Cromwell, G.L., 1991: Antimicrobial agents. In: Swine Nutrition, Miller, E.R.; Ullrey, D.E. and A. J. Lewis, eds. Stoneham, M.A.: Butterworth-Heinemann, 297-314. Cromwell, G. L. 1996. Synthetic amino acid may improve performance, reduce nitrogen excretion. Feedstuffs 68(49):12–31. Cromwell, G.L., 2000: Why and how antibiotics are used in swine production. In: Proceedings of the Pork Industry Conference on Addressing Issues of Antibiotic Use in Livestock Production. Ed. L.B. Schook. Univ. Illinois, Urbana. pp 7-27. Cromwell, G.L., 2001: Antimicrobial and promicrobial agents. In: Lewis, A. J. Southern, L. L. (eds): Swine Nutrition. Boca Raton. CRC Press. Florida, 401-426. Czech, A.; Mokrzycka, A.; Grela, E.R.; Pejsak, Z., 2009: Influence of mannanoligosaccharides additive to sows diets on blood parameters of sows and their piglets. Bull Vet Inst Pulawy 53, 89-95. Davis, M.E.; Maxwell, C.V.; Brown, D.C.; de Rodas, B.Z.; Johnson, Z.B.; Kegley, E.B.; Hellwig, D.H.; Dvorak, R.A., 2002: Effect of dietary mannan oligosaccharides and(or) pharmacological additions of copper sulfate on growth performance and immunocompetence of weanling and growing/finishing pigs. Journal of Animal Science 80, 2887-2894. Davis, M.E., 2003: The potential for immune Modulators in swine diet. Proceeding Annual Nutrition Conference Fayettville Arkansas 22.09. Davis, M.E.; Maxwell, C.V.; Erf, G.F.; Wistuba, T.J., 2004a: Dietary supplementation with phosphorylated mannans improves growth response and modulates immune function of weanling pigs. Journal of Animal Science 82, 1882-1891. Davis, M.E.; Brown, D.C.; Maxwell, C.V,; Johnson, Z.B.; Kegley, E.B.; Dvorak, R.A., 2004b: Effect of phosphorylated mannans and pharmacological additions of zinc oxide on growth and immunocompetence of weanling pigs. Journal of Animal Science 82, 581-587. Davis, M.E.; Maxwell, C.V.; Brown, D.C, Wistuba, T.J. 2004c: Growth performance and immune parameters of weanling pigs fed mannan oligosaccharides. J. Anim. Sci. 80 (Suppl. 1), 39-41. de Rose, N.M. and Katan, M.B., 2000: Effects of probiotic bacteria on diarrhea, lipid metabolism, and carcinogenesis: a review of papers published between 1988 and 1998 1–3. American Journal of Clinical Nutrition, Vol. 71, No. 2, 405-411. Deans, S.G. and Ritchie, G., 1987: Antibacterial properties of plant essential oils. Int. J. Food Sci. 5, 165–180. Defa, L.; Xiao, C.; Qiao, S.; Zhang, J.; Johnson, E.W.; Thacker, P.A., 1999: Effects of dietary threonine on performance, plasma parameters and immune function of growing pigs. Animal Feed Science and Technology vol. 78, no 3-4, 179-188 (1 p.1/4). Demas, G.E.; Chefer, V.; Talan, M.I. and Nelson, R.J., 1997: Metabolic costs of mounting an antigen-stimulated immune response in adult and aged C57BL:6J mice. Am. J. Physiol., Reg. Integr. Comp. Physiol. 273, R1631–R1637. Devegowda, G.; Aravind, B.I.R.; Morton, A., 1996: Saccharomyces cerevisiae and mannan oligosaccharides to counteract aflatoxicosis in broilers. Proceedings of Australian Poultry Science Symposium 8, 103-106
135
Devegowda et al., 2006: Mycosorb® modulated improvement in milk yield and reduction in milk residue of aflatoxin M1 in dairy cows. In: Nutritional Biotechnology in the Feed and Food Industries (Eds. Jacques, K.A.; Lyons, T.P. and Hower, J.M.), USA. pp. 68.. Diaz, Hagler, et al, 2004: Aflatoxin Binders II: Reduction of aflatoxin M1 in milk by sequestering agents of cows consuming aflatoxin in feed. Mycopathologia 157, 233241. Dimitroglou, A.; Merrifield, D.L.; Moate, R.; Davies, S.J.; Spring, P.; Sweetman, J. and Bradley, G.: Dietary mannan oligosaccharide supplementation modulates intestinal microbial ecology and improves gut morphology of rainbow trout, Oncorhynchus mykiss (Walbaum) J. Anim Sci. 1910. doi:10.2527/jas. 2008-1428. Dre´au, D. and Lalle`s, J.P., 1999: Contribution to the study of gut hypersensitivity reactions to soybean proteins in preruminant calves and early-weaned piglets. Livestock Production Science 60, 209–218. Drolesky, R.E.; Oyofo, B.A.; Hargis, B.M.; Corrier, D.E.; DeLoach, J.R., 1994: Effect of mannose on Salmonella typhimurium-mediated loss of mucosal epithelial integrity in cultured chick intestinal segments. Avian Diseases 38, 275-281. Dunshea, F.R., 2003: Methabolic and endocrin changes around weaning.In.:Weaning the Pig. Concepts and Cosequences. Ed.: Pluske, J.R.; Dividich, J. and Verstegen, M.W.A. Wageningen, The Neaderlandes WAP p.61-80. Easter, R.A., 1988: Acidi®cation of diets for pigs. In: Haresign, W. and Cole, D.J.A. (Eds.). Recent Advances in Animal Nutrition. Pp 61-71. London: Butterworths. Estrada, A.; Drew, M.D.; Van Kessel, A., 2001: Effect of the dietary supplementation of fructooligosaccharides and Bifidobacterium longum to early-weaned pigs on performance and fecal bacterial populations. Can.J.Anim.Sci., 81, 141-148. Falk, P.G.; Hooper, L.V.; Midtvedt, T.; Gordon, J.I., 1998: Creating and maintaining the gastrointestinal ecosystem: what we know and need to know from gnotobiology. Microbiol. Mol. Biol. Rev 62, 1157–1170. Ferket, P.R., 2002a: Use of oligosaccharides and gut modifiers as replacements for dietary antibiotics. Proc. 63rd Minnesota Nutrition Conference, September 17-18, Eagan, MN, pp. 169-182. Ferket, P.R.; Parks, C.W.; Grimes, J.L., 2002b: Benefits of Dietary Antibiotic and Mannanoligosaccharide Supplementation for Poultry. Proc Multi-State Poultry Meeting. Indianapolis, Indiana, May 14-16, 2002. Fernandez, F.; Hinton, M.; Van Gils, B., 2002: Dietary mannanoligosaccharides and their effect on chicken caecal microflora in relation to Salmonella enteritidis colonization. Avian Pathology 31 (1), 49-58. Figueroa, J. L.; Lewis, A. J.; Miller, P. S.; Fischer, R. L.; Gómez, R. S.; Diedrichsen, R. M., 2002: Nitrogen metabolism and growth performance of gilts fed standard cornsoybean meal diets or low-crude protein, amino acid-supplemented diets. Journal of Animal Science 80:2911-2919 Fioramonti, J.; Theodoru, V. and Bueno, L., 2003: Probiotics: What are they?What are their effect on gut physiology? Best Pract.Res.Clin..Gastroenterol. 17, 711-724. Franklin, M.A.; Mathew, A.G.; Vickers, J.R. and Clift, R.A., 2002: Characterization of microbial populations and volatile fatty acid concentrations in the jejunum, ileum, and cecum of pigs weaned at 17 vs 24 days of age. J. Anim. Sci. 80, 2904-2910. Franklin, S.T.; Newman K.E.; Newman, M.C., 2002: Evaluation of mannan oligosaccharide on the immune status of dairy cows and their calves. Journal of Animal Science 80, (Suppl. 1), 192.
136
Franklin, S.T.; Newman, M.C.; Newman, K.E.; Meek, K.I., 2005: Immune parameters of dairy cows fed mannan oligosaccharide and subsequent transfer of immunity to calves. Journal of Dairy Science 88, 766-775. Fraser, D., Feddes, J.J.R. and Pajor, E.A., 1994: The relationship between creep feeding behaviour of piglets and adaptation to weaning: Effect of diet quality. Can. J. Anim. Sci. 74, 1–6. Freitag, M.; Hensche, H.W.; Schulte-Sienbeck, H. and Reichelt, B., 1998: Kritische Betrachtung des Einsatzes von Leistungsförderern in der Tierernährung. In: Forschungsberichte des Fachbereichs Agrarwirtschaft 8, 1-199. Fritts, C.A.; Waldroup, P.W., 2000: Utilization of Bio-Mos mannan oligosaccharide in turkey diets. Poultry Science 79 (Suppl. 1), 126. Fuller, M., 2003: AA bioavailability—A brief history. Pp. 183–198 in Digestive Physiology in Pigs. Proc. 9th Intl. Symp. Vol. 1. Ball, R.O. ed. Univ. Alberta, Alberta, Canada. Fuller, R., 1989: Probiotics in man and animals. J. Appl. Bacteriol. 66, 365-378. Gao, J.; Zhang, H.J.; Yu, S.H.; Wu, S.G.; Yoon, I.; Quigley, J.; Gao, Y.P.; Qi, G.H., 2009: Effects of yeast culture in broiler diets on performance and immunomodulatory finctions. Poultry Science 87, 1377-1384. Gaskins, H.R. and Kelley, K.W., 1995: Immunology and neonatal mortality. In: M. A. Varley (Ed.) The Neonatal Pigs Development and Survival. p 39. Biddles Tld, Guildford, U.K. Gaskins, R.H.; Deplancke, B., 2001: Microbial modulation of innate defense goblet cells and intestinal mucus layer. Am J Clin Nutr 76, 1131S–1141S. Gay, C.C.; Barker, I.K. and Moore, P., 1976: Changes in piglet intestinal villous structure and intestinal enzyme activity associated with weaning. Proceedings of the th
4 International pig Veterinary Society Congress, Ames, Iowa. VII. USA p 11. Gebbink, G.A.R.; Sutton, A.L.; Richert, B.T.; Patterson, J.A.; Nielsen, J.; Kelly, D.T.; Verstegen, M.W.A.; Williams, B.A.; Bosch, M.; Cobb, M.; Kendall, D.C.; DeGamp, S. and Bowers, K., 1999: Effects of addition of Fructooligosaccharide (FOS) and sugar beet pulp to weanling pig diets on performance, microflora and intestinal health. Presented at Purdue University Swine Day Gestin, M.; Le Huërou-Luron, I.; Peiniau, J.; Le Dréan, G.; Romé, V.; Aumaitre, A. and Guilloteau, P., 1997: Diet modifies elastase I and II activities and mRNA levels during postnatal development and weaning in piglets. J. Nutr. 127, 2205-2211. Gibson, G.R. and Roberfroid, M.B., 1995: Dietary modulation of the human colonic microbiota: introducing the concept of prebiotics. J. Nutr. 125, 1401-1412. Goransson, L.; Lange, S. and Lonroth, I., 1995: Post-weaning diarrhoea: Focus on diet. Pigs News Info. 16:3, 89N-91N. Gómez-Verduzco, G.; Cortes-Cuevas, A.; López-Coello, C.; Ávila-González, E. and Nava, M., 2009: Dietary supplementation of mannan-oligosaccharide enhances neonatal immune responses in chickens during natural exposure to Eimeria spp. Acta Veterinaria Scandinavica 51, 11. Gu, X.H., 2000: Effects of weaning day, dietary protein and lysine levels on digestive organ structure and function in early-weaned piglets. Ph.D. thesis (in Chinese). China Agricultural University, Beijing, China. Gu, X.; Li, D. and She, R., 2002: Effect of weaning on small intestinal structure and function in the piglet. Arch. Anim. Nutr., 56, 275-286.
137
Hahn, J.D. and Baker, D.H., 1993: Growth and plasma zinc responses of young pigs fed pharmacologic levels of zinc. J. Anim. Sci. 71, 3020-3024. Han, Y.; Brennan, J.J. and Vignola, M., 2007: Dietary addition of mannobiose, beta glucan, or mannanoligosaccharides on growth performance and immune response in early-weaned pigs raised at two locations. J. Anim. Sci. 85(l), 1/147. Hancock, J.D.; Jones, C.L.; Starkey, C.W., 2002: Effects ofmannanoligosaccharides in diets for nursery pigs [abstract]. J Anim Sci. 80 (suppl 2), 68. Abstract. Harada, E.; Niiyama, M. and Syuto, B., 1986: Comparison of pancreatic exocrine secretion via endogenous secretin by intestinal infusion of hydrochloric acid and monocarboxylic acid in anesthetized piglets. Japanese Journal of Physiology 36, 843- 856. Organic acids for performance enhancement in pig diets 141. Hardy, B., 2002: The Issue of Antibiotic Use In The Livestock Industry: What Have We Learned? Animal Biotechnology, Proceedings of the Conference on Antibiotics Use in Animal Agriculture 13 (1), 129-147. Hardy, B.2006: Nutraceutical concepts for gut health in pigs. http://www.nutrivisioninc.com/nutra.htm Hays, V.W., 1978: Effectiveness of Feed Additive Usage of Antibacterial Agents in Swine and Poultry Production. Report to the Office of Technology Assessment, U.S. Congress. U.S. Government Printing Office, Washington D.C. (Edited version: Hays, V.W., 1981. The Hays Report. Rachelle Laboratories, Inc., Long Beach, CA.) Hedde, R.D., 1984: In: Woodbine, M. (Ed.). Antimicrobials in Agriculture, 359–368. Butterworths, London. Hedemann, M.S.; Jensen, B.B., 2004: Variations in enzyme activity in stomach and pancreatic tissue and digesta in piglets around weaning. Archives of Animal Nutrition, Volume 58, Number 1, February, 2004, pp. 47-59(13) Publisher: Taylor and Francis Ltd. Hidaka, H.; Eida, T.; Takizawa, T.; Tokunaga, T. and Tashiro, Y., 1986: Effects of fructo-oligosaccharides on intestinal flora and human health. Bifidobacteria Microflora 5, 37–50. Holmberg, S.D.; Wells, J.R. and Cohen, M.L., 1984: Animal-to-man transmission of antimicrobial resistant Salmonella: investigation of U.S. outbreaks 1971-1983. Science 225:833. Hoog, D.M., 2003: Broiler chicken performance may improve with MOS. Feedstuffs 75 (1), 11-13. Hoog, D.M., 2004a: Meta-analysis of broiler pen trials evaluating dietary mannan oligosaccharide 1993-2003. International Journal of Poultry Science 3 (3), 163-174. Hoog, D.M., 2004b: Turkey pen trials with dietary mannan oligosaccharide: metaanalysis. International Journal of Poultry Science 3 (3), 179-188. Hooper, L.V.; Bry, L.; Falk, P.G.; Gordon, G.I., 1998: Host microbial symbiosis int he mammalian intestin:exploring the intestinal ecosistem.BioEssays 20, 336-343. Hooper, L.V..; Midtvedt; and Gordon, J.I., 2002: How host-microbial interactions shape the nutrient environment of the mammalian intestine. Annu Rev. Nutr. 22, 283-307. Hous, Z.P.; Yin, Y.L.; Jeaurond, E.A.; Namkung, H.; de Lange, C.F.M., 2005: Effects of galactomannan oligosaccharides on growth performance, immune response and intestinal microflora in newly-weaned pigs. J. Anim. Sci. 83, 32. Houdijk, J.G.M.; Bosch, M.W.; Tamminga, S.; Verstegen, M.W.A.; Brenpas, E.B.; Knoop, H., 1999: Apparent ileal and total tract nutrirtion digestion by pigs as effected by dietary nondedigestible oligosaccharides. Journal of Animal Science 77, 148-158.
138
Hulet, R.M.; Lorenz, E.S.; Saleh, T.M., 2000: Turkey hen growth response to diets supplemented with either antibiotic or mannan oligosaccharide. Poultry Science 79 (Suppl. 1), S186. Humphrey, B.D. and Klasing, K.C., 2004: Modulation of nutrient metabolism and homeostasis by the immune system.World’s Poultry Sci. Jour. 60, 90-100. Huis in’t Veld, J.H.J. and Havenaar, R., 1993: Selection criteria for microorganisms for probiotic use. (Jensen, J.F.; Hinton, M.H.; Mulder, R.W.A.W. eds.) Probiotics and Pathogenicity 1993:11-19 COVP-DLO Het Spelderholt Beekbergen, The Netherlands. Hussain RF, Nouri AM, Oliver RT., 1993: A new approach for measurement of cytotoxicity using colorimetric assay. J Immunol Methods. 160 (1):89-96. Iji, P.A.; Saki, A.A.; Tivey, D.R., 2001: Intestinal structure and function of broiler chickens on diets supplemented with a mannan oligosaccharide. Journal of the Science of Food and Agriculture 81, 1186-1192. Iwata, H.; Inoue, T., 1993: The colorimetric assay for swine lymphocyte blastogenesis. J Vet Med Sci. 55(4), 697-698. Jakubik, J.; Wittmann, G., 1978: Neutralizing antibody titres in pig serum after revaccination with an inactivated Aujeszky disease virus (ADV) vaccine. Zentralbl Veterinarmed B. 25 (9), 741-51. Janczyk és mtsai., 2007: Changes in the diversity of pig ileal lactobacilli around weaning determined by means of 16S rRNA gene amplification and denaturing gradient gel electrophoresis (p 132-140) Janczyk, P.; Pieper, R.; Smidt, H.; Bernhard, W. Souffrant Published Online: Apr 11 2007 FEMS Microbiology Ecology 61(1), 132140. Jansman, A.J.M.; Smink, W.; van Leeuwen, P.; Rademacher, M., 2002: Evaluation through literature data of the amount and amino acid composition of basal endogenous crude protein at the terminal ileum of pigs. Animal Feed Science and Technology 98 (1), 49-60. Jensen, B.B., 1998: The impact of feed additives on the microbialecology of the gut in young pigs. J. Anim. Feed Sci. 7, 45–64. Jensen, G.S.; Patterson, K.M.; Yoon, I., 2008: Yeast culture has anti-inflammatory effects and specifically activates NK cells. Comparative Immunology, Micribiology and Infectious Diseases 31, 487-500. Juskiewicz, J.; Zdunczyk, Z.; Jankowski, J., 2003: Effect of adding mannanoligosaccharide to the diet on the performance, weight of digestive tract segments, and cecal digesta parameters in young turkeys. Journal of Animal Feed Science 12, 133-142. Juśkiewicz, J., Zduńczyk, Z.; Matusevičius, P.; Brzuzan, L., 2005: Effect of lowdigestible carbohydrates on caecal ammonia concentration in rats and turkeys. ISSN 1392-2130. Veterinarija Ir Zootechnika. T. 31 (53). 2005 63. Kang, M.S., Elango, N.; Mattia, E.; Au-Young, J.; Robbins, P. W.; Cabib E., 1984: Isolation of chitin synthetase from Saccharomyces cerevisiae. Purification of an enzyme by entrapment in the reaction product. J. Biol. Chem. 259, 14966-14972. Kappel, L.C., Zhang, Y.; Marcum, Y.; Taylor, W.H.; Henk, W.G.; Jowett, P.; Hedlund, C.; Newman, K.E.; Healy H-P.; Kocher, A.; 2004: Beneficial effects of mannan oligosaccharide on diet component digestibility and fermentation characteristics in the dog. Journal of Animal Science 82 (Suppl. 1), 246.
139
Kasser, T.R.; Martin, R.J.; Gahagan, J.H. and Wangness, P.J., 1981: Fasting plasma hormones and metabolites in feral and domestic newborn pigs. J. Anim. Sci. 53, 420426. Kim, J.D.; Hyun, Y.; Sohn, K.S.; Woo, H..J.; Kim, T.J.; In Han, K., 2000: Effects of immune stimulators on grows performance and immune response in pigs weaned at 21 days of age. Journal of Animal Science 9, 333-346. King, M.R.; Kelly, D.; Morel, P.C.H. and Pluske, J.R., 2003: Aspects of intestinal immunity in the pig around weaning. In: Pluske, J.R.; Le Dividich, J. and Verstegen, M.W.A. (Eds.). Weaning the pig. Concepts and consequences. Wageningen, the Netherlands: Wageningen Academic Publishers, 219-257. Kirchgessner, M. and Roth, F.X., 1987: Einzatz von Formiaten in der ferkelfutterung. 2. Mitteilling: Natriumformiat. Landwirch. Forschung 40, 287-294. Kjeldsen, N., 2004: Beyond Antimicrobial Growth Promoters in Food Animal Production. DIAS report Animal Husbandry 57, March 2004 www.agrsci.dk/djfpublikation. Klis, F.M.; Mol, P.; Hellingwerf, K.; Brul, S., 2002: Dynamics of cell wall structure in Saccharomyces cerevisiae. FEMS Microbiol. Rev. 26, 239-256. Klis, F.M.; Boorsma, A.; Piet, W.J.; De Grout, 2006a: Cell wall construction in Saccharomices cerevisiae. Yeast 23, 185-202. Klis, F.M.; Boorsma, A.; Piet, W.J.; De Grout, 2006b: Cell wall construction in Saccharomices cerevisiae.Yeast 2006.23.185-202 www.interscience.wiley.com. Kogan, G.; Kocher, A., 2007: Role of yeast cell wall polysaccharides in pig nutrition and health protection. Livestock Science 109 (1-3), 161-165. Kocher, A., and Tucker, L., 2005: The “gut health” response to dietary Bio-Mos: effects on gut microbiology, intestinal morphology, and immune response. Pages 179-184 in Nutritional Biotechnology in the Feed and Food Industries. Proc. of Alltech’s 21st International Symposium (Lyons, T.P. and Jacques, K.A. eds.). Nottingham University Press, Nottingham, UK. Kremer, B., 2006: DFM products provide consistent outcomes. Feedstuffs April 24, 1415. Kudoch, K.; Shimizu, J.; Ishiyama, A.; Wada, M.; Takita, T.; Kanke, Y.; Innami, S., 1999: Secretion and excretion of immunglobulin A to cecum and faces differ with type of indigestible saccharides. Journal of Nutrition Science and Vitaminology 45, 173-181. Kumprecht, I. and Zobac, P., 1998: Study of the effect of a combined preparation containing enterococcus faecium M-74 and mannan-oligosaccharidesz in diets for weanling piglets. Czech J. Anim. Sci. 43, 477-481. Lalle’s, J.P.; Boudrya, G.; Faviera, C.; Le Floc’Ha, N.; Lurona, I.; Montagnea, L.; Oswaldb, I.P.; Piéb, S.; Piela, C.; Sèvea, B., 2004: Gut function and dysfunction in young pigs: physiology. Anim. Res. 53, 301–316. Lalle`s, J.P.; Bosi, P.; Smidt, H. and Stokes, C.R., 2007: Nutritional management of gut health in pigs around weaning. Proceedings of the Nutrition Society, 66, 260–268 Laplace, J.P.; Darcy-Vrilon, B.; Picard, M., 1985 : Evaluation de la disponsibilite des acides amines :choixraisonne d’une methode. J.Rech.Porcine Fr. 17, 353-370. Le Dividich, J.; Vermorel, M.; Noblet, J.; Bouvierand, J.C.; Aumaitre, A., 1980: Effects of environmental temperature on heat production, energy retention, protein and fat gain in early weaned piglets. Brit. J. Nutr. 44, 313.
140
Le Dividich, J.; Sève, B., 2000: Effects of underfeeding during the weaning period on growth, metabolism, and hormonal adjustments in the piglet. Dom. Anim. Endocrinol. 19, 63–74. Le Mieux, F.M., Southern, L.L.; Bidner, T.D., 2003: Effect of mannan oligosaccharides on growth performance of weanling pigs. Journal of Animal Science 81, 2482-2487. Leroy, F.; Foulquie; Moreno, M.R.; De Vuyst, L., 2003: Enterococcus faecium RZS C5, an interesting bacteriocin producer to be used as a co-culture in food fermentation. Int J Food Microbiol 88, 235-40. Li, J.; Chen, D.; Zhang, K.; Long, D., 2007: The effect of immune stress on ideal amino acid pattern for piglets. Front.Agric.China1 (2), 210-213. Lien, K.A.; Sauer, W.C. and Fenton, M., 1997: Mucin output in ileal digesta of pigs fed a protein-free diet. Z Ernahrungswissenschaft 36, 182–190. Lindemann, M.D.; Cornelius, S.C.; Kandelgy, S.M.E.I.; Moser, R.L.; Pettigrew, J.E., 1986: Effect of age, weaning and diet on digestive enzyme levels in the piglet. J. Anim. Sci. 62, 1298-1307. Lipke, P.N. and Ovalle, R., 1998: Cell Wall Architecture in Yeast: New Structure and New Challenges. Journal of Bacteriology, 180, 3735-3740. The weaner pig: nutrition and management Varley, M.A.; Wiseman, J., Cabi publishing– 2001 p.21. Liu, X.S.; Piao, S.W.; Kim, L.; Wang, Y.B.; Shen, H.S.; Lee, and Li, S.Y., 2008: Effects of chito-oligosaccharide supplementation on the growth performance, nutrient digestibility, intestinal morphology, and fecal shedding of Escherichia coli and Lactobacillus in weaning pigsJournal of Animal Science 86, 2609-2618. Liano, D.G.; Smith, T.K., 2006: Effects of feeding grains naturally contaminated with Fusarium mycotoxins with and without a polymeric glucomannan mycotoxin adsorbent on reproductive performance and serum chemistry of pregnant gilts. Journal of Animal Science 84, 2361-2366. Mackie, R.I.; Sghir, A.; Gaskins, H.R., 1999: Developmental microbial exology of the neotatal gastrointestinal tract. Am. J. Clin. Nutr. 69 (Suppl. 1), 1035-1045S. Makkink, C.A.; Negulescu, G.P.; Guixin, Q. and Verstegen, M.W.A., 1994: Effect of dietary protein source on feed intake, growth, pancreatic enzyme activities and jejunal morphology in newly-weaned piglets. British Journal of Nutrition 72, 353368. Malzone, A.; Paluch, B.; Lilburn, M.S.; Sefton, A.E., 2000: Modulation of humoral immunity in commercial laying hens by a dietary probiotic. Poultry Science 79 (Suppl. 1), 165. Manzanilla, E.G.; Perez, J.F.; Martin, M.; Kamel, C.; Baucells, F. and Gasa, J., 2004: Effect of plant extracts and formic acid on the intestinal equilibrium of early weaned pigs. J. Anim. Sci. 82, 3210-3218. Mathew, A.G.; Chattin, S.E.; Robbins, C.M. and Golden, D.A., 1998: Effects of a directfed yeast culture on enteric microbial populations, fermentation acids, and performance of weanling pigs. J. Anim. Sci. 76, 2138-2145. Mathew, A.G.; Lyons, T.P. and Jacques, K.A. (eds.), 2001: Nutritional influence on gut microbiology and enteric diseases. Science and Technology in the Feed Industry: Proceedings of Alltech's 17th Annual Symposium pp. 49-63. Nottingham University Press, Nottingham. McCracken, B.A.; Spurlock, M.E.; Roos, M.A.; Zuckermann, F.A. and Gaskins, H.R., 1999: Weaning anorexia may contribute to local inflammation in the piglet small intestine. Journal of Nutrition 129, 613–619.
141
Melin, L.; Jensen-Waern, M., 1997: Development of selected faecal microfloras and of phagocytic and killing capacity of neutrophils in young pigs. Vet. Microbiol., 54, 287–300. Metchinkof, E., 1908: The prolongation oflife. Putman, G.P. ed.G. Putman’s Son New York. Miguel, C.J.; Rodriguez-Zas, S.L.; Pettigrew, J.E., 2003: Efficacy of BioMos in the nursery pig diet. A meta-analysis of performance response. Journal of Animal Science 81 (Suppl. 1) 49. Miguel, J.C.; Rodriguez-Zas, S.L.; Pettigrew, J.E., 2004: Efficacy of Bio-Mos for improwing nursery pig performance. Journal of Swine Health and Production 12, 296-307. Moore, P.R.; Evenson, A.; Luckey, T.D.; Mccoy, E.; Elvehjem, C.A. and Hart, E.B, 1946: Use of sulfasuxidine, streptothricin, and streptomycin in nutritional studies with the chick. Journal of Biological Chemisty, 437-441. Morgan, C., Whittemore, C., Taylor, A. (1989) Body composition and growth of young pigs as affected by protein source and a growth promoter.Animal Feed Science and Technology, Volume 24, Issue 3, Pages 219-232 Moughan, P.J. and Rutherfurd, S.M., 1996: A new method for determining digestible reactive lysine in foods. J. Agric. Food Chem. 44, 2202–2209. Muchmore, A.V.; Sathyamorthy, N.; Decker, J.; Sherblom, P.A., 1990: Evidence that specific high mannose can directly inhibit antigen driven cell responses. J. Leukoc. Biol. 48, 457-464. Mourao, J.L.; Pinheiro, V.; Alves, A.; Guedes, C.M.; Pinto, L.; Saavedra, M.J.; Spring, P.; Kocher, A., 2006: Effect of mannan oligosaccharides on the performance, intestinal morphology and cecal fermentation of fattening rabbits. Animal Feed Science and Technology 126, 107-120. Mul, A.J. and Perry, F.G., 1994: The role of fructo-oligosaccharide in animal nutrition. In Recent Advances in Animal Nutrition – 1994, (Ed. Garnsworthy, P.C. and Cole, D.J.A.), pp 57–79, Nottingham University Press, Nottingham. Namkung, H.; Li, M.; Gong, J.; Yu, H.; Corttrill, M. and de Lange, C.F.M., 2004: Impact of feeding blends of organic acids and herbal extracts on growth performance, gut microbiota and digestive function in newly weaned pigs. Can. J. Anim.Sci. 84, 697 Namkung, H.; Gong, J.; Yu, H. and de Lange, C.F.M., 2006: Effect of pharmacological intakes of zinc and copper on growth performance, circulating cytokines and gut microbiota of newly weaned piglets challenged with coliform lipopolysaccharides. Can. J. Anim. Sci. 86, 511-522. National Research Council (NRC), 1998: Nutrient Requirements of Swine. 10th ed. National Academy Press, Washington, DC. Neill, C.R.; Nelssen, J.L.; Tokach, M.D. et al., 2006: Effects of oregano oil on growth performance of nursery pigs. J Swine Health Prod. 14 (6), 312–316. Nemcová, R.; Bomba, A.; Gancarčiková, S.; Herich, R. and Guba, P., 1999: Study of the effect of lactobacillus paracasei and fructo-oligosaccharides on the faecal microflora in weanling piglets. Berl. Münch. Tierärztl. Wschr. 112, 225-228. Newman, K.E., 1994: Mannan-oligosaccharides: Natural polymers with significant impact on the gastrointestinal microflora and the immune system. In: Biotechnology in the Feed Industry. Proceedings of Alltech's Tenth Annual Symposium. T.P. Lyons and K.A. Jacques (Eds.). Nottingham University Press, Nottingham, UK, 167-174.
142
Newman, K.E.; Newman, M.C., 2001: Evaluation of mannan-oligosaccharides on the microflora and immunoglobulin status of sows and piglet performance. Journal of Animal Science 79 (Suppl. 1), 271. Nielsen, O.L.; Jensenius, J.C.; Jorgensen, P.H.; Laursen, S.B., 1999: Serum levels of chicken mannan-binding lectin (MBL) during virus infections; indication that chicken MBL is an acute phase reactant. Vet. Immunol. Immunopathol. 70, 309–316. O’Carra, R., 1997: An assessment of the potential of mannan oligosaccharides as immunostimulants. M.S. thesis, National University of Ireland. Galway, Ireland. O’Quinn, P.R.; Funderburke, D.W.; Tibbets, G.W., 2001: Effects of diethary supplementation with mannan oligosaccharide on sow and litter performance in commercial production system. Journal of Animal Science 79 (Suppl. 1), 212. Ofek, I.; Mirelman, D.; Sharon, N., 1977: Adherence of Escherichia coli to human mucosal cells mediated by mannose receptors. Nature (London) 265, 623-625 Ofek, I.; Beachey, E.H., 1978: Mannose binding and epithelial cell adherenceof Escherichia coli. Infection and Immunity 22 (1), 247-253. Okai, D.B.; Aherne, F.X.; Hardin, R.T., 1976: Effects of creep and starter composition on feed intake and performance of young pigs. J. Anim. Sci. 56, 573–586. Osumi, M., 1998: The ultrastructure of yeast: cell wall structure and formation. Micron 29, 207-233. Ott, E.A., 2002: Use of mannan oligosaccharides in diets of mares and their suckling foals. In: Nutritional Biotechnology in the Feed and Food Industries, Proceedings of the 18th Annual Symposium (T.P Lyons and K.A. Jacques, eds.) Nottingham University Press, UK. performance in a commercial production system. Journal of Animal Science 79, 212. Ouwehand, A.; Isolauri, E.; Salminen, S., 2002a: The role of the intestinal microflora for the development of the immune system in early childhood. Eur J Nutr 41, (Suppl. 1), I32-7. Ouwehand, A.C.; Salminen, S.; Isolauri, E., 2002b: Probiotics: an overview of beneficial effects. Antonie Van Leeuwenhoek 82, 279-89. Overland, M.; Granli, T.; Kjos, N.P.; Fjetland, O.; Steien, S.H. and Stokstad, M., 2000: Effect of dietary formates on growth performance, carcass traits, sensory quality, intestinal microflora, and stomach alterations in growing-finishing pigs. J. Anim. Sci. 78, 1875-1884. Oyofo, B.A.; DeLoach, J.R.; Corrier, D.E.; Norman, J.O.; Ziprin, R.L.; Mollenhauer, H.H., 1989a: Effect of carbohydrates on Salmonella typhimurium colonization on broiler chicks. Avian Diseases 33, 531-534. Oyofo, B.A.; DeLoach, J.R.; Corrier, D.E.; Norman, J.O.; Ziprin, R.L.; Mollenhauer, H.H., 1989b Prevention of Salmonella typhimurium colonization of broilers with Dmannose. Poultry Science 68, 1357-1360. Oyofo, B.A.; Droleskey, R. E.; Norman, J.O.; Hollenhauer, H.H.; Ziprin, R.L.; Corrier, D.E.; DeLoach, J.R., 1989c: Inhibition by mannose of in vitro colonization of chicken small intestine by Salmonella typhimurium. Poultry Science 68, 1351-1356. Partanen, K.H. and Mroz, Z., 1999: Organic acids for performance enhancement in pig diets. Nutrition Research Reviews 12, 117-145. Partanen, K., 2001: Organic acids – Their efficacy and modes of action in pigs. Gut Environment of Pigs (Ed. Piva, Back Knudsen, Lindberg). Nottingham Univ. Press, 201-217. Pettigrew, J.E., 2000a: BIO-MOS effects on pig performance? A review. Proceedings of Alltech’s 16th Annual Symposium, Nottingham University Press, pp. 31-44.
143
Pettigrew, J.E., 2000b: Mannan oligosaccharides’ effects on performance reviewed. Feedstuffs 12-14. Pettigrew, J.E.; Miguel, J.C.; Carter, S., 2005: Bio-Mos in sow diet; performance response and economics. In: Biotechnology in the Feed Industry. Proceedings of Alltech's 21th Annual Symposium. T.P. Lyons and K.A. Jacques (Eds.). Nottingham University Press, Nottingham, UK, 213-220. Piva, G. and Rossi, F., 1999: Possible alternatives to the use of antibiotics as growth promoters. New additives. In Feed Manufacturing in the Mediterranean jds.fass.org/cgi/content/full Pluske, J.R.; Williams, I.H. and Aherne, F.X., 1995: Nutrition of the neonatal pig. In: Varley, M.A. (ed.). The neonatal pig: development and survival. 187-235. CAB International, Wallingford, Oxon, UK. Pluske, J. R.; Williams, I. H.; Aherne, F. X., 1996: Villous height and crypt-depth in piglets in response to increases in the intake of cows’ milk after weaning. Anim. Sci. 62, 145–158. Pluske, J.R.; Hampson, D.J. and Williams, I.H., 1997: Factors influencing the structure and function of the small intestine in the weaned pig: a review. Lives. Prod. Sci. 51, 215-236. Pluske, J.R.; Kerton, D.J.; Cranwell, P.D.; Campbell, R.G.; Mullan, B.P.; King, R.H.; Power, G.N.; Pierzynowski, S.G.; Westrom, B.; Rippe, C.; Peulen, O.; Dunshea, F.R., 2003: Age, sex and weight at weaning influence organ weight and gastrointestinal development of weanling pigs. Aust. J. Agric. Res. 54, 515–527. Podzorski, R.P.; Gray, G.R.; Nelson, R.D., 1990: Different effects of native Candida albicans mannan and mannan-derived oligosaccharides on antigen-stimulated lymphoproliferation in vitro. J Immunol 144, 707-716. Pollmann, S.D.; Danielson, D.M.; Peo, E.R., 1980: Effect of lactobacillusacidophilus on starter pigs fed. Effect of microbial feed additives on performance of starter and growing-finishing pigs. J Anim Sci 51, 577-581. Pollmann, S.D., 1993: Effect of nurcery feeding programs on subsequented grower finisher pig performance.In: Proceeding of the fourth Vestern Nutrition Conference University of Alberta, Edmonton. 653-664. Poulsen, H.D., 1995: Zinc oxide for weanling pigs. Acta Agric. Scand., Sect. A., Anim. Sci. 45, 159-167. Rafai P.: Állathigiénia. Agroinform Kiadó, Budapest 2003. p.1-343. Rafai, P., 2006: Természetes kiegészítő jelentősége és előnyei az élelmiszertermelő állatok takarmányozásában. ppt agros.hu/pdf/Immunovet Rafai, P.; Baltay, M.; Zádori, L.; Slezák, Gy., 2004: A sertéshústermelés fejlesztésének biológiai és ökölógiai szempontjai. Magyar Állatorvosok Lapja. 126, 732-740. Reeds, P.; Jahoor, F., 2001: The amino acid requirements of disease. Clinical Nutrition, Volume 20, Pages 15-22. Reeds, P.J.; Burrin, D.G., 2000: The gut and amino acid homeostasis. Nutrition 16, 666668. Rekiel, A.; Wiecek, J. et al., 2007: Effect of addition of feed antibiotic flavomycin or prebiotic BIO-MOS on production results of fatteners, blood biochemical parameters, morphometric indices of intestine and composition of microflora. Arch. Tierz. Dummerstorf 50, 172-180. Roberfroid, M.B.; Gibson, G.R.; Delzenne, N., 1993: Biochemistry of oligofructose, a non-digestible fructo-oligosaccharide: an approach to estimate its caloric value. Nutr. Rev. 51, 137-146.
144
Rolfe, R.D., 1984: Role of volatile fatty acids in colonization resistance to Clostridium difficile. Infect. Immun. 45, 185-191. Rolfe, R.D., 2000: The role of probiotics and the control of gastrointestinal health. J.Nutrition 130, 396S-402S. Rosen, G.D., 1996: Feed additive nomenclature. World Poultry Science Journal 52, 5357. Rosenboom, D.W.; Shaw, D.T.; Tempelman, R.J.; Miquel, J.C.; Pettigrew, J.E. and Connelly, A., 2005: Effects of mannan oligosaccharide and an antimicrobial product in nursery diets on performance of pigs reared on three different farms. J. Anim. Sci. 83, 2637-2644. Salit, I.E.; Gotschlich, E.C., 1977: Type 1 Escherichia coli pili: characterization of binding to monkey kidney cells. J Exp Med 146, 1182-1194. Sano, H.; Tano, S.; Takahashi, H.; Nakamaura, E.; Terashima, Y., 1995: Plasma insulin and glucagon responses to acute challenges of acetate, propionate, n-butyrate and glucose in growing gilts (Sus scrofa). Comparative Biochemistry and Physiology 110A, 375-378. SAS 2004: SAS User’s Guide: Statistics Inst., Inc. Cary NC. Sauerwein, H.; Smitz, S.; Hiss, S, 2007.: Effect of dietary application of a yeast cell wall extract on innate and acquired immunity, on oxidative status and growth performance in weanling piglets and on the ileal epithelium in fattened pigs. Journal of Animal Physiology and Animal Nutrition 91, 369-380. Savage, T.F.; Cotter, P.F.; Zakrzewska, E.I., 1996: The effect of feeding mannan oligosaccharide on immuneglobulins, plasma IgG and bile IgA of Wrolstad MW male turkeys. Poultry Science 75 (Suppl. 1), 143. Savage, T.F.; Zakrzewska, E.I.; Andreasen, Jr. J.R., 1997: The effects of feeding mannan oligosaccharide supplemented diets to poults on performance and the morphology of the small intestine. Poultry Science 76 (Suppl. 1), 139. Schöner, F.J., 2001: Nutritional effects of organic acids. In: Feed manufacturing in the Mediterranean region. Improving safety: From feed to food . Brufau, J. (ed.), Zaragoza: CIHEAM-IAMZ, 2001. p. 55-61 Conference of Feed. Manufacturers of the Mediterranean, 2000/03/22-24, Reus (Spain). Sève, B.; Reeds, P.J.; Fuller, M.F.; Cadenhead, A.; Hay, S.M., 1986: Protein synthesis and retention in some tissues of the young pig as influenced by dietary protein intake after early-weaning. Possible connection to the energy metabolism. Reprod. Nutr. Dev. 26, 849–861. Shadhishara, R.G.; Devegowda, G., 2003: Effect of dietary mannan oligosaccharide on broiler breeder production traits and immunity. Poultry Science 82 (8),1319-1325. Shen, Y.B.; Piao, X.S.; Kim, S.W.; Wang, L.; Liu, P.; Yoon, I.; Zhen, Y.G., 2009: Effects of yeast culture supplementation on growth performance, intestinal health and immune response of nursery pigs. J. Anim. Sci. 87, 2614-2624. Shin, Y.W.; Kim, J.G.; Whang, K.Y., 2005: Effect of supplemental mixed yeast culture and antibiotics on nitrogen balance of weaned pigs. Journal of Animal Science 83 (Suppl. 1), 34. Shim, S.B., 2005: Effects of prebiotics, probiotics and synbiotics in the diet of young pigs. Ph.D. Thesis, Animal Nutrition Group, Wageningen Institute of Animal Sciences, Wageningen University and Research Centre, Wageningen, The Netherlands. Sims, M.D.; Dawson, K.A.; Newman, K.E.; Spring, P.; Hoogell, D.M., 2004: Effects of dietary mannan oligosaccharide, bacitracin methylene disalicylate, or both on the
145
live performance and intestinal microbiology of turkeys. Poultry Science 83, 11481154. Singbroota, P., 2005: Agglutination of Type-1 Fimbrial Bacteria by Different Yeast Cell Wall Products PhD thesis North Carolina State University, Chapter 1 p41-63. Smith, J.W. 2nd; Tokach, M.D.; Goodband, R.D.; Nelssen, J.L. and Richert, B.T., 1997: Effects of the interrelationship between zinc oxide and copper sulfate on growth performance of early-weaned pigs. J. Anim. Sci. 75, 1861-1866. Šperanda, M.; Didara, M.; Šperanda, T.; Domacinovic, M.; Valpotic, H.; Kovacevic, J.; Antunovic, Z.; Novoselec, J., 2008: Hydrolyzed brewery yeast product like immunomodulator in weaned piglets. Archiva Zootechnica 11(3), 52-60. Spreuwenberg, M.A.M.; Verdonk, J.M.A.J.; Gaskins, H.R. and Verstegen, M.W.A., 2001: Small intestinal epithelial barrier function is compromised in pigs with low feed intake at weaning. J.Nutr.131, 1520-1527. Spring, P., 1999: Mannan-oligosaccharides as an alternative to antibiotic use in Europe. Zootechnica Int. 22, 38-41. Spring, P.; Wenk, C.; Dawson, K.A.; Newman K.E., 2000: The effects of dietary mannan-oligosaccharides on caecal parameters and the concentration of enteric bacteria of the caeca of salmonella-challenged broiler chicks. Poultry Science 79, 205-211. Spurlock, M.E., 1997a: Regulation of metabolism and growth during immune challenge: an overview of cytokine function. Journal of Animal Science 75, 1773-1783. Spurlock, M.E.; Frank, G.R.; Willis, G.M. et al., 1997b: Effect of dietary energy source and immunological challenge on growth performance and immunological variables in growing pigs. J. Anim. Sci. 75, 720–726. Stanley, V.G.; Brown, C.; Sefton, A.E., 2000: Comparative evaluation of yeast culture, mannanoligosaccharide and antibiotic on performance of turkeys. Poultry Science 79 (Suppl. 1), S186. Stein, H., 2007: Feeding the pigs’ immune system and alternatives to antibiotics. Department of Animal Sciences, University of Illinois London Swine Conference – Today’s Challenges… Tomorrow’s Opportunities 3-4. April 2007. Stewart, C.; Hillman, K.; Maxwell, F.; Kelly, D.; King, T.P., 1993: Recent advances in probiotics in pigs: observations ont he microbiology of the pig gut. In: PC Garnsworthy és DJA Cole (eds.). Recent Advances in Animal Nutrition, pp. 197219. Stoll, B.; Chang, X.; Fan, M.Z.; Reeds, P.J.; Burrin, D.G., 2000: Enteral nutrient intake level determines intestinal protein synthesis and accretion rates in neonatal pigs. Am. J. Physiol. 279, G288–G294. Swamy, H.V.L.N.; Smith, .T.K.; MacDonald, E.J.; Karrow, N.A.; Woodward, B.; Boermans, H.J., 2003: Effects of feeding a blend of grains naturally contaminated with Fusarium mycotoxins on growth and immunological measurements of starter pigs, and the efficacy of a polymeric glucomannan mycotoxin adsorbent. Journal of Animal Science 81, 2792-2803. Swann, M. (Chairman), 1969: Joint Committee on the use of Antibiotics in Animal Husbandry and Veterinary Medicine. Report of the Secretary of State for Social Services, the Secretary of State for Scotland, the Minister of Agriculture, Fisheries and Food and the Secretary of State for Wales [Cmnd 41901. London: H.M. Stationery Office. Swanson, K.S.; Grieshop, C.M.; Flickinger, E.A.; Healy, H-P.; Dawson, K.A.; Merchen, N.R.; Fahey, Jr., G.C., 2002a: Effects of supplemental fructooligosaccharides plus
146
mannan oligosaccharides on immune function and ileal and fecal microbial population in adult dogs. Arch. Anim. Nutr. 56, 309-318. Swanson, K.S.; Grieshop, C.M.; Flickinger, E.A.; Bauer, L.L.; Healy, H.P.; Dawson, K.A.; Merchen, N.R., Fahey, G.C., Jr., 2002b: Supplemental fructooligosaccharides and mannanoligosaccharides influence immune function, ileal and total tract nutrient digestibilities, microbial populations and concentrations of protein catabolites in the large bowel of dogs. J Nutr 132, 980-9. Sword, W.E.; Wu, C.C.; Champlin, F.R. and Buddington, R.K., 1993: Postnatal changing in selected bacteria groups of pigs colonic microflora. Biol.Neonate 63, 191-200. Tang, M.; Laarveld, B.; Van Kesgel, A.G.; Hamilton, D.L.; Estrada, A. and Patience J.F., 1999: Effects of Segregated Early Weaning on Post Weaning Small Intestinal Development in Pigs. J Anim Sci. 77, 3191-3200. Tang, Z.; Yin, Y.; Nyachoti, C.; Huang, R.; Li, T.; Yang, C.; Yang, X.; Gong, J.; Peng, J.; Qi, D, 2004.: Effect of dietary supplementation of chitosan and galacto-mannanoligosaccharide on serum parameters and the insulin-like growth factor-I mRNA expression in early-weaned piglets. Domestic Animal Endocrinology, Volume 28, Issue 4, Pages 430-441. Tokach, M.D.; Goodbank, R.D.; Nelssen, J.L. and Kats, L.J., 1992: Influence of weaning weight and growth during the first week post-weaning on subsequent pig performance. Report of Progress 667, Kansas University Swine Day. Manhattan, Kansas, USA: Kansas University, 15-17. Toplis, P., 2005: AGP Ban: An opportunity for Profit or Loss. 16th Annual JSR Technical Conference, Nottingham www.jsr.co.uk/.../agp-ban-an-opportunity-forprofit-or-loss. Tossenberger, J.; Babinszky, L.; Pálmai, L.; Karakas, P.; Szabó, J., 1997: Einfluss von Ameisensäure auf die Leistung von Absatzferkeln. In: R. Schubert, G. Flachowsky, R. Bitsch, G. Jahreis (Eds.) Vitamine und weitere Zusatzstoffein der Ernährung von Mensch und Tier, 6th Symposium. Jena, 24-25. Sept. 1997. pp. 499-502. Tossenberger, J.; Babinszky, L.; Fodor, R.; Halas, V.; Szabó, J., 1998a: The relation between phosphorus supply and performance in pigs. A review. In: L. Babinszky (Ed) Relationship between mineral and vitamin supply and the performance of farm animals. 7th International Symposium on Animal Nutrition, Kaposvár, Hungary. 13 October, 1998. pp. 89-114. Tossenberger, J.; Babinszky, L.; Németh, B.; Karakas, P.; Szabó, J., 1998b: Influence of rearing intensity on the phosphorus balance of weaned piglets. In: Böhme, H., Flachowsky, G. (Eds): Conference: Actual aspects in pork production. Braunschweig-Völkenrode (Germany). 17-18 November 1998. pp. 309-312. Tossenberger, J.; Babinszky, L. and Kovács, R., 2001: Alternative growth promoters in broiler nutrition. In Proceeding 10’th International Symposium on Animal Nutrition, Kaposvár, pp 57-73. Trowel, H.; Burkitt, D., 1986: Phisiological role of dietary fiber: a ten year review. J. Dent. Child. 53, 444-447. Tuboly, T.; Nagy, É.; Derbyshire, J.B., 1993: Potential viral vectors for the stimulation of mucosal antibody responses against enteric viral antigens in pigs. Research in Veterinary Science 54, 345-500. Van Beers-Schreurs, H.M.G.; Nabuurs, M.J.A.; Vellenga, L.; Kalsbeek-Van Der Valk, H.J.L.; Wensing, T.H.; Breukink, H.J., 1998: Weaning and the weaning diet influence the villous height and crypt depth in the small intestine of pigs and alter
147
the concentrations of short-chain fatty acids in the large intestine and blood. J. Nutr. 128, 947-953. Van der Aar P and Bikker, P., 2005: Strategies for antibiotic free feed. Feed Mix vol.13 no.2 Van der Peet; Schering, C.M.C; Jansman, A.J.M.; Smidt, H;I.; Yoon, 2007: Effect of yeast culture on performance, gut integrity, and blood cell composition of weanling pigs. Journal of Animal Science 85, 3099-3109. Van Dijk, A.J.; Everts, H. et al., 2001: Growth performance of weanling pigs fed spraydried animal plasma. A review. Livest. Prod. Sci. 68, 263–274. Van Goudoever, J.B.; Stoll, B.; Henry, J.F.; Burrin, D.G.; Reeds, P.J., 2000: Adaptive regulation of intestinal lysine metabolism. Proc Natl Acad Sci USA 97, 11620– 11625. Van Heughten, E.; Funderburke, D.W. and Dorton, K.L., 2003: Growth performance, nutrient digestibility, and fecal microflora in weanling pigs fed live yeast. J. Anim. Sci. 81, 1004-1012. Van Laere, K.M.J.; Bosveld, M.; Schols, H.A.; Beldman, G. and Voragen, A.G.J., 1997: Fermentative degradation of plant cell wall derived oligosaccharides by intestinal bacteria. In: Proceeding of the International Symposium. Non-digestible oligosaccharides: Healthy Food. Varley M.A.;Wiseman J.,2001 The Weaner Pig: Nutrition And Management (cabi publishing)Nottingham Vente-Spreeuwenberg, M.A.M., 2002: Diet composition and gut integrity in weaned piglets. Ph.D. thesis, Wageningen University, Wageningen, The Netherlands. Vente-Spreeuwenberg, M.A.M.; Verdonk, J.M.A.J.; Verstegen, M.W.A. and Beynen, A.C., 2003: Villus height and gut development in weaned piglets receiving diets containing either glucose, lactose or starch. British Journal of Nutrition 90, 907– 913. Visek, W.J., 1978: The mode of growth promotion by antibiotics. Journal of Animal Science 46, 1447 – 1469. Walter, B.M. and Bilkei, G., 2004: Immunostimulatory effect of dietary oregano etheric oils on lymphocytes from growth-retarded, low-weight growing-finishing pigs and productivity. Tijdschr. Diergeneeskd. 129, 178–181 Wang, R.; Li, D. and Bourne, S., 1998: Can 2000 years of herbal medicine history help us solve problems in year 2000? In: Lyons, T.P. and Jacques, K.A. (Eds.). Biotechnology in the Feed Industry. Proceedings of Alltech 14th Annual Symposium. Nottingham University Press, Nottingham. Wang, J.; Chen, L.; Li, P.; Li, X.; Zhou, H.; Wang, F.; Li, D.; Yin, Y. and Wu, G., 2008: Gene Expression Is Altered in Piglet Small Intestine by Weaning and Dietary Glutamine Supplementation1–3. American Society for Nutrition J. Nutr. 138, 10251032. Wang, W.W.; Qiao, Ć.S.Y.; Li, Ć.D.F., 2009: Amino acids and gut function. Amino Acids 37, 105–110 DOI 10.1007/s00726-008-0152-Rewiew. Watzl, B.; Girrbach, S.; Roller, M., 2005: Inulin, oligofructose and immunomodulation. British Journal of Nutrition 93 (1), S49-S55. Wenk, C.; Scheeder, M.R.L. and Spleiss, C., 1998: Sind Kräuter Allerheilsmittel? In: Gesunde Nutztiere: Umdenken in der Tierernährung? (SutterF., Kreuzer M., Wenk C., Eds), 95-109.
148
Whang, K.Y.; Mc Keith, F.K.; Kim, S.W.; Easter, R.A., 2000: Effect of starter feeding programon growth performance and gains of body components from weaning to market weight in swine. Journal of animal Science 78, 2885-2895. White, L.A.; Newman, M.C.; Cromwell, G.I.; Lindemann, M.D., 2001: Efficacy of brewers dried yeast as a source of mannan-oligosaccharides without and with organic acids and carbadox on performance and intestinal bacterial population of weanling pigs. Journal of Animal Science 79 (Suppl. 2), 78. White, L.A.; Newman, M. C.; Cromwell, G. L. and Lindemann, M. D.,2002: Brewers dried yeast as a source of mannan oligosaccharides for weanling pigs. Journal of Animal Science 80, 2619-2628. White, M.E.; Ramsay, T.G.; Osborne, J.M.; Kampman, K.A. and Leaman, D.W., 1991: Effect of weaning at different ages on serum insulin-like growth factor I (IGF-I), IGF binding proteins and serum in vitro mitogenic activity in swine. J. Anim. Sci. 69, 134-145. Whittemore, C.T. and Green, D.M., 2001: Growth of the young weaned pig. In: (Varley, M.A. and Wiseman, J. (Eds). The weaner pig nutrition and management. 1–16. CABI Publishing, Wallingford, UK. Whittemore, C.T.; Aumaritre, A.; Williams, L.H., 1978: Growth and bodycomposition in young weaned pigs. Journal of Agriculture Science (Cambridge) 91, 681-692. WHO international review panel’s evaluation of the termination of the use of antimicrobial growth promoters in Denmark, 2002: Impacts of antimicrobial growth promoter termination in Denmark Foulum, Denmark. Williams, D.L.; Pretus, H.A.; McNamee, R.B.; Jones, E.L.; Ensley, H.E. and Browder, I.W., 1992: Development of a water-soluble, sulfated (1 3)-beta-D-glucan biological response modifier derived from Saccharomyces cerevisiae. Carbohydr. Res. 235, 247-257. Williams, D.L.; Mueller, A.; Browder, W., 1996: Glucan based macrophage stimulators. Clin Immunother 5, 392-399. Williams, N.H.; Stahly, T.S. and Zimmerman, D.R., 1997a: Effect of chronic immune system activation on the rate, efficiency, and composition of growth and lysine needs of pigs fed from 6 to 27 kg. Journal of Animal Science 75, 2463–2471. Williams, N.H.; Stahly, T.S. and Zimmerman, D.R., 1997b: Effect of chronic immune system activation on nitrogen retention, partial efficiency of lysine utilization, and lysine needs of pigs. Journal of Animal Science 75, 2472. Williams, B.A.; Verstegen, M.W.A. and Tamminga, S., 2001: Fermentation in the monogastric large intestine: its relation to animal health. Nutrition Research Reviews 14, 207–227. Williams, I.H., 2003: Growth of the young pig. In: Pluske, J.R.; Dividich, J.L.; Verstegen, M.W.A. (Eds.). Weaning the pig. Edited: Wageningen Academic Publishers. World Health Organization, 2000: WHO Global Principles for the Containment of Antimicrobial Resistance in Animals Intended for Food. Pages 1–23 in Document WHO/CDS/CSR/ APH/2000.4. WHO, Geneva, Switzerland. www.londonswineconference.ca/proceedings/ Yang, H.; Less, J.; Shipp, T.; Radke, T.; Cecava, M.; Holzgraefe, D., 2005: Effect of adding mannanoligosaccharide product on performance of nursery pigs fed diets with or without antibiotics. J. Anim. Sci. 83, 32. Yegani, M.; Chowdhury, S.R.; Oinas, N.; MacDonald, E.J.; Smith, T.K., 2006: Effects of feeding grains naturally contaminated with Fusarium mycotoxins on brain
149
regional neurochemistry of laying hens, turkey poults, and broiler breeder hens. Poultry Science 85, 2217-2123. Yiannikouris, A.; Jouany, J.P., 2002: Les mycotoxines dans les aliments des ruminants, leur devenir et leurs effets chez l'animal. INRA Prod. Anim. 15, 3-16. Zaika, L.L., 1988: Spices and herbs: Their antimicrobial activity and its determination. J. Food Safety. 9, 97-118. Zentek, J.; Marquart, B.; Pietrzak, T., 2002: Intestinal effects of mannanoligosaccharides, transgalactooligosaccharides, lactose and lactulose in dogs. J Nutr 132, 1682S-1684S. Zhang, A.W.; Lee, B.D.; Lee, S.K.; An, G.H.; Song, K.B.; Lee, C.H., 2005: Effects of yeast (Saccharomyces cerevisiae) cell components on growth performance, meat quality and ileal mucosa development of broiler chicks. Poultry Science 84, 10151021. Zhao, J.; Harper, A.F.; Estienne, M.J.; Webb, K.E.; McElroy, Jr., A.P.; Denbow, D.M., 2007: Growth performance and intestinal morphology responses in early weaned pigs to supplementation of antibiotic-free diets with an organic copper complex and spray-dried plasma protein in sanitary and nonsanitary environments. Journal of Animal Science 85, 1302-1310. Zimmerman, D.R., 1986: Role of subtherapeutic antimicrobials in pig production. J. Anim. Sci. 62 (Suppl. 3), 6. Zimmermann, B.; Bauer, E.; Mosenthin, R., 2001: Pro- and prebiotics in pig nutrition – potential modulators of gut health. J. Anim. Feed. Sci. 10, 47-56. Zukkermann, F.A., 2000: Aujeszky’s disease virus: opportunities and challenges. Veterinary Research 31, 121-131.
150
13. AZ ÉRTEKEZÉS TÉMAKÖRÉBŐL ÍRT TUDOMÁNYOS KÖZLEMÉNYEK, ISMERETTERJESZTŐ PUBLIKÁCIÓK, ELŐADÁSOK 13.1. Idegen nyelvű, lektorált szakfolyóiratban megjelent közlemények 1. Nochta, I., Tuboly, T., Halas V, Babinszky L. (2009) The effect of different levels of dietary mannan-oligosaccharide on specific cellular and humoral immune response in weaned piglets. Journal of Animal Physiology and Animal Nutrition, 93 (4): 496-504. 2. Nochta, I., Halas, V., Tossenberger, J., Babinszky, L. (2010) Effect
of
different
levels
of
mannan
oligosacharid
supplementation on the apparent ileal digestibility of nutrients, Nbalance and growth performance of weaned piglets. Journal of Animal
Physiology
and
Animal
Nutrition
(in
press).
http://www3.interscience.wiley.com/journal/123226821/abstract 13.2. Idegen nyelvű folyóiratban megjelent lektorált abstrakt Nochta I, Tuboly T, Halas V, Babinszky L (2007) The effect of different levels of dietary mannanoligosaccharide on specific cellular and humoral immune response in weaned piglets. Journal of Animal Science 85: 149.
151
13.3. Magyar nyelvű, lektorált szakfolyóiratban megjelent közlemény Nochta Imre, Halas Veronika és Babinszky László (2009) Élesztősejtfal eredetű mannan-oligoszacharidok felhasználása a sertéstakarmányozásban. Magyar Állatorvosok Lapja 131: 532-542 13.4. Ismeretterjesztő szakcikkek 1. Dr. Nochta I.(2000) Egészséges malacnevelés. Híd 2000/1. 10. 2. Dr. Nochta I.(2002) Prebiotikumok a sertéstakarmányozásban. Híd 2002/1: 5. 3. Dr. Nochta I. (2002) Hozamfokozás antibiotikumok nélkül. Híd 2002/4: 9. 4. Dr. Nochta I. (2003) Sikeres malacnevelés. Agrárágazat 2003. augusztus, 43-44. 5. Dr. Nochta I. (2003) Gyakorlati tapasztalatok új malactápjainkkal. Agronapló 76: 51. 6. Nochta I. és Babinszky L. (2004) Oligoszacharidok a monogasztrikus állatok takarmámyozásában. Takarmányozás 7(1): 5-8. 7. Dr. Nochta I. (2004) A bélflóra stabilitása és az immun folyamatok alakulása malacokban. Híd 2004/3: 10. 8. Dr. Nochta I. (2004) Immunstimuláció? Híd 2004/3: 7. 13.5. Előadások 1. Dr Nochta I.: Az antibiotikum típusú hozamfokozók helyettesítésének lehetőségei; Magyar Állatorvos Kongresszus Budapest 2002. október 2. Dr. Nochta I.: Prebiotikumok a sertéstakarmányozásban; Magyar – Holland projekt, Pécs, 2004. 03. 02.
152
3. Dr. Nochta I.: Egy jó választás…; Sertés takarmányozási szimpozium. Pálmajor 2004. 06.17. 4. Dr. Nochta I.: Mannan oligosaccharides in weaner feed; Provimi Swine Training Barcelona 2005.09. 5. Dr. Nochta I.: A takarmányok oligoszacharid kiegészítésének hatása a táplálóanyagok emészthetőségére, valamint a bél mikroflóra és az immunstátusz változására választott malacokban, Mosonmagyaróvár, 2008. 08. 6. Dr. Nochta I.: The effect of different level of dietary mannanoligosaccharide on specific cellular and humoral immun response in weaned piglets ADSA/PSA/ AMPA/ASAS Joint Annual Meeting San Antonio, Texas, USA, 2007.07. 7. Dr. Nochta I.: A malacok választás előtti és választás utáni takarmányozása
Állatorvosok
Sertésegészségügyi
Tártsasága
Kongresszusa, Budapest, 2009.09.30. 8. Dr. Nocha I.: Malacnevelés hatékonyan! TOPIGS szimpozium, Kölesd. 2010. 01.
153
14. SZAKMAI ÉLETRAJZ 1959. november 3-án született Székesfehérváron. Általános iskolai tanulmányait lakóhelyén, Agárdon végezte, majd a székesfehérvári Vasvári Pál Gimnáziumban érettségizett 1978-ban. 1983-ban
állatorvosként
államvizsgázott
a
budapesti
Állatorvos-
tudományi Egyetemen. 2000-ben
Klinikai
Toxikológusként
államvizsgázott
a
budapesti
Állatorvos-tudományi Egyetemen. Az 1983-1990 közötti időszakban az Agárdi Mezőgazdasági Kombinát Sertés Ágazatának állatorvosaként dolgozott. 1990. novembere óta a Provimi Hungary Zrt., az akkori Agrokomplex Central Soya Rt. alkalmazottja. 1995-től 2008-ig a Provimi globálisan működő takarmányozási vállalat sertés témában végzett kutatásait koordináló nemzetközi Swine Project Teamjének
tagja.
2010-től
a
Délkelet-
Európai
Régió
sertéstakarmányozási managere, a Provimi Feed Solution Team tagja. A Team határozza meg a kutatási témákat, felügyeli a kutatófarmok munkáját, és az eredmények ellenőrzése mellett az eredmények piaci értékesítésre gyakorolt hatásait is vizsgálja. Több mezőgazdasági jellegű szakmai és ismeretterjesztő folyóiratban folyamatosan
jelennek
szakcikkei.
Állategészségügyi
és
sertés
takarmányozási témában több hazai és külföldi előadást tartott. 1991-ben angol alapfokú „A”, 1992-ben angol középfokú „A”, majd 2001-ben angol középfokú „A”és 2002-ben angol középfokú „B” nyelvvizsgát tett. 2007-ben német alapfokú „C” nyelvvizsgát szerzett.
154
1998-2009 között a takarmányozáson keresztül folyamatosan részt vett a hazai
tenyésztési
hatóság
megbízásából
végzett
sertés
központi
teljesítményvizsgálatok bonyolításában. Jelenleg ezt a tevékenységet a Magyar Fajtatiszta Tenyésztők Szövetségével együttműködésben végzi. Kutatómunkáját a Kaposvári Egyetem Állattenyésztési Tudományok Doktori Iskolában, a Takarmányozástani Tanszéken levelező tagozatos hallgatóként Prof. Dr. Babinszky László egyetemi tanár vezetésével végezte.
155
