Стан Т- і В-клітинної ланок специфічного імунітету й активність гуморальних факторів природного захисту свиноматок та їх поросят за впливу комплексу дріжджів Saccharomyces cerevisiae та ферментів
Анотація
Незрілість імунної системи новонароджених поросят призводить до значних їх втрат у постнатальний період та повністю залежить від материнського організму, особливо в останній період поросності, що зумовлено посиленням метаболічних процесів і фізіологічною імуносупресією. Мета роботи – визначити активність природних й адаптивних факторів захисту у свиноматок та народжених від них поросят за впливу кормової добавки, що містить дріжджі Saccharomyces cerevisiae та ферменти. Результати досліджень показали, що згодовування свиноматкам у період поросності і лактації, а також поросятам у період до відлучення кормової добавки позитивно впливало на імунну функцію організму матері та приплоду. Зокрема за дії вказаних чинників добавки констатовано активуючий вплив на природні механізми гуморальної ланки неспецифічної резистентності організму, особливо у свиноматок. Про що свідчать вища бактерицидна і лізоцимна активність сироватки крові свиноматок у період поросності і лактації (p < 0,05-0,001) та менший вміст циркулюючих імунних комплексів (p < 0,05), що вказує на зменшення антигенного навантаження на організм матері, особливо у період імуносупресії. Подібні зміни, тільки виражені меншою мірою, зафіксовано у поросят, виявлено вищу БАСК (p<0,05) та менший вміст ЦІК (p<0,05). Згодовування свиноматкам та поросятам дріжджів та ферментів у періоди низького імунного потенціалу їх організму спричинило активуючий вплив на стан адаптивного імунітету, зокрема клітинних факторів специфічного захисту організму. Про що свідчать збільшення у крові кількості Т-лімфоцитів (загальних, активних і теофілін-резистентних) і В-лімфоцитів (p < 0,05-0,001) та підвищення їх функціональної активності за рахунок перерозподілу рецепторного апарату імунокомпетентних клітин – збільшення кількості Т- і В-лімфоцитів з низькою і середньою щільністю рецепторів та зменшення недиференційованих у функціональному відношення клітин (p<0,05-0,001). Таким чином констатовано активуючий вплив досліджуваних чинників кормової добавки на стан природних і адаптивних факторів захисту в організмі свиноматок та їх приплоду, що позитивно впливає на формування імунної відповіді у періоди низького імунного потенціалу їх організму
Ключові слова
поросята; дріжджі Saccharomyces cerevisiae; пробіотики; Т- і В-лімфоцити; імунологічні дослідження
[1] Ballester, M., Jové-Juncà, T., Pascual, A., López-Serrano, S., Crespo-Piazuelo, D., Hernández-Banqué, C., GonzálezRodríguez, O., Ramayo-Caldas, Y., & Quintanilla, R. (2023). Genetic architecture of innate and adaptive immune cells in pigs. Frontiers in Immunology, 14, article number 1058346. doi: 10.3389/fimmu.2023.1058346.
[2] Bearson, S.M.D., Trachsel, J.M., Bearson, B.L., Loving, C.L., Kerr, B.J., Shippy, D.C., & Kiros, T.G. (2023). Effects of β-glucan on Salmonella enterica serovar Typhimurium swine colonization and microbiota alterations. Porcine Health Management, 9, article number 7. doi: 10.1186/s40813-023-00302-4.
[3] Cacheiro-Llaguno, C., Parody, N., Escutia, M.R., & Carnés, J. (2021). Role of circulating immune complexes in the pathogenesis of canine leishmaniasis: New players in vaccine development. Microorganisms, 9(4), article number 712. doi: 10.3390/microorganisms9040712.
[4] De Marco Castro, E., Calder, P.C., & Roche, H.M. (2021). β-1,3/1,6-glucans and immunity: State of the art and future directions. Molecular Nutrition & Food Research, 65(1), article number e1901071. doi: 10.1002/ mnfr.201901071.
[5] Domingos, R.L., et al. (2021). Saccharomyces Cerevisiae var. Boulardii CNCM I-1079 during late gestation and lactation improves voluntary feed intake, milk production and litter performance of mixed-parity sows in a tropical humid climate. Animal Feed Science and Technology, 272, article number 114785. doi: 10.1016/j. anifeedsci.2020.114785.
[6] Elghandour, M.M.Y., Tan, Z.L., Abu Hafsa, S.H., Adegbeye, M.J., Greiner, R., Ugbogu, E.A., Cedillo Monroy, J., & Salem, A.Z.M. (2020). Saccharomyces cerevisiae as a probiotic feed additive to non and pseudo-ruminant feeding: A review. Journal of Applied Microbiology, 128(3), 658-674. doi: 10.1111/jam.14416.
[7] European convention for the protection of vertebrate animals used for experimental and other scientific purposes. (1986). Retrieved from https://rm.coe.int/168007a67b.
[8] Han, P., Zhang, W., Wang, D., Wu, Y., Li, X., Zhao, S., & Zhu, M. (2024). Comparative transcriptome analysis of T lymphocyte subpopulations and identification of critical regulators defining porcine thymocyte identity. Frontiers in Immunology, 15, article number 1339787. doi: 10.3389/fimmu.2024.1339787.
[9] Heuß, E.M., Pröll-Cornelissen, M.J., Neuhoff, C., Tholen, E., & Große-Brinkhaus, C. (2019). Invited review: Piglet survival: Benefits of the immunocompetence. Animal, 13(10), 2114-2124. doi: 10.1017/S1751731119000430.
[10] Hjorth, T., et al. (2022). Sixteen-week multicentre randomised controlled trial to study the effect of the consumption of an oat beta-glucan-enriched bread versus a whole-grain wheat bread on glycaemic control among persons with pre-diabetes: A study protocol of the CarbHealth study. BMJ Open, 12(8), article number e062066. doi: 10.1136/bmjopen-2022-062066.
[11] ISO/IEC 17025:2005. (2006). Retrieved from http://online.budstandart.com/ua/catalog/doc-page.html?id_ doc=50873.
[12] Kovalchuk Ya.Ya., Vishchur O.I., & Vlizlo V.V. (2009). T- and B-lymphocytes in the blood of piglets at weaning from sows and under conditions of feeding with biomass of yeast Saccharomyces cerevisiae. Animal Biology, 11(1-2), 287-291.
[13] Krogh, А. (2019). Changes of the non-specific lamb of immunity in the organism of the ducks of the pekin breed in the postnatal period of ontogenesis. Scientific Reports of the National University of Life and Environmental Sciences of Ukraine, 78(2), 199-207. doi: 10.31548/dopovidi2019.02.020.
[14] Li, Zh., Tang, L., Liu, N., Zhang, F., Liu, X., Jiang, Q., Chen, J., & Ma, X. (2021). Effects of compound enzyme and antibiotics on growth performance, nutrient digestibility, blood biochemical index, and intestinal health in weaned pigs. Frontiers in Microbiology, 12, article number 768767. doi: 10.3389/fmicb.2021.768767.
[15] Loving, C., Bearson, S.M.D., Bearson, B.L., Kerr, B.J., Kiros, Т.G., Shippy, D.C., & Trachsel, J.M. (2023). Effect of dietary β-glucan on intestinal microbial diversity and Salmonella vaccine immunogenicity and efficacy in pigs. Veterinary Microbiology, 278, article number 109648. doi: 10.1016/j.vetmic.2022.109648.
[16] Luzyk, B.D., Lapovets, L.Y., & Lebed, H.B. (2018). Clinical laboratory diagnostics: A textbook (Higher educational institutions III–IV accreditation level). Kyiv: All-Ukrainian Specialised Publishing House ‘Medicine’.
[17] Maggiolino, A., Centoducati, G., Casalino, E., Elia, G., Latronico, T., Liuzzi, M. G., Luigi, M., Dahl, G.E., Ventriglia, G., Zizzo, N., & De Palo P. (2023). Use of a commercial feed supplement based on yeast products and microalgae with or without nucleotide addition in calves. Journal of Dairy Science, 106(6), 4397-4412. doi: 10.3168/ jds.2022-22656.
[18] Marco, M.L., et al. (2021). The international scientific association for probiotics and prebiotics (ISAPP) consensus statement on fermented foods. Nature Reviews Gastroenterology & Hepatology, 18, 196-208. doi: 10.1038/ s41575-020-00390-5.
[19] Martínez-Boixaderas, N., Garza-Moreno, L., Sibila, M., & Segalés, J. (2022). Impact of maternally derived immunity on immune responses elicited by piglet early vaccination against the most common pathogens involved in porcine respiratory disease complex. Porcine Health Management, 8, article number 11. doi: 10.1186/ s40813-022-00252-3.
[20] Masiuk, D., Nedzvetsky, V., & Kokariev, A. (2023). Features of the functioning of the natural defense mechanisms of piglets under the influence of immunotropic substances. Scientific Messenger of LNU of Veterinary Medicine and Biotechnologies. Series: Veterinary Sciences, 25(112), 181-192. doi: 10.32718/nvlvet11229.
[21] Ogawa, S., Tsukahara, T., Imaoka, T., Nakanishi, N., Ushida, K., & Inoue, R. (2016). The effect of colostrum ingestion during the first 24 hours of life on early postnatal development of piglet immune systems. Animal Science Journal, 87(12), 1511-1515. doi: 10.1111/asj.12573.
[22] Pruduys, Т. (2023). Morphological characteristics of the duodenum of piglets fed with various feed additives. Regulatory Mechanisms in Biosystems, 14(2), 266-272. doi: 10.15421/022339.
[23] Pruduys, Т.Y., & Vishchur, О.І. (2022). Efficacy of “EnzActive mix” feed additive in piglet growing. The Animal Biology, 24(4), 27-31. doi: 10.15407/animbiol24.04.027.
[24] Rio-Aige, K., Azagra-Boronat, I., Castell, M., Selma-Royo, M., Collado, M.C., Rodríguez-Lagunas, M.J., & PérezCano, F.J. (2021). The breast milk immunoglobulinome. Nutrients, 13(6), article number 1810. doi: 10.3390/ nu13061810.
[25] Struemper, H., Kurtinecz, M., Edwards, L., Freimuth, W.W., Roth, D.A., & Stohl, W. (2022). Reductions in circulating B cell subsets and immunoglobulin G levels with long-term belimumab treatment in patients with SLE. Lupus Science & Medicine, 9(1), article number e000499. doi: 10.1136/lupus-2021-000499.
[26] Sun, H., de Laguna, F.B., Wang, S., Liu, F., Shi, L., Jiang, H., Hu, X., Qin, P., & Tan, J. (2022). Effect of Saccharomyces cerevisiae boulardii on sows’ farrowing duration and reproductive performance, and weanling piglets’ performance and IgG concentration. Journal of Animal Science and Technology, 64(1), 10-22. doi: 10.5187/ jast.2021.e106.
[27] Tintoré, M., Cuñé, J., Vetvicka, V., & de Lecea, C. (2023). Anti-inflammatory effects, protection of gut barrier integrity and stimulation of phagocytosis of postbiotic combination ABB C1. Nutraceuticals, 3(1), 109-118. doi: 10.3390/nutraceuticals3010009.
[28] Velez, C., Williamson, D., Cánovas, M.L., Giai, L.R., Rutland, C., Pérez, W., & Barbeito, C.G. (2024). Changes in immune response during pig gestation with a focus on cytokines. Veterinary Sciences, 11(1), article number 50. doi: 10.3390/vetsci11010050.
[29] Vlizlo, V.V., Fedoruk, R.S., & Ratych, I.B. (2012). Laboratory research methods in biology, animal husbandry and veterinary medicine: A handbook. Lviv: SPOLOM.
[30] Vries, H., et al. (2020). Impact of yeast-derived β-glucans on the porcine gut microbiota and immune system in early life. Microorganisms, 8(10), article number 1573. doi: 10.3390/microorganisms8101573.
[31] Xiao, W., Su, J., Gao, X., Yang, H., Weng, R., Ni, W., & Gu, Y. (2022). The microbiota-gut-brain axis participates in chronic cerebral hypoperfusion by disrupting the metabolism of short-chain fatty acids. Microbiome, 10(1), article number 62. doi: 10.1186/s40168-022-01255-6.
[32] Zbikowska, A., Kowalska, M., Zbikowska, K., Onacik-Gür, S., Łempicka, U., & Turek, P. (2022). Study on the incorporation of oat and yeast β-glucan into shortbread biscuits as a basis for designing healthier and highquality food products. Molecules, 27(4), article number 1393. doi: 10.3390/molecules27041393.
[33] Zhai, H., Cowieson, A.J., Pappenberger, G., Zhang, J., & Wu, J. (2021). The effect of short-term phytase supplementation on the apparent total tract digestibility of calcium and phosphorus and the reproductive performance of late gestation and lactating sows fed diets without mineral phosphorus. Journal of Animal Science, 99(8), article number skab194. doi: 10.1093/jas/skab194.
[34] Zhurenko, V., Karpovskyi, V., & Zhurenko, O. (2021). Role of the autonomic nervous system in the regulation of phosphorus and calcium metabolism in cows. Ukrainian Journal of Veterinary Sciences, 12(2). doi: 10.31548/ ujvs2021.02.004.