PDF A vizelet savanyításának vizsgálata diétás kalcium-klorid alkalmazásával terhes nőknél

Rövid leírás

1 A Hannoveri Állatorvostudományi Egyetem Állattáplálkozási Intézetéből A savasság vizsgálata d.

Leírás

A Hannoveri Állatorvostudományi Egyetem Állattáplálkozási Intézetéből ___________________________________________________________________________

A vizelet savasodásának vizsgálata vemhes kocák táplálékkal történő kalcium-klorid adagolásával

INAUGURAI ÉRTEKEZÉS A fokozat megszerzéséhez

Az állatorvos doktora (Dr. med. Áll.) A Hannoveri Állatorvostudományi Egyetem munkatársa

RÖCKER BJÖRN Garlstedtből

A szóbeli vizsga napja:

Szüleim és minden ember, aki támogatott utamon.

Tartalom 1. BEVEZETÉS 2. IRODALOM ÁTTEKINTÉS 2.1. A MASTITIS-METRITIS- AGALAKTIE KOMPLEX (MMA KOMPLEX) 2.1.1. Nómenklatúra 2.1.2. Az MMA komplex eloszlása és előfordulása 2.1.3. Az MMA komplex tünetei 2.1.4. Az MMA komplex etiológiája és patogenezise 2.1.4.1 Mastitis és agalactia 2.1.4.2. Metritis 2.1.5. Profilaktikus intézkedések az MMA szindróma megelőzésére

2.2. KAPCSOLAT A PUERPERÁLIS BETEGSÉGEK KOMPLEXJE ÉS A SÜRGŐS FERTŐZÉS NEM SPECIFIKUS FORMÁJA között a SAU-ban 2.3. VÍZFERTŐZÉS SERTÉSEKBEN 2.3.1. A húgyúti fertőzés nem specifikus formájának előfordulása a kocánál 2.3.2. A húgyúti fertőzés nem specifikus formájának csíráinak spektruma

2.4. A HÁLÓZATOSSÁGRA VONATKOZÓ ALIMENTÁRIS HATÁS A vizelet savanyulása és a húgyúti egészség összefüggése 2.4.2. Táplálék-vizelet savanyításának mechanizmusai 2.4.3. Az étrend hatása a vizelet pH-jára

2.5. A savas alapú költségvetés változásainak hatása a csontkockázatra 2.6. A csontszövet 2.6.1. A csontszövet működése 2.6.2. A csontszövet szerkezete 2.6.3. A csontszövet sejtalapja 2.6.4. A csontképződés 2.6.5. A csontvesztés 2.7. A mellékpajzsmirigy hormon

9 11 11 11 12 12 17 18 20 23

2.8. BIOKÉMIAI ELJÁRÁSOK A CSONVÁLTOZTATÁS VIZSGÁLATÁRA

2.8.1. Csontspecifikus lúgos foszfatáz (bAP)

2.9. A KALCIUM 2.9.1. A kalcium eloszlása és funkciója a testben 2.9.2. A kalcium felszívódása 2.9.3. A kalcium kiválasztása

2.10. A FOSZFOR 2.10.1. A szervezet foszfortartalmának funkciója és szabályozása 2.10.2. A foszfor abszorpciója 2.10.3. A foszfor vesén keresztül történő kiválasztása

3. ANYAG ÉS MÓDSZEREK 3.1. A KÍSÉRLET CÉLJA 3.2. A KÍSÉRLET IDŐSZAKA ÉS HELYE 3.3 A KÍSÉRLETI ÁLLATOK 3.4 A Kísérleti állatok inkubálása 3.5. A VIZSGÁLATI ÁLLATOK CSOPORTOSÍTÁSA 3.6. A takarmány és a takarmányozás 3.6.1. A bélés 3.6.2. Takarmányminták gyűjtése 3.6.3. A takarmány elemzése 3.6.4. A takarmányelemzések eredményei 3.5.5. Az etetés

3.6. A VÉRMINTÁK 3.6.1. Vérmintavétel 3.6.2. Vérminták előkészítése és tárolása 3.6.3. A vérminták elemzése 3.6.4. A plazmaminták elemzése:

3.7. A VIZETMINTÁK 3.7.1. A vizeletminták vétele 3.7.2. A vizeletminták előkészítése és tárolása 3.7.3. A vizeletminták elemzése

3.8. AZ ELEMZÉSI EREDMÉNYEK STATISZTIKAI ÉRTÉKELÉSE

4. EREDMÉNYEK 4.1 A KÍSÉRLETI ÉS ELLENŐRZŐ ÁLLATOK ADATAI 4.2. A Koca TAKarmánybevitel 4.3 A SZÜLETÉSRE ÉS AZ újszülött malacokra vonatkozó adatok 4.4. A PLAZMA ÉS AZ EREDMÉNYEK VÉRELEMZÉSEK 4.4.1. A kocák vérének pH-értéke 4.4.2. A kocák vérében a hidrogén-karbonát (HCO3-) koncentrációja 4.4.3. A kocák plazmájában lévő teljes kalcium és az ionizált kalcium koncentrációjának görbéinek összehasonlítása a kocákban 4.4.4. A kocák plazmájának foszfortartalma 4.4.5. A kocák plazmájának nátriumtartalma 4.4.6. A kocák plazmájának kloridtartalma 4.4.7. A kocák vérében lévő káliumkoncentráció 4.4.8. A kreatinin koncentrációja a plazmában és a vizeletben

4.5. KIVÁLASZTOTT PARAMÉTEREK A KALCIUM-KÖLTSÉGVETÉS MEGFIGYELÉSÉHEZ 4.5.1. A parathormon-koncentráció a kocák plazmájában 4.5.2. A csont-specifikus alkalikus foszfatáz koncentrációja a kocák plazmájában 101

4.6. A SPONTÁN Huzalminta elemzésének eredményei 4.6.1. A kocák vizeletének pH-értéke 4.6.2 Az ásványi anyagok relatív kiválasztása a vizelettel

4.7. Az újszülött malacok vérgázelemzésének eredményei

57 57 58 58 59 61 62 62 63 63 67 68

80 80 81 82 84 84 86 88 90 90 94 94 96

5.1.1. A kocák etetése és CaCl2 hozzáadása a kísérleti állatok adagjához 108 5.1.2. A kocák vizeletében a pH-érték meghatározása 109 5.1.3. Vérvétel 110 5.1.4. Az anion-kation egyensúly (AKB) és az elektrolit egyensúly (EB) meghatározása a betáplálásban 111 5.1.5. A vér és a vizelet paramétereinek összehasonlítása a vesekiválasztás meghatározásához 112

5.2. AZ EREDMÉNYEK MEGBESZÉLÉSE

5.2.1. A takarmány elfogadása kalcium-klorid (CaCl2) hozzáadása után 5.2.2. A kocák vizeletének pH-értéke 5.2.3. A vizelet vizelet pH-értékének előrejelzése a takarmány anion-kation egyensúlya (AKB) alapján 5.2.4. A vizelet pH-értékének előrejelzése a takarmány elektrolit-egyensúlya (EB) alapján 5.2.5. A vizelet savasodásának mechanizmusa a CaCl2 hozzáadása után 5.2.6. A kocák pH-értéke és hidrogén-karbonát-koncentrációja 5.2.7. A kocák kalciumegyensúlyának és csontanyagcseréjének változásai 5.2.8. Az egyéb ásványi anyagok koncentrációja a kocák vérében és vizeletében 5.2.9. A kreatinin-koncentráció alakulása a plazmában és a vizeletben 5.2.10. A CaCl2 használatának hatása a malacokra és a születési folyamatra 5.2.11. Az MMA szindróma előfordulása a vizsgálat során 5.2.12. A CaCl2 gyakorlati alkalmazása MMA profilaxisban

113 114 115 118 120 122 124 133 135 136 138 140

Bevezetés Az ásványi homeosztázis és az ezzel járó csontanyagcsere, és milyen változások eredményezik ezeket a nagyon finomhangolt kontroll mechanizmusokat. Különösen fontosak a vér mellékpajzsmirigyhormonszintjének változásai és annak hatása a szervezet kalcium homeosztázisára. Ebben a tanulmányban szintén jelentős az érdeklődés a csontszövet reakciója és a csontanyagcsere változásai iránt, amelyeket a fokozott kalciumfelszívódás és az ebből adódó savanyulás okoz. E munka másik célja az MMA szindróma elleni hatékony profilaxis időtartamának szűkítése kalcium-klorid kapszulázott formában történő hozzáadásával a kapott eredmények alapján.

2.1. A mastitis metritis agalacty komplex (MMA komplex)

Szindrómák (VAN BEERS-SCHREURS 1996; IBEN 1999) Puerperális tőgygyulladás (BERTSCHINGER et al. 1990; AWAD-MASALMEH et al. 1990) Coliform mastitis (BERTSCHINGER 1999) Peripartum urogenitális szindróma (PUGS), Sertés urogenitális betegség (SUGD) és BILK 1995b)

2.1.2. Az MMA-komplex eloszlása és előfordulása A kocák szülési komplexe világszerte egészségügyi problémát jelent a sertéstenyésztésben, mivel ez a szindróma a malactermesztőkben világszerte elterjedt. Az MMA komplex előfordulására vonatkozóan azonban nagyon eltérő megállapítások hangzanak el. JORSAL (1986) a gátak mindössze 10% -ának fertőzési intenzitását írja le, míg BOLLWAHN és mtsai. (1989) jelentése szerint a problémás gazdaságok kocáinak legfeljebb 40% -ánál alakul ki az MMA-szindróma. Az MMA komplex előfordulása a kocapopulációban nagyon nagy gazdaságspecifikus ingadozásnak van kitéve. LERCH (1987) a kocákban a puerperális betegség komplexének előfordulásával összefüggésben számos eltérést talált a gátak 14% -tól 77% -áig. Mivel az MMA komplex faktorbetegség, a betegség előfordulását számos endogén és exogén tényező befolyásolja, amelyeket ebben a fejezetben tárgyalunk tovább.

2.1.3. Az MMA komplex tünetei A puerperalis betegség komplex tünetei az MMA szindróma értelmében a fertőzött kocák egy részénél születéskor jelentkeznek (MARTIN et al. 1967), de a fertőzött állatok többsége csak 48–72 órán belül jelentkezik post partum (GLOCK 1983; BOSTEDT et al. 1998; BERTSCHINGER 1999) e betegség tipikus jelei. Az érintett kocák elsősorban a napi ellenőrzések során figyelhetők meg a takarmányfogyasztás korlátozott, vagy egyes esetekben akár leállítása miatt (CERNE et al. 1984; MAASS et al. 1993). Közelebbről megvizsgálva ezek az állatok egy általános 12-et mutatnak

Irodalmi áttekintés al. 1998). Sok esetben ezek a nemi szervekben bekövetkező változások negatívan befolyásolják a további folyamatok zökkenőmentes működését, ami gyakran csak a következő elfoglaltságkor vagy az ebből adódó mérsékelt terhességi aránynál válik nyilvánvalóvá. Így a puerperale

Irodalmi áttekintés A tejminták bakteriológiai vizsgálata és azoknak a kocáknak a vérvizsgálata, amelyeknél a takarmányfogyasztás születése után csökkent, és amelyek malacainak energiahiánya volt, nem találtak szignifikáns különbségeket ezen megállapítások tekintetében az egészséges anyákkal szemben (VAN BEERSSCHREURS et al. 1996). A csökkent tejtermelés oka ebben a tanulmányban továbbra is megmagyarázhatatlan.

Az irodalom áttekintése a malacok harapási sérülései vagy hasonló okok miatt jótékony hatással van erre a folyamatra (DONE 1980; PERSSON 1997). Más szerzők a tőgy kolonizációjának haematogén útját tartják a legvalószínűbb oknak a tőgygyulladás előfordulásával kapcsolatban (BERNER 1987; BOSTEDT 1999). Az urogenitális traktust és a beleket a betegséget okozó kórokozók származási helyének is tekintik. Feltételezzük, hogy a bélgát csökkentésével vagy akár annak felemelésével a kórokozók a bélből az emlőmirigybe és más érintett szervekbe terjednek, bár ezek a kórokozók elsősorban nem mutatnak invazív viselkedést. AWAD-MASALMEH et al. (1990) alátámasztják ezt a tézist azzal, hogy képesek elkülöníteni az emlőmirigyből és a méhnyakból vett tamponmintákból azokat a baktériumokat, amelyeket ezen állatok székletében is találtak. A tőgygyulladás etiológiájának kérdésében, amely központi helyet foglal el a koca puerperális betegség komplexumában, néhány kérdés megválaszolatlanul marad, vagy nem lehet egyértelműen megválaszolni őket.

Az irodalmi áttekintés a pH-érték eltolódásához vezet annak érdekében, hogy a vizeletben is csökkentse a pH-értéket. A megelőző intézkedéseket és a mögöttes mechanizmusokat a következő fejezetek részletezik. Az antibiotikumok profilaktikus alkalmazása a csírák csökkentésére ebben az esetben nem ajánlott, mivel ezek az intézkedések rövid távon jó eredményeket eredményeznek, de nem alkalmasak hosszú távú alkalmazásra. Profilaktikus alkalmazás esetén a túl alacsony dózisokat gyakran költség okokból használják, így hosszú távon hatalmas ellenállások alakulhatnak ki. A megfelelő gyógyszer megfelelő adagolásával történő előírt felhasználás csak egyes esetekben érdekes, ha más megelőző intézkedések sikertelenek, mivel a pénzügyi felhasználás túl nagy lenne a tömeges felhasználás esetén. Ez a megoldás csak egyedi állatokra, vagy rendkívül problémás gazdaságokban alkalmas nagyszámú állat számára.

Kapcsolat a puerperalis betegség komplexusa és a koca húgyúti fertőzésének nem specifikus formája között

A kutatások azt mutatják, hogy a húgyúti fertőzéseknek csak 18% -a fordul elő terhesség alatt, míg a húgyúti betegségek 40% -a a születést követő első két hétben fordul elő. BOLLWAHN és mtsai. (1984) a szülés utáni növekedést állapította meg a bakteriuriában és a cystitisben is, különösen a zavart puerperiummal rendelkező kocáknál. Szubklinikai húgyúti fertőzések, amelyeknél nincsenek klinikai tünetek, de pozitívak a vizeletminták bakteriológiai vizsgálatakor 27

(STIRNIMANN 1984; LANGFELDT et al. 1990). A vizeletszervek fiziológiai működésének a szervezet saját védekező mechanizmusa is hatással van a húgyúti fertőzések elkerülésére, mivel a belülről kifelé irányított izommozgások mechanikus öblítő hatást eredményeznek, amelynek hatékonysága elegendő vizeletmennyiségtől, a vizeletürítés gyakoriságától és a hólyag ürítésének teljességétől, ill. A vizelet visszamaradó mennyiségétől függ (OSBORNE et al. 1979). NORDEN és mtsai. (1968) tanulmányaikban kimutatták, hogy ez az öblítő hatás a fent említett védekező mechanizmusokkal együtt képes eltávolítani a csírák 99,9% -át a húgyutakból. GREGORY et al. (1971) kutyák húgyhólyagát szennyezte E. coli-val, és megállapította, hogy ezeket öblítő hatással 72 órán belül eltávolították a hólyagból.

Irodalmi áttekintés A vizeletben a foszfor koncentrációja és a közeg lúgos pH-értéke elősegíti a kristályképződést, ezt a folyamatot gátolja a magasabb nátrium- és káliumszint. A kalcium és a foszfor elsősorban a vizeletben csapódik le, ha az oldhatósági termék túllépi a megnövekedett vizeletkoncentráció miatt, amely általában az ivóvízfogyasztás csökkenésének eredményeként következik be (WENDT et al. 1996).

2.4. A táplálék hatása a vizelet savasságára

2.4.3. A táplálkozás hatása a vizelet pH-értékére Az anyagok vagy komplex vegyületek felszívódnak az étellel, amelynek anyagcseréje megváltoztatja a fiziológiai sav-bázis állapotot. Ebben az esetben a bemutatott sav-bázis egyensúly szabályozási mechanizmusaira van szükség a fiziológiai állapot fenntartásához vagy helyreállításához. Az élelmiszer egyes komponensei egészen másképpen befolyásolják a sav-bázis egyensúlyt, ezért mutatunk be itt néhány példát. A semleges szénhidrátok és trigliceridek metabolizmusa nem vezet semmilyen változáshoz a sav-bázis rendszerben, mivel sem savak, sem bázisok nem képződnek széndioxidra és vízre bontva (CHAN 1974; HALPERIN és JUNGAS 1983). Szénhidrátok + O2 → CO2 + H2O trigliceridek

Csak az élettani anyagcsere-helyzettől való eltérés (hipoxia, ketózis stb.) Esetén bontják fel ezeket az anyagokat csak hiányosan, és így hozzájárulhatnak a szervezet savasságához. Szőlőcukor

Ha az élelmiszer fehérje komponensei átalakulnak, a protonok endogén felszabadulása a fehérjeforrás típusától függ. Ha például kéntartalmú aminosavakat (metionint, ciszteint) oxidálunk, széndioxid, víz, karbamid, szulfát és két proton keletkezik. Ez a 2 H + -ion tehát hozzájárul a szervezet savterheléséhez (PATIENCE et al. 1987). Met./Cys. + O2 → CO2 + H2O + karbamid + SO42- + 2H + 39

Irodalmi áttekintés A sok takarmányban található átalakítható szerves anionok (citrát, laktát stb.) Általában szervetlen kationokkal (Na +, K + stb.) Kombinálódnak. Ezen vegyületek metabolikus átalakulása során hidrogén-karbonát keletkezik, amely pufferanyagként működik és lúgosító hatású (HARRINGTON és LEHMANN 1970). R-COO - - K + + O2 → CO2 + H2O + K + + HCO3-

Az állati eredetű élelmiszer-összetevők metabolizmusa, amely szerves kationokból és szervetlen anionokból áll, a szervezet savas szennyezéséhez vezet,

(HARRINGTON és LEHMANN 1970). R- NH2 + Cl- + O2 → karbamid + CO2 + H2O + H + + Cl A szervezetet megterhelő protonok mennyisége, ha szervesen kötött foszfát szabadul fel a foszfolipidekből és a foszfortartalmú fehérjékből, az uralkodó pH-értéktől függ (HARRINGTON és hasonlók). LEHMANN 1970). PH = 7,4: foszforfehérjék/lipidek + H2O → ROH + 0,8 HPO42- + 0,2 H2PO4- + 1,8 H + Ha viszont a pH-érték eltolódik a lúgos tartományba, akkor a százalék szervetlen foszfát PO43- irányába, míg a szervetlen foszfát tartalma a savas pH-tartományban a H3PO4 irányába eső pH-eltolódással változik. Az alkáli- és alkáliföldfém-karbonátok, -hidroxidok és -oxidok viszont közvetlen lúgosító hatást gyakorolnak a test sav-bázis egyensúlyára (HARRINGTON és LEHMANN 1970; BUFFINGTON 1989; KIENZLE 1991). A szervetlen foszfát felszívódásának pH-függő hatása van a sav-bázis egyensúlyra is. Ez azért van, mert a pH-értéktől függően primer vagy szekunder foszfátként van jelen, így a vese kiválasztása egy vagy két alkáli-ionnal együtt történik, ezáltal a test savas expozíciójának szintje változik (KIENZLE 1991). 40

Bikarbonátkoncentráció, a kalcium növekvő mobilizációja figyelhető meg a csontszövetből (BUSHINSKY et al. 1992). Metabolikus alkalózis miatt BUSHINSKY et al. (1996) viszont fokozza az oszteoblasztok kollagén szintézisét és csökkenti az oszteoklaszt aktivitását. Összefoglalva megállapítható, hogy a metabolikus eredetű sav-bázis egyensúly elmozdulása hatással van a csont anyagcseréjére, mivel a savas pH-tartomány eltérése felszívódáshoz és ezáltal kalcium felszabaduláshoz vezet egy A lúgos pH-tartományba történő áttérés csontanyag felhalmozódását eredményezi, és ezáltal kalciumion-fogyasztást jelent. 42

2.6.1. A csontszövet funkciója A csontok, mint az izom-csontrendszer passzív részének fő funkciója, hogy mechanikai alapként szolgál az izomaktivitásokhoz és a mozgássorozatokhoz, amely az inakat és szalagokat szilárdan rögzíti. Annak érdekében, hogy a keletkező terhelésekhez a lehető legoptimálisabban alkalmazkodhassanak, a csontszövetben folyamatosan felépülő és lebomló anyagcsere-folyamatok zajlanak. Ezért fiziológiai szempontból ez egy dinamikus szövet, amelyben a hormonok és más tényezők biztosítják a felépülés és a felszívódás közötti szabályozott folyamatot. A csontszövet egyéb fontos feladatokat lát el a vérképzéssel, a kalcium-anyagcsere szabályozásával és a szervetlen ionok tárolásával. Ezeket a feladatokat az állandó építési és szétszerelési folyamatok befolyásolják (DUCY et al. 2000).

2.6.4. A csontképződés Az oszteoblasztok a csontképződés központi elemei, mivel a mezenhimális őssejtekből történő fejlődésük után felelősek az I. típusú kollagén prekurzorainak szintéziséért és a csontszövet mineralizációjának szabályozásáért (JUNQUEIRA és CARNEIRO 1991). Az alábbi táblázat áttekintést nyújt a csont képződését szabályozó jelanyagokról és azok hatásmódjairól.

Irodalmi áttekintés 1. táblázat: A csontképződés jelzőanyagainak áttekintése hatásukkal

Időszakos expozícióval a csontképződési sebesség ↑

Mc CARTHY és mtsai. (1989), DEMPSTER és mtsai. (1993), DIENER (1994), MORLEY és mtsai. (1997), SCHMIDTGAYK és mtsai. (1997)