Ernährung und Immunität

Die Optimierung der Tiergesundheit erhöht die Lebensmittelsicherheit für den Menschen, verbessert den Tierschutz und steigert die Gewinne der Schweineerzeuger. Aus diesem Grund wird in den letzten Jahren ein erheblicher Forschungsaufwand darauf verwendet, Nährstoffe oder Fütterungsstrategien zu ermitteln, die dem Immunsystem zugute kommen, um das Eindringen von Krankheitserregern verhindern. In der Schweineproduktion wurde besonderes Augenmerk auf die unmittelbare Zeit nach dem Absetzen der Ferkel gelegt, die eine der stressvollsten Erfahrungen im Leben eines Schweins darstellt.

Stress, der während des Absetzprozesses gefördert wird, verändert pro-inflammatorische Zytokine, die einen Einfluss auf die Darmintegrität haben. Wenn die Darmbarriere gestört wird, ist das Ergebnis eine erhöhte Durchlässigkeit, die es ermöglicht, dass Toxine, Bakterien oder Antigene das Epithel überwinden, was zu Entzündungen, Malabsorption, Durchfall und reduziertem Wachstum führt. So wirkt sich der Absetzstress auf die Darmintegrität und die aktive Immunantwort aus.

Die klassischen Reaktionen, die bei der Aktivierung des Immunsystems und der Zytokinproduktion beobachtet werden, sind u. a. Appetitlosigkeit, Fieber, die Verringerung der Muskelproteinsynthese und die Erhöhung des Muskelproteinabbaus, was zu einer geringeren Proteinakkretionsrate führt. Ernährungsphysiologisch ist Appetitlosigkeit bei weitem die größte Auswirkung der Stressreaktion. Viele Zytokine sind potenziell appetitzügelnd, was die Futteraufnahme während der akuten Phase einer Infektionskrankheit um mehr als 50 % verringern kann. Aufgrund der verringerten Energieaufnahme verringert sich daher auch die Energie, die für die Proteinsynthese benötigt wird, was darauf hindeutet, dass das Energie-Lysin-Verhältnis nicht beeinflusst wird. Einige Autoren sind der Meinung, dass Ernährungswissenschaftler während einer Herausforderung für das Immunsystem die Ernährung nicht ändern, das Futter nicht limitieren und keine teurer Futtermittelzusatzstoffe hinzufügen sollten. Es wurden jedoch verschiedene Ansätze zur Verbesserung der Fähigkeit von Schweinen auf Krankheitserreger zu reagieren erfolgreich getestet, wobei entweder die immunologische Reaktion verbessert oder aber verhindert wird, dass die Krankheitserreger an der Darmschleimhaut anhaften.

Bei einer Aktivierung des Immunsystems wird die Stoffwechsellage von der Proteinablagerung bei gesunden Tieren auf den Katabolismus und Muskelabbau bei immungeschwächten Schweinen umgestellt. Die meisten Aminosäuren, die aus dem Abbau der Muskelproteine gewonnen werden, dienen der Synthese von Immunglobulinen und Akute-Phase-Proteinen, was zu einem völlig anderen Muster des Aminosäurebedarfs führt. Im Vergleich zu Skelettmuskelproteinen weisen Akute-Phase-Proteine höhere Konzentrationen an aromatischen Aminosäuren (Phenylalanin, Tyrosin und Tryptophan) auf, während Threonin ein wichtiger Bestandteil von Immunglobulin G ist. Daher ist es möglich, dass die Aktivierung des Immunsystems die Nutzung einiger Aminosäuren bezüglich Lysin beeinflusst, weshalb ihr Anteil im Futter in Situationen, in denen das Immunsystem herausgefordert wird, erhöht werden sollte. Threonin ist an biologischen Funktionen wie der Darmintegrität und Immunität beteiligt. So führt ein Mangel an Threonin zu Störungen in der Verdauungsphysiologie. Bei einer Entzündungsreaktion sinkt die Tryptophankonzentration im Plasma, was darauf hindeutet, dass seine Verfügbarkeit für das Wachstum beeinträchtigt werden kann. In einer Studie, die in unserem Forschungszentrum durchgeführt wurde, wurden in der unmittelbaren Phase nach dem Absetzen zwei verschiedene Trp-Lys-Verhältnisse im Futter (15 % vs. 22 % Lys) unter zwei verschiedenen hygienischen Bedingungen miteinander verglichen (Abb. 1). Ein steigendes Trp-Lys-Verhältnis verbesserte die Wachstumsleistung in beiden Situationen, wobei bei Schweinen, die in einer schmutzigen Umgebung aufgezogen wurden, eine stärkere Reaktion zu beobachten war (24,4 % vs. 16,5 % Verbesserung der Wachstumsrate in schmutziger bzw. sauberer Umwelt). In Abbildung 2 werden einige Schweine gezeigt, die in dieser Studie unter schmutzigen und sauberen Bedingungen aufgezogen wurden.

*Daten des Autors, nicht veröffentlicht (2009)

Was die Fütterungsstrategien betrifft, die verhindern, dass die Krankheitserreger am Darmgewebe anhaften, so hat sich der Einsatz von eiweißarmem Futter und ballaststoffreichen Inhaltsstoffen und die restriktive Fütterung in der Praxis als am effizientesten und praktischsten erwiesen. Die Verringerung des Rohproteins im Futter bei Aufrechterhaltung des Bedarfs an Aminosäuren ermöglicht es, unverdaute Proteine, die in den Dickdarm gelangen, und somit den Nährboden für Krankheitserreger zu reduzieren. Darüber hinaus ist die Produktion von toxischen stickstoffhaltigen Verbindungen einschließlich Ammoniak schädlich für die Darmgesundheit. Eine restriktive Fütterung trägt auch dazu bei, unverdautes Futter, das in den Dickdarm gelangt, zu verringern und damit weniger Nährboden für die Krankheitserreger zur Verfügung zu stellen. Im Gegensatz dazu werden Verbindungen mit einem hohen Anteil fermentierbarer Ballaststoffe die Fermentation im Enddarm anregen und die Produktion kurzkettiger Fettsäuren erhöhen, was die Wasser- und Elektrolytenabsorption stimuliert, die Darmmorphologie verbessert und den pH-Wert des Darms auf ein Niveau reduziert, das für Krankheitserreger ungünstig ist. Demzufolge tragen alle drei Methoden dazu bei, das Auftreten von Durchfall und anderen Darmproblemen zu verringern.

Biologische Veränderungen im Immun- und Darmsystem treten schlussendlich unmittelbar nach dem Absetzen auf und beeinträchtigen anschließend das Wachstum und die Gesundheit der Schweine. Die Schweineerzeuger sollten geeignete Gesundheits- und Management-, aber auch Ernährungs- oder Fütterungsstrategien einsetzen, die dazu beitragen, das unerwünschte Auftreten von Absetzstress zu minimieren, insbesondere in Betrieben mit niedrigem Gesundheitsstatus, die ein höheres Risiko darstellen, Krankheitserregern ausgesetzt zu werden. In diesen Betrieben sollten spezifische Fütterungsprogramme umgesetzt werden.