Stiftung Tierärztliche Hochschule Hannover (TiHo)TiHo eLib

Der direkte und indirekte Einfluss eines Saccharomyces cerevisiae Fermentationsproduktes auf die Immunantwort von Fohlen

In der modernen Tierhaltung hat der Einsatz von Futterergänzungsmitteln mit dem Ziel der Gesundheitsförderung, Leistungssteigerung und der Vorbeugung von Krankheiten zunehmende Bedeutung. Vielfach werden Pro-, Prä- und Postbiotika eingesetzt. Die prä- und postbiotische Wirkung von Saccharomyces cerevisiae Fermentationsprodukten beinhaltet unter anderem die Fähigkeit das Immunsystem zu modulieren. Die erste Studie dieser Arbeit untersuchte den Einfluss der direkten Fütterung eines kommerziell erhältlichen SCFPs auf neugeborene Fohlen und ihre Diarrhoe-Symptomatik. Bei vielen Fohlen tritt in den ersten Lebenswochen der unspezifische Fohlenrosse-Durchfall auf, welcher ungleich anderer Spezies keinen Erreger als Ursache aufweist, sondern vermutlich durch physiologische gastrointestinale Umbauprozesse entsteht. Zudem sollte geprüft werden, ob die SCFP-Supplementierung die Immunreaktivität der Fohlen beeinflusst. Für diese Studie erhielten 11 Warmblutfohlen das SCFP und 11 Warmblutfohlen ein Placebo-Produkt von Tag 2 bis einschließlich Lebenstag 30. Die Durchfallbeobachtung fand im selben Zeitraum statt. Diese Fohlen wurden im Herbst im Alter von 6–9 Monaten abgesetzt und danach erstmalig gegen equine Influenza und Tetanus geimpft. Blutproben wurden am Tag der Impfung und 24 Stunden danach entnommen, um die frühe Impfreaktion zu charakterisieren. Die zweite Studie befasste sich mit dem indirekten Einfluss auf die Fohlen durch die SCFP-Supplementierung der Mütter im fortgeschrittenen Trächtigkeitsstadium. Der Fokus dieses Teils lag sowohl auf dem ersten Lebensmonat der Fohlen hinsichtlich ihrer Diarrhoesymptomatik und ihres Wachstums als auch auf ihrer Reaktion auf eine primäre Impfung gegen equine Influenza und Tetanus im Alter von 5–8 Monaten. Für diese Studie wurde das SCFP an 14 Stuten 12 Wochen vor dem errechneten Geburtstermin verabreicht, 12 Stuten dienten als Kontrolle. Durchfall der neugeborenen Fohlen wurde zwischen Tag 2 und 30 observiert. Blutproben der Stuten wurden unmittelbar vor der Impfung ca. 3 Wochen vor errechneter Abfohlung und 24 Stunden nach der Impfung entnommen. Die Blutproben der Fohlen wurden nach dem Absetzen direkt vor der Erstimpfung und 24 Stunden danach entnommen. In beiden Teilstudien wurde die Anzahl und Funktion der zirkulierenden Blutzellen und ihrer Subpopulationen durchflusszytometrisch bestimmt. Die Kolostrumproben der zweiten Teilstudie wurden in vitro mittels einer intestinalen, porcinen, epithelialen Zelllinie (IPEC-J2) auf ihre biologische Aktivität untersucht. Zudem wurden IgG-Konzentrationen in Kolostren, Stuten- und Fohlenseren mittels ELISA bestimmt. In beiden Versuchen zeigte das SCFP keine Auswirkung auf das Wachstum der Fohlen. Auch auf das Durchfallgeschehen hatte die SCFP-Fütterung keinen statistisch signifikanten Einfluss. SCFP-supplementierte Fohlen wiesen gegenüber Placebo-Fohlen nach der Impfung signifikante Unterschiede in der Zahl zirkulierender Leukozyten-Subpopulationen auf. Während die SCFP-Fohlen mit einem signifikanten Anstieg an Leukozyten, Granulozyten, Monozyten, Lymphozyten, MHCII+/CD21− Zellen, CD8+ T-Zellen und CD21+ B-Zellen auf den immunologischen Reiz reagierten, blieben die Zellzahlen bei den PLA-Fohlen nahezu unverändert.
Die SCFP-Supplementierung der Stuten hatte keinen signifikanten Einfluss auf ihre Impfreaktion. Während sich die Brix-Werte und die IgG-Konzentrationen der Kolostren zwischen der SCFP- und der Kontrollgruppe nicht signifikant unterschieden, wiesen die Kolostren der SCFP-supplementierten Stuten eine signifikant höhere biologische Aktivität als die Kolostren der Kontrollgruppe auf. Im Vergleich zu Fohlen der Kontrollgruppe wiesen Fohlen von SCFP-Stuten einen Trend zu höheren postnatalen IgG-Serumkonzentrationen auf. Die biologische Aktivität hatte einen Einfluss auf die Impfreaktion der Fohlen nach dem Absetzen. Signifikant korrelierte die biologische Aktivität mit der impfinduzierten Veränderung der Zahl an neutrophilen Granulozyten, ein Trend hierfür konnte für CD21+ B-Zellen und MHCII+/CD21− Zellen nachgewiesen werden. Im Gegensatz dazu wiesen die klassischen Parameter zur Qualitätsbestimmung von Kolostrum (%Brix und Antikörpergehalt) keine signifikante Korrelation mit der frühen Impfreaktion auf.
Die Ergebnisse dieser Arbeit deuten darauf hin, dass sowohl die direkte SCFP-Fütterung als auch die indirekte Beeinflussung der Fohlen durch die SCFP-Supplementierung der Stuten zu langanhaltenden, immunmodulatorischen Effekten führen. Ein wesentliches Element dieser indirekten nutritiven Immunmodulation mag darin bestehen, dass die biologische Aktivität von Kolostrum durch die Supplementierung gefördert wird.

In modern animal husbandry, the use of feed supplements aimed at promoting health, enhancing performance, and preventing diseases has become increasingly important. Often, pro-, pre-, and postbiotics are used. The pre- and postbiotic effects of Saccharomyces cerevisiae fermentation products include, among other effects, the ability to modulate the immune system. The first study of this work investigated the influence of direct feeding of a commercially available SCFP on newborn foals and their diarrhea symptoms. Many foals experience a nonspecific foal heat diarrhea in the first weeks of life, presumably caused by physiological gastrointestinal remodeling processes. Additionally, the study aimed to determine whether SCFP supplementation affects the foals' immune reactivity. For this study, 11 warmblood foals received the SCFP and 11 warmblood foals received a placebo product from day 2 until day 30. Diarrhea was observed during the same period. These foals were weaned in fall at 6-9 months of age and were initially vaccinated against equine influenza and tetanus. Blood samples were taken on the day of vaccination and 24 hours later to characterize the early vaccination response. The second study focused on the indirect effect on foals through SCFP supplementation of the dams in late gestation. This study concentrated on both the foals' first month of life regarding their diarrhea symptoms and growth, as well as their response to a primary vaccination against equine influenza and tetanus at 5-8 months of age. In this study, the SCFP was administered to 14 mares 12 weeks before the estimated date of foaling, with 12 mares serving as controls. Diarrhea in the newborn foals was observed between days 2 and 30. Blood samples from the mares were taken immediately before vaccination, approx. 3 weeks before the estimated foaling date, and 24 hours after vaccination. Blood samples from foals were taken after weaning, directly before the primary vaccination and 24 hours afterwards. In both studies, the number and function of circulating blood cells and their subpopulations were determined by flow cytometry. Colostrum samples from the second study were analyzed in vitro for their biological activity using an intestinal porcine epithelial cell line (IPEC-J2). Additionally, IgG concentrations in colostrum, mare and foal sera were determined by ELISA. In both trials, the SCFP had no effect on the foals’ growth. SCFP feeding also had no statistically significant impact on the incidence of diarrhea. SCFP-supplemented foals showed significant differences in the number of circulating leukocyte subpopulations compared to placebo foals after vaccination. While SCFP foals exhibited a significant increase in leukocytes, granulocytes, monocytes, lymphocytes, MHCII+/CD21− cells, CD8+ T cells and CD21+ B cells in response to the immunological stimulus, cell counts in the PLA foals remained nearly unchanged.
SCFP supplementation of the mares did not alter significantly their vaccination response prior parturition. While %Brix values and IgG concentrations of colostrum did not differ significantly between the SCFP and the control group, colostrum of the SCFP-supplemented mares showed a significantly higher biological activity than colostrum of the control group. Compared to foals of the control group, foals of SCFP mares showed a trend toward higher postnatal IgG serum concentrations. The colostral biological activity influenced the foals' vaccination response after weaning. Biological activity was significantly correlated with the vaccination-induced change in the number of circulating neutrophilic granulocytes; A trend was observed for CD21+ B cells and the MHCII+/CD21− cells. In contrast, traditional parameters for determining the quality of colostrum (%Brix and IgG concentration) showed no significant correlation with the early vaccination response.
The results of this study indicate that both the direct feeding of a SCFP and the indirect influence on foals through SCFP supplementation of the mares lead to long-lasting immunomodulatory effects. An essential element of this indirect nutritional immunomodulation may be that the biological activity of colostrum is promoted by supplementation.

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