The Role of Selenium in Udder Health of Dairy Cows
Laen...
Failid
Kuupäev
2011
Kättesaadav alates
Autorid
Ajakirja pealkiri
Ajakirja ISSN
Köite pealkiri
Kirjastaja
Eesti Maaülikool
Abstrakt
Eesti nagu ka paljud teised Balti mere aarsed riigid kuulub piirkonda,
kus seleeni (Se) sisaldus muldades on madal (Oldfield, 2002). Muldade
madal Se sisaldus pohjustab omakorda madalat Se taset taimedes ja
loomade organismis (Suoranta jt., 1993; Kevvai, 1994; Pehrson jt.,
1997; Malbe jt., 2005). Kuna Se osaleb paljudes elutegevusprotsessides,
pohjustab optimaalsest madalam Se tase organismis mitmete fusioloogiliste
funktsioonide hairumise. Tosise Se puuduse korral organismis avalduvad
iseloomulike kliiniliste tunnustega haigused. Se mojutab organismi
talitlust peamiselt spetsiifiliste selenotsusteiini sisaldavate selenoproteiinide
vahendusel (Holben ja Smith, 1999), milledest koige kauem tuntakse
ensuum glutatioon peroksudaasi (GSH-Px). GSH-Px-i teatakse peamiselt
kui ensuumi, mis toimib antioksudandina ja kaitseb seelabi organismi
oksudatiivse stressi vastu (Tapiero jt., 2003).
Valtimaks Se puudusest tulenevaid terviseprobleeme loomadel kasutatakse
orgaanilist voi anorgaanilist Se sisaldavaid soodalisandeid. Sootades
olev Se jouab veise organismi peamiselt selenaadi ja seleniidi kujul
anorgaanilistest soodalisanditest voi selenometioniini ja selenotsusteiini
vormis orgaanilistest soodalisanditest ning pohisootadest. Anorgaaniline
ja orgaaniline Se imenduvad seedetraktist, metaboliseeruvad organismis ja
seonduvad proteiinidega erineval moel. Seetottu saadakse anorgaanilist ja
orgaanilist Se sisaldavate soodalisandite kasutamisel kudedes ja organites
erinev Se kontsentratsioon ning toenaoliselt ka erinev toime organismi
funktsioonidesse.
Se teatakse osalevat organismi immuunkaitses (ulevaateartiklid Lykkesfeldt
ja Svendsen, 2007; Hoffmann ja Berry, 2008; Duntas, 2009). Arvukad
lehmadel labiviidud teadusuuringud kinnitavad Se seost udara tervisega.
Naiteks on kindlaks tehtud Se udarainfektsioonide esinemist ja kestust
vahendav toime (ulevaateartiklid Hemingway, 1999; Salman jt., 2009).
Samas on aga Se spetsiifiline molekulaarne toimemehhanism udaras endiselt
ebaselge. Enamikes uuringutes seostatakse Se immunomodulatoorset
toimet sellega, et see mojutab leukotsuutide migratsiooni ja funktsioone,
eikosanoidide aktiivsust ja lumfotsuutide funktsioone (Boyne ja Arthur,
1979; Combs ja Combs, 1986; Erskine jt., 1989; Hogan jt., 1993; Smith jt.,
61
1997; Arthur jt., 2003). Lisaks eelpoolnimetatud Se toimemehhanismidele
on viiteid ka voimalikele teistele mehhanismidele. Nii naiteks viitavad
meie uurimisruhmas labiviidud varasemad tood Se lisasootmise tagajarjel
avalduvale piimaseerumi antimikroobsele aktiivsusele (Ali-Vehmas
jt., 1997). Samuti ei ole piisavalt vordlevaid uuringuid orgaanilist
ja anorgaanilist Se sisaldavate soodalisandite toimest lehma udara
immuunkaitsele; olemasolevad ulevaated antud valdkonnast pohinevad
pigem oletustel ja on seega puudulikud. Detailsem teadusuuringutel
pohinev informatsioon, mis selgitaks seoseid Se lisasootmise ja mastiidi
patofusioloogia vahel looks aluse Se efektiivsemaks kasutamiseks mastiidi
profulaktikas ja ravimeetodite taiustamisel.
Töö eesmärgid
1. Vorrelda orgaanilist ja anorgaanilist Se sisaldava soodalisandi
efektiivsust Se taseme tostmisele lupsilehmade veres ja piimas
(artikkel I).
2. Uurida orgaanilist ja anorgaanilist Se sisaldava soodalisandi
toimet udara kaitsemehhanismidele (artikkel I, II), poorates
peamist tahelepanu:
a. Se toimele mastiidi markerite - somaatiliste rakkude
arvule (SCC), N-atsetuul-β-D-glukoosaminidaasi
(NAGase) aktiivsusele ning veise seerumi albumiini
(BSA) esinemisele piimas;
b. Se kontsentratsiooni ja udara infektsioonide vahelisele
seosele.
3. Selgitada lehma udara Se-st soltuvaid antimikroobseid
kaitsemehhanisme (artikkel III).
Materjal ja metoodika
Vaitekiri koosneb kolmest osast (artikkel I, II, III), pohinedes kahel Eesti
lupsilehmadel labiviidud Se sootmiskatsel ja laboruuringutel.
Artiklis I organiseeriti Se lisasootmise katse 100 Eesti lupsilehmal.
Katseloomi soodeti orgaanilist voi anorgaanilist Se sisaldava soodalisandiga
8 nadala jooksul. Lehmad jaotati orgaanilise Se (25 lehma), anorgaanilise
Se (25 lehma) ja kaheks vordlusruhmaks (25 lehma kummaski ruhmas).
62
Toos vorreldi Se omastamist ja toimet udara tervisele orgaanilise ja
anorgaanilise Se lisandi kasutamisel. Udara tervise hindamise aluseks
oli mastiidi patogeenide esinemine, SCC ja NAGase-i aktiivsus piimas.
Artikkel II pohines sootmiskatsel orgaanilist Se sisaldava soodalisandiga
55 lupsilehmal 8 nadala jooksul. Lehmad jaotati 39 lehmast koosnevasse
Se ruhma ja 16 lehmast koosnevasse vordlusruhma. Toos selgitati Se
lisasootmise ja mastiidi markerite (mikrobioloogiline leid, SSC, BSA
sisaldus ja NAGase-i aktiivsus) vahelisi seoseid.
Artiklis III analuusiti 12 lehma (6 lehma proovid Se ruhmast ja 6 lehma
proovid vordlusruhmast) vere- ja piimaproove. Proovid parinesid toost
II. Toos selgitati lehma Se taseme moju Stapylococcus aureus-e (S. aureus)
kasvu pidurdumisele piimaseerumis.
Tulemused
Artiklis I suurenes Se kontsentratsioon lehmade veres 8 nadalase
sootmiskatse jooksul nii orgaanilise kui anorgaanilise Se ruhma kuulunud
loomadel. Vere keskmine Se sisaldus suurenes 5.1 μg/l kuni 167.3 μg/l
orgaanilise Se ruhma lehmadel ja 6.6 μg/l kuni 90.7 μg/l anorgaanilise Se
ruhma kuulunud loomadel. Vere GSH-Px aktiivsus suurenes 0.223 μkat/g
Hb-lt kuni 3.014 μkat/g Hb-ni orgaanilise Se ruhmas ja 0.220 μkat/g Hb
kuni 2.347 μkat/g Hb anorgaanilise Se ruhmas. Piima Se sisaldus tousis
esialgselt 3.2 μg/l parast 8 nadalast Se sootmiskatset 63.6 μg/l orgaanilise
Se ruhmas ja 23.7 μg/l anorgaanilise Se ruhmas. Se omastamise seisukohast
oli orgaaniline Se 1.4 korda efektiivsem kui anorgaaniline. Sootmiskatse
jooksul vahenes mastiidipatogeenidega infitseeritud udaraveerandite arv
esialgselt 22.9%-lt 13.0%-le orgaanilise Se ja 18.4%-lt 7.4%-le anorgaanilise
Se ruhmas. Katseperioodi jooksul vahenes ka piima SCC ja NAGase-i
aktiivsus molemas Se ruhmas.
Artiklis II taheldati seost lehmade vere GSH-Px aktiivsuse ja
mastiidipatogeenide esinemise vahel. Uuringud naitasid, et udaraveerandid
on vastuvotlikumad infektsioonidele kui vere GSH-Px aktiivsus lehmadel
on alla 3.3 μkat/g Hb. Kui udaraveerandeid, mis olid mastiidipatogeenide
vabad enne lisasootmise alustamist, uuriti uuesti parast 8 nadalast Se
sootmiskatset, oli endiselt mastiidipatogeenide vabade udaraveerandite
arv Se sootmisruhmas oluliselt suurem vorreldes vordlusruhmaga
63
(p<0.01, šansside suhe OR=9.7). Uurides aga enne Se sootmise alustamist
infitseeritud udaraveerandeid uuesti parast 8 nadalast Se lisasootmise
perioodi, siis patogeenivabade udaraveerandite hulk Se ruhma lehmadel
ei olnud oluliselt suurem vorreldes vordlusruhmaga (p=0.14, OR=3.6).
Artikkel III toi valja seose lehmade vere GSH-Px aktiivsuse ja S. aureuse
kasvu pidurdumise vahel piimaseerumis. S. aureuse kasv piimaseerumis
pidurdus lehmadel, kelle GSH-Px aktiivsus veres uletas 4 μkat/g Hb 8
nadalase Se sootmisperioodi lopuks. Kasvu pidurdumine oli taheldatav
kahes spetsiifilises piimaseerumi fraktsioonis. Vordlusruhma lehmadel S.
aureuse kasvu pidurdumist ei taheldatud.
Kokkuvõte ja järeldused
Se toimet lehmade udara tervisele on viimased 20 aastat intensiivselt
uuritud ning tulemused kinnitavad, et Se vahendab mastiitide esinemist
(ulevaateartiklid Hemingway 1999; Salman jt., 2009). Kahjuks on aga Se
molekulaarse toimemehhanismi osas paljud aspektid siiani selgitamata.
Selleks et Se efektiivselt kasutada udara tervise parandamisel, oleks vaja
taiendavat infot jargmistes valdkondades:
- tapsemad biomarkerid, mis adekvaatselt kajastaks Se taset
organismis;
- vordlus orgaanilise ja anorgaanilise Se toimest udara
kaitsevoimele;
- Se toimemehhanismide selgitamine piimanaarmes.
Vaitekirja raames teostatud uurimistoo puuab tuua taiendavat teavet
koikidesse nimetatud valdkondadesse, selgitades olemasolevate Se markerite
kasutusvoimalusi, orgaanilise ja anorgaanilise Se toimet udara tervisele
ning tuues esile Se-st soltuvate antimikroobsete tegurite olemasolu
piimaseerumis. Lisaks eelnevale valgustab uurimistoo ka Eesti lehmade
Se tase.
Teostatud uurimistoo loob aluse jargmisteks jareldusteks:
Nii orgaanilist kui anorgaanilist Se sisaldavad soodalisandid
voimaldavad tosta Se taset lehmade organismis;
Orgaaniline Se on anorgaanilisest Se-st efektiivsem vere
ja piima Se taseme tostmisel ning vere GSH-Px aktiivsuse
suurendamisel;
64
Se lisasootmisel on kasulik toime udara tervisele, see vahendab
mastiidipatogeenide esinemist;
Lehmad vere GSH-Px sisaldusega alla 3 μkat/g Hb on
vastuvotlikumad udarainfektsioonidele;
Seleenidefitsiitsetele lehmadele Se lisasootmine kutsub esile
piima koostise muutusi, mille tulemusel S. aureuse kasv
pidurdub. Inhibeeriv toime avaldub lehmadel, kelle GSH-Px
aktiivsus veres uletab 4 μkat/g Hb.
Kirjeldus
Märksõnad
veisekasvatus, piimakari, söödad, seleen, toidulisandid, immuunsus, udar, udarahaigused, loomatervishoid, dissertatsioonid