Laminitis i mikrobiom - jakie są powiązania?

Laminitis jest stanem obserwowanym u zwierząt z kopytami, w którym występuje stan zapalny blaszki z ostatecznym uszkodzeniem aparatu zawieszającego dystalnej paliczki. Większość badań przeprowadzono na koniach, chociaż osły, kozy i bydło również mogą być dotknięte tym schorzeniem. Wydaje się, że w rozwój choroby zaangażowanych jest kilka czynników, które mogą mieć zarówno aspekty zapalne, jak i względnie niezapalne. W tym drugim przypadku dysregulacja insuliny wydaje się być parametrem napędzającym, pochodzącym albo z dysfunkcji przysadki mózgowej, albo z zespołu metabolicznego koni. Knowles i wsp. (2023) stwierdzili, że pomiar hiperinsulinemii w stanie podstawowym bez postu lub 60 minut po podaniu syropu kukurydzianego był predyktorem rozwoju endokrynopatycznego ochwatu (EL) jako ogólnoustrojowej dysregulacji metabolicznej. Może w tym pośredniczyć dalszy wpływ insuliny na IGF-1R w tkankach blaszkowatych (Grenager, 2021); jako inną drogę zasugerowano rozregulowanie metabolizmu węglowodanów z tworzeniem toksycznego metyloglioksalu (Vercelli i in. 2021). Inne doniesienia sugerują, że EL i ochwat są związane ze zmianami w metabolizmie glicerofosfolipidów i glukozy (Delarocque i in. 2021).

Dieta może również odgrywać rolę w generowaniu stanu zapalnego. Wiadomo, że spożywanie dużych ilości nowej trawy predysponuje do ochwatu u koniowatych. Węglowodany rozpuszczalne w wodzie (WSC), w szczególności oligofruktany (OF), są syntetyzowane w trawach pastwiskowych strefy umiarkowanej, zwłaszcza w wieloletniej trawie żytniej i kostrzewie wysokiej (Kramer i in. 2020); stężenie WSC wzrasta w niskich temperaturach i podczas chłodniejszych pór roku (Kagan, 2022), co zbiega się ze szczytami występowania ochwatu. OF nie są łatwo metabolizowane przez ssaki, podobnie jak wysokie poziomy skrobi w diecie. W obu przypadkach trawienie paszy w górnej części jelita jest niewystarczające, więc zawartość jelit jest metabolizowana przez bakterie w jelicie tylnym. Kilka badań wykazało związek między nieprawidłową fermentacją jelitową a późniejszym rozwojem ochwatu; ogólnie stwierdzono, że Lactobacillus, Streptococcus i Enterobacteriaceae są wzbogacone u koni z ochwatem (Ayoub i in. 2022; Garber i in. 2020). Konie na diecie wysokoskrobiowej podobnie miały większy wzrost Lactobacillus (0,1% do 7,4%) i spadek Ruminococcaceae (11,7% do 4,2%) ze zwiększonym dyskomfortem w jamie brzusznej i kulawizną (Bustamante i wsp. 2022). Wzrost liczby bakterii syntetyzujących kwas mlekowy, wraz ze spadkiem liczby bakterii wykorzystujących kwas mlekowy, oznacza wzrost poziomu kwasu mlekowego, powodując zakwaszenie treści jelitowej. Następnie dochodzi do zapalenia metabolicznego, z wytwarzaniem endotoksyn (lipopolisacharydów, LPS) i zwiększoną przepuszczalnością ściany jelita dla egzotoksyn. Zgodnie z oczekiwaniami, leczenie OF u koni powodowało ochwat z niższym pH kału, wyższym poziomem kwasu mlekowego i podwyższonym poziomem lipopolisacharydu (LPS) w surowicy (Tuniyazi i in. 2021). Podobny wzorzec zaobserwowano u bydła z ochwatem (Guo i wsp. 2021) i kóz na diecie wysokoskrobiowej (Zhang i wsp. 2018), ze zmienionym mikrobiomem, podwyższonym poziomem kwasu mlekowego i LPS w surowicy w obu przypadkach. Z kolei LPS powoduje insulinooporność (Lebrun i wsp. 2022; Perng i wsp. 2022) oraz rozregulowany metabolizm glukozy i fosfolipidów (Javaid i wsp. 2022). LPS zwiększa również wzrost gatunków bakterii wytwarzających mleczan (Dai i wsp. 2020), wzmacniając w ten sposób toksyczny cykl. Niedawno zasugerowano, że mleczan w adipocytach pośredniczy w rozwoju otyłości, stanu zapalnego i ogólnoustrojowej insulinooporności ((Lin i wsp. 2022), zapewniając w ten sposób związek między metabolizmem jelit a układem hormonalnym. Mechanizmy te są z pewnością złożone i zostały omówione przez Fujisaka i wsp. (2023).

Laminitis może być również związane z posocznicą jako następstwem stanów zapalnych, takich jak zapalenie okrężnicy, biegunka, zapalenie płuc lub niedokrwienne uszkodzenie jelit, które wydają się generować zespół ogólnoustrojowej odpowiedzi zapalnej (Garber i in. 2020). Prawdopodobnie wiąże się to z lokalną produkcją chemokin z migracją i proliferacją leukocytów; krioterapia cyfrowa i terapia przeciwzapalna są przydatnymi środkami wspomagającymi (Leise i Fugler 2021). Zasugerowano, że biorąc pod uwagę ścisłe powiązania między rozregulowaniem metabolicznym a ochwatem z bakteriami jelitowymi, manipulowanie mikrobiomem koni byłoby użytecznym środkiem terapeutycznym (Chaucheyras-Durand i in. 2022; Garber i in. 2020). Potencjalnie suplementy diety mogą być następnie stosowane jako środek zapobiegawczy w przypadku wielu stanów zapalnych.

Referencje

1. Ayoub C et al J Vet Int Med 36(6) 2213-2223

2. Bustamante CC et al Animals 12(23): 2022 Dec 06      

3. Chaucheyras-Durand F et al Mikroorganizmy 10(12): 2022 Dec 19

4. Dai X et al Appl Env Microbiol 86(4),2020 02 03

5. Delarocque J et al BMC Vet Res 17(1):56, 2021 styczeń 28

6. Fujisaka S et al J Endocrinol 256(3), 2023 Mar 01

7. Garber A i wsp. J Equ Vet Sci 88: 102943, 2020 maj

8. Grenager NS Vet Clin N. America - Equine Practice 37(3) : 619-638 2021 Dec

9. Guo J et al Genes 12(12) 2021 12 16

10. Javaid A et al Metabolomics 18(10): 75, 2022 09 19

11. Kagan IA J Equ Vet Sci 110:103866 2022 03

12. Knowles EJ et al Equine Vet J 55(1) 2023 12-23

13. Kramer KJ et al J Equ Vet Sci 90:103014, 2020 07

14. Lebrun LJ et al Int J Mol Sci 23 (21), 2022 Oct 30

15. Leise BS i Fugler LA Vet Clin N. America - Equine Practice 37(3): 639-656 2021 Dec

16. Lin Y et al Diabetes 71(4): 637-652, 2022 04 01

17. Perng W et al J Clin Endocrinol Metab 107(7): e3018-e3028 2022 06 16

18. Tuniyazi M et al BMC Vet Res 17(1):11, 2021 Jan 06

19. Vercelli C et al PLoS ONE 16(7): e0253840 2021

20. Zhang RY et al Animal 12 (12): 2511-2520 2018 Dec