Die Rolle von Vitaminen bei der Immunantwort von Ferkeln

In den letzten Jahren wurden zahlreiche ernährungswissenschaftliche Studien durchgeführt, um Alternativen zur Verwendung von Zinkoxid (ZnO) zu finden, dessen Einsatz in therapeutischen Dosen von der EU ab 2022 aufgrund von Umweltrisiken und der Gefahr der Förderung antimikrobieller Resistenzen verboten wurde.

In diesem neuen Kontext, also unter Verzicht auf ZnO und Wachstumsförderer und mit zunehmender und strenger Kontrolle des Einsatzes von therapeutischen Antibiotika, wurde jedoch der Bedeutung des Vitamingehalts im Futter, abgesehen von der Rolle der Vitamine als essentielle Mikronährstoffe, wenig Aufmerksamkeit geschenkt.

Es ist allgemein bekannt, dass ein Mangel an Vitaminen und anderen Mikronährstoffen die Immunabwehr von Schweinen und insbesondere von Ferkeln beeinträchtigt, indem sowohl die angeborene als auch die adaptive Immunantwort geschwächt wird, was zu einer Schwächung der allgemeinen Reaktion des Wirtes auf Infektions- und Entzündungskrankheiten führt. Lassen Sie uns die Rolle einiger Vitamine auf den verschiedenen Ebenen der Immunantwort bei Ferkeln im Licht einiger neuerer wissenschaftlicher Erkenntnisse betrachten.

Auf der Ebene der Immunität in der Darmschleimhaut exprimieren sowohl Epithelzellen als auch Immunzellen den Vitamin-A-Rezeptor (RAR, Retinsäure-Rezeptor) und den Vitamin-D-Rezeptor (VDR), was darauf hindeutet, dass beide Vitamine eine wichtige Rolle bei der Unterstützung der Integrität und Funktionalität der Darmbarriere spielen. In diesem Sinne wurde die Rolle von Vitamin A bei der Entwicklung des Dünndarmepithels von Absetzferkeln von Wang et al. (2020) in einer Studie bestätigt, in der beobachtet wurde, dass sehr hohe Mengen dieses Vitamins im Futter (16 mg/kg oder 53.333 IE/kg) zu einem signifikanten Anstieg der Expression des Gens Lgr5+, einem Marker für Stammzellen im Dünndarm, führten (Abb. 1).

Was die Rolle von Vitamin D im Darm betrifft, so gehören zu seinen Hauptfunktionen die Verringerung der Apoptose oder des Zelltods bei Entzündungen (antiinflammatorische Wirkung) (He et al., 2018) und die Erhöhung der Expression von Genen, die für die Synthese entzündungshemmender Peptide wie β-Defensin durch Paneth-Zellen im Darm kodieren (antimikrobielle Wirkung) (Lu et al., 2018).

Im Darmepithel wirkt B6 aufgrund seiner weitreichenden Beteiligung an der Oligosaccharid- und Proteinsynthese als Kofaktor bei der Bildung von Mucinen durch Becherzellen (Moran, 2017). Vitamin A ist ebenfalls an der Mucinproduktion beteiligt, obwohl Vitamin B6 hier eine sehr viel direktere Rolle spielt (Lauridsen et al., 2021).

Die Entzündungsreaktion als Antwort auf Darmerkrankungen bei Jungtieren, wie z. B. Durchfall oder Enteritis, erzeugt oxidativen Stress, der eine antimikrobielle Rolle spielt (z. B. die Produktion von Stickstoffmonoxid durch phagozytierende Zellen, was antimikrobielle Eigenschaften hat). Wenn dieser Stress aber verstärkt wird, kann er zu Gewebeschäden führen und die Entzündungsreaktion sowohl auf lokaler als auch auf systemischer Ebene verlängern (Lauridsen, 2019; Lauridsen et al., 2021). Es konnte gezeigt werden, dass die Aufnahme hoher Mengen an Vitamin C in mit Mykotoxinen kontaminiertem Absetzfutter die antioxidative Gesamtkapazität in der Leber erhöht (Shi et al., 2017; Abb. 2).

Es konnte gezeigt werden, dass die Produktion von reaktiven Sauerstoffspezies (ROS) bei Schweinen, die mit einem Mangel an Vitamin E und Selen gefüttert werden, erhöht ist (Lessard et al., 1991, 1993). Daher spielen die Vitamine C und E eindeutig eine Schlüsselrolle bei der Kontrolle von oxidativem Stress, der durch Darmerkrankungen bei Ferkeln hervorgerufen wird. Es gibt jedoch noch ein weiteres Vitamin, das an der Regulation von oxidativem Stress beteiligt ist: Vitamin D. So sind die Spiegel des potenten endogenen antioxidativen Enzyms Glutathionperoxidase bei Absetzferkeln signifikant erhöht, wenn sie hohe Dosen des Metaboliten Calcidiol (25(OH)D3) im Futter erhalten, wobei der maximale Serumspiegel dieses antioxidativen Enzyms einer Dosis von 118 Mikrogramm 25(OH)D3/kg Futter entspricht (Yang et al., 2018; Abb. 3). Die Rolle von Vitamin D bei der Regulierung von oxidativem Stress würde zu seiner bereits erwähnten deutlichen entzündungshemmenden Wirkung beitragen.

Ein weiterer Einfluss von Vitaminen auf immunologischer Ebene ist schließlich die positive Wirkung von Vitamin A auf die humorale Immunantwort. So beobachteten Hu et al. (2020), dass die Verabreichung von 13.500 IE Vitamin A/kg Futter bei Absetzferkeln die Serumspiegel von IgA und IgM signifikant erhöhte (Abb. 4). IgA ist beim Schwein das wichtigste Immunglobulin für die Schleimhautimmunität und das wichtigste Immunglobulin während der Laktation. IgM spielt eine wichtige Rolle als erstes Immunglobulin bei der humoralen Immunantwort. Darüber hinaus ist IgM ein besonders wirksames Immunglobulin gegen eine Vielzahl von gramnegativen Bakterien (Sánchez-Vizcaino, 2010).

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die jüngsten Untersuchungen über die Reaktion auf unterschiedliche Vitaminmengen im Futter von Absetzferkeln die positive Wirkung hoher Mengen auf die Immunantwort der Tiere belegen. In diesem Zusammenhang aktualisieren die Zuchtunternehmen gerade ihre eigenen Empfehlungen für den Vitamingehalt nach oben. In Anbetracht des aktuellen Szenarios der ZnO-freien Tierhaltung und der zunehmenden Einschränkung des Arzneimitteleinsatzes ist eine Überprüfung der Vitamingehalte in Ferkelfuttermitteln daher unerlässlich.