PDF Vyšetrenie okyslenia moču tehotnými ženami pomocou chloridu vápenatého v potrave
Stručný opis
1 Z Inštitútu pre výživu zvierat na Univerzite veterinárskeho lekárstva Hannover, vyšetrovanie acidizácie d.
Popis
Z Inštitútu pre výživu zvierat na Univerzite veterinárskeho lekárstva Hannover ___________________________________________________________________________
Vyšetrenie okyslenia moču pomocou diétneho podávania chloridu vápenatého gravidným prasniciam
NEUGURÁLNA dizertačná práca Na získanie stupňa a
Doktor veterinárneho lekárstva (Dr. med vet.) Na univerzite veterinárneho lekárstva Hannover
BJÖRN RÖCKER z Garlstedtu
Deň ústnej skúšky:
Moji rodičia a všetci ľudia, ktorí ma na mojej ceste podporili.
Obsah 1. ÚVOD 2. PRESKÚMANIE LITERATÚRY 2.1. KOMPLEX MASTITIS-METRITIS-AGALAKTIE (MMA COMPLEX) 2.1.1 Nomenklatúra 2.1.2. Distribúcia a výskyt komplexu MMA 2.1.3. Príznaky komplexu MMA 2.1.4. Etiológia a patogenéza komplexu MMA 2.1.4.1 Mastitída a agalaktia 2.1.4.2. Metritída 2.1.5. Profylaktické opatrenia na prevenciu syndrómu MMA
2.2. VZŤAH MEDZI KOMPLEXOM PORUCHOVEJ CHOROBY A NEŠPECIFICKOU FORMOU NALIEHAVEJ INFEKCIE V SAU 2.3. MOČOVÉ INFEKCIE U OŠÍPANÝCH 2.3.1. Prevalencia nešpecifickej formy infekcie močových ciest u prasnice 2.3.2. Spektrum zárodkov nešpecifickej formy infekcie močových ciest
2.4. ALIMENTÁRNY VPLYV NA OBLASŤ 2.4.1. Vzťah medzi okyslením moču a zdravím močových ciest 2.4.2. Mechanizmy acidifikácie zažívacieho moču 2.4.3. Vplyv stravy na pH moču
2.5. ÚČINKY ZMIEN V ROZPOČTE NA KYSELINU NA KOSTNÉ RIZIKO 2.6. KOSTNÁ TKANINA 2.6.1. Funkcia kostného tkaniva 2.6.2. Štruktúra kostného tkaniva 2.6.3. Bunkový základ kostného tkaniva 2.6.4. Tvorba kostí 2.6.5. Strata kostnej hmoty 2.7. Paratyroidný hormón
9 11 11 11 12 12 17 18 20 23
2.8. BIOCHEMICKÉ POSTUPY PRI VYŠETROVANÍ ÚPRAV KOSTÍ
2.8.1. Kostná špecifická alkalická fosfatáza (bAP)
2.9. VÁPNIK 2.9.1. Distribúcia a funkcia vápnika v tele 2.9.2. Absorpcia vápnika 2.9.3. Vylučovanie vápniku
2.10. FOSFOR 2.10.1. Funkcia a regulácia obsahu fosforu v organizme 2.10.2. Absorpcia fosforu 2.10.3. Vylučovanie fosforu obličkami
3. MATERIÁL A METÓDY 3.1. CIEĽ EXPERIMENTU 3.2. OBDOBIE A POLOHA EXPERIMENTÁLU 3.3 EXPERIMENTÁLNE ZVIERATÁ 3.4 INKUBÁCIA EXPERIMENTÁLNYCH ZVIERAT 3.5. ZOSKUPENIE SKÚŠOBNÝCH ZVIERAT 3.6. KRMIVO A KRMIVO 3.6.1. Podšívka 3.6.2. Odber vzoriek krmív 3.6.3. Analýza krmiva 3.6.4. Výsledky analýz krmív 3.5.5. Kŕmenie
3.6. KRVNÉ VZORKY 3.6.1. Odber vzoriek krvi 3.6.2. Príprava a skladovanie vzoriek krvi 3.6.3. Analýza vzoriek krvi 3.6.4. Analýza vzoriek plazmy:
3.7. VZORKY MOČU 3.7.1. Odber vzoriek moču 3.7.2. Príprava a skladovanie vzoriek moču 3.7.3. Analýza vzoriek moču
3.8. ŠTATISTICKÉ HODNOTENIE VÝSLEDKOV ANALÝZY
4. VÝSLEDKY 4.1 ÚDAJE EXPERIMENTÁLNYCH A KONTROLNÝCH ZVIERAT 4.2. KRMIVÁ SPOTREBA PRASIAT 4.3 ÚDAJE O PRIEBEHU VTÁK A NOVORODENÝCH PRASATÍK 4.4. VÝSLEDKY PLAZMY A ANALÝZY KRVI 4.4.1. Hodnota pH v krvi prasníc 4.4.2. Koncentrácia hydrogénuhličitanu (HCO3-) v krvi prasníc 4.4.3. Porovnanie koncentračných kriviek celkového vápnika v plazme a ionizovaného vápnika v krvi prasníc 4.4.4. Obsah fosforu v plazme prasníc 4.4.5. Obsah sodíka v plazme prasníc 4.4.6. Obsah chloridov v plazme prasníc 4.4.7. Koncentrácia draslíka v krvi prasníc 4.4.8. Koncentrácie kreatinínu v plazme a moči
4.5. VYBRANÉ PARAMETRE NA MONITOROVANIE ROZPOČTU VÁPENIA 4.5.1. Koncentrácia paratyroidného hormónu v plazme prasníc 4.5.2. Koncentrácia alkalickej fosfatázy špecifickej pre kosti v plazme prasníc 101
4.6. VÝSLEDKY ANALÝZY SPONTÁNNEJ VZORKY 4.6.1. Hodnota pH v moči prasníc 4.6.2 Relatívne minerálne vylučovanie do moču
4.7. VÝSLEDKY ANALÝZY KRVNÉHO PLYNU NOVORODENÝCH PRASATÍK
57 57 58 58 59 61 62 62 63 63 67 68
80 80 81 82 84 84 86 88 90 92 94 96 98
5.1.1. Kŕmenie prasníc a pridávanie CaCl2 k dávke testovaných zvierat 108 5.1.2. Stanovenie hodnoty pH v moči prasníc 109 5.1.3. Odber krvi 110 5.1.4. Stanovenie aniónovo-katiónovej rovnováhy (AKB) a elektrolytovej rovnováhy (EB) v surovine 111 5.1.5. Porovnanie parametrov krvi a moču s cieľom zistiť vylučovanie obličkami 112
5.2. DISKUSIA O VÝSLEDKOCH
5.2.1. Prijatie krmiva po pridaní chloridu vápenatého (CaCl2) 5.2.2. Hodnota pH v moči prasníc 5.2.3. Predikcia hodnoty pH moču v moči na základe aniónovo-katiónovej rovnováhy (AKB) v krmive. 5.2.4. Predikcia hodnoty pH v moči na základe rovnováhy elektrolytov (EB) v krmive 5.2.5. Mechanizmus acidifikácie moču po pridaní CaCl2 5.2.6. Hodnota pH a koncentrácia bikarbonátu v krvi prasníc 5.2.7. Zmeny rovnováhy vápnika a kostného metabolizmu u prasníc 5.2.8. Koncentrácie ostatných minerálov v krvi a moči prasníc 5.2.9. Vývoj koncentrácií kreatinínu v plazme a moči 5.2.10. Vplyv použitia CaCl2 na prasiatka a proces pôrodu 5.2.11. Výskyt syndrómu MMA počas štúdie 5.2.12. Praktická aplikácia CaCl2 na MMA profylaxiu
113 114 115 118 120 122 124 133 135 136 138 140
Úvod Minerálna homeostáza a súvisiaci kostný metabolizmus a aké zmeny vedú k týmto veľmi jemne vyladeným kontrolným mechanizmom. Obzvlášť dôležité sú zmeny v hladine paratyroidného hormónu v krvi a jeho účinky na homeostázu vápnika v organizme. V tejto štúdii existuje tiež značný záujem o reakciu kostného tkaniva a zmeny v kostnom metabolizme, ktoré sú spôsobené zvýšenou absorpciou vápnika a následným okyslením. Ďalším cieľom tejto práce je na základe získaných výsledkov zúžiť obdobie účinnej profylaxie proti MMA syndrómu pridaním chloridu vápenatého v zapuzdrenej forme.
2.1. Agalaktický komplex mastitídy a metritídy (komplex MMA)
Syndrómy (VAN BEERS-SCHREURS 1996; IBEN 1999) Puerperálna mastitída (BERTSCHINGER a kol. 1990; AWAD-MASALMEH a kol. 1990) Koliformná mastitída (BERTSCHINGER 1999) Peripartálny urogenitálny syndróm (PUGS), Urogenitálna choroba ošípaných (SUGD) (BILKEI a kol.) 1995b)
2.1.2. Distribúcia a incidencia komplexu MMA Komplex puerperálnych chorôb prasnice predstavuje celosvetový zdravotný problém v chove ošípaných, pretože tento syndróm sa šíri u výrobcov prasiatok po celom svete. O výskyte komplexu MMA sa však vedú veľmi odlišné vyhlásenia. JORSAL (1986) popisuje intenzitu zamorenia iba 10% priehrad, zatiaľ čo BOLLWAHN et al. (1989) uvádzajú, že až u 40% prasníc v problémových farmách sa vyvinie MMA syndróm. Výskyt komplexu MMA v populácii prasníc podlieha veľmi veľkým výkyvom špecifickým pre danú farmu. LERCH (1987) zistil rozsah fluktuácií v súvislosti s výskytom komplexu šestonedelia u prasníc od 14% do 77% matiek. Pretože komplex MMA je faktorovým ochorením, je jeho výskyt ovplyvňovaný mnohými endogénnymi a exogénnymi faktormi, o ktorých bude v tejto kapitole reč.
2.1.3. Príznaky komplexu MMA Príznaky komplexu šestonedelia v zmysle syndrómu MMA sa vyskytujú u niektorých infikovaných prasníc počas pôrodu (MARTIN et al. 1967), ale väčšina infikovaných zvierat sa prejaví iba do 48 až 72 hodín po pôrode (GLOCK 1983; BOSTEDT et al. 1998; BERTSCHINGER 1999) typické príznaky tohto ochorenia. Ovplyvnené prasnice sú viditeľné predovšetkým pri denných kontrolách z dôvodu obmedzenej alebo v niektorých prípadoch dokonca zastavenia spotreby krmiva (CERNE a kol. 1984; MAASS a kol. 1993). Pri bližšom skúmaní tieto zvieratá vykazujú všeobecne 12
Recenzia literatúry al. 1998). V mnohých prípadoch majú tieto zmeny na pohlavných orgánoch negatívny vplyv na ich hladkú funkčnosť v ďalšom priebehu, čo sa často prejaví až pri nasledujúcom obsadení alebo výslednej miernej miere tehotenstva. Teda puerperale
Prehľad literatúry Pri bakteriologických vyšetreniach vzoriek mlieka a krvných vyšetreniach prasníc, u ktorých bola po narodení znížená spotreba krmiva a ktorých prasiatka trpeli energetickým deficitom, v porovnaní so zdravými matkami nebolo možné vo vzťahu k týmto nálezom nájsť významné rozdiely (VAN BEERSSCHREURS et al. 1996). Príčina zníženej produkcie mlieka zostáva v tejto štúdii neobjasnená.
Prehľad literatúry spôsobenej poranením uhryznutím prasiatka alebo podobnými príčinami má na tento proces priaznivý vplyv (DONE 1980; PERSSON 1997). Iní autori považujú hematogénnu cestu kolonizácie vemien za najpravdepodobnejšiu príčinu v súvislosti s výskytom mastitíd (BERNER 1987; BOSTEDT 1999). Urogenitálny trakt a črevo sa tiež považujú za miesto pôvodu patogénov spôsobujúcich choroby. Predpokladá sa, že znížením alebo dokonca zdvihnutím črevnej bariéry dochádza k rozšíreniu patogénov z čreva do mliečnej žľazy a ďalších postihnutých orgánov, hoci tieto patogény primárne nevykazujú invazívne správanie. AWAD-MASALMEH a kol. (1990) podporujú túto tézu tým, že sú schopní izolovať choroboplodné zárodky zo vzoriek výterov odobratých z mliečnej žľazy a krčka maternice, ktoré sa tiež našli vo výkaloch týchto zvierat. V otázke etiológie mastitídy, ktorá má ústredné postavenie v komplexe šestonedelia prasnice, zostávajú niektoré otázky nezodpovedané alebo na ne nemožno jednoznačne odpovedať.
Prehľad literatúry vedie k posunu hodnoty pH, aby sa potom znížila aj hodnota pH v moči. Profylaktické opatrenia a základné mechanizmy sú podrobnejšie vysvetlené v nasledujúcich kapitolách. Profylaktické použitie antibiotík na redukciu choroboplodných zárodkov sa v tomto prípade neodporúča, pretože tieto opatrenia vedú z krátkodobého hľadiska k dobrým výsledkom, ale nie sú vhodné na dlhodobé užívanie. Pri profylaktickom použití sa príliš nízke dávky používajú z dôvodu nákladov, aby sa z dlhodobého hľadiska mohla vyvinúť veľká odolnosť. Predpísané použitie s dostatočnou dávkou zodpovedajúceho lieku je zaujímavé iba v individuálnych prípadoch, keď zlyhajú iné profylaktické opatrenia, pretože pri hromadnom použití by bola finančná záťaž príliš veľká. Toto riešenie je vhodné len pre jednotlivé zvieratá alebo pre mimoriadne problematické farmy pre veľké množstvo zvierat.
Vzťah medzi komplexom šestonedelia a nešpecifickou formou infekcie močových ciest u prasnice
Výskum ukazuje, že iba 18% infekcií močových ciest sa vyskytuje počas tehotenstva, zatiaľ čo 40% chorôb močových ciest sa vyskytuje v prvých dvoch týždňoch po narodení. BOLLWAHN a kol. (1984) tiež zistili popôrodný nárast bakteriúrie a cystitídy, najmä u prasníc s narušeným šestonedelím. Tiež subklinické infekcie močových ciest, pri ktorých nie sú klinické príznaky, ale ktoré majú pozitívny výsledok pri bakteriologickom vyšetrení vzoriek moču.
(STIRNIMANN 1984; LANGFELDT a kol. 1990). Fyziologické fungovanie močových orgánov má tiež vplyv na vlastný obranný mechanizmus tela, aby sa zabránilo infekciám močových ciest, pretože pohyby svalov smerované zvnútra smerom von spôsobujú mechanické spláchnutie, ktorého účinnosť závisí od dostatočného množstva moču, frekvencie močenia a úplnosti vyprázdnenia močového mechúra resp. závisí od zvyškového objemu moču (OSBORNE et al. 1979). NORDEN a kol. (1968) vo svojich štúdiách preukázali, že tento splachovací účinok v spojení s vyššie uvedenými obrannými mechanizmami môže odstrániť 99,9% zárodkov z močových ciest. GREGORY a kol. (1971) kontaminovali močové mechúre psov E. coli a zistili, že tieto boli z močového mechúra eliminované spláchnutím.
Prehľad literatúry Koncentrácie fosforu v moči a hodnota alkalického pH tohto média podporuje tvorbu kryštálov, tento proces je inhibovaný vyššími hladinami sodíka a draslíka. Vápnik a fosfor sa primárne zrážajú v moči, ak dôjde k prekročeniu produktu rozpustnosti v dôsledku zvýšenej koncentrácie moču, ktorá sa zvyčajne vyskytuje v dôsledku zníženej spotreby pitnej vody (WENDT et al. 1996).
2.4. Alimentárny vplyv na kyslosť moču
2.4.3. Vplyv výživy na hodnotu pH v moči Látky alebo komplexné zlúčeniny sa vstrebávajú spolu s jedlom, ktorého metabolizmus vedie k zmenám fyziologického acidobázického stavu. V takom prípade sú potrebné regulačné mechanizmy acidobázickej rovnováhy na udržanie alebo obnovenie fyziologického stavu. Jednotlivé zložky potravy ovplyvňujú acidobázickú rovnováhu celkom odlišne, a preto sú tu uvedené niektoré príklady. Metabolizmus neutrálnych uhľohydrátov a triglyceridov nevedie k žiadnym zmenám v acidobázickom systéme, pretože pri ich štiepení na oxid uhličitý a vodu nevznikajú kyseliny ani zásady (CHAN 1974; HALPERIN a JUNGAS 1983). Sacharidy + O2 → CO2 + H2O triglyceridy
Iba v prípade odchýlky od fyziologickej metabolickej situácie (hypoxia, ketóza atď.) Sa tieto látky štiepia iba neúplne a môžu tak prispievať k prekysleniu organizmu. Glukóza
Pri premene bielkovinových zložiek potravy závisí endogénne uvoľňovanie protónov od typu zdroja bielkovín. Ak sa napríklad oxidujú aminokyseliny obsahujúce síru (metionín, cysteín), vzniká oxid uhličitý, voda, močovina, síran a dva protóny. Tieto 2 H + ióny tak prispievajú k zaťaženiu tela kyselinou (PATIENCE et al. 1987). Met./Cys. + O2 → CO2 + H2O + močovina + SO42- + 2H + 39
Prehľad literatúry Konvertibilné organické anióny (citrát, laktát atď.), Ktoré sú obsiahnuté v mnohých krmivách, sa zvyčajne kombinujú s anorganickými katiónmi (Na +, K + atď.). Metabolická premena týchto zlúčenín produkuje hydrogenuhličitan, ktorý ako tlmivá látka má alkalizačný účinok (HARRINGTON a LEHMANN 1970). R-COO - - K + + O2 → CO2 + H2O + K + + HCO3-
Metabolizmus zložiek potravy živočíšneho pôvodu, ktoré pozostávajú z organických katiónov v kombinácii s anorganickými aniónmi, vedie ku kyslému znečisteniu organizmu,
(HARRINGTON a LEHMANN 1970). R- NH2 + Cl- + O2 → Močovina + CO2 + H2O + H + + Cl Množstvo protónov, ktoré zaťažujú organizmus, keď sa organicky viazaný fosfát uvoľní z fosfolipidov a proteínov obsahujúcich fosfor, závisí od prevládajúcej hodnoty pH (HARRINGTON atď.) LEHMANN 1970). Pri pH 7,4: Fosforové bielkoviny/lipidy + H2O → ROH + 0,8 HPO42- + 0,2 H2PO4- + 1,8 H + Ak naopak dôjde k posunu hodnoty pH do zásaditého rozsahu, percento sa posunie anorganického fosfátu v smere PO43-, zatiaľ čo obsah anorganického fosfátu sa mení s posunom pH v kyslom rozmedzí pH v smere H3PO4. Uhličitany, hydroxidy a oxidy alkalických kovov a kovov alkalických zemín majú naopak priamy alkalizačný účinok na acidobázickú rovnováhu tela (HARRINGTON a LEHMANN 1970; BUFFINGTON 1989; KIENZLE 1991). Absorpcia anorganického fosfátu má tiež vplyv na pH na acidobázickú rovnováhu. Je to tak preto, lebo v závislosti od hodnoty pH je prítomný ako primárny alebo sekundárny fosfát, takže vylučovanie obličkami prebieha spolu s jedným alebo dvoma alkalickými iónmi, čím sa mení úroveň vystavenia tela kyseline (KIENZLE 1991). 40
Bola pozorovaná koncentrácia bikarbonátu, zvyšujúca sa mobilizácia vápnika z kostného tkaniva (BUSHINSKY et al. 1992). Z dôvodu metabolickej alkalózy BUSHINSKY et al. (1996), na druhej strane, zvyšujú syntézu kolagénu v osteoblastoch a znižujú aktivitu osteoklastov. Na záver možno konštatovať, že posunutie acidobázickej rovnováhy, ktorá má metabolický pôvod, má vplyv na kostný metabolizmus, pretože odchýlka v rozsahu kyslého pH vedie k absorpcii, a tým k uvoľňovaniu vápniku, zatiaľ čo z Presun do rozsahu alkalického pH vedie k nahromadeniu kostnej látky, a teda predstavuje spotrebu vápenatých iónov. 42
2.6.1. Funkcia kostného tkaniva Hlavná funkcia kostí je ako pasívna súčasť muskuloskeletálneho systému tým, že slúži ako mechanický základ pre činnosti svalov a pohybové procesy, ktorý dodáva šľachám a väzom pevné spojenie. Aby sa výsledné zaťaženie prispôsobilo čo najoptimálnejšie, v kostnom tkanive neustále prebiehajú metabolické procesy, ktoré sa hromadia a odbúravajú. Z fyziologického hľadiska ide teda o dynamické tkanivo, v ktorom hormóny a ďalšie faktory zabezpečujú regulovaný proces medzi hromadením a absorpciou. Kostné tkanivo plní ďalšie dôležité úlohy s krvotvorbou, reguláciou metabolizmu vápnika a ukladaním anorganických iónov. Tieto úlohy sú ovplyvňované neustálymi procesmi výstavby a demontáže (DUCY et al. 2000).
2.6.4. Tvorba kostí Osteoblasty sú ústredným prvkom pre tvorbu kostí, pretože po svojom vývoji z mezenchymálnych kmeňových buniek sú zodpovedné za syntézu prekurzorov kolagénu typu I a za reguláciu mineralizácie kostného tkaniva (JUNQUEIRA a CARNEIRO 1991). Nasledujúca tabuľka poskytuje prehľad signálnych látok, ktoré regulujú tvorbu kostí, a spôsoby ich pôsobenia.
Prehľad literatúry Tab. 1: Prehľad signálnych látok tvorby kostí s ich účinkom
Pri prerušovanej expozícii sa rýchlosť tvorby kostí ↑
Mc CARTHY a kol. (1989), DEMPSTER a kol. (1993), DIENER (1994), MORLEY a kol. (1997), SCHMIDTGAYK a kol. (1997)