Untersuchungen zum Einfluss der probiotischen Futterzusätze Enterococcus faecium NCIMB 10415 und Bacillus cereus var. Toyoi NCIMB 40112 auf den Immunstatus von Sauen und Ferkeln

Abstract

Das Verbot antibiotischer Leistungsförderer seit Januar 2006 führte und führt zu einer verstärkten Nachfrage nach nicht-antibiotischen Futterzusätzen. Als mögliche Alternativen kommen neben anderen verschiedene probiotische Futterzusatzstoffe in Betracht. Für diese sind vor ihrer Zulassung durch die Europäische Kommission zahlreiche Nachweise für ihre Unbedenklichkeit und ihre Wirkungen zu erbringen. Die möglichen immunstimulierenden Effekte sind bisher nur teilweise und nicht unter Praxisbedingungen untersucht worden und somit von besonderem Interesse der Futtermittelindustrie. Die ökonomischen Zwänge der Ferkelerzeuger, der Schweineaufzucht- und Sauenbetriebe erfordern hochwertige Produkte, um den Ansprüchen der Verbraucher bei gleichzeitig artgerechter Tierhaltung gerecht zu werden. Ziel der vorliegenden Arbeit war es, die Wirkung der probiotischen Futterzusatzstoffe E. faecium NCIMB 10415 (Cylactin) und B. cereus var. Toyoi NCIMB 40112 (Toyocerin) auf den Immunstatus tragender und laktierender Sauen und deren Ferkeln zu untersuchen. Dazu wurden in zwei Versuchsdurchgängen die Tiere randomisiert jeweils in eine Versuchsgruppe (mit Probiotikasupplementierung) und in eine Kontrollgruppe (ohne Probiotikasupplementierung) aufgeteilt. Die Sauen der Versuchsgruppe erhielten vom 90. Tag vor der Geburt bis zum 28. Tag nach der Geburt, die Ferkel vom 14. bis einschließlich 56. Lebenstag die probiotischen Kulturen bei ansonsten gleichen Haltungs- und Fütterungsbedingungen wie die Kontrolltiere. Als wichtigster Parameter der systemischen Immunreaktion wurde IgG im Serum, als wichtigster Parameter des lokalen Immunsystems das sekretorische IgA in den Faeces und in der Molke in Sandwich-ELISA `s gemessen. Der Zusatz der probiotischen Kulturen hatte insbesondere bei den Ferkeln Einflüsse auf das darmassoziierte Immunsystem. Bis zum Absetzen von der Mutter am 28. Lebenstag wurde ein Einfluss im Sinne einer verbesserten IgA-Versorgung ermittelt. Speziell durch E. faecium wurde signifikant eine gesteigerte Immunglobulinversorgung des Isotyps A via Kolostrum gemessen (p <_ 0,05). Nach dem Absetzen wurden geringere Immunglobulinmengen IgG nach Gabe von E. faecium und B. cereus var. Toyoi gemessen. Am 35. und 56. Lebenstag wurden signifikant verringerte Gesamt-IgG-Gehalte im Serum der Ferkel gemessen (p <_ 0,05). Tendenziell lagen die Messwerte für IgA und IgG zu allen Zeitpunkten nach dem Absetzen bei den Probiotikaferkeln unter denen der Kontrolle. Als eine mögliche Ursache muss der verbesserte Gesundheitsstatus der Probiotikatiere im Vergleich zu den Kontrolltieren diskutiert werden. In parallelen Versuchen anderer Forschungsgruppen wurde bei ebendiesen Tieren eine signifikant reduzierte Durchfallinzidenz nachgewiesen. Die eigenen Ergebnisse waren daher möglicherweise auf herabgesetzte Antigen-Stimuli zurückzuführen. Bei den Sauen konnte kein Einfluss durch E. faecium gezeigt werden. Hingegen beeinflusste die Gabe von B. cereus var. Toyoi die sekretorische IgA-Produktion in den Faeces der Sauen im Sinne einer Steigerung. Weiterhin wurden durch einen spezifischen ELISA Antikörper gegen die Shiga-Toxin-Variante 2e bei E.coli der Serogruppen O138:K81 und O141:K85ac untersucht. Zuvor wurden bei diesen Tieren Virulenzfaktoren gegen die für die Ödemkrankheit verursachende Toxin-Variante gefunden. Möglicherweise basiert die verringerte Nachweishäufigkeit der seropositiven Tiere auf einen Einfluss von E. faecium. Das einzige seropositive Ferkel (nach dem Absetzen) war ein Kontrolltier. Die eigenen Ergebnisse zeigen deutliche Effekte für Probiotika. Sie können die Darmgesundheit verbessern und gegebenenfalls Krankheiten reduzieren und / oder abwenden. Die verringerten Messwerte bei den meisten Probiotikaferkeln nach dem Absetzen zeigen aber auch, dass probiotische Kulturen nicht grundsätzlich eine Gesunderhaltung bewirken. Vielmehr sind es die Umgebung, die Haltung und Fütterung, die in ihrer Gesamtheit den Gesundheitsstatus des einzelnen Individuums bestimmen.

The prohibition of antibiotics as feed additives (since January 2006) led to a strengthened demand for alternatives like probiotics. Until today immune modulating effects of probiotics were only partially examined. Aim of the present study was to investigate effects of the probiotical feed-additives E. faecium NCIMB 10415 (Cylactin) and B. cereus var. Toyoi NCIMB 40112 (Toyocerin) on the immune-status of pregnant and lactiferous sows and their litters. In two attempt-passageways the animals were randomised and separated into a test-group (with probiotical supplementation) and a control-group (without supplementation). The probiotic sows feed was supplemented from early in pregnancy and was maintained until weaning of the piglets (day 28). Piglets had free access to a supplemented prestart feed from day 14 in life. After weaning they were fed with supplemented feed till the end of the study. IgG as the most important parameter of the systemic immune-reaction (in blood), and secretory IgA as most important parameter of the local immune- system (in feces and in whey) were measured using sandwich-ELISA. Until weaning time point the feed supplementation with the probiotic culture B. cereus var. Toyoi had a positive effect on the intestinal immune-system of the piglets. After weaning both E. faecium and B. cereus var. Toyoi caused an immune-modulation in the sense of a reduced systemic IgG concentration. At the 35th and 56th day in life significantly reduced total-IgG-amounts were measured in the piglets blood samples (p <_ 0.05). After weaning the measured values of the most probiotic piglets were lower compared to those of the control group at any time point sampled. As a possible reason for this observation, an improved health status of the probiotic piglets must be taken into account. Hence in a parallel attempt (examinations of the Institute of Animal Nutrition) a significantly reduced incidence of diarrhoea was observed in the same animals during the study. Possibly the probiotic animals had a lower pathogenic load and less antigenic challenge than the control group. No influence of E. faecium could be observed in the blood or feces samples from the sows. But E. faecium significantly increased the IgA concentration in the colostrums (p <_ 0.05). The application of B. cereus var. Toyoi induced an enhanced intestinal IgA-production in the sows. Furthermore antibodies against the shiga-toxin-variant 2e by E .coli (serogroups O138:K81 and O141:K85ac) were examined in a specific ELISA. Only samples of those animals which were tested positive for virulence-factors of edema disease before were taken for the shiga-toxin-ELISA. Possibly the influence of E. faecium in the sense of a reduced frequency of positive samples was based. The only positive tested piglet after weaning belonged to the control group. The results illustrate explicit effects for probiotics. They can improve intestinal health and reduce and / or avert diseases. However, the reduced amounts of IgG in the piglets after weaning show, that probiotics doesn`t means healthyness strictly. Rather, it is the surrounding, the animal husbandry and the feeding that affects the health-status of the single individual.