Na czym polega problem 1 - Zablokowany szlak kynureninowy

Wprowadzenie

Świnia (Sus scrofa) jest doskonałym modelem biomedycznym, ponieważ jest bardzo podobna do ludzi pod względem wielkości, anatomii, fizjologii, metabolizmu, patologii i farmakologii. Alan Archibald, profesor medycyny i nauk weterynaryjnych na Wydziale Medycyny Uniwersytetu w Edynburgu, uważa, że badania na świniach zapewniają najlepsze wyniki we wszystkich przypadkach (Alan Archibald et al; 2020).
W dzisiejszych czasach pojawia się coraz więcej poważnych problemów zdrowotnych u ludzi i zwierząt. Rosnąca częstotliwość tych problemów i nowe choroby często nie są związane ze zmienionymi czynnikami środowiskowymi. Genetycznie modyfikowane uprawy pasz i żywności oraz wpływ dodatków stosowanych w paszach i żywności w ostatnich dziesięcioleciach nie zostały wystarczająco zbadane.
Doświadczenia w hodowli zwierząt w ciągu ostatnich czterech dekad były podzielone. Do około 1996 roku mieszanki paszowe były wytwarzane z pasz niemodyfikowanych genetycznie. Nie zawierały one wolnych aminokwasów, produktów ubocznych fermentacji ani tak zwanych białek jednokomórkowych (SCP). Po roku 2000, rośliny paszowe GMO i wolne aminokwasy wzrosły w produkcji zwierzęcej.
Dieta zwierząt hodowlanych i ludzi ma wiele podobnych skutków:

• Uprawa roślin w tej samej glebie przy użyciu tej samej technologii
• Wolne aminokwasy (wytwarzane przez zmodyfikowane genetycznie bakterie i stosowane jako dodatki do pasz dla zwierząt i przetworzonej żywności)
• Materiały paszowe GMO i uprawy żywności GMO.

To nie przypadek, że Alan Archibald, profesor medycyny i weterynarii na Uniwersytecie w Edynburgu, podkreśla w swojej pracy potrzebę ścisłych powiązań między naukami humanistycznymi i weterynaryjnymi.
Mitochondria świń funkcjonują w podobny sposób jak u ludzi. Układ hormonalny i enzymatyczny jest taki sam, a układ odpornościowy jest bardzo podobny. Problemy żołądkowo-jelitowe i mikrobiologiczne ludzi są również typowe dla świń. Istnieje wiele podobieństw między świniami a ludźmi, ale jedną kluczową różnicą jest okres międzypokoleniowy. U świń wynosi on 14 miesięcy, a u ludzi 25 lat. Ludzkie matki rodzą od 1 do 4 dzieci w ciągu swojego życia, podczas gdy matki loch mogą mieć do 100 potomstwa. Ta oszczędność czasu i fakt, że tysiące zwierząt mogą jeść ten sam skład paszy na farmie świń, pozwalają na wyciągnięcie ważnych wniosków.

Wpływ nowoczesnych pasz na zwierzęta gospodarskie i pośrednio na ludzi

Problem metabolizmu tryptofanu i aminokwasów oraz wynikający z tego brak kwasu nikotynowego (Niacyna) występuje w różnych formach u zwierząt karmionych paszą produkowaną przemysłowo.
Niedobór niacyny prowadzi do niewystarczającej produkcji energii w komórkach (poprzez produkcję NAD+). W ciągu ostatnich 10-15 lat zaobserwowano wzrost nieznanych wcześniej zmian skórnych u świń karmionych paszą przemysłową. Zmiany i objawy pelagry spowodowane niedoborem niacyny to łuszczące się stany zapalne skóry, szyi i pleców. Często dochodzi do martwicy górnej warstwy skóry i owrzodzenia języka i błony śluzowej jamy ustnej. Oprócz objawów hiperkeratotycznych na plecach i rdzeniu kręgowym, na plecach może pojawić się niebiesko-zielona plama pigmentowa. Zmiany dotyczą komórek nabłonkowych skóry. To samo dotyczy komórek nabłonkowych błon śluzowych przewodu pokarmowego. Może również wystąpić martwicze i wrzodziejące zapalenie jelit.
Naukowcem, który badał pellagrę u ludzi, był urodzony na Węgrzech lekarz József Goldberger (1874-1929), który pracował w Ameryce i był lekarzem w US Public Health Service w Nowym Jorku.
Postawił hipotezę, że choroba skóry nie była zakaźna, ale związana z dietą. Według Goldbergera, pellagra to tak zwana choroba 4-D: zapalenie skóry, biegunka, demencja i śmierć. Oprócz pellagry skórnej u loch, która jest spowodowana brakiem kwasu nikotynowego, prosięta doznają uszkodzenia komórek nabłonkowych błony śluzowej jelit podczas rozwoju w łonie matki, znanego jako zespół PFTS. W takich przypadkach prosięta rodzą się z uszkodzeniem błony śluzowej żołądka i jelit oraz zanikiem kosmków.

Zablokowany cykl mocznikowy

Typowym objawem u świń jest piana na pysku jako oznaka zatrucia amoniakiem. Oznacza to, że cykl mocznikowy w wątrobie nie działa. Krew wykazuje wysoki poziom amoniaku, a bariera krew-mózg (BBB) umożliwia amoniakowi przedostanie się do płynu rdzeniowego, blokując komórki motoryczne i uniemożliwiając zwierzęciu połykanie.
Są ku temu dwa powody:

• Pierwszym z nich jest lizynaArginina-antagonizm (co prowadzi do miejscowego niedoboru argininy).
• Miejscowy niedobór argininy upośledza funkcję cyklu mocznikowego.
• Inną przyczyną jest tak zwane "zjawisko Hansa Adolfa Krebsa".
• Cykl Krebsa Szent-Györgyi, ostatnia faza biologicznego utleniania, degradacji (najbardziej wydajny proces produkcji energii), nie funkcjonuje prawidłowo.