Endotoksin, juga disebut lipopolisakarida (LPS), adalah glikolipid thermostable yang ditemukan di membran sel luar bakteri gram negatif seperti Proteobacteria (mis., Escherichia coli). LPS yang berasal dari mikrobiota (selain bakteri patogen) dapat memicu perkembangan peradangan dan patologi metabolik.
Kontrol faktor eksternal yang dapat memengaruhi endotoksemia
Langkah penting untuk mengurangi kerugian performa hewan ternak.
Lipopolisakarida (LPS) adalah susunan/lapisan utama dari dinding luar sel bakteri gram negatif. Banyak tulisan mengenai bagaimana komponen struktural ini dilepaskan selama destabilisasi dinding sel karena, misalnya, lisis bakteri yang diinduksi oleh antibiotik atau melalui aktivitas mitosis sederhana yang tidak menyebabkan kematian bakteri melainkan replikasi binernya. Begitu mereka tidak lagi terkait dengan struktur bakteri lainnya, LPS bebas memiliki aktivitas patogen yang signifikan.
LPS dapat bertindak langsung mengganggu integritas tight junctions dan desmosom serta menciptakan ruang antara enterosit sehingga menjadi jalur masuk untuk bakteri dan virus pathogen. Selain itu, LPS memiliki aktivitas sinergis yang penting dengan toksin lain (seperti mikotoksin dan eksotoksin bakteri) dalam destabilisasi keseluruhan struktur usus dan menurunkan kapasitas pertahanan pada usus.
(Antara enterosit; gambar 1). Namun, dalam kedua kasus tersebut, LPS tiba di bagian basolateral usus dan memasuki aliran darah.
Faktor stres:
Kepadatan ternak (jumlah ternak/m2) diketahui sebagai faktor stres pada ayam pedaging dan petelur. Kepadatan yang tinggi dapat membatasi kemampuan unggas untuk bergerak bebas dan secara langsung memengaruhi kompetisi antar hewan, serta kemampuan dalam mengakses pakan dan air. Selain itu, tingkat kepadatan yang tinggi juga mempengaruhi kualitas litter sumber emisi nitrogen yang berlebihan sehingga menimbulkan tingkat amonia yang tinggi.
Pengaruh tingkat kepadatan terhadap kadar LPS dalam darah dapat dari salah satu uji coba digunakan untuk melihat efek kepadatan terkait fungsi pertahanan usus dan menemukan korelasi yang jelas antara jumlah hewan per meter persegi dan LPS (dinyatakan sebagai unit endotoksin/ml) dalam darah dari hewan sampel (Gambar 2).
Faktor pengobatan dengan antibiotik:
Penggunaan antibiotik sangat penting untuk terapi infeksi bakteri pada unggas namun di sisi lain, berdampak pada mikrobioma usus, beberapa bakteri komensal sensitif terhadap beberapa agen antibiotik dan akan mengakibatkan terjadinya lisis dan pelepasan sejumlah besar LPS bebas ke dalam lumen usus. Misalnya, setiap sel E. coli yang mengandung sekitar 100 gen akan menghasilkan lebih dari 3.000.000 LPS per bakteri dan dapat menimbulkan kerusakan karena tingkat LPS dalam aliran darah meningkat secara dramatis.
Sebuah penelitian yang dilakukan di pusat penelitian Tsushima menunjukkan berbagai antibiotik yang menyebabkan lisisnya bakteri dan terjadinya pelepasan LPS. Hasilnya menunjukkan pengurangan trombosit secara bersamaan dengan pelepasan LPS (Gambar 3). Pengobatan antibiotik dapat menghasilkan pelepasan LPS bebas yang berlebih di lumen usus dan secara tidak langsung meningkatkan LPS ke dalam aliran darah.
Mikotoksin:
Mikotoksin tetap menjadi faktor terpenting yang mendukung aktivitas LPS secara sistemik dan selalu ada dalam bahan mentah dan banyak mikotoksin bekerja secara sinergis dengan LPS. Contoh utama adalah deoxynivalenol (DON), trichothecene yang diproduksi oleh Fusarium spp. yang mendukung agresi LPS melalui membran dengan lebih cepat. Sayangnya, DON bukan satu-satunya mikotoksin yang bekerja sama dengan LPS. Fumonisin, aflatoksin, toksin T2 dan lain-lain memiliki aktivitas tambahan yang terbukti sinergis dengan LPS. Selain itu, beberapa eksotoksin bakteri (misalnya dari E. coli dan Clostridium) juga terbukti memiliki efek yang serupa.
Mikotoksin tidak hanya memiliki “penyerapan normal” oleh enterosit, tetapi mikotoksin yang berbeda dapat memiliki efek sinergis. Dan akan merusak penghalang/barrier usus dan mengeksploitasi jalur yang sama dengan LPS yang berakhir di sirkulasi darah. Sehingga sangat bahaya jika terjadi mikotoksikosis ditambah dengan endotoksikosis dari LPS, untuk itu sangat diiperlukan sistem manajemen risiko toksin yang efektif untuk mencegah segala bentuk kontaminasi mikotoksin.
Tidak mungkin mengukur LPS dalam darah tanpa analisis darah pada sampel dari hewan hidup atau dalam lumen usus tanpa sampel cairan usus yang diambil selama nekropsi—keduanya bukan praktik umum. Namun, tidak seperti LPS, mikotoksin dapat dengan mudah dianalisis di laboratorium. Oleh karena itu, meskipun adanya bentuk mikotoksin masked1 (topeng/tersembunyi) yang dapat diperkirakan sebagai persentase (misalnya, kita tahu bahwa DON jagung dapat disamarkan antara 30 dan 50%), mikotoksin dapat dikuantifikasi dengan analisis HPLC umum.
Sinergi antara mikotoksin dan LPS dapat dengan mudah dipahami. Hasil dari satu pengujian jelas menunjukkan aktivitas sinergis antara DON dan S. Tiphimurium [6]. LPS yang dilepaskan oleh bakteri ini menambah aktivitas DON yang sudah bersifat patogen seperti yang terlihat dengan stimulasi kaskade proinflamasi yang dihasilkan oleh pembentukan sitokin (IL1β dan IL6; gambar 4).
Konsekuensi:
Apa yang sebenarnya terjadi pada hewan saat tingkat LPS tinggi? apa dampak nyata dari LPS terhadap kinerja produksi? Di bawah ini adalah ringkasan dari gejala utama yang berhubungan dengan unggas, yang dapat menunjukkan adanya endotoksemia :
1. Penurunan feed intake
2. Gangguan penyerapan dan pemanfaatan nutrisi akibat gangguan fungsional epitel usus
3. Penurunan berat badan dan kenaikan FCR karena kebutuhan energi yang lebih besar untuk innate immune system dan proses peradangan
4. Gangguan performa reproduksi
5. Peningkatan stres oksidatif
6. Modulasi kekebalan, penekanan kekebalan akibat paparan endotoksin jangka panjang yang ditunjukkan dengan peningkatan kerentanan terhadap patogen dan/atau penurunan respon vaksinasi.
Kesimpulan:
Aktivitas LPS dalam darah hewan ternak memiliki dampak yang buruk pada performa produksi ternak dan khususnya menyebabkan kerugian ekonomi. Mengurangi jumlah LPS dalam darah adalah bagian dari manajemen peternakan. Beberapa faktor yang menentukan jumlah LPS dalam darah tidak dapat diukur atau dipengaruhi dan tidak berada di bawah kendali langsung kita. Namun, faktor eksternal lain yang diketahui dapat menentukan peningkatan endotoksemia dapat dikurangi dengan manajemen peternakan yang baik untuk meningkatkan performa produksi dan keuntungan ekonomi produk akhir.
Solusi:
Seperti yang ditunjukkan sebelumnya, LPS mampu mengeksploitasi beberapa mikotoksin untuk aksi patogeniknya. Penurunan aktivitas LPS di usus berdampak pada barier usus dan jumlah LPS yang dapat melewati dan masuk ke sirkulasi darah.
BioTox adalah pengikat toksin yang mengandung silikat aktif dan yeast cell wall, yang telah dipilih untuk memiliki kapasitas pengikatan toksin yang kuat.
Dengan mempertimbangkan semua data diatas, dapat disimpulkan bahwa aktivitas bahan pengikat (toxin binder) yang efektif dapat menghasilkan pengembalian investasi yang nyata dengan mampu mempertahankan tingkat FCR pakan yang optimal serta menjaga produktivitas hewan ternak. Adv

1) Bentuk masked mikotoksin adalah mikotoksin yang terikat dengan monosakarida atau disakarida (glukosilasi) sehingga tidak dapat dibaca dengan analisis normal dengan HPLC. Ikatan ini akan mudah dipotong oleh bakteri yang ada di usus dan DON akan ditemukan dalam bentuk bebas. Situasi ini mengarah pada risiko memiliki bagian mikotoksin aktif di lumen usus tanpa disadari oleh ahli gizi, karena tidak muncul dalam data analisis laboratorium. Mikotoksin dalam jumlah kecil ini memiliki efek yang sangat besar bila dikombinasikan dengan LPS bebas di lumen usus, terutama pada pelepasan sitokin proinflamasi oleh makrofag atau monosit.