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Lo stress si definisce come un fenomeno biologico che consiste nella reazione di un organismo ad eccessive sfide fisiche o mentali. Lo stress attiva la sindrome di adattamento generale (GAS-general adaptation syndrome), caratterizzata da attività ormonale specifica e cambiamenti patologici. Il segno principale di una reazione allo stress è un aumento della produzione di glicosteroidi dalla corteccia surrenale.
Negli allevamenti intensivi di suini, lo stress può essere causato da diversi disturbi, come quelli legati all'eccessiva densità degli animali, alle movimentazioni frequenti o ai lunghi periodi di trasporto, che alterano l'equilibrio tra l'ambiente e gli animali (Nawroth et al., 2019). A causa delle connessioni tra vari meccanismi fisiologici, lo stress può influenzare negativamente non solo l'immunità e di conseguenza la salute, ma soprattutto la riproduzione (Dobson et al., 2000).
Ci sono due reazioni allo stress, a seconda del comportamento dell'individuo colpito: una reazione attiva, costituito da una lotta o fuga, ed una reazione passiva, costituita da immobilità e depressione durante lo stress di maggiore durata (Henry & Stephens, 2013). L'aumento di adrenalina e norepinefrina è caratteristico di una reazione attiva. Durante una reazione passiva, si osserva un aumento dei livelli di corticosteroidi (Menash, 2013).
Effetti dello stress sulla risposta immunitaria
I meccanismi legati allo stress che ne determinano l'impatto sul sistema immunitario non sono ancora del tutto chiari. Tuttavia, l'influenza reciproca del sistema nervoso e immunitario è nota. I principali percorsi coinvolti in queste interazioni sono l'asse del Sistema Nervoso Simpatico (SNS) e l'asse ipotalamo-ipofisi-surrene (HPA Hypothalamic–Pituitary–Adrenal). Questi sistemi comunicano tra loro attraverso due assi. Il sistema nervoso simpatico e il midollo surrenale partecipano all'asse SNS. Il sistema nervoso simpatico fa parte del sistema nervoso autonomo, che attiva gli organi interni ed è responsabile della risposta di lotta o fuga (Tindle e Tadi, 2022).
La Figura 1 illustra la risposta in un suino quando il sistema simpatico viene attivato da un fattore di stress acuto. L'attivazione del sistema simpatico nei suini può essere misurata dalla Cromogranina A (CgA), che è una proteina solubile in acido appartenente alla famiglia delle granine/granins family (Escribano et al., 2013).
L'altro asse, l'HPA, si attiva minuti o ore dopo che si è verificato lo stress (Lightman, 2008), come illustrato nella Figura 2. Il cortisolo prodotto da questa risposta allo stress è stato ampiamente utilizzato come marcatore di stress nei suini, anche come test non invasivo dalla saliva (Hillman et al., 2008; Ruis et al., 1997; Valros et al., 2013).
I glicocorticoidi hanno un effetto negativo sul sistema immunitario. Possono influenzare la risposta immunitaria innata, riducendo il numero di monociti circolanti e quindi anche di citochine proinfiammatorie. I glucocorticoidi inibiscono il traffico di leucociti e l'accesso dei leucociti al sito di infiammazione (Strehl et al., 2019). Lo stress forte e prolungato inibisce la risposta umorale e cellulare del sistema immunitario, con conseguente "iperadattamento", che spesso porta alla manifestazione di una malattia (Wrona-Polanska, 2008). I dettagli degli effetti sono descritti nella figura 3. Nel frattempo, un breve stress psicologico, come l'isolamento sociale nei suinetti, induce uno stato di resistenza al cortisolo nelle cellule immunitarie del sangue, che può essere un adattamento inteso a mantenere le risposte immunitarie cellulari a breve termine (Escribano et al., 2013).
Tabella 1. Esistono due reazioni allo stress: una reazione attiva, che consiste in attacco o fuga, e una reazione passiva, che consiste in immobilità e depressione durante lo stress di maggiore durata.
| Stress breve: reazione attiva | Stress prolungato: reazione passiva |
|---|---|
| Un breve stress psicologico induce uno stato di resistenza al cortisolo nelle cellule immunitarie del sangue. | I glucocorticoidi hanno un effetto negativo sul sistema immunitario: |
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↑ Linfociti CD8+ ↓ Ratio CD4+/CD8+ |
↓ Monociti circolanti ↓ Citochine proinfiammatorie IL-2, IL-6, TNF-α e IL-12 ↓ Differenziazione dei linfociti Th1 ↓ Linfociti T ↓ IL-2 (necessaria per i linfociti T) ↓ Traffico leucocitario ↓ Risposta umorale ↓ Risposta cellulare ↓ Reattività dei linfociti ↓ Produzione di linfociti (a volte attivano anche il processo della loro apoptosi) |
Esistono alcuni biomarcatori immunitari che cambiano immediatamente dopo lo stress e potrebbero quindi essere facilmente utilizzati come biomarcatori dello stress acuto (Puppe et al., 1997). Questi includono:
- aumento della relazione neutrofili/linfociti
- amiloide sierica salivare A
- immunoglobulina (Ig A)
- IL-18
Lo stress acuto è spesso associato ad una risposta pro-infiammatoria, che può essere utile per far ripartire il sistema immunitario per combattere e recuperare (Dhabhar et al., 1995). In generale, lo stress cronico o ripetuto riduce la risposta immunitaria, mentre una singola esposizione allo stress migliora l'immunità (Dhabhar, 2009). Anche gli studi sull'immunità innata nei suini confermano questa affermazione. Tuttavia, l'effetto finale di un fattore di stress dipende anche dai tipi di fattori di stress. La tabella 2 presenta un elenco di fattori di stress acuti e cronici e le loro risposte nei suini. La tabella mostra anche che l'effetto dello stress sulla risposta immunitaria può influenzare anche gli individui in utero.
Tabella 2. La risposta allo stress dipende dal fattore di stress.
| Fattori di stress | Risposta | Studio | |
|---|---|---|---|
 |
Trasporto breve (20 minuti) |
↑ alcune proteine della fase acuta (APP), aptoglobina e proteina C reattiva (CRP) ↑ ratio neutrofili/linfociti |
Dhabhar, 2009; Puppe et al., 1997 |
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Trasporto lungo (più di 6 h) |
↑ citochine proinfiammatorie (IL-2, IL-6, IL-12, IL-1β e IFN-γ) ↓ citochina antiinfiammatoria IL-4 |
De et al., 2021 |
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Stress acuto dovuto all'immobilizzazione |
Stimolazione del SNS ↑ IL-18 nella saliva |
Piñeiro et al., 2007 |
| Isolamento dei suinetti | ↑ IL-6 RNAm nell'ipotalamo | Tuchscherer et al., 2004 | |
| Isolamento sociale ripetuto dei suinetti | ↑ citochine (IL-1β) |
Kanitz et al., 2004; Tuchscherer et al., 2004 |
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Stress sociale | Soppressione della risposta immunitaria a un vaccino virale e conseguente diminuzione della protezione contro l'infezione, più pronunciata negli individui dominanti che negli individui subordinati sotto stress sociale. | Groot et al., 2001 |
| Stress sociale cronico |
Influenza immunosoppressiva Diminuzione significativa delle citochine proinfiammatorie (TNF-α, IL-1β e IL-8), probabilmente a causa di un marcato aumento dell'espressione di IL-10 nell'ileo e nel colon. |
Bennett et al., 2015 | |
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Stress prolungato associato all'interruzione dell'ingestione di mangime | ↑ APP, specialmente nei maschi | Muneta et al., 2011 |
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Stress termico fetale (in utero) | ↑ risposta delle citochine (TNF-α, IL-1β e IL-6) al lipopolisaccaride (LPS) nei feti in utero rispetto a feti non esposti a stress termico, probabilmente a causa di un'alterazione del cortisolo e della risposta metabolica. | Johnson et al. 2020 |
| Stress termico cronico |
Nessun effetto sulla proliferazione dei linfociti Bonnette et al., 1990; Morrow-Tesch et al., 1994 |
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| 14 giorni di esposizione al caldo e allo stress dovuto al sovraffollamento |
↑ Proliferazione delle cellule T e citotossicità delle cellule NK Nessun effetto sulla concentrazione totale di IgG |
Sutherland et al., 2006 | |
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4 giorni di stress da freddo |
↓ Attività NK ↓ Proliferazione delle cellule T ↓ Concentrazione totale delle IgG nel plasma |
Salak-Johnson et al., 2018 |
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Stress materno |
↓ Livelli sierici di IgG nei suinetti lattanti e immunosoppressione della proliferazione dei linfociti B e T Nessun cambiamento nella citotossicità delle cellule NK ↓ peso del timo |
Tuchscherer et al., 2002 |
Sembra che l'effetto ultimo dello stress sul sistema immunitario dipenda non solo dalla durata dello stress e dai fattori di stress, ma anche dall'individuo esposto a questo stress. Lo stress sociale sembra sopprimere la risposta immunitaria a un vaccino virale e di conseguenza compromette la protezione contro l'infezione, più negli individui dominanti che in quelli subordinati sottoposti a stress sociale (Groot et al., 2001). In generale, i suini socialmente dominanti e sottomessi hanno mostrato una funzione immunitaria alterata (elevata conta dei neutrofili e diminuzione della produzione di anticorpi) rispetto ai suini socialmente neutrali. Il calore e lo stress sociale interagiscono nel loro effetto sul sistema immunitario del suino e causano immunosoppressione nei suini socialmente più neutri, sebbene vi siano anche costi immunologici per i suini dominanti (Mc Kim et al., 2018).
Lo stress è anche legato alla stereotipia e persino a disturbi distruttivi, come il morso della coda, che possono essere contrastati attraverso l'arricchimento ambientale (D'Eath et al., 2004). La cosa interessante è che l'arricchimento ambientale può influenzare anche alcune componenti del sistema immunitario (Luo et al., 2017; Manciocco et al., 2011; Reimert et al. 2014; Scollo et al., 2013; Scott et al., 2006). Alcuni dati indicano rapporti N:L e livelli di aptoglobina inferiori nei suini alloggiati in gabbie arricchite, suggerendo che sono meno stressati e hanno un sistema immunitario meno attivato (Beattie et al., 2000).
Questi risultati confermano la relazione dello stress con il sistema immunitario, nonché l'effetto benefico dell'arricchimento sul comportamento e sul benessere dei suini. Va notato che un'attivazione a breve termine del sistema immunitario e della risposta pro-infiammatoria può essere benefica, sebbene abbia un effetto negativo a lungo termine...
