מירי כהן צינדר1, עינב שור-שמעוני1, חן הניג2,3, אביב אשר4, שמואל פרידמן5, מאיה רוס2, נעה יצחק3, יעל שילו-בנימיני6, יעל זלצר3, ואריאל שבתאי1 [email protected]
1המעבדה ליצרנות מקיימת של מע"ג, מרכז מחקר נוה יער, מנהל המחקר החקלאי – מכון וולקני, רמת-ישי.
2המכון לבעלי חיים, מנהל המחקר החקלאי – מכון וולקני, ראשון לציון.
3המעבדה להנדסת גורמי אנוש ובעלי-חיים בחקלאות, המכון להנדסת מערכות חקלאיות וביולוגיות, מנהל המחקר החקלאי – מכון וולקני, ראשון לציון.
4מו"פ צפון, מיג"ל, קרית-שמונה.
5המעבדה לבריאות העטין ואיכות החלב, מועצת החלב, קיסריה.
6בית הספר לרפואה וטרינרית ע"ש קורט, האוניברסיטה העברית, י-ם.
המחקר בוצע במימון קרנות המחקר של מועצת החלב והמדענית הראשית במשרד החקלאות ובטחון המזון
חירות מכאב מהווה אבן יסוד בהגדרת רווחתם של בעלי החיים. אף על פי כן, בשונה מהמצב בבני אדם, הכלים האובייקטיביים הזמינים כיום להערכת כאב בחיות משק מוגבלים. הקושי מתחדד במיוחד בבקר, אשר ניחן בנטייה התנהגותית טבעית להסתיר סימנים של כאב ומצוקה, ובכך מקשה עוד יותר על זיהויים. בהעדר מרקרים ביולוגיים אובייקטיביים רגישים ואמינים לזיהוי כאב בחיות משק, בחנו את פוטנציאל השימוש באנזים ביוטינידאז (Biotinidase) אשר לו שני תפקידים מרכזיים: א. חיתוך הקשר האמידי בין ביוטין (ויטמין B7) וחומצת האמינו ליזין המרכיבות יחד את מולקולת ה-biocytin ובכך לשחרר את הביוטין לשימוש חוזר בגוף; ב. ביקוע נוירופפטידים אופיאטיים המעורבים בשיכוך כאב. השינוי בריכוז ביוטינידאז בפלסמה נבחן במחקר הנוכחי בבקר הולשטיין, בתגובה לשלושה גירויי כאב בלתי תלויים: (1) סימון כוויות בהקפאה – הליך שגרתי במשק שנבחן בעגלות; (2) גירוי מקומי באמצעות קרם קפסאיצין (החומר הפעיל בפלפל חריף) – מודל ניסויי לכאב לא קליני שנבחן בפרות עם המלטה אחת או יותר; (3) דלקת עטין ספונטנית בפרות חלב כמודל לכאב קליני.
מהלך העבודה: ריכוזי ביוטינידאז הושוו לריכוזיהם של שני סמנים ביולוגיים מקובלים להערכת כאב ועקה – קורטיזול וSubstance P – , באמצעות שיטת ELISA למדידת רמותיהם בפלסמה.
תוצאות: בתגובה לסימון כוויות בהקפאה, נצפתה עלייה מובהקת בריכוז ביוטינידאז בפלסמה (1.89±0.96) בתוך 30 דקות, בהשוואה לקבוצת הביקורת (0.52±0.34; ערכים מנורמלים; (p=0.021). תוצאה דומה התקבלה גם בתגובה למריחה על פני העור של קרם קפסאיצין: ריכוז ביוטינידאז עלה מ־18.5±2.5 ל־21.5±2.7 ננוגרם/מ"ל (p=0.002), בהשוואה לעגלות בקבוצת ביקורת שטופלו בקרם ניטרלי. לעומת זאת, רמות הקורטיזול ו – Substance P לא השתנו באופן מובהק בשני גירויים אלו. בדלקת עטין קלינית נצפתה עלייה מובהקת בריכוז ביוטינידאז בפרות חולות (28.1±8.2 ננוגרם/מ"ל) בהשוואה לפרות בריאות ( 13.63±5.62ננוגרם/מ"ל;U=74.0, p=0.038 ), בעוד שריכוזי קורטיזול ו Substance P נותרו ללא שינוי מובהק (איור 1). ניתוח עקומתROC (Receiver Operating Characteristic) הדגים כי ביוטינידאז מתאפיין ביכולת הבחנה גבוהה בין מצבים מכאיבים לשאינם מכאיבים, עם ערכי שטח מתחת לעקומה (AUC) של 0.84, 0.52 ו־0.81 בגירויי סימון בהקפאה, קפסאיצין ודלקת עטין, בהתאמה, בהשוואה לשני הסמנים הביולוגיים המקובלים.
איור 1. דלקת עטין – אירוע כאב ספונטני. ריכוזי (A) ביוטינידאז, (B) Substance P, ו (C) קורטיזול בפלסמה של פרות הולשטיין חולבות (N = 34), מארבע קבוצות, בהתאם לביטוי הקליני של דלקת העטין: בריאה (ללא דלקת), כרונית, תת־קלינית וקלינית. כל נקודה מייצגת פרה בודדת. קבוצות שאינן חולקות אותה אות נבדלות זו מזו באופן מובהק סטטיסטית (p < 0.05). תרשימי הקופסה (boxplots) מציגים את החציון; ערכי מדידה אישיים מוצגים בנקודות.
ממצאי המחקר הנוכחי מספקים עדות ראשונית ומבוססת לכך שרמתו של ביוטינידאז בפלסמה משתנה באופן עקבי בתגובה לגירויי כאב שונים בבקר לחלב. מחקרים נוספים נדרשים להמשך הערכת יעילותו של ביוטינידאז הן כסמן יחיד והן במשולב עם מדדים ביוכימיים נוספים, לצד מדדים פיזיולוגיים והתנהגותיים, לצורך שיפור ההערכה האובייקטיבית של כאב ופיתוח פרוטוקולים לא-פולשניים לגילוי כאב בחיות משק.
