Hormon stres bisa menjelaskan meningkatnya infeksi pada salmon Norwegia
AMES, Iowa – Budidaya ikan adalah industri penting di Norwegia, dan salmon sejauh ini merupakan spesies yang paling penting. Jadi mengkhawatirkan bahwa penyakit bakteri sedang meningkat di peternakan laut besar tempat salmon dibesarkan.
Untuk membantu menjelaskan alasannya, pusat penelitian kedokteran hewan terkemuka di negara itu beralih ke Mark Lyte, seorang profesor mikrobiologi hewan dan kedokteran pencegahan dan Ketua W. Eugene Lloyd dalam Toksikologi di Iowa State University. Teorinya? Salmon stres.
Stres baru untuk salmon
Petani salmon Norwegia pernah banyak menggunakan antibiotik dan obat-obatan lainnya. Tetapi upaya pengendalian penyakit mereka sekarang sebagian besar bergantung pada vaksin dan delousing ikan secara fisik, praktik penanganan yang telah menjadi lebih umum dalam beberapa tahun terakhir karena kutu laut – parasit salmon krustasea – telah menjadi resisten terhadap perawatan kimia. Metode delousing fisik termasuk menyikat kutu dari sisik salmon dan mengekspos ikan air dingin ke air hangat.
"Semua itu tentu sangat menegangkan bagi ikan. Bayangkan jika Anda direbus untuk sementara waktu. Anda tidak akan menyukainya. Dan kemudian kita bertanya, 'Apa bagian dari respons stres?' Neurokimia," kata Lyte.
Neurokimia tersebut – hormon stres "melawan atau lari" seperti norepinefrin dan epinefrin – mendorong reaksi fisik seperti peningkatan detak jantung dan kadar gula darah, mempersiapkan hewan untuk bertindak. Tetapi rangsangan itu dapat melampaui hewan yang stres.
Lyte memelopori endokrinologi mikroba, bidang penelitian yang menggabungkan mikrobiologi dan neurobiologi untuk mempelajari interaksi antara mikroorganisme, hewan, dan tumbuhan – banyak di antaranya menghasilkan dan merespons zat kimia saraf yang sama. Salah satu penemuannya mengungkapkan bagaimana hormon yang dihasilkan oleh kondisi stres dapat menyebabkan infeksi mematikan dengan bertindak sebagai sinyal lingkungan untuk bakteri, menyebabkan mereka berkembang biak dan menempel pada jaringan inang jauh sebelum sistem kekebalan inang menyadari bahwa mereka ada di sana. Mengenali dan menanggapi respons stres inang memungkinkan patogen untuk menghindari sistem kekebalan tubuh dan pada akhirnya menyebabkan penyakit.
Itulah yang dicurigai Lyte dan para peneliti dari Institut Kedokteran Hewan Norwegia (NVI) mungkin terjadi di peternakan salmon Norwegia. Hormon stres yang diproduksi oleh ikan dapat mendorong pertumbuhan bakteri, yang menyebabkan peningkatan infeksi.
Sinyal untuk tumbuh
Lyte pertama kali menunjukkan lebih dari 30 tahun yang lalu bahwa bakteri dapat merespons zat kimia saraf yang terlibat dalam respons stres. Mengetahui bahwa hormon stres dapat meningkatkan pertumbuhan bakteri berperan penting dalam akhirnya memahami mengapa pasien rumah sakit yang menerima bentuk sintetis hormon stres untuk meningkatkan fungsi jantung dan ginjal mereka dapat mengembangkan infeksi yang mengancam jiwa.
Dia mengembangkan teori endokrinologi mikroba setelah bertahun-tahun meneliti kemampuan stres untuk menekan sistem kekebalan tubuh. Dia menemukan bahwa dari perspektif evolusi, tidak masuk akal bagi stres akut untuk menekan sistem kekebalan tubuh inang.
"Dua hewan berkelahi dan saling menggigit. Kulit satu hewan tertusuk, memungkinkan bakteri masuk. Pada titik itu, mengapa menjadi kepentingan terbaik bagi hewan yang stres dengan tusukan untuk menekan sistem kekebalan tubuhnya dan tidak melawan bakteri di luka? Jelas, evolusi tidak akan memilih untuk itu terjadi," katanya. "Sebaliknya, sistem kekebalan hewan akan bersiap untuk melawan calon penjajah. Jadi stres mungkin baik untuk respons imun, awalnya, ketika seekor hewan dihadapkan pada tantangan."
Masalahnya adalah bakteri juga ingin bertahan hidup. Itu sebabnya infeksi dapat meningkat bahkan dalam menghadapi respons imun yang meningkat. Bakteri merasakan hormon stres sebagai sinyal lingkungan untuk mulai tumbuh lebih cepat dan menempel pada permukaan untuk membuat biofilm, yang memungkinkan bakteri untuk menangkis serangan dari sel-sel kekebalan tubuh dan antibiotik yang diberikan untuk mengobati infeksi.
"Berurusan dengan respons stres bukanlah hal baru bagi bug ini. Mereka telah melihat zat kimia saraf ini sebelum ikan dan hewan lain ada, dan mereka mengubah fisiologi mereka untuk bertahan hidup," kata Lyte.
Penelitian tentang bagaimana mikroorganisme berinteraksi dan berdampak pada hewan inang berkembang pesat, tetapi masih banyak yang belum diketahui. Misalnya, kata Lyte, para ilmuwan menemukan pada 1940-an bahwa probiotik yang umum dalam yogurt, lactobacillus, menghasilkan sejumlah besar asam gamma-aminobutyric, yang merupakan neurotransmitter utama di otak hewan.
"Beberapa dekade kemudian, masih belum jelas mengapa," katanya. "Bukan hanya untuk sih. Mereka melakukannya karena suatu alasan."
Meluas ke ikan
Tim peneliti Lyte bermitra dengan NVI dalam hibah tiga tahun senilai $1,2 juta dari Dewan Penelitian Norwegia, kolaborasi pertama antara kedua institusi. Para peneliti berharap untuk menentukan apakah hormon stres membuat salmon yang dibudidayakan lebih rentan terhadap penyakit bakteri, yang merugikan industri sekitar $ 100 juta per tahun.
Wabah melibatkan banyak patogen, baik muncul kembali maupun kekhawatiran baru, tetapi tidak ada indikasi perubahan genetik yang menentukan pada bakteri atau ikan, yang dibiakkan untuk resistensi penyakit. Lingkungan di keramba laut, termasuk suhu air, tetap stabil. Namun, lonjakan tingkat penyakit dalam beberapa tahun terakhir bertepatan dengan peningkatan tajam dalam delousing fisik, dan gejala sering muncul tak lama setelah perawatan, yang dapat dilakukan sesering setiap bulan selama musim panas, kata Dr. Snorre Gulla, seorang peneliti senior di NVI.
Mulai Juli, Lyte akan melakukan perjalanan ke Norwegia untuk bertemu dan melatih para peneliti Norwegia, yang nantinya akan mengunjungi laboratoriumnya di Ames. Penelitian ini akan melibatkan mengekspos bakteri terkait ikan ke hormon stres di laboratorium dan ikan yang stres di dalam air. Tim juga bertujuan untuk mengembangkan alat untuk memantau kadar hormon stres dalam stok salmon.
"Ambisi kami secara keseluruhan adalah untuk menciptakan pengetahuan baru dan meningkatkan pemahaman tentang penyakit bakteri penting dalam akuakultur Norwegia dengan mengungkap apakah proses endokrinologis mikroba adalah fasilitator penting penyakit bakteri pada ikan. Ini mudah-mudahan dapat mengarah pada strategi mitigasi yang lebih baik," kata Gulla.
Menghubungkan wabah penyakit salmon dengan hormon stres juga akan menjadi langkah lain dalam upaya Lyte untuk menunjukkan interaksi infeksi pada berbagai spesies hewan.
"Jika Anda dapat membuktikan ini di seluruh spektrum evolusi, Anda memiliki pemahaman yang lebih baik tentang cara kerjanya pada manusia," katanya.
AMES, Iowa – Budidaya ikan adalah industri penting di Norwegia, dan salmon sejauh ini merupakan spesies yang paling penting. Jadi mengkhawatirkan bahwa penyakit bakteri sedang meningkat di peternakan laut besar tempat salmon dibesarkan.
Untuk membantu menjelaskan alasannya, pusat penelitian kedokteran hewan terkemuka di negara itu beralih ke Mark Lyte, seorang profesor mikrobiologi hewan dan kedokteran pencegahan dan Ketua W. Eugene Lloyd dalam Toksikologi di Iowa State University. Teorinya? Salmon stres.
Stres baru untuk salmon
Petani salmon Norwegia pernah banyak menggunakan antibiotik dan obat-obatan lainnya. Tetapi upaya pengendalian penyakit mereka sekarang sebagian besar bergantung pada vaksin dan delousing ikan secara fisik, praktik penanganan yang telah menjadi lebih umum dalam beberapa tahun terakhir karena kutu laut – parasit salmon krustasea – telah menjadi resisten terhadap perawatan kimia. Metode delousing fisik termasuk menyikat kutu dari sisik salmon dan mengekspos ikan air dingin ke air hangat.
"Semua itu tentu sangat menegangkan bagi ikan. Bayangkan jika Anda direbus untuk sementara waktu. Anda tidak akan menyukainya. Dan kemudian kita bertanya, 'Apa bagian dari respons stres?' Neurokimia," kata Lyte.
Neurokimia tersebut – hormon stres "melawan atau lari" seperti norepinefrin dan epinefrin – mendorong reaksi fisik seperti peningkatan detak jantung dan kadar gula darah, mempersiapkan hewan untuk bertindak. Tetapi rangsangan itu dapat melampaui hewan yang stres.
Lyte memelopori endokrinologi mikroba, bidang penelitian yang menggabungkan mikrobiologi dan neurobiologi untuk mempelajari interaksi antara mikroorganisme, hewan, dan tumbuhan – banyak di antaranya menghasilkan dan merespons zat kimia saraf yang sama. Salah satu penemuannya mengungkapkan bagaimana hormon yang dihasilkan oleh kondisi stres dapat menyebabkan infeksi mematikan dengan bertindak sebagai sinyal lingkungan untuk bakteri, menyebabkan mereka berkembang biak dan menempel pada jaringan inang jauh sebelum sistem kekebalan inang menyadari bahwa mereka ada di sana. Mengenali dan menanggapi respons stres inang memungkinkan patogen untuk menghindari sistem kekebalan tubuh dan pada akhirnya menyebabkan penyakit.
Itulah yang dicurigai Lyte dan para peneliti dari Institut Kedokteran Hewan Norwegia (NVI) mungkin terjadi di peternakan salmon Norwegia. Hormon stres yang diproduksi oleh ikan dapat mendorong pertumbuhan bakteri, yang menyebabkan peningkatan infeksi.
Sinyal untuk tumbuh
Lyte pertama kali menunjukkan lebih dari 30 tahun yang lalu bahwa bakteri dapat merespons zat kimia saraf yang terlibat dalam respons stres. Mengetahui bahwa hormon stres dapat meningkatkan pertumbuhan bakteri berperan penting dalam akhirnya memahami mengapa pasien rumah sakit yang menerima bentuk sintetis hormon stres untuk meningkatkan fungsi jantung dan ginjal mereka dapat mengembangkan infeksi yang mengancam jiwa.
Dia mengembangkan teori endokrinologi mikroba setelah bertahun-tahun meneliti kemampuan stres untuk menekan sistem kekebalan tubuh. Dia menemukan bahwa dari perspektif evolusi, tidak masuk akal bagi stres akut untuk menekan sistem kekebalan tubuh inang.
"Dua hewan berkelahi dan saling menggigit. Kulit satu hewan tertusuk, memungkinkan bakteri masuk. Pada titik itu, mengapa menjadi kepentingan terbaik bagi hewan yang stres dengan tusukan untuk menekan sistem kekebalan tubuhnya dan tidak melawan bakteri di luka? Jelas, evolusi tidak akan memilih untuk itu terjadi," katanya. "Sebaliknya, sistem kekebalan hewan akan bersiap untuk melawan calon penjajah. Jadi stres mungkin baik untuk respons imun, awalnya, ketika seekor hewan dihadapkan pada tantangan."
Masalahnya adalah bakteri juga ingin bertahan hidup. Itu sebabnya infeksi dapat meningkat bahkan dalam menghadapi respons imun yang meningkat. Bakteri merasakan hormon stres sebagai sinyal lingkungan untuk mulai tumbuh lebih cepat dan menempel pada permukaan untuk membuat biofilm, yang memungkinkan bakteri untuk menangkis serangan dari sel-sel kekebalan tubuh dan antibiotik yang diberikan untuk mengobati infeksi.
"Berurusan dengan respons stres bukanlah hal baru bagi bug ini. Mereka telah melihat zat kimia saraf ini sebelum ikan dan hewan lain ada, dan mereka mengubah fisiologi mereka untuk bertahan hidup," kata Lyte.
Penelitian tentang bagaimana mikroorganisme berinteraksi dan berdampak pada hewan inang berkembang pesat, tetapi masih banyak yang belum diketahui. Misalnya, kata Lyte, para ilmuwan menemukan pada 1940-an bahwa probiotik yang umum dalam yogurt, lactobacillus, menghasilkan sejumlah besar asam gamma-aminobutyric, yang merupakan neurotransmitter utama di otak hewan.
"Beberapa dekade kemudian, masih belum jelas mengapa," katanya. "Bukan hanya untuk sih. Mereka melakukannya karena suatu alasan."
Meluas ke ikan
Tim peneliti Lyte bermitra dengan NVI dalam hibah tiga tahun senilai $1,2 juta dari Dewan Penelitian Norwegia, kolaborasi pertama antara kedua institusi. Para peneliti berharap untuk menentukan apakah hormon stres membuat salmon yang dibudidayakan lebih rentan terhadap penyakit bakteri, yang merugikan industri sekitar $ 100 juta per tahun.
Wabah melibatkan banyak patogen, baik muncul kembali maupun kekhawatiran baru, tetapi tidak ada indikasi perubahan genetik yang menentukan pada bakteri atau ikan, yang dibiakkan untuk resistensi penyakit. Lingkungan di keramba laut, termasuk suhu air, tetap stabil. Namun, lonjakan tingkat penyakit dalam beberapa tahun terakhir bertepatan dengan peningkatan tajam dalam delousing fisik, dan gejala sering muncul tak lama setelah perawatan, yang dapat dilakukan sesering setiap bulan selama musim panas, kata Dr. Snorre Gulla, seorang peneliti senior di NVI.
Mulai Juli, Lyte akan melakukan perjalanan ke Norwegia untuk bertemu dan melatih para peneliti Norwegia, yang nantinya akan mengunjungi laboratoriumnya di Ames. Penelitian ini akan melibatkan mengekspos bakteri terkait ikan ke hormon stres di laboratorium dan ikan yang stres di dalam air. Tim juga bertujuan untuk mengembangkan alat untuk memantau kadar hormon stres dalam stok salmon.
"Ambisi kami secara keseluruhan adalah untuk menciptakan pengetahuan baru dan meningkatkan pemahaman tentang penyakit bakteri penting dalam akuakultur Norwegia dengan mengungkap apakah proses endokrinologis mikroba adalah fasilitator penting penyakit bakteri pada ikan. Ini mudah-mudahan dapat mengarah pada strategi mitigasi yang lebih baik," kata Gulla.
Menghubungkan wabah penyakit salmon dengan hormon stres juga akan menjadi langkah lain dalam upaya Lyte untuk menunjukkan interaksi infeksi pada berbagai spesies hewan.
"Jika Anda dapat membuktikan ini di seluruh spektrum evolusi, Anda memiliki pemahaman yang lebih baik tentang cara kerjanya pada manusia," katanya.
."¥¥¥".
."$$$".
No comments:
Post a Comment
Informations From: Revisi Blogging