SUPPRESSIVE FACTORS FOR IMMUNE FUNCTION IN REARING CALVES

総説

育成期の子牛の免疫抵抗性を低下させる要因
石崎
独立行政法人宏

農業・食品産業技術総合研究機構
畜産草地研究所（〒329-2793

栃木県那須塩原市千本松７６８）

TEL0287-37-7239

FAX0287-36-6629

hishizak@affrc.go.jp［はじめに］

子牛の生産と免疫システムとの関連を明らかに

近年、疾病の発生には経営規模や専業化の度し、これからは出来るだけ抗菌剤に頼らない家合、飼養環境や飼養管理技術などが大きく反映

畜生産や飼養管理失宜の改善から免疫機能の低されるようになった。生産性を重視するあまり、下の軽減化や活性化へ通じる方策につなげるこ

大規模・集約型の飼養環境に潜む有害因子に起とが強く求められている。本稿では、飼養管理因する日和見感染や複合感染をはじめ、各種生や飼養環境の改善の一助となる基礎情報を提供

産病が依然として予防や治療が困難な難防除疾する目的で、主に育成期における牛の飼養環境病として大きな問題となっている。また、これや飼料管理中に潜在する要因が免疫機能に及ぼらの多くは常態化する傾向にあることから衛生す影響について概説する。

対策費の増大を助長させており、生産コスト削減の大きな障害ともなっている。なかでも日和[家畜を取り巻く飼養環境因子]

見感染は飼養環境・管理の失宜などの有害因動物におけるストレス反応は「その生存に子が生体にとって過剰となり感染防御能（＝免関わる環境中の刺激に対処するための生体の疫機能）の低下が主な誘因と考えられているが、状 態(Situations That Release Emergency

発症要因の多様化にともないその病態機序はさSignals for Survival)とされ、周囲に存在すらに複雑さを増しているように思える。一方、る様々な環境要因に対して適応を試みる反応とこれまで予防や治療を目的に抗菌剤の使用が広解釈できる。家畜を取り巻く環境因子（＝環境く行われてきたが、乱用に伴う耐性菌の出現がストレッサー）は物理的、化学的、生物的、社クローズアップされ、また、EU ではアニマル

会的、地勢的および気候的因子に大別され（表ウェルフェアの概念の浸透もあり、成長促進目

１）、それぞれの因子すべてが、その状態のい的の抗生物質の使用が段階的に廃止され2006

かんによっては潜在的なストレッサーになり得

年1月にはすべてが禁止されている。また、近る。育成牛において季節の変わり目、離乳、去年の新興・再興感染症の多発から、消費者の食勢などによる飼養環境の急変や輸送などの後にの安全性に関する関心は非常に高く、健康な家呼吸器病や消化器病が好発し、また、搾乳牛で畜から安全・安心な畜産物を供給する必要性がは夏季の暑熱環境や分娩後などに乳房炎などのより一層高まっている。このような背景から、生産病が多発する。ウシでみられる呼吸器病、− 47 −

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育成期の子牛の免疫抵抗性を低下させる要因

消化器病、乳房炎などの感染症のなかで生産病

パ球幼弱化能や全血培養上清中のインターフェに位置づけられているものの多くは日和見感染

ロ ン － γ 産 生 能 な ど の 低 下 を 引 き 起 こ し[6,であり[13]、これらは、家畜が飼養環境や管理18]、いわゆるT細胞反応性や細胞機能の抑制

上の失宜に対処するためにストレス状態となりが起こり昜感染状態に陥る。また、短時間のト生体の免疫抵抗性の低下によって発症すると考ラック輸送により、気管支肺胞洗浄液(BALF)えられている。

中の肺胞マクロファージ化学発光(CL)能の減表１

少や、BALF中リンパ球のCD4+/CD8+細胞比

環境ストレッサーの分類

分類
物理的ストレッサー

ストレッサー
寒冷、暑熱、輸送、騒音、光線、著に変化することから（図１）、輸送自体が呼吸器病発症の誘因となる可能性が指摘されている

手術、創傷、強風など
飼料添加物、糞尿、粉塵、アン[10]。また、輸送直後には、群編成、管理者に化学的ストレッサー モニア、硫化水素、二酸化炭素
生物的ストレッサーの増加が起こるなど呼吸器局所の免疫指標が顕よるハンドリング、飼料など多くの飼養環境がなど病原微生物、内・外毒素、有害激変するため、これらが複合的ストレッサーと動植物など生理的ストレッサー 栄養不良など
不安、緊張、恐怖、空腹感、闘心理的ストレッサー争などして作用し新奇環境に適応するまでの間はさらに状況は重篤化すると思われる。

［輸送と免疫機能］［飼育形態と免疫機能］

輸送は牛の飼養管理において、もっとも代表同一農場内の約２ヵ月齢の子牛をカーフハッ的なストレッサーの一つとしてあげられる。輸チによる単飼からペンによる群飼に移行させる

送により視床下部-下垂体-副腎皮質(HPA)軸のと、子牛の２割余りが４週間以内に肺炎を発症

活動の亢進により血中コルチゾル、グルコース、し、血中の急性期反応タンパクであるハプトグ遊離脂肪酸濃度が上昇し[19]、末梢血中の白血ロビンやα１酸性糖蛋白濃度が症状発現前の７球ポピュレーションは著しく変動する。輸送に日前後から上昇する。また、この時肺炎を発よるHPA軸の亢進はリンパ球数を減少させる症した子牛の肺胞マクロファージCL能は、発と同時に、T細胞mitogenに対する末梢血リン症する２～３日前から著しく上昇することも確

図１

 送（４時間）が BALF における（A）肺胞マクロファージ CL 能および（B）リンパ球 CD4+/CD8+
輸細胞比の推移（平均± SEM）
※輸送直前値と有意差あり（P<0.05）

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図２

歩行運動による末梢血貪食機能の推移（平均± SEM）
A：単球、B：顆粒球
a-c：同一運動期異文字間に有意差あり（P<0.05）
1)
登坂歩行は 60 分歩行の後半 15 分とし、傾斜角は 5 度で設定した認されている。これらの上昇は病原体の感染に考えられるが、そこにさらに飼養管理上避けて伴う炎症によると考えられるが、単飼から群飼通れない除角や輸送といった事象が環境ストへの移行という飼育環境の劇的な変化が免疫系レッサーとして加わって複合的に作用することに対して強く作用することを意味している。一により免疫機能の低下が誘引されることは十分方、ブタでは社会的順位が輸送や温熱環境の変考えられる。また、我々は育成牛に登坂歩行を化などの飼養環境ストレッサーとの同時作用に取り入れた筋損傷をともなう過度の運動（１日より免疫機能に大きく影響することが知られてあたり連続１時間の歩行運動を２週間実施）をいる[8, 11, 12]。また、子牛を母乳から離乳行うと、末梢血貪食細胞機能の抑制（図２）やTさせる（母牛から分離する行為も伴う）と、血中細胞mitogenに対する単核球のサイトカインコルチゾル濃度やリンパ球数の減少を伴う好中産生能が抑制されること、一方、登坂歩行を取球：リンパ球（N:L）比の上昇という典型的なス

り入れず平地のみで運動させた場合にはこれらトレス反応が認められ、さらにmitogenや抗の機能に変化がないことを確認しており、今後原に対するサイトカイン産生能は離乳させないはウシにおいても日常で想定される習慣的な歩対照群と比べて低下することも確認されている

行運動の質や量に関する詳細な検討も必要であ[7]。牛では社会的順位と免疫に関する報告はろう。

ないようであるが、例えば短期間であっても社会的順位が低位であることや隔離などによりす［環境温度と免疫］

でに精神的苦痛を受けているような子牛ではそ

寒冷や環境温度の急変は、強度のストレスがれら単独では免疫系への影響は比較的少ないと一次的要因と考えられている牛呼吸器病症候群− 49 −

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図３

 熱環境感作が BALF における（A）肺胞マクロファージ CL 能および（B）リンパ球 CD4+/CD8+
温細胞比の推移（平均± SEM）
※感作前（０日）と有意差あり（P<0.05）の発症率が上昇する主な原因のひとつであるを受けることも報告されている[14]。

[3, 9]。育成牛を人工気象室内で寒冷（１日あミネラルやビタミンなどの微量栄養素不足はたり12時間を14日間）や暑熱感作（１日あたり子牛の免疫機能に深刻な影響を与える。銅(Cu)

６時間を７日間）させ呼吸器局所内の免疫機能欠乏により好中球貪食活性能[2]、抗体産生能の変化を調べると、感作期間中の肺胞マクロやサイトカイン産生能の低下[17]が起こるこ

ファージCL能やリンパ球サブセット構成が変と、低Cu状態にある子牛では離乳やIBRウイ化し、感作終了１週間後には基底値に回復する

ルス接種との複合的な環境要因感作によりリン（図３）。このことは、環境温度の変化自体が呼パ球幼若化能が低下すること[21]などが報告さ吸器局所の免疫指標を変調させることを意味しれている。また、亜鉛(Zn)欠乏を起こした子ており、春先や秋雨時期の放牧地でみられるよ牛ではmitogenに対する皮膚反応は低下する

うな気温日較差が激しい時期に呼吸器症状が増が、この子牛にZnメチオニンを補給すると免加する原因と密接に関係している可能性が考え疫機能が亜鉛適正給与子牛レベルに回復するこられる。とも報告されている[5]。セレニウム(Se)欠乏にある離乳前の子牛と母牛にSe酵母を補給す［栄養不足と免疫機能］ることにより、離乳後子牛の単球貪食能の亢進

黒毛和種子牛で多発する虚弱子牛症候群や mitogenに対する皮膚腫脹反応が亢進する(WCS)の発生要因として、妊娠末期の母牛のことから[1]、Se欠乏子牛では他の環境因子と蛋白不足[15]が指摘されている。さらに、黒毛の相乗作用が加わると免疫機能の低下や十分に和種において飼料設計における養分充足率に不機能しないことが考えられる。

足がある母牛が分娩した子牛では、養分充足率

子牛の感染防御におけるビタミンの必要性にが適正であった母牛由来の子牛と比べ出生後かついては古くから指摘されている。ビタミンE

らT細胞数が低値で推移することから、出生子欠乏により子牛の末梢血中の免疫担当細胞機能牛の免疫細胞の発達には母牛の栄養状態に影響は低下する[16]。また、ビタミンA欠乏は重篤

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な感染を招くことが人や齧歯類で知られておりえに対応した飼養管理指針」が公表された。そ[20]、子牛への投与でBRDCの発生率の減少の中では、家畜を快適な環境で飼うことが家畜に寄与する可能性を指摘している[4]。

が健康であることによる安全・安心な畜産物のこれら微量栄養素の補給・増給により免疫機生産につながり、家畜の持っている能力を最大能は強化されるため、近年の抗菌性物質に頼ら限に発揮させることにより、生産性の向上に結ない安全・安心な畜産物を供給する必要性の高

びつくという概念から、栄養も含めた飼養管理まりも相まって、環境ストレッサーによる生体や畜舎構造等の飼養環境について記載されていへの損耗緩和目的で微量栄養素を適正レベルでる。このことからも、ウシにおいても同様に快飼養する管理やこれらを補給・増給利用するこ適性に配慮した飼養管理や飼養環境の改善へのとが再び見直されている。

取り組みは、健康性（＝免疫抵抗性）の向上につながる近道になる可能性が期待される。

［環境因子すべてが免疫機能にマイナスに作用するのか？］［引用文献］

環境因子すべてが決してマイナスに働くわけ

1. Beck, P. A., Wistuba, T. J., Davis, M. E.

ではない。我々は育成牛にパドックを併設したand Gunter, S. A. 2005. Case study:

フリーバーンで飼養することや秋季に一定期間Effects of feeding supplemental

日光浴させると、繋養や日光浴させない対照区

organic or inorganic selenium to cow-と比較して免疫機能の一部が亢進することを確calf pairs on selenium status and

認しており（未報告）、飼養管理の失宜なく、メ

immune responses of weaned beef

リットを活かす状況を作り出すことさえ出来れ

calves 1. Prof. Anim. Sci. 21, 114-120.

ば、飼養管理いかんで免疫機能の低下を誘発す

2. Boyne, R. and Arthur, J. R. 1986.

ることなく飼育することが可能と考えられる。

Effects of molybdenum or ironinduced copper difeciency on the［おわりに］

viabilty and function of neutrophils

生産現場で発生している感染症の多くが日和from cattle. Res. Vet. Sci. 41, 417-419.

見感染であることを考えると、その根本的な原

3. Cusack, P., McMeniman, N. and

因には上述した飼養環境ストレッサーが生体のLean, I. 2003. The medicine and

免疫抵抗性の低下を招いた結果である可能性は

epidemiology of bovine respiratory

高い。飼養環境中には多種多様なストレッサー

disease in feedlots. Aust. Vet. J. 81,が存在し、その中には飼養管理上避けて通れな480-487.

いことも多い。生産者や獣医師は飼養管理の失

4. D u f f , G . C . a n d G a l y e a n , M . L .

宜も含めそれらをいち早く予測するとともに、2007. Board-invited review: Recent

排除あるいは軽減させることが問題解決の糸口

advances in management of highlyになり得るはずである。近年、欧州においてア

stressed, newly received feedlot

ニマルウェルフェアに基づく飼養管理方法が規

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定され、現在では世界的な関心が高まりつつあ

5. Engle, T., Nockels, C., Kimberling,る。昨年、わが国でも法的制約はないものの採C., Weaber, D. and Johnson, A.

卵鶏と豚に関する「アニマルウェルフェアの考1997. Zinc repletion with organic or− 51 −Journal of Japanese Society for Clinical Infectious Disease
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(Supple 1), 1.

Suppressive environmental factors for immune function in rearing calves
Hiroshi Ishizaki
National Institute of Livestock and Grassland Science(768 Senbonmatsu, Nasushiobara, Tochigi 329-2793, Japan)− 53 −

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