Fijn stof in kalverstallen: effect op luchtweginflammatie en beïnvloedende omgevingsfactoren

De negatieve effecten van omgevingslucht van slechte kwaliteit, in het bijzonder met hoge concentraties fijn stof (Particulate Matter (PM)), werd uitgebreid onderzocht bij de mens, in tegenstelling tot boerderijdieren. Nochtans, vormen landbouwomgevingen, in het bijzonder veestallen, belangrijke bronnen van organisch stof en emissies van andere luchtpolluenten zoals ammoniak. Bij dieren induceert slechte stalluchtkwaliteit luchtweg inflammatie en pneumonie, maar de exact bijdragende luchtkwaliteitcomponenten en de onderliggende mechanismen zijn grotendeels ongekend. Om de dieren gezond te houden, voor zowel economische als dierenwelzijnsredenen, doen veehouders en hun dierenartsen beroep op antimicrobiële massamedicatie. De gevolgen hiervan zijn hoge niveaus van antimicrobiële resistentie bij zowel indicatorbacteriën als pathogenen in verschillende veehouderijsystemen. België blijft moeite hebben om een rationele reductie in het gebruik van antimicrobiële middelen in de veehouderij te realiseren.

In een eerder BOF project (01D25016) in onze onderzoeksgroep, toegekend aan Katharina van Leenen, werd vastgesteld dat 40% van de kalveren in België longontsteking heeft, terwijl dit niet opgemerkt wordt, en meer dan 80% vertoont tekenen van luchtweginflammatie (neutrofilie). In dit project werd voor het eerst ook een associatie tussen fijn stof en endotoxineconcentratie in de lucht en kalverpneumonie vastgesteld. Deze studie had een cross-sectioneel ontwerp waardoor er geen harde causale conclusies konden worden gemaakt en er geen richtlijnen voor een beter stalklimaat konden worden opgesteld.

In dit vervolgproject willen we bewijs leveren voor verschillende van de bekomen hypotheses uit dit preliminaire werk. De effecten van particulate matter (PM10, PM2.5, PM1.0) en endotoxineconcentratie op luchtweginflammatie worden bestudeerd bij kalveren, zowel via longitudinale, observationele studies onder veldomstandigheden als door experimentele challenge studies. Karakterisatie van de inflammatoire respons (flow cytometrie, receptor gen expressie,...) in broncho-alveolaire lavage vloeistof staat hierbij centraal.  Deze studies zullen leiden tot betere inzichten in de complexe relatie tussen luchtkwaliteit, gastheerdefensie (aangeboren en verworven immuniteit) en infectieuze agentia. De bekomen informatie zal helpen om aanbevelingen voor de luchkwaliteit in kalverstallen en om richtlijnen voor een correcte audit van een probleembedrijf te formuleren, alsook om evidence-based interventiemaatregelen om het stalklimaat te verbeteren op te stellen. Dit onderzoek heeft een groot potentieel om luchtweginflammatie en pneumonie (zowel niet-infectieus als infectieus) te reduceren door een adequate preventie. Het gevolg zal een vermindering in de met pneumonie geassocieerde economische verliezen en het dierenleed zijn, alsook een meer rationeel antibioticumgebruik. Al deze zaken dragen bij tot een duurzamere rundveehouderij in België, met hernieuwde sociale steun van de algemene bevolking.

Er zijn interessante spill-over effecten voor de humane gezondheid mogelijk. Het verband tussen boerderijomgevingen en humane respiratoire gezondheid is ambigu: in sommige situaties zorgt contact met boerderijen voor een verminderd risico op asthma, terwijl het in andere situaties juist voor een verhoogde kans op luchtwegaandoeningen zorgt. Ook is de situatie in België bijzonder, aangezien er door de ruimtelijke ordening zeer dicht contact tussen de veehouderij en de omwonenden ontstaat, wat deze personen blootstelt aan stalemisies. Dit project zal objectieve informatie leveren over de luchtkwaliteit in kalverstallen, wat kan helpen om de beroepsgebonden blootstelling van veehouders en boerderijbezoekers aan stof in te schatten, alsook de mogelijke impact (positief of negatief) op de families die nabij wonen. De cytologische informatie die uit de herhaalde, invasieve bemonstering (broncho-alveolaire lavage) van de dieren kan gehaald worden is ook uniek t.o.v. wat mogelijk is bij de mens.