تأثیر مکمل‌های غذایی با عصاره‌های دیواره سلولی مخمر بر عملکرد و پاسخ روده در جوجه‌های گوشتی

در بستری که در حال حرکت به سمت دامپروری عاری از آنتی‌بیوتیک است، پژوهش‌ها در رابطه با افزودنی‌ها به منظور ارزیابی محصولات مختلف و تاثیر آنها بر عملکرد و نیز سلامت و پاسخ ایمنی حیوانات مزرعه‌ای افزایش یافته است. از میان محصولات مختلف، پری‌بیوتیک‌هایی مانند عصاره دیواره سلولی مخمر در سطحی گسترده مورد استفاده قرار گرفته است. این محصول حاوی مانان الیگوساکاریدها (MOS)، مانان پروتئین ها، بتا (1،3) گلوکان ها، بتا (1،6) گلوکان‌ها، کیتین و پروتئین های سطحی فسفولیپید مرتبط با غشای پلاسمایی می باشد (Xue و همکاران، 2017).

سوابق

محصولات بدست آمده از بخش‌های مختلف مخمر می‌تواند با مکانیزم‌های مختلفی متعادل کننده سلامت دستگاه گوارش باشد. نشان داده شده که مکمل کردن جیره با مانان الیگوساکارید موجب بهبود مورفولوژی دستگاه گوارش با افزایش طول ویلی، کریپت های کوتاه تر و افزایش تعداد سلول های گابلت شده است (Baurhoo و همکاران، 2007). در جوجه های آلوده شده به Salmonella typhimurium و Clostridium perfringens  به طور مثبتی مسیرهای متابولیکی و ایمنی در دستگاه گوارش تحت تاثیر قرار داده و کلونیزه شدن این میکروارگانیسم ها را کاهش داد (Caly  و همکاران، 2015؛ Faber و همکاران، 2012؛ Hashim و همکاران، 2018).

در پژوهشی دیگر در جوجه های گوشتی مکمل کردن جیره با عصاره دیواره سلولی مخمر حاوی مقادیر مختلفی و بتا گلوکان توانست عملکرد رشد و مورفولوژی دستگاه گوارش را بهبود بخشد (Muthusamy و همکاران، 2011؛ Santin و همکاران، 2001).

پژوهش حاضر و اهداف

آزمایش حاضر در خانه پرندگان مزرعه پژوهشی دانشگاه پادووا (ایتالیا) انجام شد. تعداد ۵۷۶ جوجه نر Ross ۳۰۸ (آویاژن، امریکا) در روز هچ به جایگاه آزمایشی دانشگاه منتقل شدند.

هدف از آزمایش حاضر ارزیابی اثر مکمل‌ نمودن جیره با عصاره دیواره سلولی مخمر ساکارومایسس سرویزیه (عمدتا مانان اولیگوساکاریدها و بتا گلوکان‌ها) (SafMannan، فرانسه) بر عملکرد رشد و سلامت، مورفولوژی روده، وضعیت ایمنی و ترانسکریپتوم روده در جوجه های گوشتی بود.

مواد و روش‌ها

جوجه ها به صورت انفرادی در روز اول ورود به مزرعه توزین شده و در ادامه وزن کشی آنها به صورت هفته‌ای یک بار تا روز ۴۴ که کشتار انجام شد ادامه یافت. برای هر تیمار از سه جیره تجاری، با یا بدون افزودنی، به فرم کرامبل استفاده شد؛ یعنی از روز ۱ تا ۱۴، از روز ۱۵ تا ۲۸، و از روز ۲۹ تا زمان کشتار (روز ۴۴). همه جیره ها به گونه‌ای فرمول شده بودند که احتیاجات تغذیه‌ای جوجه های گوشتی را تامین کنند. جیره ها حاوی سطوح مختلفی از SafMannan  (مانان الیگوساکارید بیش از 20 درصد؛ بتاگلوکان‌ها 1،3 و 1،6 بیش از 20 درصد) به عنوان منبعی از عصاره دیواره سلولی مخمر (250، 500 و 250 به ترتیب در دوره آغازین، میانی و پایانی) بودند.

یافته ها

1- استفاده از دیواره سلولی مخمر وزن نهایی زنده را تحت تاثیر قرار نداد در حالی که مصرف خوراک را کاهش داد (114 در برابر 111 گرم در روز) و موجب بهبود ضریب تبدیل شد (74/1 به 70/1).

2- در رابطه با دستگاه گوارش، مکمل کردن با دیواره سلولی مخمر، تمایل به افزایش طول ویلی را موجب شد؛ همچنین تعداد سلول‌های گابلت با این مکمل افزایش یافت و تراکم سلول‌های CD45+ با مکمل در مقایسه با گروه شاهد کاهش نشان داد. افزایش تعداد سلولهای گابلت می‌تواند به عنوان نشانه‌ای مثبت از اثر محافظتی موکوس تولید شده توسط سلولهای گابلت تحت هرگونه چالشی مورد توجه قرار گیرد.

3- در پژوهش حاضر اختلاف در پاسخ های ایمنی موکوسی با کاهش تراکم لکوسیت های داخل اپیتلیال (بویژه CD45+) در شرایط تغذیه جوجه ها با جیره های حاوی مکمل دیواره سلولی مخمر مشاهده شد. پاسخ ایمنی پایین تر در این پرنده ها می تواند به این معنی باشد که عصاره دیواره سلولی مخمر این قابلیت را داشته که از پرنده ها در برابر هر عاملی که حیوانات را طی دوره آزمایش دچار چالش نموده، حفاظت کند.

این یافته ها با افزایش تعداد سلولهای گابلت و بنابراین افزایش تولید موسین در دستگاه گوارش حیوانات در تطابق است.

4- در بررسی ترانسکریپتوم روده افزایش بیان چهار ژن یعنی سیتوکروم P450، خانواده 2، زیرخانواده C، پلی پپتید 23b (CYP2C23B)، tetratricopeptide repeat domain 9 (TTC9) (TTC9)، basic helix-loop-helix family member e41 (BHLHE41) و  متالرودوکتاز STEAP4 در جوجه های گوشتی تغذیه شده با جیره حاوی دیواره سلولی مخمر در مقایسه با جیره فاقد دیواره سلولی مخمر، مشاهده شد. تنها یک مجموعه ژن (gene set) (HES_PATHWAY) به طور معنی‌داری در بین رونوشت‌های بیشتر بیان شده در جوجه‌های گوشتی تغذیه شده با جیره حاوی دیواره سلولی مخمر، بیان می‌شد، غنی شد.

قابل ذکر است چندین مجموعه ژن غنی شده در عملکردهای ایمنی نقش دارند و به سیگنال دهی NF-kB، آپوپتوز (گونه‌ای از مرگ سلولی یا زوال سلولی طی فرایند مرگ برنامه‌ریزی‌شده سلول) و سیگنال های اینترفرون مربوط می شوند.

5- تجزیه و تحلیل GSEA نشان می دهد که فرآیندهای ایمنی، پیش التهابی و پیش آپوپتوز در جوجه هایی که با جیره شاهد تغذیه شدند در مقایسه با جوجه های تغذیه شده با جیره حاوی مکمل دیواره سلولی مخمر، به میزان بیشتری فعال می شوند. فعال شدن این مسیرها ممکن است نتیجه سطوح بالاتر تنش، به هر دلیلی، شامل شرایط چالش برانگیز (مانند چالش تغذیه، عفونت پاتوژن ها، فرآیندهای التهابی) در حیوانات گروه کنترل باشد و با تراکم بالاتر لکوسیت های داخل اپیتلیال و کاهش مقدار سلول‌های گابلت، مشاهده شده در گروه شاهد، مطابقت دارد.

نتیجه گیری

به طور کلی، مسیرهای مولکولی که عمدتاً تحت تأثیر مکمل عصاره دیواره سلولی مخمر قرار می‌گیرند، مربوط به ایمنی هستند. این نشان می دهد که مکمل کردن با دیواره سلولی مخمر ممکن است نقش کلیدی در ایجاد مکانیسم های ضد التهابی و پاسخ حیوان به عوامل بیماری زا ایفا کند.

منابع

Baurhoo, B., Phillip, L. and Ruiz-Feria, C.A., 2007. Effects of purified lignin and mannan oligosaccharides on intestinal integrity and microbial populations in the ceca and litter of broiler chickens. Poultry science, 86(6), pp.1070-1078.

  Caly, D.L., D’Inca, R., Auclair, E. and Drider, D., 2015. Alternatives to antibiotics to prevent necrotic enteritis in broiler chickens: a microbiologist’s perspective. Frontiers in microbiology, 6, p.1336.

      Faber, T.A., Dilger, R.N., Iakiviak, M., Hopkins, A.C., Price, N.P. and Fahey Jr, G.C., 2012. Ingestion of a novel galactoglucomannan oligosaccharide-arabinoxylan (GGMO-AX) complex affected growth performance and fermentative and immunological characteristics of broiler chicks challenged with Salmonella typhimurium. Poultry science, 91(9), pp.2241-2254.

         Hashim, M.M., Arsenault, R.J., Byrd, J.A., Kogut, M.H., Al-Ajeeli, M. and Bailey, C.A., 2018. Influence of different yeast cell wall preparations and their components on performance and immune and metabolic pathways in Clostridium perfringens-challenged broiler chicks. Poultry science, 97(1), pp.203-210.

      Muthusamy, N., Haldar, S., Ghosh, T.K. and Bedford, M.R., 2011. Effects of hydrolysed Saccharomyces cerevisiae yeast and yeast cell wall components on live performance, intestinal histo-morphology and humoral immune response of broilers. British poultry science, 52(6), pp.694-703.

   Santin, E., Maiorka, A., Macari, M., Grecco, M., Sanchez, J.C., Okada, T.M. and Myasaka, A.M., 2001. Performance and intestinal mucosa development of broiler chickens fed diets containing Saccharomyces cerevisiae cell wall. Journal of Applied Poultry Research, 10(3), pp.236-244.

  Xue, G.D., Wu, S.B., Choct, M. and Swick, R.A., 2017. Effects of yeast cell wall on growth performance, immune responses and intestinal short chain fatty acid concentrations of broilers in an experimental necrotic enteritis model. Animal Nutrition, 3(4), pp.399-405.