کاربرد پری بیوتیک و پروبیوتیک در پرورش طیور

باکتریهای روده ای،اپیتلیوم و سیستم ایمنی موجب ایجاد مقاومت در برابر پاتوژنهای روده ای می شوند.داده های اخیر نشان می دهد مقاومت نه تنها به واسطه مجموع موارد بالا بدست می آید بلکه تداخل بین موارد ذکر شده در ایجاد مقاومت مناسب مورد بحث و گفتگو باشد.محدود شدن پاتوژنها به وسیله باکتریهای روده،اناگونیسم باکتریها،اثر مهارکنندگی،مقاومت در برابرگلونیزاسیون و حذف رقابتی نامیده می شود.
مکانیسم عمل باکتریهای روده در مهار پاتوژنها شامل رقابت بر سر جایگاه اتصال کلونی ها،رقابت جهت تغذیه،تولید ترکیبات سمی و کشنده و یا تحریک سیستم ایمنی است.این مکانیسم عمل،متقابلا انحصاری نیست و این موانع شاید شامل یک،یاچندین یا همه این مکانیسم ها شود.مصرف خوراکهای تخمیر شده با بهبود سلامتی روده در ارتباط می باشد،و باکتری های تولید کننده اسید لاکتیک ((لاکتوباسیل و بیفندوباکتریا)) به عنوان یک بهبود دهنده سلامتی نقش دارند.تحقیقات یک سده اخیر نشان داده باکتریهای تولید کننده اسیدلاکتیک و دیگر میکروارگانیسم ها موجب افزایش مقاومت در برابر باکتری ها می شوند و می توانند بخش روده ای را به واسطه تغذیه باکربوهیدراتهای ویژه توسعه دهند.افزایش مقاومت باکتریایی در برابر انتی بیوتیک ها در انسان منجربه افزایش علاقه عموم و حکومت ها به حذف مصرف آنتی بیوتیک در دامهای اهلی به جز در موارد درمانی شده است.
یک راه چاره در جهت عدم استفاده از آنتی بیوتیک ها در دام های اهلی استفاده از پری بیوتیک ها می باشد که اساسا جمعیت باکتری های مفید را افزایش می دهد و یا مصرف سین بیوتیک ها که متشکل از پرو بیوتیک ها و پری بیوتیک ها می باشد.مقاله زیر بر روی تشخیص سویه ها و سوبستراهای باکتری های مفید و شرایط تاثیر مثبت آنها تمرکز کرده است.

بیماریهای روده ای یک مساله با اهمیت در صنعت پرورش طیور می باشد،زیرا موجب کاهش راندمان تولید،افزایش تلفات و آلودگی تولیدات طیور جهت مصرف انسانی می شود.افزایش نگرانی در مورد مقاومت باکتریایی و ممنوعیت استفاده از آنتی بیوتیک در اروپا،آمریکا و بسیاری از کشورهای پیشرفته جهان،تمایل و علاقه برای یافتن راه حل هایی جهت جایگزینی آنتی بیوتیک ها در صنعت پرورش طیور افزایش یافت.
پروبیوتیک و پری بیوتیک دو رویکرد از چندین رویکرد از چندین رویکرد موجود جهت کاهش بیماری های روده ای طیور و آلودگی های بعدی تولیدات طیور است.پروبیوتیک ها در زبان یونانی به معنای زندگی (Gibsonal and fuller) 2000 اینگونه تعریف می شود)):مکملهای غذایی میکروبی زنده که دارای اثرات مفید بر روی حیوان میزبان با بهبود بخشیدن بالانس روده ای می باشد.(1989 fuller).پری بیوتیک ها همانطور که مشخص است:یک جز غذایی غیر قابل هضم با اثرات مثبت روی میزبان با تحریک رشد و فعال شدن یک یا تعداد محدودی از باکتری های مفیدکولون می باشد (Gibson and roberforid 1995).لازم به توضیح است که ترکیب پرو بیوتیک با نام سین بیوتیک شناخته شده است.

مکمل پروبیوتیک و پری بیوتیک قرنهای زیادی است که به عنوان یک ترکیبی طبیعی خوراک یا به عنوان خوراکهای تخمیری مصرف می شوند.مطالعات متعدد فارمی و آزمایشگاهی نشان داده است که پاتوژنهای جلوگیری کننده از همزیستی میکروبهای روده،با ایجاد اختلال در روند معمول باکتریهای روده،موجب افزایش حساسیت در برابر عفونتها می شوند.همچنین طی تحقیقات اثبات شده است که افزودن پروبیوتیک ها و پری بیوتیک ها،مقاومت در برابر عفونت ها افزایش می یابد.پاتوژنهای بیماریزای روده با سیستم های دفاعی متعددی مانند کاهش ph معده،عبور سریع پاتوژنها از روده،باکتریهای روده،اپیتلیوم،سیستم ایمنی بدن مواجه می شوند.همچنین مطالعات وسیعی روی سیستم ایمنی،مخاطی و اپیتلیوم روده و روابط متقابلی که بین این دو سیستم وجود دارد صورت گرفته است.استرس دارای تاثیرات زیان آور زیادی روی سیستم ایمنی اپیتلیوم روده و سیستم عصبی-هورمنی  می باشد.
علاوه بر این مطالعات جامعی روی رقابت بین پاتوژنها و بافت پوششی روده صورت گرفته،و نشان داد که سلولهای اپیتلیال روده به واسطه انتقال پاتوژنها آرایش جدیدی می یابند.اخیرا مطالعات hooper و همکارانش نشان داد که در اثر تقابل میان باکتروئیدهای تتایوتامیکرون و بافت پوششی اپیتلیوم،بافت پوششی مقدار جزئی گلیکان ترشح می کند که می تواند مورد استفاده باکتریها قرار گیرد.این احتمال نیز وجود دارد که به واسطه تاثیر باکتریها روی بافت پوششی اپیتلیوم،پروبیوتیک ها نیز طی مکانیسم مشابهی توانایی انتقال و اتصال به غشاء مخاطی را پیدا کنند.جمعیت باکتریهای روده با استفاده از تکنیکهای کلاسیک آزمایشگاهی مشخص شوند.طبق تحقیقات انجام شده باکتروئیدها و بیفیدوباکتریوم در انسان و رامینوکوکوس و استرپتوکوکوس در ماکیان باکتریهای غالب روده هستند.اخیر اتکنیکهای مولکولی نشان داد که تنها 20 تا 50 درصد از کونه های باکتریایی موجود در روده کشت می یابند.راههای مولکولی شناسایی تغییرات وارده بر جمعیت باکتریهای ویژه و یا تغییرات در ساختار مجموعه باکتریهای روده می تواند موجب فهم بیشتر ما از محیط باکتریایی روده و تغییرات وارده توسط پری بیوتیک ها شوند.
افزایش مقاومت در برابر عفونت با بالانس باکتریایی روده و کاهش مقاومت در زمان آسیب جمعیت باکتریهای روده برای فهم روابط بین میزبان و باکتریها بسیار با اهمیت است.چگونگی تشکیل بالانس باکتریایی روده و اختلال در میزان جمعیت باکتریایی روده روشن نیست.ولی به هرحال به نظر می رسد که گونه های بیفیدوباکتریا و لاکتوباسیل در صورت وجود استرس بسیار حساس اند،و جمعیت باکتریایی این دو در شرایط استرس به شدت کاهش می یابد.مکانیسم مناسب جهت جلوگیری از رشد پاتوژنها به وسیله میکروارگانیسم های روده شامل:رقابت تغذیه ای،تولید ترکیبات سمی و اسیدهای چرب فرار،کاهش ph رقابت جهت جایگزینی بر روی جایگاههای مخصوص در اپیتلیوم و تحریک سیستم ایمنی می باشد.این مکانیسم های عمل متقابلا انحصاری نیست و تعدادی از میکروارگانیسم ها شاید یک راهکار و بعضی هم چندین راهکار از راهکارهای موجود را انتخاب و عمل می کنند.

ویژگیها و تاثیرات مفید پروبیوتیک ها در جداول 1و2 نشان داده شده است.مکانیسم عمل پروبیوتیک ها پری بیوتیک ها شامل رقابت برای سوبستراها،ترکیبات سمی جهت جلوگیری از تکثیر میکروارگانیسمهای بیماریزا،رقابت در جهت استقرار در مخاط روده،و ... می باشد.تحقیقات گسترده صورت گرفته بر روی انسانها و دیگر مدلهای آزمایشگاهی در رابطه با استفاده از پروبیوتیک ها و پری بیوتیک ها،نشان از کاهش انتقال پاتوژنها،اصلاح جمعیت باکتریایی،تداوم مقاومت سیستم ایمنی بدن،جلوگیری از سرطان،کاهش تری گلیسرید،کلسترول و دیگر ترکیبات می دهد.کارهای تحقیقاتی و کاربردی زیادی در مورد استفاده از پروبیوتیک ها و پری بیوتیک ها در کشور ژاپن،اروپا نسبت به ایالات متحده آمریکاصورت گرفته و نتایج آنها موجود و موفق آمیز بوده است.

یک واریته از گونه های باکتریایی در پروبیوتیک ها مورد استفاده قرار می گیرد شامل:گونه های باسیلوس،بیفیدوباکتریوم،آنتروکوکوس،لاکتوباسیلوس،لاکتوکوکوس و استرپتوکوکوس،ویک واریته از گونه های مخمر هستند،و در کشت های میکروبی مخلوط یافت می شوند.گونه های لاکتوباسیلوس و بیفیدوباکتریوم در حد بسیار زیادی مورد استفاده انسانند در حالیکه گونه های باسیلوس،انتروکوکوس و مخمر ساکارومایسیس ارگانیسم های مورد استفاده در حیوانات هستند.لازم به ذکر است که اخیرا تحقیقات در زمینه تاثیر لاکتوباسیلوس موجود در خوراک بر روی حیوانات افزایش یافته است.

پری بیوتیک ها عمده،محصولات فروکتوالیگو ساکاریدها هستند.به هر حال ترانس – الیگوساکاریدها،گلیکوساکاریدها،لاکتوز،مالتوالیگوساکاریدها،گزیلو – الیگوساکاریدها،استافیکوز و ساکاروز،الیگوساکاریدهایی هستند که مورد رسیدگی و بررسی قرار گرفته اند.با این وجود مانان الیگوساکارید در بعضی از موارد همانند پری بیوتیک های ذکر شده در بالا مورد استفاده قرار می گیرند اما با این تفاوت که موجب توسعه انتخابی باکتریهای سودمند نمی شوند،بلکه آنها وظیفه خود را توسط باند شدن با پاتوژنها و حذف آنها از روده و تحریک سیستم ایمنی انجام می دهند.

روش ((حذف رقابتی)) و تلقیح جوجه های یکروزه با میکروفلورهای جوجه های بالغ،اهمیت باکتریایی روده بر روی عملکرد روده و مقاومت در برابر بیماریها را با موفقیت اثبات می کند.با این وجود،حذف رقابتی برای تعریف پروبیوتیک مناسب است.روش حذف رقابتی سریعا یک فلور باکتریایی روده جوجه های بالغ را به جای افزودن یک یا چند گونه باکتریایی از جمعیت میکروبی اتشار یافته،برای جوجه ها تامین می کند.تلقیح جوجه های یک روزه با روش حذف رقابتی و به کارگیری پروبیوتیک های متعدد به عنوان یک مدل دقیق برای تعیین روشهای فعالیت وکارایی این میکروارگانیسم ها مناسب است،زیرا آلوده کردن جوجه های یکروزه علاوه بر انجام یک تمرین یا آزمایش دارای اهمیت تجاری والایی است.با استفاده از این مدل تعدادی از پروبیوتیک ها و پری بیوتیک ها،کلنی شدن و ذخیره سالمونلا و کمپلیوباکتر را کاهش داند.

مطالعه و ارزیابی پروبیوتیک ها بسیار مشکل است زیرا بسیاری از مطالعات آنالیز آماری نشدند،پروتکل های آزمایشی به طور واضح مشخص نبود، و میکروارگانیسم ها تشخیص داده نشده اند و قابلیت ماندگاری و زنده مانی میکروارگانیسم ها ثابت نبوده است.در بسیاری از موارد نوع محیط و استرس های وارده بر روی پرنده در جریان تحقیقات گزارش نشده است.تغییر یا حذف جیره یا خوراک،قابلیت کلنی پاتوژنها را افزایش می دهد.تحقیقات صورت گرفته توسط bariley و همکاران،به وضوح نقش استرسهای وارده را بر روی کاهش کلنی سالمونلا به وسیله فروکتوالیگوساکاریدها نشان داد.در این مطالعه پرندگان بدون استرس و پرندگان تحت استرس درمان شده با فروکتوالیگوساکاریدهادارای پائین ترین سطح کلنی می باشند.
در صورتیکه در پرندگان کنترل تحت استرس سطح سالمونلا بسیار بالاتر بود.استفاده از استرس حرارتی ملایم نشان داد که دما و سطح مواد معدنی و ویتامینه پاسخ های عملکرد به ساکاروز الیگوساکاریدهای کارامل را تحت تاثیر قرار می دهد.با استفاده از مدلهای ارزیابی کشت ارگانها نشان داده شد که میزان تماس سالمونلا به اپیتلیوم با 24 ساعت گرسنگی در حدود 1،5 لگاریتم افزایش می یابد.انتقال افقی پاتوژنها در پرندگان غیر عفونی به وضوح آشکار و روشن است.نگرانی کمتری در مورد انتقال افقی میکروارگانیسم های پروبیوتیک ها در پرندگان معالجه نشده وجود دارد.میکروارگانیسم های پروبیوتیک ها در پرندگان تحت کنترل به صورت افقی انتقال می یابند مگر اینکه پرندگان از قبل جداسازی شده باشند.ذکر این نکته خیلی مهم است که آنتی بیوتیک های ساب – تراپیونیک تنها روی جمعیت باکتریایی روده موثر نیستند بلکه بر روی متابولیسم حیوان خصوصا عملکرد روده موثرند.همانطور که انتظار می رفت آنتی بیوتیک ها زمانی موثرند که میزان تولید حیوان زیر ظرفیت ژنتیکی اش قرار داد و تنها در عملکرد بهبود 80 درصدی ایجاد می کند.وجود استرس یک مسئله مهم در کاهش راندمان رشد است.

پاتوژنها موانع مهم و متعدد کلنی شدنشان در روده را حذف و باعث عفونت می شوند.پاتوژنها علاوه بر برداشتن موانع فیزیکی مانند کاهش ph و مدت زمان سرعت عبور روده کوچک،بر اثرات محدودکنندگی باکتریهای روده،موانع فیزیکی اپیتلیوم و سیستم ایمنی میزبان غلبه می کنند.تصور تداخل مابین این سیستم ها و تامین پاتوژنها و اپیتلیوم تثبیت شده است.داده ها و اطلاعات اخیر نشان داد که حداقل بعضی از گونه های غیر بیماریزایی باکترهای روده با اپیتلیوم و سیستم ایمنی بدن و تغییر فیزیولوژیکی بافتی و توانایی عکس العمل در برابر عفونتها در ارتباط می باشد.پروبیوتیک ها و پری بیوتیک ها با اصلاح باکتریهای روده و سیستم ایمنی بدن،کلنی پاتوژنها را کاهش می دهند.لازم به ذکر است پروبیوتیک ها و پری بیوتیک ها همانند آنتی بیوتیک های محرک رشد به شرایط محیطی و استرس ها حساسند.پروبیوتیک ها نوید دهنده یک راه چاره دیگر برای جایگزینی آنتی بیوتیک های محرک رشد می باشند.

1-از دستگاه گوارش یک دام سالم منشاء گرفته باشند

2-غیر بیماریزا باشند

3-در دستگاه گوارش دام زنده بماند و به فعالیت ادامه دهد

4-مقاوم در برابر اسید گاستریک و صفراباشد

5-تمایل اتصال به اپیتلیوم یا منشاء مخاطی موکوس را داشته باشند

6-دارای ماندگاری بالا در قسمت روده باشند

7-توانائی تولید ترکیباتی را در جهت ایجاد پاسخ با ایمنی را داشته باشند

8-توانائی تنظیم پاسخ سیستم ایمنی را داشته باشد

9-توانائی تنظیم و اصلاح فعالیت باکتریها را داشته باشد

1-توسط آنزیم غیر قابل هضم باشند

2-به وسیله نسوج و بافتها غیر قابل جذب باشند

3-موجب توسعه و رشد انتخابی یک یا تعداد محدودی از باکتریهای سودمند شوند

4-موجب تغییر و اصلاح سودمند باکتریهای روده روی فعالیت آنها شوند.

اصلاح باکتریهای روده 

تحریک سیستم ایمنی

کاهش عکس العمل های التهاب آور 

جلوگیری از کلنی پاتوژنها 

افزایش راندمان تولید 

کاهش آلودگی لاشه 

افزایش تولید اسیدهای چرب فرار

افزایش وزن و حجم مدفوع

افزایش سنتز ویتامین ب

بهبود جذب مواد معدنی

جلوگیری از سرطان

پائین آوردن کلسترول سرم

کاهش دفع امونیاک و اوره 

پائین آوردن اسکاتول،ایندول،فنول،...