پروبیوتیک‌ها و کاهش اثرات استرس گرمایی در طیور

مقدمه

عواملی چون گرمای شدید، تغییرات اقلیمی، نوسانات دما و افزایش رطوبت موجب استرس گرمایی در طیور می‌شوند. طیور برای نگهداری دمای بدن عادی، ویژگی‌های مورفولوژیک، فیزیولوژیک و رفتاری خاصی را در شرایط استرس گرمایی بروز می‌دهند. پرندگان زمانی در معرض استرس گرمایی قرار می‌گیرند که بین تولید گرما و دفع آن تناسبی نباشد!

با افزایش دمای محیط از محدوده راحتی، بدن تلاش می‌کند گرما را از طریق تابش از نواحی مختلف بدن مانند پاها، تاج و ریش دفع کند. طیور با گسترش بال‌ها و تنفس تند (له‌له) رفتار خود را تغییر می‌دهند. چون بیشتر بدن آن‌ها پوشیده از پر است، دفع گرما عمدتاً از طریق تاج، سر، ریش و پاها انجام می‌شود که البته این مسیرها قابلیت دفع گرمای بالایی ندارند. بنابراین، "له‌له زدن" (panting) مکانیسم اصلی دفع گرما در شرایط استرس گرمایی است. کیسه‌های هوایی نقش اساسی در انتقال گرما به محیط از طریق مکانیزم تبخیری دارند. هنگام له‌له زدن، کیسه های هوایی با افزایش جریان هوا بر سطح بدن به دفع گرما کمک می‌کنند. با این حال، له‌له زدن شدید و کنترل‌نشده در طیور تحت استرس گرمایی موجب کاهش سطح کلسیم و فشار CO₂ خون می‌شود. در نتیجه،pH خون بالا رفته و آلکالوز تنفسی رخ داده که موجب تخریب استخوان و لنگش می‌گردد.

افزون بر آن، طیور در شرایط استرس گرمایی مصرف خوراک و آب و تحرک بدنی را کاهش می‌دهند و بی‌حال، افسرده و کم‌تحرک می‌شوند. در عمل، بررسی منظم و دقیق مصرف آب، خوراک، الگوی خواب، تحرک و سایر رفتارها هنگام شرایط مستعد استرس گرمایی در تولید تجاری طیور ضروری است. کاهش سریع مصرف آب، خوراک، تغییرات رفتاری و نشانه‌های فیزیولوژیک ویژگی‌های کلیدی پرندگان دچار استرس گرمایی است.

در مقالات پیشین در مورد تأثیر استرس گرمایی بر اندام‌ها طیور و راهکارهای مقابله با آن پرداخته‌ایم. در این مقاله نقش پروبیوتیک‌ها در کاهش اثرات استرس گرمایی بررسی شده است.

کاهش استرس گرمایی با استفاده از پروبیوتیک‌ها

راهکارهای تغذیه‌ای می‌توانند فشارهای محیطی در دوره‌های استرس گرمایی مستمر را متعادل کنند. افزودنی‌های خوراکی به عنوان بخشی از این رویکردها به جیره طیور اضافه شده‌اند تا اثرات منفی استرس گرمایی را کاهش دهند. در میان افزودنی‌های خوراکی، پروبیوتیک‌ها روزبه‌روز مورد توجه بیشتری قرار گرفته‌اند، چراکه ثابت شده توان بهبود فیزیولوژی، شکل و ساختار روده و عملکرد ایمنی را دارند و در نتیجه کارایی و سلامت طیور تحت استرس گرمایی را ارتقاء می‌بخشند.

پروبیوتیک‌ها به عنوان میکروارگانیسم‌های زنده مفید تعریف می‌شوند (از جمله بیفیدوباکتریوم، لاکتوباسیلوس و استرپتوکوک)، کشت‌های مخمر (شامل سویه‌های کاندیدا و ساکارومایسس) و قارچ‌ها (مثل Aspergillus awamori) که همگی منجر به بهبود عملکرد طیور، سلامت روده، تعادل میکروبی روده و پاسخ ایمنی می‌شوند. اخیراً، اثر پروبیوتیک‌ها در کاهش آسیب اکسیداتیو ناشی از استرس گرمایی طیور توجه زیادی جلب کرده است. همچنین مصرف پروبیوتیک باعث بهبود رشد، ضریب تبدیل خوراک و پاسخ ایمنی در جوجه‌‌های گوشتی می‌شود. افزودن پروبیوتیک به جیره، دریافت خوراک، رشد روزانه، وزن کل بدن، قابلیت جذب روده و ایمنی را به طور محسوسی افزایش می‌دهد.

پژوهش‌های متعدد مزیت پروبیوتیک‌ها در بهبود مورفولوژی و یکپارچگی روده در پرندگان تحت استرس گرمایی را نشان دادند. یک تحقیق نشان داد پروبیوتیک‌ها می‌توانند آسیب وارده به ساختار پرز-کریپت در پرندگان مواجه با استرس گرمایی را معکوس کنند و به کنترل غلظت کورتیکوسترون و جلوگیری از آزادسازی بیش از حد عوامل التهابی کمک نمایند تا از آسیب به بافت روده و افزایش نفوذپذیری آن جلوگیری شود. وجود لایه مخاطی برای حفظ یکپارچگی روده حیاتی است. براساس یک گزارش، استرس گرمایی در بلدرچین‌ها، منجر به کاهش سلول‌های جامی تولیدکننده مخاط در پرزهای ایلئوم شد.

افزودن پری‌بیوتیک و پروبیوتیک (مانان-الیگوساکارید و لاکتوباسیلوس) به جیره، سبب افزایش غلظت سرمی T3 و T4 در جوجه‌های گوشتی تحت استرس گرمایی می‌شود. با توجه به اینکه هورمون‌های تیروئیدی نقش اساسی در سنتز و تحریک انواع پروتئین‌ها، آنزیم‌ها و هورمون‌ها دارند، افزایش این هورمون‌ها پس از مصرف پروبیوتیک‌ها انتظار می‌رود که فرآیند گوارش و متابولیسم طیور را بهبود بخشد. احتمالاً یکی از دلایل افزایش T3 و T4 پس از مصرف پروبیوتیک، کاهش سطح کورتیکوسترون است، چراکه غلظت بالای این هورمون می‌تواند منجر به کم‌فعالی تیروئید شود.

بنابراین، به دلیل حساسیت بالای پروبیوتیک‌ها به تغییرات محیطی، افزودن آن‌ها به جیره بسیار مفید است، چراکه باعث بالا رفتن احتمال رسیدن پروبیوتیک به دستگاه گوارش و بهبود عملکرد آنها می‌شود. از سویی دیگر، استرس گرمایی شدید می‌تواند ساختار دستگاه گوارش، مورفولوژی پرزها و یکپارچگی اپیتلیال روده در مرغ‌های تخمگذار و گوشتی را مختل و ایمنی آن‌ها را تضعیف کند.

باکتری باسیلوس به دلایل مختلف اهمیت صنعتی زیادی دارد، از جمله ایمنی بالا، نرخ رشد سریع و توانایی ترشح پروتئین به محیط خارج سلولی. سپپتیدهای مشتق‌شده از باسیلوس خواص ضدقارچی، ضدمیکروبی، ضدتومور، ضدویروسی، ضدآمیبی و ضدمایکوپلاسما دارند. طبق یک گزارش، مکمل‌های پروبیوتیکی باعث کاهش اثرات مخرب استرس اکسیداتیو بر کیفیت اسپرم و افزایش وزن گوشت سینه در جوجه‌های گوشتی دچار استرس گرمایی مزمن شد.

در میان باکتری‌های هوازی،  Bacillus subtilis مهم‌ترین گونه با اثرات سودمند در جیره طیور است، زیرا رشد پاتوژن‌های هوازی را مهار و کارایی پروتئین خوراک را افزایش می‌دهد. Bacillus  subtilis توان بالایی در تولید آنزیم‌های گوارشی برون‌زا دارد، رشد روده را ارتقاء می‌دهد، سیستم ایمنی را بهبود می‌بخشد و کیفیت داخلی تخم‌مرغ را بهتر می‌کند و سبب کاهش کلسترول زرده تخم‌مرغ می‌شود.

باسیلوس لیشنی‌فورمیس (Bacillus licheniformis)، باکتری بی‌هوازی اختیاری، باعث افزایش سطح جذب روده و ارتقاء رشد و تکثیر پروبیوتیک‌هایی مانند لاکتوباسیلوس، بیفیدوباکتریوم و  Aspergillus awamori می‌شود. همچنین این گونه، جمعیت سلول‌های جامی (goblet cell) را هم در ایلئوم و هم سکوم مرغ‌های تخمگذار تحت استرس گرمایی حفظ می‌کند .

پروبیوتیک‌های مبتنی بر لاکتوباسیلوس نیز تعداد سلول‌های جامی را در دئودنوم و ژژنوم جوجه‌های گوشتی افزایش دادند. مکانیسم احتمالی این افزایش، تنظیم بیان ژن موکین و تسریع تمایز سلول‌های جامی عنوان شده است. همچنین وزن، کمیت و کیفیت تخم‌مرغ در بلدرچین‌هایی که جیره‌شان حاوی پروبیوتیک بود به طور معناداری افزایش یافت.

در نتیجه، باید گفت که مکمل کردن رژیم غذایی طیور با پروبیوتیک‌ها، نقش مؤثری در پیشگیری از پاتوژن‌ها، بهبود جذب مواد مغذی و ارتقاء ایمنی دارد که در نهایت به بهبود عملکرد جسمانی و مقاومت در برابر بیماری در طیور تحت استرس گرمایی منجر می‌شود.

رویکردهای تغذیه‌ای در شرایط استرس گرمایی کلی می‌توانند آشفتگی‌های محیطی را متعادل کنند. افزودنی‌های خوراکی از جمله پروبیوتیک، قابلیت تغذیه‌ای خوراک را از طریق تبدیل ترکیبات با قابلیت هضم کمتر به اشکال قابل هضم‌تر افزایش می‌دهند. در نتیجه ترکیب جمعیت میکروبی روده تغییر می‌کند و سیستم ایمنی تنظیم می‌شود. هضم خوراک نیز از طریق تولید آنزیم‌های هیدرولیتیک (فیتاز، لیپاز، آمیلاز یا پروتئاز) که جذب مواد مغذی را افزایش می‌دهد یا با تحریک تولید بیشتر آنزیم گوارشی توسط میزبان، بهبود می‌یابد. همچنین پروبیوتیک‌ها می‌توانند تولید ویتامین‌ها، اگزوپلی‌ساکاریدها و آنتی‌اکسیدان‌ها را افزایش داده و ارزش غذایی جیره را بالا ببرند. برخی پروبیوتیک‌ها حتی ممکن است تنظیم‌کننده متابولیسم کلسترول باشند. فرایند هضم و جذب عمدتاً در معده غده‌ای (proventriculus) و روده باریک انجام می‌شود؛ ایلئوم و کولون نیز نقش مهمی در تخمیر پروتئین‌ها و کربوهیدرات‌های هضم نشده دارند که اگر این فرایندها به‌درستی انجام نشود، سبب دیسبیوز می‌گردد.

نتیجه‌گیری و چشم‌انداز آینده

استرس گرمایی می‌تواند رشد، سلامت روده، عملکرد ایمنی، وضعیت تولید و فعالیت تولیدمثلی طیور را مختل کند و بنابراین بر کارایی کلی طیور تأثیر منفی بگذارد. پروبیوتیک‌ها به عنوان یک گزینه امیدوارکننده برای کاهش این اثرات مخرب مطرح‌اند، زیرا می‌توانند فعالیت‌های مورفولوژیک روده، اکولوژی میکروبی، عملکرد فیزیولوژیک، واکنش ایمنی و سطح تولید را در پرندگان تحت استرس گرمایی بهبود بخشند.

با این حال، تحقیقات بیشتری برای شناسایی تغییرات مولکولی ناشی از پروبیوتیک‌ها و تعاملات میان پروبیوتیک، پاتوژن و سلول‌های اپیتلیال مورد نیاز است. قطعاً بررسی‌های متاژنومیک، پروتئومیک و متابولومیک لازمه این مسیر خواهد بود. روشن‌تر شدن این ابعاد، درک محققان را از نقش واقعی پروبیوتیک‌ها در بهبود سلامت و رشد طیور افزایش خواهد داد.