چکیده

استرس گرمایی یکی از مهم‌ترین عوامل محدودکننده بهره‌وری در صنعت پرورش مرغ گوشتی است. این پدیده با اختلال در تعادل حرارتی بدن، افزایش استرس اکسیداتیو، تغییر در متابولیسم انرژی و تضعیف پاسخ‌های ایمنی، موجب افت عملکرد و کاهش کیفیت گوشت می‌شود. در سال‌های اخیر، پژوهش‌های متعددی به بررسی امکان تعدیل این اثرات از طریق افزودن ویتامین‌ها و مواد معدنی به جیره پرداخته‌اند.

این مطالعه، مروری بر پژوهش‌های موجود درباره نقش ویتامین C، ویتامین E، سلنیوم، روی، منگنز و کروم در کاهش پیامدهای استرس گرمایی در مرغ‌های گوشتی است. بررسی منابع نشان می‌دهد که این ترکیبات با مکانیسم‌های متفاوت (آنتی‌اکسیدانی، تنظیم تعادل اسمزی، حمایت از متابولیسم انرژی و تقویت ایمنی) می‌توانند اثرات منفی گرما را تعدیل کنند. شواهد موجود همچنین حاکی از آن است که ترکیب این مواد، به‌ویژه ترکیب آنتی‌اکسیدان‌های محلول در چربی و آب به‌همراه کوفاکتورهای آنزیمی، اغلب اثربخشی بیشتری نسبت به کاربرد جداگانه دارد.

مقدمه

استرس گرمایی، خسارت‌زاترین تنش زیست‌محیطی در پرورش مرغ گوشتی به‌شمار می‌رود. زمانی که دمای محیط از محدوده آسایش حرارتی فراتر می‌رود، پرنده قادر به دفع کامل گرمای متابولیکی خود نیست و دچار افزایش دمای بدن، تغییر در الگوی گردش خون و برهم‌خوردن تعادل هومئوستاتیک می‌شود. پیامد آن در سطح گله، کاهش مصرف خوراک، افت افزایش وزن، افزایش ضریب تبدیل، تضعیف ایمنی و افزایش تلفات است.

 اهمیت موضوع بررسی استرس گرمایی

با گسترش تغییر اقلیم و افزایش فراوانی دوره‌های گرمایی، این مسئله ابعاد اقتصادی گسترده‌تری یافته است. در همین راستا، پژوهشگران به‌طور مداوم راهکارهای تغذیه‌ای قابل اجرا در شرایط مرغداری را بررسی کرده‌اند. در میان این راهکارها، مکمل‌سازی جیره با ویتامین‌ها و مواد معدنی با نقش‌های شناخته‌شده در دفاع آنتی‌اکسیدانی، تعادل اسمزی و متابولیسم انرژی، بیشترین توجه را به خود اختصاص داده است.

استرس گرمایی در مرغ‌های گوشتی

مکانیسم‌های زیستی و تخریب سلولی

مرغ‌های گوشتی به‌دلیل نرخ متابولیسم بالا، فقدان غدد عرق و پوشش پر، حساسیت ویژه‌ای به گرما دارند. پژوهش‌ها نشان می‌دهند استرس گرمایی با افزایش تولید گونه‌های واکنش‌پذیر اکسیژن (ROS) در بافت‌ها، فعال‌سازی محور هیپوتالاموس–هیپوفیز–آدرنال و افزایش غلظت کورتیزول همراه است . این تغییرات، تعادل اکسیداتیو–آنتی‌اکسیدانی را برهم زده و منجر به پراکسیداسیون لیپیدی غشاها می‌شود .

 اثرات بر عملکرد مرغ گوشتی با کاهش مصرف خوراک

در مطالعات متعددی گزارش شده است که قرار گرفتن در معرض گرما، مصرف خوراک را به‌طور قابل‌توجهی کاهش می‌دهد و این کاهش، مهم‌ترین عامل افت افزایش وزن است . افزون بر آن، افزایش هزینه‌های انرژی لازم برای دفع گرما و تغییر در جذب مواد مغذی، ضریب تبدیل خوراک را نیز افزایش می‌دهد . در بررسی‌ مرغداری‌ها نیز همبستگی میان دوره‌های گرمایی و افزایش تلفات مشاهده شده است.

اثرات بر ایمنی و کیفیت گوشت

استرس گرمایی پاسخ‌های ایمنی هومورال و سلولی را تضعیف می‌کند و نسبت هتروفیل به لنفوسیت (H/L) را به‌عنوان شاخص استرس مزمن افزایش می‌دهد. در بافت عضله نیز، تسریع دهیدروژناسیون و افزایش پراکسیداسیون لیپیدی موجب کاهش pH نهایی، افزایش افت آب و تسریع اکسیداسیون چربی در دوره نگهداری می‌شود.

 ویتامین‌ها و نقش آن‌ها در تعدیل استرس گرمایی

ویتامین  C

ویتامین C یک آنتی‌اکسیدان محلول در آب است که در شرایط عادی در بدن پرنده سنتز می‌شود، اما ظرفیت سنتز آن در زمان استرس، به‌ویژه استرس گرمایی، کافی نیست. پژوهش‌های متعددی نشان داده‌اند که افزودن ویتامین C باعث بهبود افزایش وزن و ضریب تبدیل در شرایط گرما می‌شود. مکانیسم‌های پیشنهادی شامل احیای ویتامین E، کاهش غلظت کورتیزول سرم، بهبود تهویه حرارتی از طریق افزایش جریان خون پوستی و تعدیل تعادل الکترولیت‌ها در نتیجه تغییر الگوی تنفس است همچنین برخی مطالعات کاهش مالون‌دی‌آلدئید (MDA) و بهبود پاسخ‌های ایمنی را گزارش کرده‌اند.

 ویتامین  E

ویتامین E مهم‌ترین آنتی‌اکسیدان چربی‌دوست غشای سلولی است و از پراکسیداسیون لیپیدی جلوگیری می‌کند. در شرایط استرس گرمایی، غلظت ویتامین E در بافت‌ها کاهش می‌یابد. مکمل‌سازی جیره با ویتامین E در سطوح بالاتر از نیاز، معمولاً عملکرد را بهبود می‌بخشد، پراکسیداسیون لیپیدی را کاهش می‌دهد و کیفیت گوشت (به‌ویژه ثبات اکسیداتیو در دوره نگهداری) را ارتقا می‌دهد.  افزون بر این، برخی مطالعات بهبود پاسخ ایمنی هومورال را نیز گزارش کرده‌اند.

 سایر ویتامین‌ها

شواهد درباره نقش ویتامین A، D3 و ویتامین‌های گروه B در استرس گرمایی محدودتر و گاه متناقض است. با این حال، از آنجا که استرس گرمایی بر جذب و متابولیسم برخی از این ویتامین‌ها تأثیر می‌گذارد، حفظ سطوح توصیه‌شده (و در برخی موارد اندکی بالاتر) در دوره گرما منطقی به‌نظر می‌رسد. مطالعات موجود بیشتر بر ویتامین‌های C و E متمرکز بوده‌اند.

مواد معدنی و نقش آن‌ها در تعدیل استرس گرمایی

سلنیوم

سلنیوم کوفاکتور آنزیم گلوتاتیون پراکسیداز (GSH-Px) است که یکی از مهم‌ترین خطوط دفاعی علیه پراکسید هیدروژن و پراکسیدهای لیپیدی به‌شمار می‌رود. در شرایط گرما، فعالیت GSH-Px اغلب کاهش می‌یابد و استفاده از سلنیوم می‌تواند آن را بازیابی کند . مقایسه فرم‌های معدنی و آلی نشان می‌دهد فرم‌های آلی (مانند سلنوم-متیونین) معمولاً زیست‌فراهمی بالاتر و کارایی بیشتری در افزایش ذخایر بافتی و بهبود شاخص‌های آنتی‌اکسیدانی دارند.  تلفیق سلنیوم با ویتامین E در بسیاری از مطالعات، اثرات قوی‌تری بر کاهش MDA و بهبود کیفیت گوشت ایجاد کرده است .

روی

روی در ساختار بیش از 300 آنزیم شرکت دارد و در سنتز پروتئین، تقسیم سلولی، ترمیم بافت و عملکرد سیستم ایمنی نقش اساسی دارد. در استرس گرمایی، دفع روی از بدن افزایش می‌یابد و غلظت سرمی آن کاهش می‌یابد. مکمل‌سازی روی باعث بهبود ضریب تبدیل خوراک، کاهش نسبت H/L و تقویت پاسخ‌های ایمنی در پرندگان تحت گرما شده است.  همچنین برخی گزارش‌ها حاکی از کاهش پراکسیداسیون لیپیدی در حضور روی است که احتمالاً از طریق نقش آن در آنزیم‌های آنتی‌اکسیدانی و تثبیت غشاها صورت می‌گیرد .

 منگنز

منگنز کوفاکتور سوپراکسید دیسموتاز میتوکندریایی (Mn-SOD) است؛ آنزیمی کلیدی در خنثی‌سازی رادیکال سوپراکسید در فضای میتوکندری!

مطالعات نشان داده‌اند که کمبود منگنز حساسیت به پراکسیداسیون را افزایش می‌دهد و مکمل‌سازی آن در شرایط تنش، ظرفیت آنتی‌اکسیدانی بافت را بهبود می‌بخشد. هرچند داده‌های اختصاصی درباره منگنز به‌تنهایی در استرس گرمایی مرغ گوشتی نسبت به روی یا سلنیوم کمتر است، اما در ترکیب با سایر عناصر کمیاب (روی، مس) اثرات سودمندی گزارش شده است.

 کروم

کروم، به‌ویژه در فرم‌های آلی (پیکولینات کروم)، با بهبود حساسیت به انسولین و متابولیسم کربوهیدرات‌ها مرتبط دانسته شده است. در استرس گرمایی، متابولیسم انرژی دچار اختلال می‌شود و افزایش سطح کورتیزول می‌تواند بر هموستاز گلوکز اثر بگذارد. برخی پژوهش‌ها نشان داده‌اند که استفاده از کروم در دوره گرما باعث کاهش سطح گلوکز و کورتیزول سرم، بهبود ضریب تبدیل و کاهش تلفات می‌شود. همچنین گزارش‌هایی از کاهش استرس اکسیداتیو در نمونه‌هایی که از جیر‌ه‌های استفاده کردند حاوی کروم وجود دارد . با این حال، دامنه سطوح مؤثر در منابع متغیر است و فرم آلی معمولاً کارآمدتر ارزیابی شده است.

تعاملات سینرژیک بین ویتامین‌ها و مواد معدنی

یکی از یافته‌های تکرارشونده در مقالات علمی، برتری نسبی مخلوط این ترکیبات نسبت به کاربرد منفرد آن‌هاست. این امر با ساختار چندلایه سیستم آنتی‌اکسیدانی قابل توضیح است.

ویتامین E پراکسیدهای لیپیدی را خنثی می‌کند و در این فرایند خود اکسید می‌شود؛ ویتامین C قادر است ویتامین E احیاشده را بازسازی کند. سلنیوم، از طریق GSH-Px، پراکسیدهای لیپیدی و هیدروژن پراکسید را حذف می‌کند و بدین ترتیب فشار بر ویتامین E را کاهش می‌دهد. همچنین آنزیم‌های سوپراکسید دیسموتاز با وابستگی به فلزات مختلف (Cu/Zn-SOD در سیتوزول و Mn-SOD در میتوکندری) رادیکال سوپراکسید را به پراکسید هیدروژن تبدیل می‌کنند و GSH-Px وابسته به Se پراکسید هیدروژن را تجزیه می‌کند. این زنجیره نشان می‌دهد نبود یک جزء می‌تواند کارایی دیگر اجزا را محدود کند.

مطالعات متعددی این سینرژی را تأیید کرده‌اند. برای نمونه، تلفیق ویتامین E و سلنیوم اثر قوی‌تری بر کاهش MDA نسبت به هر یک به‌تنهایی داشته است. در پژوهش‌های دیگر، افزودن ویتامین C به ترکیب ویتامین E + سلنیوم، پاسخ آنتی‌اکسیدانی و شاخص‌های کیفیت گوشت را بیش از پیش بهبود بخشیده است . همچنین ترکیب عناصر کمیاب (روی، منگنز) با آنتی‌اکسیدان‌ها، در برخی مطالعات منجر به بهبود ضریب تبدیل و پاسخ ایمنی شده که فراتر از اثرات جداگانه بوده است.

آنچه اغلب پژوهش‌ها نشان داده‌اند!

با مرور گستره مطالعات، الگوهای زیر به‌طور نسبتاً بصورت یکنواخت تکرار شده‌اند:

• استرس گرمایی چرخه‌ای یا پایدار، همواره با افزایش شاخص‌های پراکسیداسیون (MDA) و کاهش ظرفیت آنتی‌اکسیدانی همراه است.
  
  
• مکمل‌سازی ویتامین C (معمولاً در دامنه 150 تا 300 میلی‌گرم/کیلوگرم خوراک) در بیشتر مطالعات باعث بهبود عملکرد و کاهش MDA می‌شود.
  
  
• ویتامین E (150 تا 250 میلی گرم/کیلوگرم) به‌همراه سلنیوم آلی (0/2 تا 0/4 میلی‌گرم/کیلوگرم) قوی‌ترین اثر را بر ثبات اکسیداتیو گوشت و کاهش پراکسیداسیون دارد.
  
  
• روی (40 تا 100 میلی‌گرم/کیلوگرم بسته به فرم روی) و منگنز (60 تا 100 میلی‌گرم/کیلوگرم) عمدتاً از طریق بهبود ایمنی و حمایت از SODها اثرگذارند.
  
  
• کروم آلی (0.2 الی 0.6 میلی‌گرم/کیلوگرم) در شماری از مطالعات متابولیسم انرژی را تعدیل و سطح کورتیزول را کاهش داده است.
  
  
• ترکیب کامل این اجزا، در مقایسه با تک‌مکمل‌ها، پوشش گسترده‌تری از مسیرهای دفاعی فراهم می‌کند و اغلب نزدیک‌ترین نتایج به شرایط بدون استرس را حاصل می‌آورد.

 شکاف‌های پژوهشی و محدودیت‌های موجود

با وجود شواهد فراوان، چند خلا مهم در مقالات علمی قابل شناسایی است:

1. شبیه‌سازی شرایط فارم: بسیاری از مطالعات از گرمای ثابت و شدید استفاده کرده‌اند، در حالی که در شرایط واقعی، گرما معمولاً به‌صورت چرخه‌ای (روز/شب) و با نوسان رخ می‌دهد. تأثیر مکمل‌ها در این الگوهای چرخه‌ای کمتر به‌طور مستقیم مقایسه شده است.
   
   
2. ارزیابی هم‌زمان شاخص‌ها: اغلب پژوهش‌ها تنها عملکرد یا تنها شاخص‌های آنتی‌اکسیدانی را بررسی کرده‌اند. مطالعات معدودی عملکرد، ایمنی، استرس اکسیداتیو و کیفیت گوشت را به‌طور هم‌زمان در یک طرح ارزیابی کرده‌اند.
   
   
3. تفاوت فرم‌ها: گرچه برتری فرم‌های آلی عناصر (سلنیوم، کروم) نسبت به معدنی در بسیاری موارد گزارش شده، داده‌های مقایسه مستقیم تحت شرایط گرمایی چرخه‌ای هنوز محدود است.
   
   
4. دامنه سطوح و تکرارپذیری: سطوح مؤثر گاه بین مطالعات متفاوت است. دلیل آن می‌تواند تفاوت در شدت گرما، سن پرنده، پایه جیره و مدت استرس باشد. نبود پروتکل‌های استاندارد برای شدت استرس، مقایسه بین آزمایش‌ها را دشوار می‌کند.
   
   
5. ارزیابی اقتصادی: تنها شمار اندکی از مطالعات، افزایش هزینه خوراک ناشی از مکمل‌سازی را در برابر بهبود عملکرد و کاهش تلفات سنجیده‌اند. این موضوع کاربرد گسترده در واحدهای تجاری را محدود کرده است.
   
   
6. پیامدهای مولکولی: با وجود رشد مطالعات، اطلاعات درباره تأثیر این مکمل‌ها بر بیان ژن‌های شوک حرارتی (HSPs)، مسیرهای سیگنالینگ آنتی‌اکسیدانی و میکروبیوتای روده در شرایط گرما هنوز پراکنده است .

 پیامدهای کاربردی برای صنعت پرورش مرغ گوشتی

با استناد به شواهد موجود، می‌توان نتیجه گرفت که مکمل‌سازی هدفمند با این ترکیبات، راهکاری منطقی برای کاهش زیان گرماست. یافته‌های پژوهشی نشان می‌دهند که:

• در دوره‌های گرمایی، افزودن ترکیبی از ویتامین C، ویتامین E، سلنیوم آلی، روی، منگنز و کروم آلی می‌تواند افت عملکرد را به میزان چشمگیری کاهش دهد.
  
  
• این ترکیب با کاهش پراکسیداسیون لیپیدی، ثبات کیفیت گوشت را در دوره پس از کشتار بهبود می‌بخشد؛ موضوعی که مستقیماً بر ارزش بازار گوشت تأثیر دارد.
  
  
• اثرات مثبت عمدتاً زمانی آشکار می‌شود که مکمل‌سازی هم‌زمان با آغاز استرس گرمایی اعمال شود و تا پایان دوره ادامه یابد.

با توجه به تکرارپذیری نتایج در مطالعات متعدد، چنین ترکیبی را می‌توان بدون تغییرات اساسی در مدیریت سالن، به جیره‌های تجاری افزود. در غیاب داده‌های اقتصادی گسترده، شواهد عملکردی نشان می‌دهد که بهبود ضریب تبدیل و کاهش تلفات، معمولاً هزینه اضافی مکمل را پوشش می‌دهد و در دوره‌های گرمایی طولانی‌تر، سودآوری را حفظ می‌کند.

نتیجه‌گیری کلی

مرور پژوهش‌های منتشرشده آشکار می‌سازد که استرس گرمایی با ایجاد استرس اکسیداتیو و اختلال متابولیکی، عملکرد مرغ‌های گوشتی را به‌شدت تحت تأثیر قرار می‌دهد. ویتامین C، ویتامین E، سلنیوم، روی، منگنز و کروم از جمله مؤثرترین ریزمغذی‌هایی هستند که می‌توانند این اثرات را تعدیل کنند.

مهم‌ترین پیام علمی این است که این ترکیبات نه در انزوا، بلکه در قالب یک سامانه مکمل عمل می‌کنند:
آنتی‌اکسیدان‌های آب‌دوست و چربی‌دوست با یکدیگر و با کوفاکتورهای آنزیمی همکاری می‌کنند تا از غشاها، سیتوزول و میتوکندری در برابر آسیب اکسیداتیو محافظت نمایند. در نتیجه، کاربرد ترکیبی آن‌ها هم از نظر بیوشیمیایی منطقی و هم از نظر عملکردی مؤثرتر از اجزای جداگانه است.

با وجود این، برای تبدیل این شواهد به توصیه‌های دقیق قابل اجرا در مرغداری، نیاز به مطالعات بیشتری با الگوهای گرمایی چرخه‌ای، ارزیابی هم‌زمان شاخص‌های عملکرد، ایمنی، بیوشیمی و کیفیت گوشت و تحلیل اقتصادی معتبر وجود دارد.


گردآورنده: دکتر سروش رهبرنژاد

فهرست منابع

Ajakaiye, Joseph J., et al. “Impact of Heat Stress on Egg Quality in Layer Hens Supplemented with l-Ascorbic Acid and dl-Tocopherol Acetate.” Veterinarski Arhiv, vol. 81, no. 1, 2011, pp. 119–32.

Attia, Youssef A., et al. “Influence of Different Time and Frequency of Multienzyme Application on the Efficiency of Broiler Chicken Rearing and Some Selected Metabolic Indicators.” Animals, vol. 10, no. 3, 2020, p. 450, https://doi.org/10.3390/ani10030450.

Belhadj Slimen, Imen, et al. “Heat Stress Effects on Livestock: Molecular, Cellular and Metabolic Aspects, a Review.” Journal of Animal Physiology and Animal Nutrition, vol. 100, no. 3, 2016, pp. 401–12, https://doi.org/10.1111/jpn.12379.

Habibian, Mahmood, et al. “Effects of Dietary Selenium and Vitamin E on Immune Response and Biological Blood Parameters of Broilers Reared under Thermoneutral or Heat Stress Conditions.” International Journal of Biometeorology, vol. 58, no. 5, 2014, pp. 741–52, https://doi.org/10.1007/s00484-013-0654-y.

Khan, Rifat Ullah, et al. “Effect of Ascorbic Acid in Heat-Stressed Poultry.” World's Poultry Science Journal, vol. 68, no. 3, 2012, pp. 477–90, https://doi.org/10.1017/S004393391200058X.

Lin, Hai, et al. “Strategies for Preventing Heat Stress in Poultry.” World's Poultry Science Journal, vol. 62, no. 1, 2006, pp. 71–86, https://doi.org/10.1079/WPS200585.

Mishra, Birendra, and Rajesh Jha. “Oxidative Stress in the Poultry Gut: Potential Challenges and Interventions.” Frontiers in Veterinary Science, vol. 6, 2019, p. 60, https://doi.org/10.3389/fvets.2019.00060.

Niu, Zhi-Yong, et al. “Effects of Different Levels of Vitamin E on Growth Performance and Immune Responses of Broilers under Heat Stress.” Poultry Science, vol. 88, no. 10, 2009, pp. 2101–07, https://doi.org/10.3382/ps.2009-00220.

Sahin, Kazim, et al. “Effects of Chromium and Ascorbic Acid Supplementation on Growth, Carcass Traits, Serum Metabolites, and Antioxidant Status of Broiler Chickens Reared at a High Ambient Temperature (32 °C).” Nutrition Research, vol. 23, no. 2, 2003, pp. 225–38, https://doi.org/10.1016/S0271-5317(02)00513-4.

Sahin, Kazim, et al. “Role of Dietary Zinc in Heat-Stressed Poultry: A Review.” Poultry Science, vol. 88, no. 10, 2009, pp. 2176–83, https://doi.org/10.3382/ps.2008-00560.

Surai, Peter F., et al. “Antioxidant Defence Systems and Oxidative Stress in Poultry Biology: An Update.” Antioxidants, vol. 8, no. 7, 2019, p. 235, https://doi.org/10.3390/antiox8070235.

Wasti, Sanjeev, et al. “Impact of Heat Stress on Poultry Health and Performances, and Potential Mitigation Strategies.” Animals, vol. 10, no. 8, 2020, p. 1266, https://doi.org/10.3390/ani10081266.