از اول ژانویه سال ۲۰۰۶ میلادی، با اجرای قانون ممنوعیت استفاده از آنتیبیوتیکهای محرک رشد (AGP) در خوراک دام و طیور در اتحادیه اروپا، تحولی عظیم در نگرش به پرورش و تغذیه طیور ایجاد شد. این ممنوعیت قانونی آغازگر سیاستهای سختگیرانه و مشابهی در بسیاری از کشورهای جهان بود که به دنبال آن، مشکلات پنهان تعادل میکروبی دستگاه گوارش طیور که به طور کلی تحت عنوان دیسباکتریوز یا دیسبیوز شناخته میشوند، بهویژه در گلههای جوجههای گوشتی به شدت آشکار شدند. این بحران گوارشی در کشورهایی که علاوه بر ممنوعیت آنتیبیوتیکها، مصرف کوکسیدیواستاتهای یونوفوری را نیز محدود کرده بودند، با شدت و تلفات بسیار بیشتری همراه بود.
اهمیت مطالعه تعادل میکروبی دستگاه گوارش طیور
با وجود چندین دهه استفاده مداوم از محرکهای رشد شیمیایی، هنوز در جوامع علمی درباره مکانیسم دقیق عملکرد این داروها اتفاق نظر وجود ندارد. فرضیههای مختلفی درباره تعادل میکروبی دستگاه گوارش طیور مطرح شدهاند که بسیاری از آنها فاقد شواهد تجربی کافی هستند؛ با این حال، توافق کلی بر این است که این ترکیبات به نوعی التهاب روده را کاهش داده و از دکونژوگه شدن نمکهای صفراوی جلوگیری میکردند و در نتیجه، مشکلات سلامت روده را تا حدی پنهان میساختند.
ممنوعیت استفاده از آنتیبیوتیکها موجب شد تا توجه پژوهشگران دوباره به سلامت روده حیوانات جلب شود. در گذشته، تحقیقات بیشتر بر عوامل بیماریزایی مانند کرمها، تکیاختهها، باکتریها و ویروسهایی متمرکز بود که به مخاط روده آسیب وارد کرده و موجب بروز بیماری میشدند. اما امروزه، تمرکز اصلی تحقیقات بر شناخت تعاملات بسیار پیچیده میان مخاط روده، محتویات روده و مجموعه میکروارگانیسمهای ساکن در آن است. مطالعه دقیق این مکانیسمها نشان داده است که پیشرفت در تغذیه طیور بدون در نظر گرفتن تعادل میکروبی دستگاه گوارش طیور امکانپذیر نخواهد بود.
طی کمتر از دو دهه، این حوزه تخصصی به شاخهای کاملاً مستقل از علوم زیستی تبدیل شده است که با عنوان «علم اکوسیستم روده» شناخته میشود. پیشرفت این علم تا حد زیادی مرهون فناوریهای نوین، بهویژه فناوریهای پیشرفته اُمیکس (Omics) است.
شکل گیری میکروبیوم سکوم در جوجه ها
امروزه تقریباً همه پژوهشگران بر این موضوع توافق قطعی دارند که میکروبیوتای روده یکی از مهمترین و اصلیترین عوامل تعیینکننده تعادل میکروبی دستگاه گوارش طیور است. ترکیب و تراکم این جمعیت میکروبی در بخشهای مختلف دستگاه گوارش کاملاً متفاوت است. به عنوان مثال، در بخشهایی نظیر چینهدان و ایلئوم، بیش از ۹۰ درصد باکتریها را اعضای خانواده لاکتوباسیلاسه (Lactobacillaceae) تشکیل میدهند. در مقابل، بخش سکوم (روده کور) دارای متنوعترین و متراکمترین جمعیت میکروبی است و بیشترین مطالعات علمی نیز دقیقاً بر روی همین بخش انجام شده است.
کلونیزاسیون و استقرار باکتریها در سکوم از همان ساعات اولیه پس از خروج جوجه از تخم آغاز میشود. در روزهای نخست زندگی، جمعیت میکروبی روده عمدتاً از باکتریهای خانواده انتروباکتریاسه (Enterobacteriaceae) تشکیل شده است. اما این روند ثابت نمیماند و تا پایان هفته اول زندگی، این وضعیت ساختاری تغییر میکند. در این زمان، بخش عمده این باکتریهای اولیه جای خود را به باکتریهای تخصصی تولیدکننده بوتیرات میدهند. این تغییر جمعیت حیاتی، اولین گام و زیربنای اصلی برای شکلگیری و حفظ تعادل میکروبی دستگاه گوارش طیور محسوب میشود که تا پایان دوره پرورش از پرنده محافظت میکند.
۴ متابولیت کلیدی در تعادل میکروبی دستگاه گوارش طیور
میلیونها سال همتکاملی بین میزبان (پرنده) و میکروبیوتا موجب شده است که ارتباط بیوشیمیایی بسیار پیچیدهای میان آنها شکل بگیرد. این ارتباط فقط از طریق حضور فیزیکی باکتریها در روده نیست، بلکه بخش مهمی از این تعاملات توسط متابولیتهای (فرآوردههای) تولیدشده توسط باکتریها انجام میشود. این ترکیبات شیمیایی به عنوان پیامرسانهای بین دو قلمرو (Interkingdom Signals) شناخته میشوند؛ یعنی موادی که توسط میکروبها در فضای روده ساخته شده و توسط سلولهای بدن میزبان به عنوان سیگنالهای تعادل میکروبی دستگاه گوارش طیور شناسایی میشوند.
۱. بوتیرات (سوخت اصلی سلول های پوششی)
یکی از مهمترین و شناختهشدهترین این متابولیتها، اسید چرب بوتیرات (Butyrate) است. بوتیرات در واقع محصول نهایی فرآیند تخمیر فیبرهای غذایی توسط باکتریهای مفید مستقر در سکوم است و از مهمترین عوامل در تثبیت تعادل میکروبی دستگاه گوارش طیور به شمار میرود. بوتیرات عملکردهای فیزیولوژیک بسیار متعددی در بدن دارد. از جمله مهمترین وظایف آن میتوان به تأمین انرژی مستقیم و حیاتی برای سلولهای اپیتلیال روده بزرگ، کاهش محسوس التهاب بافتی، تقویت سد مخاطی، افزایش رشد سلولهای روده، بهبود عملکرد سیستم ایمنی موضعی و افزایش مقاومت سیستمیک در برابر عوامل بیماریزا اشاره کرد.
۲. ایندول روده
یکی دیگر از متابولیتهای بسیار مهم میکروبی موثر در تعادل میکروبی دستگاه گوارش طیور، ترکیبی به نام ایندول (Indole) است. این ترکیب بیوشیمیایی از تجزیه اسیدآمینه تریپتوفان توسط بسیاری از باکتریهای روده تولید میشود. مطالعات بالینی نشان دادهاند که مشتقات ایندول در جوجههای مبتلا به بیماری انگلی کوکسیدیوز میتوانند آسیبهای وارد شده به مخاط روده را به شدت کاهش دهند و التهابات مخرب را مهار کنند.
۳. لاکتات روده
باکتریهای لاکتوباسیل هنگام تخمیر پریبیوتیکهایی مانند زایلوالیگوساکاریدها، مقدار زیادی لاکتات در روده تولید میکنند. این تولید لاکتات پایان مسیر نیست؛ بلکه گروهی از باکتریهای مفید خانواده Lachnospiraceae این لاکتات را به عنوان غذا مصرف کرده و آن را طی یک فرآیند بیوشیمیایی به بوتیرات تبدیل میکنند. این فرآیند تغذیه متقاطع (Cross Feeding) نام دارد، یکی از مهمترین مکانیسمهای تعادل میکروبی دستگاه گوارش طیور محسوب میشود. اگر مقدار لاکتات بسیار زیاد شود، pH روده به شدت کاهش مییابد که این افت اسیدیته، رشد برخی باکتریهای مفید را مهار کرده و از سوی دیگر موجب افزایش تولید گاز سمی سولفید هیدروژن میشود. این فرآیند منفی در نهایت استرس اکسیداتیو و التهاب روده را تشدید میکند.
۴. سوکسینات و تغذیه متقاطع
سوکسینات (Succinate) یکی دیگر از متابولیتهای مهم تعادل میکروبی دستگاه گوارش طیور است که در مسیر تولید پروپیونات توسط باکتریها ساخته میشود. برخلاف بوتیرات، سلولهای روده از سوکسینات به عنوان منبع انرژی مستقیم استفاده نمیکنند؛ بلکه این ماده در تولید گلوکز توسط بافت روده نقش اساسی دارد و به تنظیم دقیق متابولیسم انرژی در بدن پرنده کمک شایانی میکند.
عارضه دیس بیوز در طیور چیست؟
یکی از مهمترین و مخربترین مفاهیم در بررسی تعادل میکروبی دستگاه گوارش طیور، دیسبیوز (Dysbiosis) است. دیسبیوز به معنای برهم خوردن آشکار تعادل میکروبی دستگاه گوارش طیور است؛ حالتی بحرانی که در آن جمعیت باکتریهای مفید و همزیست کاهش یافته و میکروارگانیسمهای فرصتطلب یا بیماریزا افزایش مییابند.
باید توجه داشت که دیسبیوز معمولاً یک بیماری مستقل نیست که بتوان آن را به یک عامل واحد نسبت داد، بلکه نتیجه عوامل مختلف و متعددی است که تعادل میکروبی دستگاه گوارش طیور را به شدت بر هم میزنند. زمانی که این عارضه در گله رخ میدهد، تمام ساختارهای محافظتی از جمله سد مخاطی و اتصالات محکم سلولی دچار فروپاشی شده و پرنده مستعد ابتلا به عفونتهای ثانویه و افت شدید ضریب تبدیل میشود.
۸ عامل برهم زننده تعادل میکروبی دستگاه گوارش طیور
نویسندگان و محققان تأکید میکنند که عوامل متعددی میتوانند موجب بروز دیسبیوز در فارمهای صنعتی شوند. شناخت این عوامل برای اجرای برنامههای پیشگیرانه و حفظ تعادل میکروبی دستگاه گوارش طیور کاملاً الزامی است. ۸ عامل اصلی عبارتند از:
- تغییرات ناگهانی جیره غذایی: هرگونه تغییر بدون آمادهسازی در فرمولاسیون خوراک، شوک بزرگی به تعادل میکروبی دستگاه گوارش طیور وارد میکند.
- هضم ناقص پروتئینها: عبور پروتئینهای هضمنشده به بخشهای انتهایی روده، غذای ایدهآلی برای باکتریهای پاتوژن فراهم میکند.
- مصرف بیش از حد پروتئین خام: سطوح بالای پروتئین در جیره، فرآیندهای تخمیر نامطلوب را در سکوم افزایش میدهد.
- فیبر نامناسب یا با کیفیت پایین: عدم تأمین الیاف مناسب، تولید متابولیتهای مفیدی نظیر بوتیرات را متوقف میکند.
- آلودگیهای باکتریایی و انگلی: بیماریهایی مانند کوکسیدیوز مستقیماً به بافت روده آسیب رسانده و اکوسیستم آن را تخریب میکنند.
- تنش گرمایی: استرس حرارتی با کاهش جریان خون به سمت رودهها، بافت اپیتلیال را دچار هیپوکسی (کمبود اکسیژن) و نشت سموم میکند.
- استرسهای مدیریتی: تراکم بالای گله، تهویه نامناسب و استرسهای فیزیکی باعث تضعیف سیستم ایمنی پرنده میشوند.
- کیفیت پایین مواد اولیه خوراک: استفاده از نهادههای بیکیفیت و کپکزده، منبع اصلی ورود توکسینها و برهم زدن تعادل میکروبی دستگاه گوارش طیور است.
حتی عدم تعادل جزئی و کوچک در ترکیب مواد مغذی جیره نیز میتواند تعادل میکروبی دستگاه گوارش طیور را تغییر دهد و آغازگر عارضه دیسبیوز در پرنده باشد.
حفظ تعادل میکروبی دستگاه گوارش طیور
بسیاری از مکانیسمهای بیولوژیک تنظیمکننده تعادل میکروبی دستگاه گوارش طیور در پرندگان و پستانداران مشابه یکدیگر هستند و طی فرایند تکامل حفظ شدهاند. در مرغ نیز مانند سایر گونههای جانوری، یک التهاب فیزیولوژیک به طور کاملاً طبیعی در روده وجود دارد؛ اما عوامل تغذیهای و محیطی میتوانند این التهاب پایه را به سرعت افزایش داده و آن را به یک التهاب آسیبزا و کنترلنشدنی تبدیل کنند.
جمع بندی؛ تعادل میکروبی دستگاه گوارش طیور
با نظر کارشناسی متخصصان هلدینگ محمدیان، در گذشته هدف اصلی پژوهشها و استراتژیهای پرورشی تنها افزایش تعداد باکتریهای مفید در دستگاه گوارش بود؛ اما اکنون در علم نوین تغذیه، هدف جدید، تعادل میکروبی دستگاه گوارش طیور به سمت تولید پیامرسانهای مفید بین میکروب و میزبان (Interkingdom Signals) است. نمونه بارز این ترکیبات استراتژیک عبارتاند از بوتیرات، ایندول، پروپیونات و سوکسینات.
این متابولیتهای ارزشمند میتوانند التهابات بافتی را کاهش دهند، سد مخاطی را در برابر سموم و پاتوژنها تقویت کنند، عملکرد سیستم ایمنی روده را به شکل هوشمندانهای تنظیم نمایند، و در نهایت با حفظ قطعی تعادل میکروبی دستگاه گوارش طیور، سلامت سیستمیک و عملکرد تولیدی گله را در فارمهای صنعتی به بالاترین سطح ممکن برسانند. استفاده از رویکردهای تغذیهای نظیر بهبود کیفیت خوراک و بهکارگیری پریبیوتیکها، پروبیوتیکها و آنزیمهای خوراکی، کلید طلایی برای هدایت این متابولیسم میکروبی و دستیابی به سودآوری پایدار در صنعت مرغداری است.
