دکتر روزبه شباک
شرکت ماهور دانش اسپادان
تغییر در سیستم ایمنی پرندگان در سیستم های پرورشی شدید در طی دهه اخیر معایبی را در بر داشته است.امروزه مرغ ها و بوقلمون ها نسبت به عفونت ها ی مختلف و بیماریهای متابولیک حساس تر شده اند و میزان مرگ بالاتری را نشان می دهند. در نتیجه در سالهای اخیر با استفاده از افزودنی های خوراکی با خواص ایمنی زایی در تولید ویژه طیور رشد شدید صورت گرفته است.این بخش و مباحث مربوط به آن به نتیجه مطالعات موجود اثر سلولهای مخمری از مکانیسم های مختلف بر سیستم ایمنی طیور می پردازد.عمده ترین این آزمایشات نشان گر این است که استفاده از مخمر مشتق شده ممکن است یک تاثیر مثبت بر سیستم ایمنی داشته باشد و نسبت به میکروارگانیسم های پاتوژن مقاوم باشد. هر چند اثرات مثبت مخمرها بر سیستم ایمنی همیشه انعکاس مثبت بر پارامترهای تولید ندارد بویژه هنگامیکه ازمایشات به سمت سلامت پرنده هدایت می شود.
مقدمه : در طی دهه های گذشته انتخاب ژنتیکی برای ویژگی های عملکردی (مثل سرعت رشد) سبب تشدید تولیدات طیور شده است و این مساله اثر منفی بر فعالیت ایمنی داشته و کاهش مقاوت پرنده به عوامل پاتوژنی و عفونت را سبب شده است.بطورمثال اگر سیستم ایمنی در حال رشد نیمچه های تجاری و لاین مناسب نباشد ، اثر منفی پاسخ ایمنی در انتخاب ژنتیکی طولانی مدت جهت رشد توان اجرایی طیور بدست می اید.مانند آنتی بادی در برابر سلولهای قرمز خون (SRBC) . اما افزایشی در پاسخ ایمنی با واسطه و التهابی صورت می گیرد.این ها اثرات کمتری در مبارزه با بیماریهای باکتریایی دارند و اغلب برای جذب غذا و شاخص های تولیدی نامناسب می باشند.
نتایج این مطالعه که بواسطه ژنوس (2006) انجام شده نشان می دهد که انفجار اکسیداتیو و فعالیت دگرانولاسیون در روز 4 و 7 پس از هچ در لاین های مدرن بوقلمون بطور قابل توجهی در مقایسه با لاین نوع وحشی کمتر است.در نتیجه نویسنده حدس زده است که رشد سریع بوقلمون های مدرن می تواند ضرر ایمنولوژیک در طی روز اول پس از هچ داشته باشند.نتایج اخیر متا انالیز بدست آمده از طیور مختلف اثبات نموده است که اصلاح نژاد برای رشد سریع بطور قوی سبب کاهش پاسخ متفاوت چالش های ایمنی می گردد و ممکن است ناخواسته سبب ایمنی ضعیف را بدنبال داشته باشد.
یکی از مهمترین عوامل ضروری برای فعالیت موثر ایمنی ،تغذیه مناسب مانند مکمل های حیوانی با حداکثر میزان مواد مغذی قابل هضم است.نقصان های غذایی می تواند اثرات معکوس بر گسترش ارگان های لنفاوی،سنتز مواد فعال ایمنی و تکثیر لمفوسیت ها و فعالیت های فاگوسیتیک داشته باشد.از این راه کاهش مقاومت حیوان به میکروارگانیسم های پاتوژن رخ می دهد. مشخص شده است که تقاضا برای برخی مواد غذایی در دست یابی به حداکثر فعالیت ایمنی بالاتر از کسب حداکثر کارایی است. مهمترین مواد غذایی برای سیستم ایمنی شامل اسید های آمینه (آرژنین ، متیونین) ویتامین E,A و C ،مواد معدنی (روی و سلنیم) و اسید های چرب با زنجیره غیر اشباع 3-8 است .
پس از حذف پیش درمانی استفاده از آنتی بیوتیک های محرک رشد (AGP) از مواد غذایی حیوانات توسط اتحادیه اروپا که بعلت ترس از مقاومت باکتریایی صورت گرفت ،علاقه به افزودنی های غذایی با خواص پاسخ ایمنی بطور قابل توجهی افزایش یافت.این گرایش به مواد غذایی محرک ایمنی بویژه در صنعت پرورش طیور متمرکز معنا دارشد .بخصوص در زمانی که عوامل استرس زا مانن تراکم یک تاثیر منفی بر سلامت حیوان محسوب می شود.مواد ایمنی محرک ایمنی می تواند به عنوان مکمل های جیره با مواد خاص یا افزودنی های غذایی با اثرات فعالیت ایمنی در نقطه هدف باشد.بطور مثال فعالیت موثر سیستم ایمنی سبب مقاومت در برابر ارگانیسم های ویروسی، باکتریایی و عفونت های پروتوزوآیی می گردد. مکانیسم هایی که در برگیرنده سیستم ایمنی حیوانات می تواند سبب تشخیص ساختارهای شیمیایی شود که نوع مشخصی از پتانسیل های مضر میکروارگانیسم ها هستند و نقشی خاص در سیگنال های اضطراری در شروع پاسخ های ایمنی محافظتی در برابر بیماریها دارند.بنابراین پتانسیل غذایی ایمنی زا بایستی شامل ساختارهای شیمیایی باشند که توان فعال سازی پاسخ های ایمنی را داشته باشند.
پافته های اخیر منتشر شده دانشمندان در مقالات نشان دهنده مخمر های مشتق شده متفاوت با خواص امید بخش تحرک ایمنی است. بنابراین اهداف این بخش در مورد نتایج اخیر مطالعات طیور بر خواص محرک ایمنی سلول های مخمری می باشد.
خواص سلول های مخمری :
مخمرهای خشک در خوراک دام برای سال های طولانی است که مصرف داشته و منبع غنی از پروتئین های با کیفیت و ویتامین های گروه B به شمار می رود.اخیرا سلولهای مخمری که از سویه های متفاوت (عمدتا از ساکارومایسس سرویزس ) گرفته شده اند به عنوان افزودنی های خوراک دامی مورد استفاده قرار می گیرند.این محصولات از دیواره سلول مخمری یا داخل سلولی پس از حذف دیواره سلول مشتق می گردند .اگر چه ترکیبات و محتویات مواد فعال در تولیدات مخمری متفاوت است اما این ترکیبات همچون بتاگلوکان 1.6/1.3 ،الیگوساکارید مانان (MOS) ،نوکلئوتیدها ،اینوزیتول و گلوتامین دارای خواص ایمنی زایی هستند.
مخمر بتاگلوکان 1.6/1.3 که یک پلیساکارید زنجیره طویل است شامل تعدادی مونومردی گلوکز اتصال یافته بواسطه بتاگلوکزیر 1.3 است که 85 درصد دیواره سلولی بتاگلوکان را با زنجیره جانبی دی گلوکز متصل یافته به محل 1.6 را نشان می دهد. چنین ترکیب خاصی مخمر بتاگلوکان 1.6/1.3 متفاوت از ساختار بتاگلوکان غلات (1.6/1.3) است و پاسخگوی فعالیت های وسیع بیولوژیک است.در حالیکه خواص ایمنی زایی بتاگلوکان با اتصال به باندهای بتا 1.3 است. بتاگلوکان 1.6/1.3 می تواند به گیرنده ماکروفاژهای خاص CR3بواسطه تشخیص شکرهای خاص یافت شده در گلیکوپروتئین های سطح اپیتلیال متصل گردد. همچنین واکنش ابشاری که سبب فعال سازی ماکروفاژ به فاگوسیتوز می گردد و تولید سایتوکین ها و ایکانوزوئید ها همچون اینترلوکین یک ،TNFآلفا و PGE2 را فعال می کند از این راه تکثیر لمفوسیت های CD4و CD8 صورت می گیرد که نتیجه ان افزایش ذاتی و اکتسابی (سلولهای با واسطه و هومورال) پاسخ ایمنی است.
شناخته ترین خواص الیگوساکارید های مانان (MOS) که مشتق یافته از دیواره سلولهای مخمری است ،توانایی آگلوتیناسیون باکتری های گرام منفی شامل ثیپ یک فیمبریه (مانوز باند لستین) برای گونه های سالمونلا و اشرشیا کلی می باشد.این پاتوژن ها می توانند به جذب MOS در عوض اتصال به سلولهای دیواره روده ای درآیند و از روده بدون کلنی شدن عبور کنند .هر چند شواهدی موجود است که MOS می تواند فعالیتی همچون آنتی ژن غیر پاتوژن داشته باشد که فعالیت شبه ادجوانت با خاصیت تنظیم فعالیت های میزبان را شامل می گردد. این اثرات ایمنی MOS سهمی در حضور سطوح گوناگون سلول های دفاعی گیرنده های مانوز دارد که خواص شناسایی انتی ژن دارند. عصاره سلول های مخمری مهمترین منبع نوکلئوتید RNAمخمری است که شامل مراحل مختلف بیولوژیک از میان دیگر اسید امینه های پیشرو می باشند.
اثرات ایمنی زایی نوکلوتیدها از انواع مختلف پاسخ های ایمنی در بسیاری از شرایط ازمایشگاهی داخل و خارج بدن در حیوانات مختلف تایید شده است.بطور مثال مکمل های نوکلوتید در سرکوب ایمنی موش های الوده با کریپتوسپوریوم پاروم سبب افزایش کونکاوالین آ و آنتی ژن خاص تولیدی سلول های طحال، تولید سایتوکین های اینترلوکین 2 ، گاما IFN،افزایش میزان حیات و کاهش دفع اووسیت ها می گردد.مکانیسم فعالیت نوکلوتید ها در ایمنی بطور کامل درک نشده است.اما شاید بتوان به این حقیقت رسید که تکثیر سریع بافت های سیستم ایمنی نمی تواند به انجام نیازهای انحصاری نوکلوتیدها بوسیله سنتز denovoتوانا باشد و انها ترجیحا نوکلوتید ها و بازها را از خون و جیره بکار می گیرند .
اثرات ایمنی در سیستم ایمنی طیور
بوقلمون
یکی از مهمترین گزارش های اثرات ایمنی بر تولید سلولهای مخمری طیور در سال 1996 و با تمرکز بر مکمل جیره بوقلمون با MOS منتشر شد. در این مطالعه اثرات محرک MOS (1.1 گرم/کیلوگرم جیره) درIgG پلاسما و میزان انتی بادی Ig A صفرا،افزایش وزن بدن و ارتفاع پرزهای روده در پولت بوقلمون گزارش شده است.بطور مشابه در جیره های با مکمل MOS(1.1 گرم/کیلوگرم جیره) میزان سرمی IgG و IgM افزایش یافته و درصد لمفوسیت T در خون کاهش می یابد.
در سال 2010 توان تولید مخمرهای تجاری در تعدیل پاسخ ایمنی پولت بوقلمون نر چالش یافته با E COLI مورد بررسی قرار گرفت.در این مطالعه تعداد و درصد هتروفیل در خون محیطی افزایش یافته و فعالیت انفجاری اکسیداتیو بوسیله مخمرها تحریک شده بود. به عنوان یک اثر این تغییرات در پاسخ ایمنی ذاتی (غیر اختصاصی) درصد کمی از باکتری E COLI از کیسه های هوایی و کبد پرندگان با مخمر جداشد. مکمل جیره با مخمر نیز یک اثر مثبت به هماتولوژی خون دارد. بعلاوه مخمرها سبب افزایش نمایشی در انفجار اکسیداتیو و تری گلیسیرید سرم وابسته به انتقال استرس هستند. در نتیجه حدس زده می شود که مخمرها با خواص ایمنی زایی پتانسیل همچون یک غیر انتی بیوتیک دیگر برای کاهش باکتری های پاتوژن در تولیدات بوقلمون دارند.همچنین مخمرها می تواند اثر تعدیلی مثبت در پاسخ ایمنی ذاتی ،اندازی گیری فعالیت انفجاری اکسیداتیو هتروفیلی ، پیشرفت وزن بدن در اولین هفته سن و کاهش مرگ و میر در بوقلمون های ماده داشته باشند.همچنین یک تمایل بر افزایش میزان هتروفیل /لمفوسیت پس از افزودن مکمل های جیره وابسته به مخمر وجود دارد. نویسنده حدس می زند که مخمر ها ممکن است فعالیتی همچون یک تنش زای خفیف داشته باشند که قادر است حیوان را به راحتی با دیگر استرس ها وفق دهد.
نیمچه های گوشتی : اثر مکمل های مخمری در نیمچه های گوشتی توسط گائو و همکاران (2008) مورد مطالعه قرار گرفت .انها دریافتند که کشت مخمرها (کشت مخمری v*p الماس)بطور مثبت فعالیت ایمنی را تغییر داده و پاسخ های ایمنی اکتسابی و ذاتی رابدنبال دارد. بعنوان بخشی از ایمنی ذاتی ،فعالیت لیزوزمی سرم افزایش یافته است.که حدس می زنند فاگوسیتوز بیشتری فعال شده و حفاظت بهتری در برابر عفونت های با وجود محیط های کشت مخمری اضافه شده به جیره بدست امده است.بخشی از یافته ها نشان می دهد که پاسخ ایمنی هومورال سبب افزایش تیتر های انتی بادی نسبت به بیماری ویروسی نیوکاسل و IgM سرم می شود.همچنین ایمنی مخاطی با اندازه گیری ترشح Ig A در دئودنوم نیمچه های گوشتی با جیره مخمری افزایش نشان می دهد. باید توجه داشت که تولیدات مخمری در یک ازمایش با افزودن 2.5 گرم /کیلوگرم سبب افزایش وزن بدن ،ضریب تبدیل غذا توان هضم کلسیم ،فسفر ،انرژی ،نگهداری پروتئین و ارتفاع پرزها به نسبت عمق کریپت های دئودنوم ،ژوژنوم و ایلیوم می گردد.
در نتیجه این مطالعه ، نویسنده اثرات محرک ایمنی ساکارومایسس سرویسا را در نیمچه های گوشتی با ایمریا تنلا ارزیابی نموده است. گزارش ها نشان می دهد که افزایش وزن بدن بطور عمده ای بواسطه عفونت کوکسیدیایی کاهش یافته و بواسطه مکمل مخمر افزایش می یابد. اثرات مثبت مخمر تولیدی بر پاسخ ایمنی سبب افزایش CD3,CD4,CD8 ،تعداد لمفوسیت های T میزان CD4/CD8در خون ،طحال و تعداد لمفوسیت های داخل اپیتلیومی ایلیوم و ترشحات سکال تانسیل Ig A می گردد. تولید مخمر سبب پیشرفت فعالیت ایمنی و توان رشد درز جوجه های گوشتی عفونی با کوکسیدیوز می گردد.اثرات مفید همه مخمر ها در طیور چالش یافته با گونه ایمریا اخیرا در سال 2013 توسط شانموگاسوندروم و همکاران تایید شده است.انها گزارش نمودند که تمام تولیدات سلوهای مخمری سبب افزایش ماکروفاژهای اکسید نیتریک و تولید سیتوکین های التهابی ،افزایش وزن بدن و کاهش تعداد اووسیت های کوکسیدیایی مدفوعی در طی چالش های پس از عفونت کوکسیدیایی می گردند.
هنگامی که مخمر ساکارومایسس سرویزا ،کنسانتره پروتئین مخمر (YPC) یا پلت های YPC به میزان یک گرم/کیلوگرم در جیره طیور مواجه شده با استرس گرمایی چالش یافته با سالمونلا انتریتیدیس اضافه شود .پاسخ ایمنی هومورال در برابر بیماری نیوکاسل بطور چشمگیری بواسطه YPC یا پلت های YPC در 14 ،28،35 روزگی و مکمل های سلولهای مخمری در 35 روزگی افزایش می یابد.این اثرات ایمنی زایی YPC یا پلت های YPC بوسیله افزایش وزن بدن در21،35 و FCR در 35 روزگی تایید می گردد. مخمر ها بویژه YPC یا پلت های YPC نیز در کاهش تعداد سالمونلای دستگاه گوارش و فضولات و تعداد ECOLI دستگاه گوارش ،کاهش کورتیزول سرم و افزایش غلظت T3 سرم نقش دارند.
اثرات مثبت مخمرها بر فعالیت ایمنی نیمچه ها با ارزیابی دیواره سلولی مخمری (YCW) مورد بررسی قرار گرفته است.بنابراین افزودن YCW به جیره ای که شامل 25 درصد MOS و 30 درصد بتاگلوکان است سبب پاسخ ایمنی ذاتی بواسطه فعالیت فاگوسیتوز ماکروفاژها در نیمچه های گوشتی تلقیح شده با سفادکس G-50 می گردد. ماکروفاژها نه تنها عنصر ایمنی هستند بلکه سبب تخریب باکتریها بواسطه فاگوسیتوز می گردند اما بواسطه ترشح سیتوکین ها و حضور انتی ژن ها نیز اهمیت ویژه ای در پاسخ ایمنی اکتسابی دارند.
هرچند در این مطالعه فریا و همکاران (2011) به پاسخ ایمنی ناشی از افزودن YCW (2.5 گرم/کیلو) به جیره دست یافتند اما اثر مفیدی بر پارامتر های اجرایی نیمچه ها یافت نشد.اخیرا اثرات ساکارومایسس سرویزا YCW به عنوان مکمل جیره در حفظ تکامل مخاطات رودهای نیمچه های واکسینه شده در برابر کوکسیدیوز ارزیابی شده است . یافته ها نشان می دهد پرزهای پرنده تغذیه نموده با مکمل مخمری 2 گرم /کیلو بالاتر است (صرفنظر از واکسیناسیون در مقابل کوکسیدیوز). هنگامیکه YCW به جیره طیور واکسینه شده اضافه گردد یک کاهش اندکی در درصد فقدان سلولهای اپیتلیال یافت می گردد.نویسنده نتیجه گرفته است که مکمل ساکارومایسس سرویزا YCW ممکن است یک ابزار مدیریتی مفید در نگهداری یکپارچگی روده نیمچه های واکسینه شده در مقابل کوکسیدیوز باشد.نتایج این مطالعه توسط گوش و… در سال 2011 اشکار نمود که YCW می تواند به ایمنی زایی بیشتری در برابر بیماری نیوکاسل نسبت به AGP( باسیتراسین متیلن دی سالیسیت) ایجاد نماید. و ممکن است حفاظت بیشتری در مقابل کلونیزاسیون روده ای بواسطه باکتری سالمونلا پلوروم ایجاد نماید و بهره وری خوراک نیز افزایش یابد.
زانگ و همکاران (2012) اثرات جیره YCW (ساکارومایسس سرویزا) را در توان اجرایی و فعالیت ایمنی سیکلوسپورین آ درمان شده (کاهش ایمنی) طیور بررسی نمودند. نتایج نشان می دهد که مکمل YCW (3گرم/کیلو) بطور مشخص سبب جذب روزانه وزن در مقایسه با گروه کنترل می شود. YCW عمدتا سبب تعدیل سیکلوسپورین آ می شود که کاهش لمفوسیت های خون محیطی با پاسخ بلاستوژنیک را نشان می دهد. بعلاوه YCW سبب افزایش وزن بورس فابرسیوس و تیموس شده و سبب تنظیم ترشحات طحال و سیتوکین های التهابی IL-IB و IL6در پرندگان با سرکوب ایمنی می شود. نویسنده مشخص نموده است که YCW تاثیر مثبت در تقلیل اثرات سرکوب ایمنی سیکلوسپورین ها دارد. این چالش بنابراین سبب رشد توان نیمچه های گوشتی می گردد. نتایج مشابهی نیز در مطالعه موتوسامی و همکاران )2011( یافت شده است . در جایی که اثرات مثبت YCW تاثیر بر افزایش وزن بدن ،ضریب تبدیل غذا و رشد پرزهای ژوژنوم و افزایش پاسخ ایمنی هومورال دارد و میزان آنتی بادی در برابر واکسن بیماری نیوکاسل (NDV) افزایش می یابد. همچنین مکمل YCW (2گرم/کیلوگرم) سبب تعدیل اثرات منفی مایکوتوکسین فوزاریوم بر سیستم ایمنی می گردد که شامل وایستگی وزن اندام های ایمنی ، تیتر انتی بادی بیماری نیوکاسل و بیان MRNA طحال IL-1B,IL6 و IFN-Y می گردد.