تاثیر پروبیوتیک ها بر میکروفلور دستگاه گوارش (بخش اول)

به گزارش «سرویس دام، طیور و آبزیان» «ماکی دام - پایگاه خبری صنعت دام، طیور و آبزیان»؛ در این نوشته با چیستی میکروفلور روده و نقش آن در سلامت طیور آشنا خواهید شد، سپس به پاسخ سوالاتی چند، درباره نقش پروبیوتیک‌ها بر میکروفلور دستگاه گوارش طیور پرداخته و با پروتکسین آشنا خواهید شد.

1- میکروفلور دستگاه گوارش چیست؟ جایگاه میکروفلور در دستگاه گوارش کجاست؟ ترکیب میکروفلور چگونه است؟ نقش میکروفلور در دستگاه گوارش چه می‌باشد؟

میکروفلور

جوجه‌ها با روده نسبتاً «استریل» پا به زندگی می‌گذارند. دستگاه گوارش این جوجه‌ها، هیچ میکروفلور محافظت‌کننده‌ای ندارند که در این دوره از زندگی از تسلط بیماری‌زاها در روده‌شان جلوگیری کند به همین سبب ممکن است دستگاه گوارش آنها به آسانی به اشغال میکروارگانیزم‌های بیماری‌زا درآید.

اندکی پس از تولد، جوجه‌ها مجموعه پیچیده‌ای از میکروارگانیزم‌هایی را که دستگاه گوارش آنها را اشغال می‌کنند دریافت می‌نمایند. این مجموعه میکروارگانیزم‌ها را «میکروفلور» می‌نامند. میکروفلور دستگاه گوارش، از باکتری‌ها و قارچ‌های گوناگون تشکیل می‌شود که معمولاً به 400 گونه مختلف با جمعیتی پیرامون 10¹⁴ (100،000،000،000،000) می‌رسدکه درسرتاسر دستگاه گوارش مرغ زندگی می‌کنند.

از ویژگی جوجه‌ها، در مرغداری‌های صنعتی، این است که هیچ تماسی با مرغ مادر خود ندارند. درمرغداری‌های صنعتی، جوجه‌ها در محیط پاکیزه سر از تخم به در می‌آورند و تنها تماس غیرمستقیم جوجه‌ها با مادرشان از راه تماس آنها با پوسته تخم‌مرغ است. بنابراین، جوجه‌ها، فلور دستگاه گوارش خود را، از محیط انکوباتور و از خوراکی که به آنها داده می‌شود دریافت می‌کنند. به همین سبب، از بسیاری از ارگانیزم‌هایی که با میکروفلور روده مرغ‌ها همخوانی دارند محروم می‌مانند.

جایگاه میکروفلور در دستگاه گوارش

این مجموعه پیچیده از میکروارگانیزم‌ها، در سرتاسر روده پخش شده است. در برخی از جاهای روده، این میکروارگانیزم‌ها را می‌توان در سه مکان ویژه مشاهده کرد:

1- روی دیواره روده، که یا مستقیماً به اپیتلیوم می‌چسبند (لاکتو باسیل‌ها در چینه‌دان)، و یا درون پوشش موکوس اپیتلیوم جای می‌گیرند (در روده کور).

2- چسبیده به مواد خوراک ( درون روده).

3- معلق در محتویات مایعات (درون روده).

ترکیب میکروفلوردستگاه گوارش

ترکیب میکروفلور در جاهای مختلف روده متفاوت است و به عواملی مانند pH محیط بستگی دارد. روده کوچک و چینه‌دان مرغ قاعدتاً می‌باید زیر تسلط لاکتوباسیل‌ها قرار بگیرند که شمار آنها از شمار باکتری‌های بی‌هوازی اختیاری، مانند کلی‌فرم‌ها و استرپتوکوک‌ها افزون‌تر است. بخش‌های عقبی روده دارای شمار بیشتری از باکتری‌های بی‌هوازی اجباری است (که تنها در یک گونه محیط می‌توانند زندگی کنند). روده کور (سیکوم)، به‌ویژه، محیط دلخواهی برای رشد باکتری‌های بی‌هوازی مانند کلستریدیاها و باکتروئید‌ها است.

میکروارگانیزم‌های دستگاه گوارش مرغ‌ها، دارای ویژگی‌هایی برای خود هستند که برای همزیستی با میزبان خود تکامل یافته‌اند. این موضوع به ویژه درباره میکرو فلور روده کور صادق است.

نقش فلور روده در هضم

میکروفلور روده، از راه کمک به هضم خوراک، یک رابطه همزیستی با میزبان خود پدید می‌آورد. اینکار از راه ساخت آنزیم‌های گوناگون که درهضم خوراک، درشکستن خرده‌های درشت خوراک ودرهضم پلی‌ساکاریدهایی مانند سلولز عمل می‌کنند، انجام می‌شود.

باکتری‌های حاضر در روده، پاسخ ایمنی بدن در برابر بیماری‌ها را نیز بر می‌انگیزند. گفتنی است که جانورانی که دستگاه گوارش آنها بدون باکتری است دارای سطح پایین‌تری از «گاماگلوبولین» نسبت به جانورانی هستند که فلور روده آنها کامل شده است. 

2- چه عواملی میکروفلور دستگاه گوارش را آشفته و آن را دگرگون می‌سازند؟ استرس چه تاثیری روی میکروفلور دستگاه گوارش می‌گذارد؟

بکار بردن آنتی‌بیوتیک‌ها به عنوان محرک رشد می‌تواند اثر منفی روی فلور روده بر جای بگذارد. به هنگام بکار بردن آنتی‌بیوتیک‌ها، چه به هنگام درمان بیماری‌ها و چه برای برانگیختن رشد، بخشی از میکروارگانیزم‌های سودمند ازبین می‌روند و آسیب‌پذیری روده در برابر اجتماع باکتری‌های بیماری‌زا افزایش می‌یابد. در نتیجه، کاهش مقاومت در برابر بیماری‌ها به شکل افزایش آسیب‌پذیری در برابر مسلط شدن سالمونلا و دیگر بیماری‌زاها بر محیط روده، بروز می‌کند.

در آزمایش‌ها دیده شده است که درفضله مرغ‌هایی که زیر درمان شیمیایی قرارگرفته‌اند یا به آنها آنتی‌بیوتیک محرک رشد (در خوراک) داده شده است، مقدار بیشتری باکتری سالمونلا به بیرون ترشح می‌شود واین نشان می‌دهد که درمان شیمیایی و آنتی‌بیوتیک محرک رشد سبب کاهش میکروارگانیزم‌های سودمند وافزایش سالمونلا در محیط دستگاه گوارش آنها شده است.

یکی از عواملی که به هنگام برخورد با عوارض پرورش مدرن مرغ‌ها در مرغداری‌های متراکم صنعتی، باید مورد توجه قرار گیرد عامل «استرس» است. شواهد قوی وجود دارد که استرس می‌تواند روی ترکیب میکروفلور روده اثر منفی بگذارد. استرس را می‌توان به عنوان عاملی که پاسخ رفتاری Homeostatic و فیزیولوژیکی را بیش از اندازه عادی برمی‌انگیزد تعریف کرد.

تنها مقیاس پذیرفته شده برای بودن یا نبودن استرس در جانور سطح هورمون کورتیکوستروئید (Corticosteroid Adrenal) در خون است که به هنگام استرس بالا می‌رود و روی حرکات دودی روده تأثیر می‌گذارد و نیز تولید موکوس روی دیواره روده را افزایش می‌دهد. استرس همچنین از راه کاهش تراکم لاکتوباسیل‌ها و دیگر باکتری‌های اسید لاکتیک، روی میکروفلور دستگاه گوارش اثر منفی می‌گذارد و تراکم کولیفورم‌ها، مانند «ای کولای» را بالا می‌برد.

همه شرایط استرس‌زایی که جانور با آن روبرو می‌گردد سبب بالا رفتن pH (قلیائی شدن) روده می‌شود، و امکان تغییر شرایط محیط دستگاه گوارش به سود رشد باکتری‌های بیماری‌زا، مانند ای‌کولای، و به زیان باکتری‌های سودمند فراهم می‌گردد.

تراکم بالا، گرما و سرمای شدید یا بالاو پایین رفتن درجه حرارت، واکسیناسیون، تغییرات شدید جیره، درمان آنتی‌بیوتیکی، جابجایی و لاغرکردن (در مرغداری‌های تخم‌گذار)، تنها چند مورد از عوامل استرس‌زا در مزارع صنعتی هستند که می‌توانند توازن فلور روده مرغ را به سود میکروب‌های بیماری‌زا برهم بزنند. هم‌چنین نشان داده شده است که گرسنگی دادن (قطع جیره در مرغداری‌های گوشتی) پیش از فرستادن به کشتارگاه شمار باکتری‌های لاکتوباسیل در روده را کاهش می‌دهد.

و نیز دانسته شده است که استرس مقدار آنزیم پروتئاز بزاق را تغییر می‌دهد که پی آمد آن ازبین رفتن بافت پوششی دستگاه گوارش (فیبرونکتین) و از دست رفتن جمعیت باکتری‌های بومی از بافت حلقی (Oropharyngeal) در جانوری است که زیر استرس قرارگرفته است. آنگاه، یک فیلم بیولوژیکی که عمدتاً ازباکتری سودوموناس ائروجینوس (Pseudomonas aeroginosa) تشکیل شده است به سرعت جانشین جمعیت ازدست رفته باکتری‌های بومی می‌شود که در اثر استرس نابود شده‌اند.

استرس‌ها می‌توانند پاسخ ایمنی جانوران و انسان را آشفته سازند. و دیده شده است که برخی ازآنتی‌بیوتیک‌ها به گونه‌ای چشمگیر پاسخ دستگاه ایمنی را پریشان می‌کنند که به کوچک شدن طحال و غده تیموس می‌انجامد.

قطع آنتی‌بیوتیک‌ها در این موارد سبب برقراری دوباره فلور روده و بازگشت پاسخ ایمنی بدن می‌شود.آنتی‌بیوتیک‌ها اغلب شمار لاکتوباسیل‌ها را کاهش می‌دهند و چون جانوری که زیر استرس قرار می‌گیرد با دگرگونی و ازکار افتادن مکانیزم تنظیم‌کننده محیط زندگی دستگاه گوارش روبرو می‌شود اجازه می‌دهد تا میکروب‌های بیماری‌زا آسان‌تر خود را در دستگاه گوارش او مستقر کنند.

بیشتر بدانیم:
مقایسه آنتی‌بیوتیک‌های محرک رشد با پروبایوتیک‌ها
پاسخ به پرسش‌هایی درباره پروتکسین
اسرار تندرستی گله طیوری

3- پروبیوتیک‌ها چه هستند وکار آنها چیست؟

دکتر فولر (Roy Fuller)، دانشمند بر جسته انگلیسی پروبیوتیک‌ها را چنین تعریف کرده است: «مکمل خوراکی میکروبی زنده که سودمندانه، از راه بهبود توازن میکروبی دستگاه گوارش، به سود موجود زنده میزبان عمل می‌کنند». این تعریف، روی اهمیت زنده بودن سلول‌ها به عنوان جزء عمده پروبیوتیک‌ها تأکید می‌نماید.

گفته می‌شود که مفهوم «پیشگیری‌کننده دارویی» به پروبیوتیک‌ها، نخستین بار از سوی «مچنیکف» دانشمند روسی بیان شده است. او گمان می‌کرد که درازی عمر مردم منطقه بالکان برای این است که آنها همواره شیر تخمیرشده‌ای که دارای باکتری «لاکتو باسیل بولگاریکوس» بوده می‌خورده‌اند.

پروبیوتیک‌ها به شیوه‌های زیر عمل می‌کنند

• رقابت بر سر مواد غذایی:

درون روده، باکتری‌های سودمند از همان مواد مغذی بهره‌برداری می‌کنند که میکروارگانیزم‌های بیماری‌زا.

بنابراین همواره یک رقابت عمومی برسر مواد غذایی بین سودمند‌ها و بیماری‌زاها، برای رشد وتکثیر، در روده جریان دارد. هرچه شمار باکتری‌های سودمند در روده بیشتر باشد، این رقابت به زیان میکروارگانیزم‌های بیماری‌زا تمام می‌شود. میکروارگانیزم‌های بیماری‌زا که از دریافت خوراک محروم می‌شوند نمی‌توانند رشد کنند و شمار آنها به اندازه‌ای نمی‌رسد که بتوانند ایجاد بیماری کنند.

• رقابت برسر چسبیدن به دیواره روده

توانایی چسبیدن به دیواره روده، یک عامل مهم برای مستقر شدن در محیط دستگاه گوارش است وبسیاری از میکروارگانیزم‌های بیماری‌زا کوشش می‌کنند به دیواره روده بچسبند تا از دفع شدن خود به وسیله حرکات دودی روده جلوگیری کنند.

هرچه شمار باکتری‌های خوب بیشتر باشد (باخوراندن مکمل پروبیوتیکی)، جا برای چسبیدن بیماری‌زاها به دیواره روده کمتر می‌شود وبیشتر و زودتر از روده دفع می‌شوند.

• برانگیختن ایمنی

افزایش تولید آنتی‌بادی‌های منطقه‌ای و عمومی (پادتن‌ها)، افزایش فعالیت ماکروفاژها و بالا بردن سطح گاما اینترفرون، که به وسیله مکمل پروبیوتیکی پدید می‌آیند مقاومت مرغ‌ها در برابر بیماری‌ها را به گونه‌ای چشمگیر افزایش می‌دهد.

• اثر ضدمیکروبی مستقیم

این ویژگی، یا مستقیماً از راه تولید مواد ضدباکتری (اسیدهای ارگانیک) که به وسیله باکتری‌های اسیدلاکتیک ترشح می‌شوند، انجام می‌گیرد، یا از راه کاهش pH محیط دستگاه گوارش.

• بهترشدن گوارش

میکروارگانیزم‌های پروبیوتیکی مانند میکروفلور دستگاه گوارش عمل می‌کنند و با تولید آنزیم‌هایی که مولکول‌های پلی‌ساکاریدها را می‌شکنند به کار فلور سالم دستگاه گوارش در بهره‌برداری بیشتر از مواد مغذی جیره کمک می‌رسانند این میکروارگانیزم‌ها همچنین ویتامین می‌سازند که به تأمین ویتامین‌های مورد نیاز جانور کمک می‌نماید.

4- چرا جوجه‌ها بیش از مرغ‌ها در برابر بیماری‌زاها آسیب‌پذیرهستند؟

آزمایش‌ها نشان داده‌اند که برای کشتن یک موش که دستگاه گوارش او بدون فلورمیکروبی است تنها 10 باکتری سالمونلا انتریتیدیس کفایت می‌کند. اما برای کشتن یک موش معمولی که فلور دستگاه گوارش او کامل است می‌باید یک میلیارد از همین باکتری به بدن او وارد شود.

جوجه‌های تازه متولد شده در مرغداری‌های صنعتی، بدون میکروب و بدون فلور دستگاه گوارش به دنیا می‌آیند و به همین سبب در برابر آلودگی‌هایی مانند سالمونلا یا کمپیلو باکترها که با خوراک به آنها می‌رسد آسیب‌پذیری بالایی دارند.

درچند ساعت پس از بیرون آمدن از تخم، دستگاه گوارش جوجه‌های تازه‌زا به سرعت به وسیله باکتری‌های هوازی اختیاری، به ویژه کلی‌فرم‌ها واسترپتوکوک‌ها که ممکن است در محیط پیرامون آنها وجود داشته باشند اشغال می‌شود. بنابراین سودمندی پروبیوتیک‌ها دراین است که پیش‌دستی کنند و بی‌درنگ روده جوجه‌ها را با میکروارگانیزم‌های سودمند اشغال نمایند.

5- کمترین مقدار مورد نیاز پروبیوتیک‌ها چه اندازه است؟

برای تأثیرگذاری دلخواه، یک دوز حداقل از میکروارگانیزم‌ها لازم است تا بتوانند در دستگاه گوارش دوام بیاورند، رشد کنند و پرشمار شوند. پذیرفته شده است که اگر شمار یک میکروارگانیزم درهرگرم از فضولات مرغ به کمتر از 10⁷ (10 میلیون) برسد وهمواره زیر این شمار باقی بماند قادر نخواهد بود نقش ویژه‌ای در محیط دستگاه گوارش انجام دهد. دیده شده است که جانور میزبان می‌تواند جمعیت «کلستریدیا» و «انتروباکتریا» را زیر 10⁷ درهرگرم از محتویات روده تحمل کند. بنابراین، برای این که پروبیوتیک‌ها کارآیی داشته باشند می‌باید دست کم 10میلیون باکتری سودمند درهرگرم داشته باشند.

6- ویژگی‌های یک پروبیوتیک خوب چیست؟

• ایمنی: میکروارگانیزم‌هایی که برای یک پروبیوتیک برگزیده شده‌اند باید نه بیماری‌زا باشند، نه مسموم‌کننده.

• چندسویه بودن Multi-strain: یک پروبیوتیک خوب و باکیفیت می‌باید چندین گونه از میکروارگانیزم‌های سودمند را دربرداشته باشد تا بتواند فعالیت بهبوددهنده گسترده‌تری درون دستگاه گوارش طیف گسترده‌ای از جانوران داشته باشد.

• زنده بودن: پروبیوتیک‌ها تنها هنگامی می‌توانند کارآمد باشند که میکروارگانیزم‌های درون آن‌ها درطول نگهداری وانبارکردن، و درون دستگاه گوارش، زنده باقی بمانند تا بتوانند درمحیط دستگاه گوارش مستقر شوند. دیده شده است که بسیاری از فرآورده‌های پروبیوتیکی دارای این خاصیت نیستند.

• کمترین دوز: تراکم پروبیوتیکی می‌باید آن اندازه باشد که افزودن آن بتواند CFU  10⁷ تا 10⁸ باکتری سودمند برای هر جانوررا فراهم کند 

• کیفیت: مهم است که درجریان تخمیر به هنگام تولید، یا در انبار، پروبیوتیک از آلودگی با هر میکروارگانیزم دیگری که جزو ترکیب آن نیست دوربماند.

تاثیر پروبیوتیک‌ها بر میکروفلور دستگاه گوارش (بخش دوم)