بهـمن
25th August 2011, 05:56 AM
استفاده از پروبیوتیکها در آبزیان
تحقیق بر روی کاربرد پروبیوتیکها با هدف حفاظت از محیط زیست، در تغذیه حیوانات آبزی افزایش یافته است. پروبیوتیکها میکروبهای زندهای هستند که بصورت افزودنی غذائی استفاده میشوند و موجب بهبود سلامتی انسان و حیوانات اهلی میگردند.
تحقیق بر روی کاربرد پروبیوتیکها با هدف حفاظت از محیط زیست، در تغذیه حیوانات آبزی افزایش یافته است. پروبیوتیکها میکروبهای زندهای هستند که بصورت افزودنی غذائی استفاده میشوند و موجب بهبود سلامتی انسان و حیوانات اهلی میگردند. میکروبهای دستگاه گوارش ماهی و خرچنگ خوراکی به دلیل عبور جریان آب از لوله گوارش وابستگی ویژه‌ای به محیط خارجی دارند. بیشتر باکتریهای موجود در روده، بدلیل جریان مداوم باکتریهائی که از آب و غذا وارد آن میشوند جابجا میگردند. بعضی از محصولات تجاری معرفی شده به عنوان پروبیوتیک مکمل غذائی نیستند و به منظور اهداف دیگری طراحی گردیده‌اند.
بحث پروبیوتیک زمانی مطرح شد که مشخص گردید میکروبهای استفاده شده در لوله گوارش زنده می مانند. از طرف دیگر جنبه های دیگری مثل کنترل بیولوژیکی از طریق بهبود کیفیت آب و درمان بیولوژیکی نیز جهت پروبیوتیکها مطرح گردید‌ه‌است. اگر چه اولین پروبیوتیکهائی که بر روی آبزیان آزمایش شدند برای موجودات خشکزی طراحی گردیده بودند ولی بعضی تاثیرات در ماهیها نیز به همان صورت مشاهده گردید. بدلیل عدم اطمینان از زنده ماندن باکتریها در محیط آبی، بیشتر تلاشها بر اساس جداسازی و انتخاب سویه‌های از پروبیوتیکی از محیط آبی بود.
این میکروبها شامل ویبریونها، پزودوموناسها، باکتریهای اسید لاکتیک، باسیلها و مخمرها میباشند. البته سه ویژگی درمورد میکروبهائی که به عنوان پروبیوتیک انتخاب میشوند باید در نظر گرفته شود.
۱- حالت آنتاگونیستی در مقابل باکتریهای بیماریزا داشته باشند
۲- خاصیت تشکیل کلنی داشته باشند.
۳- امکان افزایش مقاوت میزبان در برابر پاتوژن را داشته باشند.
علاوه بر اینها باید با باکتریهای بیماریزا برای کسب غذا، همچنین امکان اتصال به دیواره روده رقابت نمایند و توانائی تحریک سیستم ایمنی بدن را داشته باشند.
مقدمه:
مدتها پیش از این میکروبها بصورت نا‌اگاهانه جهت نگهداری غذا استفاده می‌شدند و این روش تجربی جهت بهبود سلامتی انسان نیز بکار گرفته می‌شد.
در اوایل قرن بیستم مچنیکف پیشنهاد جایگزینی باکتریهای اسید لاکتیک در داخل روده انسان را بعلت متوقف کردن فعالیت سایر میکروبهای زیان آور داد. ولی استفاده از پروبیوتیکها به مفهوم جدید تقریبا از بیست و پنج سال قبل آغاز گردید و به مدت چندین سال در جوامع علمی بررسی گردید. برای پروبیوتیکها چندین تعریف ذکر گردیده است.
از جمله آنکه پروبیوتیکها ارگانیسمهائی هستند که در تعادل میکروبی روده نقش دارند، ولی این تعریف در بیشتر موارد صدق نمی کند به همین دلیل بر اساس تعریف جدید پروبیوتیکها میکروبهای زندهای هستند که به عنوان مکمل غذائی جهت بهبود سلامتی استفاده میگردند. اولین مورد استفاده از پروبیوتیک در تغذیه آبزیان، در چند سال اخیر انجام یافته ولی علاقه به استفاده از آن بسرعت در حال گسترش میباشد. در حال حاضر امکان بررسی موقعیت آن از لحاظ تجربی و علمی امکان پذیر است. در این مقاله نیز
۱- امکان استفاده از این اصطلاح علمی در آبزیان
۲- تفاوت روند استفاده ازاین ماده در موجودات مختلف
۳- چشم انداز تحقیقات آتی آن بررسی گردیده است.
● آیا محیط روده حیوانات آبزی برای پروبیوتیکها مناسب است؟
موجودات آبزی کاملا متفاوت از موجوداتی هستندکه در خشکی زندگی می‌کنند به دلیل توسعه مصرف پروبیوتیکها این سوال مطرح می گردد که استفاده مناسب از پروبیوتیکها در آبزیان چگونه باید باشد. توسعه تغییرات انسان وحیوانات خشکزی، در داخل یک محیط آمنیوتیکی صورت می‌گیرد در حالی که لارو بیشتر ماهیها در اوایل مرحله رشد در محیط خارج رها میشوند. این لاروها در حالیکه بی نظمی میکروبی وسیعی را در داخل دستگاه گوارش نشان می‌دهند شروع به تغذیه می‌کنند در حالی که لوله گوارش آنها کاملا توسعه پیدا نکرده و در ضمن سیستم ایمنی بدن آنها نیز هنوز کامل نیست به همین دلیل استفاده از پروبیوتیکها در مراحل لاروی بسیار لازم است.
در لوله گوارش انسان و حیوانات خشکزی باکتریهای گرم مثبت بی هوازی سویه های غالب میباشند. در انسان مهمترین این گروهها، باکتریوسیدها، کوکسیهای گرم مثبت بی هوازی، ائوباکتریومها و بیفیدوباکتریومها هستند. در حالی که سویه‌های تقریبا غالب در خوک استرپتوکوکها و لاکتوباسیلها هستند و به همین دلیل بیشتر سویه های استفاده شده به عنوان پروبیوتیک به گروههای بیفیدوباکترها، لاکتوباسیلها و استرپتوکوکها تعلق دارند .همچنین گونه غالب در لوله‌گوارش خرچنگ میکروبهای گرم منفی بی‌هوازی هستند.
در خرچنگها، صدفها و ماهیهای موجود در اعماق دریا ویبریوها و پزودوموناسها سویه های غالب را تشکیل می‌دهند و آئروموناسها، پزودوموناسها و انترو باکتریاسه‌ها گونه‌های غالب در ماهیهای آب شیرین میباشند. به همین دلیل مؤثرترین پروبیوتیکها برای حیوانات دریائی احتمالا متفاوت از آنهائی خواهند بود که برای حیوانات خشک زی استفاده میگردند. پایداری بیشتر میکروبها در بدن حیوانات آبزی ناچیز است. همچنین بدلیل اینکه این حیوانات خونسرد هستند میکربهای همزیست با آنها نسبت به تغییر درجه حرارت متفاوت خواهند بود، ضمن اینکه تغییر شوری آب نیز احتمالا میکروبها را تحت تاثیر قرار خواهد داد.
ماهیهای اعماق دریا جهت مقابله با از دست دادن آب بدن مجبور به مصرف مداوم آب میباشند بنابراین بافت میکروبی موجود در روده حیوانات آبزی احتمالا بوسیله میکروبهای موجود در آب و غذا تحت تاثیر قرار می‌گیرد در لارو و ماهیهای کوچک تاثیر نوع تغذیه بر روی میکروارگانیسمهای دستگاه گوارش به وضوح ثابت شده است و این تاثیر به خصوص در مورد اولین تغذیه بسیار موثر میباشد. ایده استفاده از پروبیوتیک در یک دید وسیع Moriority در سال ۱۹۹۸ پیشنهاد کرد که پروبیوتیکها به عنوان افزودنیهای آبی نیز تعریف شوند.
ولی یک تعریف کلی از پروبیوتیکها به صورت زیر میباشد که پروبیوتیکها میکروبهائی هستند که به داخل لوله گوارش موجود زنده وارد شده و توانائی زنده ماندن جهت بهبود سلامتی موجود را دارا میباشند. در سال ۱۹۹۱ Porubcan تلاشهائی جهت بهبود کیفیت آب آشامیدنی و افزایش راندمان تولید بعضی آبزیان توسط باکتریها انجام داد، که عبارت بودند از:
۱- شناور کردن فیلترهای زنده شامل باکتریهای نیتروژن زدا که مقدار آمونیاک و نیتریت را در آب کاهش دادند و این امر باعث افزایش زنده ماندن میگوها گردید.
۲- ترکیبی از باسیلها در مجاورت هوا دهنده استخر، تقاضای موجود برای اکسیژن را کاهش داد و مقدار برداشت میگو را افزایش داد. به همین دلیل باکتریهای نیتروژن زدا و یا باسیلوسها را نیز بعلت بهبود کیفیت آب و افزایش سلامتی حیوان به عنوان پروبیوتیک تلقی می‌نمایند ولی این دو نوع باکتری کاملا متفاوتند بطوری که باکتریهای نیتروژن زدا به هیچ عنوان در لوله گوارش حیوانات وجود ندارند و سویه باسیل ها نیز که به عنوان پروبیوتیک برای حیوانات خشک زی استفاده می‌شود اساسا منشا خاک دارند ودر لوله گوارش وجود ندارند اما در طول روده فعال میباشند و در این مورد گزارشهای زیادی نیز از جداسازی باسیلها از ماهیها، خرچنگها و دو کفه‌ایها گزارش شده است.
در طی مطالعه‌ای مشخص شد که باسیلهای اضافه شده به محیط پرورش گربه‌ماهیها، قدرت حیاتی آنها را افزایش می‌دهند ولی در تمام این مطالعات بیشتر توجه بر روی بهبود کیفیت آب بود. Kennedy و همکارانش در سال ۱۹۹۸ نوعی از باسیلوس سوبتیلیس را از یک نوع ماهی جدا نمود. تکثیر این سویه در داخل آب وقتی که شوری آب از ۳۰ به ۳ واحد بین الملی کاهش یافت موجب حذف ویبریوها از کل لاروهای این گونه گردید. Moriarty در سال ۱۹۹۸ متوجه افزایش قابلیت زنده‌مانی میگوهائی شد که در محیط پرورش آنها سویه‌هائی از باسیلها وجود داشتند، در این حالت تعداد ویبریوهای بیماریزا در رسوبات و آب کاهش پیدا کردند، ولی تاثیر آن بر روی میکروبهای روده مطالعه نگردید.
باسیلهای انتخاب شده علاوه بر فعالیت آنتی بیوتیکی بر علیه ویبریوها، به عنوان پروبیوتیک چند وظیفه دیگر نیز داشتند، از جمله ترشح آنزیمی و رقابت برای فضا و غذا که این مکانیسمهای آنتاگونیسمی از بوجود آمدن گونه‌های مقاوم که اولین خطر استفاده از آنتیبیوتیکها است جلوگیری میکند. البته برای تائید این نظریه و بیان خاصیت حذف رقابتی پروبیوتیکها احتیاج به آزمایشات و شواهد زیادتری میباشد. این اصل بر اساس جایگزینی یک گونه به جای گونه اولیه اخذ گردیده است به طوی که گونه جدید امکان سازش بهتر با شرایط زیستی محدود را دارا باشد. خاصیت تولید آنتی بیوتیک توسط سویه‌های باسیلوس، امکان توجیه خاصیت حذف رقابتی پروبیوتیکها را ندارد.
در این خصوص Moriarty در سال ۱۹۹۸ فعالیت مهارکنندگی باسیلوس را در مقابل ویبریو در استخر خاکی نشان داد، اما تاثیر آن بر روی حیات میگوها احتمالا بصورت یک تاثیر غیر مستقیم روی سلامتی آنها بوده است. برای مثال تجزیه مواد آلی بوسیله باسیلوس احتمالا کیفیت آب را بهبود می بخشد با این حال استفاده از باسیل به عنوان یک مکمل در استخر هنوز احتیاج به بررسیهای بیشتری دارد . در حال حاضر استفاده از پروبیوتیک به عنوان یک کنترل بیولوژیکی مورد توجه می باشد. اصطلاح کنترل بیولوژیکی عبارت از محدود کردن و یا حذف آفات مخرب و یا پاتوژنها بوسیله ارگانیسمهای بخصوص می باشد.
Maeda و همکاران در سال ۱۹۹۷ کنترل بیولوژیکی را شامل روشهائی بیان کردند که در آن بعضی میکروبها و یا ارگانیسمها در محیط آبی پاتوژنها را کشته و یا تعداد آنها را کاهش می دهند. در این حالت رفتار استخرهای ذکر شده در آزمایش Moriarty در سال ۱۹۹۸ نوعی از کنترل بیولوژیکی می تواند تلقی گردد. نخستین آزمایشها در مورد استفاده از پروبیوتیکها در تغذیه آبزیان توسط موادی صورت گرفت که برای حیوانات خشکزی طراحی گردیده بود. بطور مثال اسپورهای باسیلوس توئی جدا شده از خاک، تلفات را در مار ماهی ژاپنی که توسط نوعی میکروارگانیسم آلوده شده بود کاهش و سرعت رشد را افزایش داد. اسپورها نیز به سادگی در ترکیب غذا مخلوط شدند.
ولی در این آزمایش سرنوشت اسبورها در لوله گوارش پیگیری نگردید که مشخص گردد آیا اسپورها در روده رشد می‌کنند و یا دفع میشوند و درجه حرارت آب چه تاثیری بر روی آنها دارد. همان نوع از باسیلوس توئی بوسیله Kozasa در سال ۱۹۸۶ برروی رتیفرها آزمایش شدند. در این آزمایش رتیفرها به مدت ۲ ساعت اسپورها را فیلتر نمودند (استفاده کردند).
این روش موجب افزایش سرعت رشد گردید اما در این آزمایش نیز سرنوشت میکربها مطالعه نگردید. طی یک مطالعه دیگر که با استفاده از اسپورهای باسیلوس انجام گرفت، بیشتر اسپورهای باسیلوس بوسیله رتیفرها در کمتر از یکساعت فیلتر گردید اما تعداد اسپورهای قابل رشد در کمتر از یکساعت به سرعت کاهش یافت اما در زمان خیلی کوتاه دوباره زندگی خود را آغاز کردند.
بر اساس بررسیهای انجام یافته بسیاری از باسیلها در طی فرایند تشکیل اسپور و یا پروتئولیز سلولهای رویش‌کننده، آنتی‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌بیو تیک تولید می‌کنند و زمانی که رتیفرها از اسپورها استفاده می‌نمایند کاهش تعداد ویبریونها احتمالا از طریق آزاد شدن آنتی بیوتیک از این سلولها باشد. بطور کلی تاثیر مستقیم پروبیوتیک افزایش مقاومت رتیفرها در مقابل ویبریوها بود. محصولات تجاری بر اساس باکتریهای زنده اسیدلاکتیک نیز جهت لارو ماهیها معرفی گردیده است، این مواد تولید و سرعت رشد رتیفرها و ماهیها را افزایش می‌دهند.
در بعضی از نسبتهای اسید لاکتیک افزایش تعداد دیگر باکتریها نیز محدود میگردند و یا بعضی محصولات تجاری حاوی استرپتوکوک، موجب افزایش رشد و بهبود راندمان غذائی در ماهی کپور شدند، ضمن آنکه اشرشیا کولی در روده ماهی کپور بعد از ۱۴ روز تغذیه با این نوع پروبیوتیک ناپدید گردید. این محققان بدون هیچگونه شواهد آزمایشگاهی بیان کردند که استرپتوکوک، توانائی بالائی در اتصال به اپیتلیوم روده ماهی کپور دارد.
البته این آزمایشها همانگونه که ذکر شد با پروبیوتیکهای ساخته شده برای حیوانات خشک زی انجام یافته است واین نشان دهنده علاقه به استفاده از افزودنیهای باکتریائی در غذاهای آبزیان نیز میباشد. البته زنده ماندن این میکروبها در لوله گوارش حیوانات آبزی مورد تردید میباشد به همین دلیل بیشتر تلاشها برروی سویه‌های بومی با خاصیت پروبیوتیکی استوار گردیده است. تلاش برای شناسائی پروبیوتیکهائی که بطور طبیعی در آب وجود دارند جداسازی و مشخص کردن میکروبهائی که بطور ذاتی در محیط پرورش وجود دارند در هنگام تشریح بدن ماهیهای جوان و خرچنگها، میکروبهای بومی مستقر در نقاط مختلف معده و روده بدست می آیند. میکرو بهای چسبیده به اپیتلیال روده می‌توانند از آن جدا شوند اما این روش در مورد لارو و مواد غذائی زنده امکان پذیر نیست.
اما میتوانیم سطح خارجی لارو ماهی را با محلول یک دهم درصد محلول نمکی بنز آلکونیوم کلراید جهت جداسازی میکربهای چسبیده به سطح خارجی شستشو داده وسپس بوسیله واسطه های خاص و روشهای مناسب آنها را مشخص نمود. مطالعات اولیه اولین گزارشهای موفقیت آمیز توسط Maeda و Liao در سال ۱۹۹۲ ارائه شد که در آن یک سویه به نام PM-۴ را ازمحیط پرورشی یک نوع لارو ماهی جدا نمود که دارای قدرت زیستی و تکثیر خوب بود. این باکتری برای کنترل بیولوژیکی محیط این نوع لارو و ماهی کپور استفاده می شود.کنترل بیولوژیکی موجب افزایش زنده‌مانی لارو و محدود کردن رشد ویبریوآنگوئیلاروم وهالیفتوروس می‌گردد. ولی در این مطالعه هیچگونه بررسی بروی امکان زیست این باکتری در روده لارو کپور انجام نگرفت، در حالی که عفونت ویبریو آنگوئیلاروم در ابتدا از روده شروع می‌شود.
Griffith در سال ۱۹۹۵ گزارش کرد که لارو میگوهای پرورش یافته در بعضی استخرهای اکوادور بوسیله یک بیماری که مشخصه آن تغییر در جمعیت باکتریها است تحت تاثیر قرار می‌گیرد. در این حالت نسبت ویبریو آلگینولیتیکس کاهش یافت در حالی که ویبریو پاراهمولیتیکس افزایش یافت. به همین منظور سویه اولیه جدا شد و به عنوان پروبیوتیک در بعضی از استخرها استفاده گردید که در این حالت قدرت زیستی میگوها به حد قبل از بیماری بازگشت .
Austin و همکارانش در سال ۱۹۹۵ تاثیر پروبیوتیکی این سویه را بررسی نمود و گزارش کرد که سلولهای ویبریواوردالی توانائی زنده ماندن خود را در طول ۳ ساعت بعد از اضافه شدن پروبیوتیک به داخل محلول از دست دادند. همچنین ویبریو آنگوئیلاروم و آئوروموناس‌سالمونیسیدا نیز با وسعت کمتری مهار شدند. در آزمایشی دیگر مشخص گردید مقاوت ماهی سالمون شستشوداده شده با پروبیوتیک در مبارزه با بیماریها بهبود یافت.
بطور کلی چیزی که از یک پروبیوتیک میتوانیم انتظار داشته باشیم عبارت است از
۱- آنتاگونیسم با بیماریها
۲- خاصیت کلنی شدن در روده با امکان چسبیدن به موکوس روده
۳- افزایش مقاومت میزبان در مقابل بیماریها آنتاگونیسم با بیماریها
بنظر میرسد در باکتریهای خاکزی خاصیت آنتاگونیسمی یک امر مشترک باشد.
بطور مثال بیش از ۶۰% از باکتریهای جدا شده از زئوپلانکتونها، خاصیت باکتریولیتیک داشتند. و بیشتر از ۷۵% باکتریهای جدا شده از اسفنجها ترکیبات آنتی باکتریال تولید می کردند. تغذیه لارو ماهی هالیبوت برای اولین بار با سویه مشخصی از باکتری، از رشد یک نوع ویبریو بیماریزا ممانعت کرد. خاصیت آنتی‌باکتریال در میکروبهای آب شیرین نیز وجود دارد. بطور مثال بعضی از باکتریهای اسید لاکتیک مانند لاکتوباسیلوس آنتاگونیسم بیماریهای ماهیها هستند. Sugita و همکارانش در سال ۱۹۹۸ یک سویه از باسیلها را که آنتاگونیسم حدود ۶۳% از میکروبهای جدا شده از روده ماهی بودند شناسائی نمود. سویه‌های بیماریزای ویبریوآئوروموناس در بیشتر آزمایشهای آزمایشگاهی هدف بودند.
بعضی باکتریها بر ضد ویروسها میباشند و احتمالا برای کنترل بیماریهای ویروسی مؤثر میباشند. حالت آنتاگونیسمی در برابر پاتوژنها احتمالا بوسیله واسطه‌های دیگری به غیر از آنتیبیوتیکها باشد. اسیدهای آلی، پراکسید هیدوژن، سیدروفرها از جمله این واسطه‌ها می‌توانند باشند. البته شرایط آزمایش در حالت in-vitro و in-vivo متفاوت می باشد و بیان حالت آنتاگونیسمی در حالت in-vitro نمیتواند یک معیار کافی برای انتخاب پروبیوتیک باشد. خاصیت تشکیل کلنی در روده قدرت تشکیل کلنی یک معیار مهم برای پروبیوتیکهاست اما احتمالا اگر باکتریهای ناپایدار نیز در دز بالا و بصورت مداوم استفاده شوند مفید باشند. ب
نابراین در عمل ضروری میباشد که پایداری پروبیوتیکها در روده ارزیابی گردد. در این خصوص پایداری باکتریهای اسید لاکتیک در روده مورد مطالعه قرارگرفته است. غلظت دیورجنس در سکتوم ماهیهای کاد جوان بیشتر بود. به نظر میرسد باکتریهای اسید لاکتیک جدا شده قادر به زنده ماندن برای چندین روز در روده ماهی جوان باشند. ویبریونها هم احتمالا روزها و یا حتی هفته‌ها در ماهی و لارو صدفها پایدار باشند. مخمرها نیز به موکوسهای روده قزل آلای رنگین‌کمان می‌چسبند و توانائی بالائی برای چسبیدن و تشکیل کلنی دارند و استفاده از آنها نیز در آبزیان مورد توجه میباشد. بهبود عکس‌العمل حیوانات آبزی در برابر بیماریها توسط مصرف پروبیوتیکها در بسیاری از آزمایشها تست گردیده است.
حیوانات آزمایش شده عبارت بودند از رتیفرها، لاروسپرماهیها، حلزونها، صدفها، ماهیهای کاد جوان، سالمون و قزل‌‌آلای رنگین کمان که تقریبا در تمام آنها پاتوژنها ویبریونها بودند. اما پروبیوتیکها انواع مختلفی شامل ویبریونها، پزودوموناسها و باکتریهای گرم مثبت بودند. نحوه مقابله پروبیوتیک و پاتوژن در میزبان، بویژه برای تشخیص، یکی از موارد قابل بررسی میباشد. البته ایجاد شرایط ثابت در آزمایش نیز مهم میباشد زیرا فاکتورهای زیادی موجب حساسیت حیوانات در مقابل پاتوژنها و همچنین کارائی پروبیوتیکها می شوند، ولی این تاثیرات اغلب تکرار پذیری کمی دارند و در بسیاری از مطالعات فقط تعداد تلفات مورد مقایسه قرار گرفته است.
در آزمایشی که از پروبیوتیکها برای لارو دوکفه‌ایها استفاده شد بهبود معنی داری در زنده‌مانی آنها مشاهده گردید. در این آزمایش لاروها به مدت یک ساعت از پروبیوتیکها استفاده کرده بودند. این محققان فرض کردند که پروبیوتیکها مواد ممانعت کننده‌ای تولید می‌کنند که رشد باکتریهای پاتوژن را متوقف می‌کنند. Gibson و همکارانش در سال ۱۹۹۸ مشاهده کردند که کاهش پروبیوتیک حتی سریعتر از پاتوژن بود. اگرچه بعضی سویه‌های باکتریائی احتمالا وقتی که به عنوان مکمل غذائی استفاده میشوند به عنوان واسطه‌های پرورشی عمل نموده و زنده‌مانی آبزیان را افزایش می‌دهند. چشم انداز توسعه پروبیوتیکها مزیتهای استفاده از پروبیوتیکها در برابر آنتی بیوتیکها بوسیله Moriarty در سال ۱۹۹۸ بحث گردید البته تاکنون بیشترخاصیت تولید مواد ممانعت کننده توسط پروبیوتیکها مورد توجه قرار گرفته است.
خطر پاتوژنهای مقاوم به پروبیوتیکهای انتخاب شده نیز نباید فراموش شود به همین دلیل تحقیق بر روی متنوع کردن آنتاگونیسمها استوار می باشد تا احتمال ایجاد باکتریهای مقاوم کاهش یابد. توانائی بعضی از پروبیوتیکها برای چسیبدن به موکوس روده احتمالا عفونت روده تولید شده توسط بعضی از پاتوژنها را متوقف کند. این حالت آنتاگونیسمی احتمالا از طریق رقابت برای مواد غذائی که برای رشد باکتریها لازم میباشد و یا از طریق رقابت جهت اتصال به جدار روده انجام می‌شود. حذف رقابتی، یک مکانیسم برای بیان تاثیر پروبیوتیکها در شرایط زیستی محدود میباشد. آهن، مورد نیاز بسیاری از میکروارگانیسمهاست و در دسترس بودن آن در بافتهای حیوانات احتمالا برای بسیاری از پاتوژنها ضروری است.
Smith وDvey در سال ۱۹۹۳ پیشنهاد کردند که حالت ممانعت کنندگی آئورومونلس سالمونسیدا بوسیله پزودوموناس فلوئوروسنس از طریق رقابت برای کسب آهن آزاد بود. فعالیت مهارکنندگی بسیاری از سویه های پزودوموناس بنظر میرسد از طریق ترکیبات آهن دار میباشد. در لارو سپر ماهی نیز رقابت ویبریوها و باکتریهای آهن دار خالص شده، میتواند تا حدودی خاصیت پروبیوتیکی آنها را توجیه کند. فعالیت آنتی باکتریال باسیلوسهای جدا شده بوسیله Sugita و همکارانش در سال ۱۹۹۸ تا حدودی مربوط به ترکیبات آهن دار بود. البته در انتخاب سویه های پروبیوتیکی باید به این نکته نیز توجه داشت که استفاده از آنها، موجب افزایش نیاز میزبان به آهن نگردد. آهن معمولا در جیره غذائی ماهی اضافه می گردد و محدودیت آهن جمعیت میکروبها را بدون تاثیربر روی لارو ماهیها تغییر می‌دهد.
البته مواد غذائی دیگری نیز احتمالا میکروبهای روده را تحت تاثیر قرار دهند ولی وجود آنها برای حیات حیوانات آبزی ضروری میباشند. بطور مثال اسیدهای چرب غیر اشباع جیره، احتمالا نسبت باکتریهای اسید لاکتیک در لوله گوارش ماهی شمالی را تحت تاثیر قرار دهند. Gibson و Roberfroid در سال ۱۹۹۵ پریبیوتیک را به عنوان ماده غذائی غیر قابل هضم که بطور مؤثری سلامتی میزبان را از طریق تحریک رشد و یا فعالیت باکتریهای موجود در کلون و یا محدود کردن رشد آنها تحت تاثیر قرار می‌دهد تعریف کردند. فروکتوگلوکوساکاریدها به عنوان افزودنیهای غذائی که رشد بیفیدوباکترها و لاکتوباسیلها را در انسان و حیوانات خشک زی افزایش می‌دهند استفاده می شود.
لاکتوساکاروز بوسیله میکروبهای قسمت پائین روده ماهیان استخوانی دریائی تخمیر شده و موجب افزایش ضخامت لایه تونیکاموسکولاریس در این ماهیان میگردند. این نشان داد که بعضی از محصولات حاصل از تخمیر، موجب تقویت لایه دفاعی روده در ماهی و انسان میگردند. به همین دلیل احتمالا چنین موادی که بوسیله پروبیوتیکها قابل هضم بوده، آنتاگونیسم پاتوژنها هستند و بافت دفاعی میزبان را تحریک می‌کنند، برای مطالعه جالب خواهند بود . فرضیه تحریک سیستم ایمنی موجودات آبزی نیز قابل توجه می باشد.
بسیاری از محرکهای سیستم ایمنی، روی ماهیها و خرچنگها آزمایش شده است و بعضی از این مواد مثل مورامیل دی پپتید ، گلوکانها و لیپوپلی‌ساکاریدها در دیواره سلولی میکروبها وجود دارند. احتمالا میکروبهای بومی دستگاه گوارش نیز سیستم ایمنی حیوانات آبزی را در برابر پاتوژنهای روده به همان صورتی که در مورد حیوانات خشک زی گزارش شده تحریک می‌کنند. با این وجود علیرغم بسیاری از گزارشها، تحریک سیستم ایمنی توسط پروبیوتیکهای اسید لاکتیک هنوز قابل بحث می باشد. نتیجه‌گیری استفاده از پروبیوتیکها در آبزیان در حال افزایش می باشد. با این حال هنوز نیاز به تحقیقات زیادی در این مورد میباشد.
اولین سوال پاسخ داده نشده در بسیاری از موارد سرنوشت پروبیوتیکها در محیط پرورش آبزیان و در لوله گوارش می باشد. بررسیهای ایمینولوژیکی و مولکولی میتواند ابزار مفیدی برای سنتز پروبیوتیکها باشند. درزمینه روش مصرف، حداکثر دز مصرفی و راه‌حلهای تکنیکی برای زنده نگه داشتن این مواد در پلتهای خشک نیز نیاز به تحقیق می باشد. اسپورهای باسیلوس به راحتی می‌توانند به عنوان مکمل غذائی استفاده گردند و این یک مزیت اضافی این نوع پروبیوتیکهاست. علاوه بر آن باکتریهای اسید لاکتیک نیز نمونه‌های خوبی هستند ولی هنوز مطالعات بیشتری در این خصوص ضروری میباشد. باکتریهائی که بصورت نرمال در حیوانات سالم وجود دارند نیز می توانند منبع خوبی برای پروبیوتیکها باشند.
بررسی مقایسه‌ای عملکرد آنتیبیوتیکها و پروبیوتیکها
آنتی بیوتیک ها طی ۴۰ – ۵۰ سال گذشته به طور فزاینده و بدون محدودیتی خاص در صنعت طیور به کار رفته اند که در طی چند سال اخیر محدودیت های زمانی بین حذف دارو و زمان کشتار و منع مصرف بعضی از آنتی بیوتیک ها مثل فورازولیدون اعمال شده است.
عموماٌ آنتی بیوتیک ها به ۳ منظور در طیور مصرف می شوند :
۱- کمک به درمان طیور و باز گرداندن آنها به حالت عادی
۲- افزایش رشد و راندمان غذایی
۳- کمک به پیشگیری از شیوع بیماریهایی که وجودآنها در گله به اثبات رسیده است
نوع مکانیسم عمل آنتی بیوتیک ها به دو شکل متوقف کننده رشد و باکتری کشی است . خاصیت متوقف کنندگی رشد زمانی ایجاد می شود که یک آنتی بیوتیک رشد باکتری را مهار ویاکند می نماید . خاصیت باکتری کشی زمانی است که آنتی بیوتیک باکتری را نابود می کند .مصرف زیاد آنتی بیوتیک ها ، اشتباه در استفاده از آنها ، مصرف آنتی بیوتیک های زیر استاندارد ، عدم اتمام دوره درمان ، استفاده از آنتی بیوتیک ها به عنوان مکمل غذایی و افزایش دهنده رشد از جمله عوامل ایجاد کننده اثرات سوء آنتی بیوتیک ها و بروز مقاومت های آنتی بیوتیکی می باشند .
مصرف محصولات دامی آلوده به آنتی بیوتیک ها در انسان باعث اثرات سمی ، واکنش های ازدیاد حساسیت ، بروز عفونت های ثانویه ، اختلالات سوخت وسازی و مقاومت های آنتی بیوتیکی و …… است .اما پروبیوتیک ها را می توان یکی از مهمترین دستاوردهای محققین دانست که با الهام از شرایط طبیعی میکروارگانیسم ها در دستگاه گوارش و تعادل موجود در طبیعت تهیه شده است .واژه پروبیوتیک واژه ای است یونانی به معنای (( برای زندگی )) . مهمترین ویژگی پروبیوتیک ها این است که ضمن کاهش بیماری و بهبود ضریب تبدیل غذایی در طیور هیچ گونه باقیمانده بافتی نداشته و مقاومت میکروبی ایجاد نمی کنند .
این مواد میکروارگانیسم های زنده ای هستند که نه از طریق نابود سازی میکروارگانیسم های موجود بلکه با ایجاد و یا تقویت میکروارگانیسم های مفید موجود در دستگاه گوارش موجبات حفظ سلامتی و یا افزایش میزان رشد را در طیور و انسان فراهم می آورند . همچنین پروبیوتیک ها نه تنها به عنوان محرک رشد بلکه برای تحریک دستگاه ایمنی و پیشگیری از ابتلاء به بسیاری از بیماری ها به کار گرفته می شود .
● مکانیسم اثرپروبیو تیک ها به چند شکل است :
۱) حفظ جمعیت میکروبی مفید در دستگاه گوارش :
الف ) رقابت برای متصل شدن به جایگاه های اتصال موجود در سلول های بافت پوششی روده
ب ) رقابت برای دریافت مواد مغذی یا سوبستراها
ج ) چسبیدن به میکروارگانیسم بیماریزا وکمک به حذف آنها از بدن میزبان
د ) تولید ترکیبات ضد باکتری
۲) افزایش میزان دریافت غذا و بهبود هضم آن :
الف) نقش فلور روده
ب ) متابولیسم مواد مغذی
ج ) افزایش ماندگاری مواد مغذی
د ) سنتز ویتامین ها
ه ) تحریک اشتهاء
۳ ) تغییر در متابولیسم باکتریایی :
الف ) فعالیت آنزیم های گوارشی و باکتریایی
ب ) کاهش تولید آمونیاک و فعالیت آنزیم اوره آز
۴ ) تحریک سیستم ایمنی :
الف) تحریک تولید پادتن ها
ب ) افزایش فعالیت سلول های بیگانه خوار
ج ) افزایش سطح پروتئین تام سرم و بالارفتن نسبت گلبولین ها و آلبومین ها
د ) افزایش تعداد گلبول های سفید
ه ) ترغیب و افزایش مقاومت لمفوسیت هایT و افزایش تولید پادتن های ضد سالمونلا
۵ ) خنثی کردن انتروتوکسین ها
تفتوت عملکرد آنتی بیوتیک ها و پروبیوتیک ها را می توان اینگونه بیان کرد که پروبیوتیک ها برخلاف آنتی بیوتیک ها دارای اثرات خاصی است که :
▪ میکروفلور دستگاه گوارش را که در اثر به کار بردن آنتی بیو تیک ها یا محرک های رشد پریشان و ناکار آمد شده است را بازسازی می کند .
▪ سیستم ایمنی طبیعی مرغ را برمی انگیزدو افزایش می دهد .
▪ در رقابت با باکتری های بیماری زا بر سر خوراک و جا آنها را حذف می کند .
▪ با تولید آنزیم ها و ویتامین ها کارآیی دستگاه گوارش برای هضم خوراک را می افزاید .
▪ PH رو.ده را کاهش می دهدو از استقرار باکتری ها بیماری زا مانند ای کولای و سالمونلاپیشگیری می کند .
▪ پادزهرهایی تولید میکند که ویژگی ضد میکروبی علیه باکتر های بیماری زا دارند .
تهیه و تدوین : مهندس حبیب اله زارع – کارشناس پرورش طیور
تحقیق بر روی کاربرد پروبیوتیکها با هدف حفاظت از محیط زیست، در تغذیه حیوانات آبزی افزایش یافته است. پروبیوتیکها میکروبهای زندهای هستند که بصورت افزودنی غذائی استفاده میشوند و موجب بهبود سلامتی انسان و حیوانات اهلی میگردند.
تحقیق بر روی کاربرد پروبیوتیکها با هدف حفاظت از محیط زیست، در تغذیه حیوانات آبزی افزایش یافته است. پروبیوتیکها میکروبهای زندهای هستند که بصورت افزودنی غذائی استفاده میشوند و موجب بهبود سلامتی انسان و حیوانات اهلی میگردند. میکروبهای دستگاه گوارش ماهی و خرچنگ خوراکی به دلیل عبور جریان آب از لوله گوارش وابستگی ویژه‌ای به محیط خارجی دارند. بیشتر باکتریهای موجود در روده، بدلیل جریان مداوم باکتریهائی که از آب و غذا وارد آن میشوند جابجا میگردند. بعضی از محصولات تجاری معرفی شده به عنوان پروبیوتیک مکمل غذائی نیستند و به منظور اهداف دیگری طراحی گردیده‌اند.
بحث پروبیوتیک زمانی مطرح شد که مشخص گردید میکروبهای استفاده شده در لوله گوارش زنده می مانند. از طرف دیگر جنبه های دیگری مثل کنترل بیولوژیکی از طریق بهبود کیفیت آب و درمان بیولوژیکی نیز جهت پروبیوتیکها مطرح گردید‌ه‌است. اگر چه اولین پروبیوتیکهائی که بر روی آبزیان آزمایش شدند برای موجودات خشکزی طراحی گردیده بودند ولی بعضی تاثیرات در ماهیها نیز به همان صورت مشاهده گردید. بدلیل عدم اطمینان از زنده ماندن باکتریها در محیط آبی، بیشتر تلاشها بر اساس جداسازی و انتخاب سویه‌های از پروبیوتیکی از محیط آبی بود.
این میکروبها شامل ویبریونها، پزودوموناسها، باکتریهای اسید لاکتیک، باسیلها و مخمرها میباشند. البته سه ویژگی درمورد میکروبهائی که به عنوان پروبیوتیک انتخاب میشوند باید در نظر گرفته شود.
۱- حالت آنتاگونیستی در مقابل باکتریهای بیماریزا داشته باشند
۲- خاصیت تشکیل کلنی داشته باشند.
۳- امکان افزایش مقاوت میزبان در برابر پاتوژن را داشته باشند.
علاوه بر اینها باید با باکتریهای بیماریزا برای کسب غذا، همچنین امکان اتصال به دیواره روده رقابت نمایند و توانائی تحریک سیستم ایمنی بدن را داشته باشند.
مقدمه:
مدتها پیش از این میکروبها بصورت نا‌اگاهانه جهت نگهداری غذا استفاده می‌شدند و این روش تجربی جهت بهبود سلامتی انسان نیز بکار گرفته می‌شد.
در اوایل قرن بیستم مچنیکف پیشنهاد جایگزینی باکتریهای اسید لاکتیک در داخل روده انسان را بعلت متوقف کردن فعالیت سایر میکروبهای زیان آور داد. ولی استفاده از پروبیوتیکها به مفهوم جدید تقریبا از بیست و پنج سال قبل آغاز گردید و به مدت چندین سال در جوامع علمی بررسی گردید. برای پروبیوتیکها چندین تعریف ذکر گردیده است.
از جمله آنکه پروبیوتیکها ارگانیسمهائی هستند که در تعادل میکروبی روده نقش دارند، ولی این تعریف در بیشتر موارد صدق نمی کند به همین دلیل بر اساس تعریف جدید پروبیوتیکها میکروبهای زندهای هستند که به عنوان مکمل غذائی جهت بهبود سلامتی استفاده میگردند. اولین مورد استفاده از پروبیوتیک در تغذیه آبزیان، در چند سال اخیر انجام یافته ولی علاقه به استفاده از آن بسرعت در حال گسترش میباشد. در حال حاضر امکان بررسی موقعیت آن از لحاظ تجربی و علمی امکان پذیر است. در این مقاله نیز
۱- امکان استفاده از این اصطلاح علمی در آبزیان
۲- تفاوت روند استفاده ازاین ماده در موجودات مختلف
۳- چشم انداز تحقیقات آتی آن بررسی گردیده است.
● آیا محیط روده حیوانات آبزی برای پروبیوتیکها مناسب است؟
موجودات آبزی کاملا متفاوت از موجوداتی هستندکه در خشکی زندگی می‌کنند به دلیل توسعه مصرف پروبیوتیکها این سوال مطرح می گردد که استفاده مناسب از پروبیوتیکها در آبزیان چگونه باید باشد. توسعه تغییرات انسان وحیوانات خشکزی، در داخل یک محیط آمنیوتیکی صورت می‌گیرد در حالی که لارو بیشتر ماهیها در اوایل مرحله رشد در محیط خارج رها میشوند. این لاروها در حالیکه بی نظمی میکروبی وسیعی را در داخل دستگاه گوارش نشان می‌دهند شروع به تغذیه می‌کنند در حالی که لوله گوارش آنها کاملا توسعه پیدا نکرده و در ضمن سیستم ایمنی بدن آنها نیز هنوز کامل نیست به همین دلیل استفاده از پروبیوتیکها در مراحل لاروی بسیار لازم است.
در لوله گوارش انسان و حیوانات خشکزی باکتریهای گرم مثبت بی هوازی سویه های غالب میباشند. در انسان مهمترین این گروهها، باکتریوسیدها، کوکسیهای گرم مثبت بی هوازی، ائوباکتریومها و بیفیدوباکتریومها هستند. در حالی که سویه‌های تقریبا غالب در خوک استرپتوکوکها و لاکتوباسیلها هستند و به همین دلیل بیشتر سویه های استفاده شده به عنوان پروبیوتیک به گروههای بیفیدوباکترها، لاکتوباسیلها و استرپتوکوکها تعلق دارند .همچنین گونه غالب در لوله‌گوارش خرچنگ میکروبهای گرم منفی بی‌هوازی هستند.
در خرچنگها، صدفها و ماهیهای موجود در اعماق دریا ویبریوها و پزودوموناسها سویه های غالب را تشکیل می‌دهند و آئروموناسها، پزودوموناسها و انترو باکتریاسه‌ها گونه‌های غالب در ماهیهای آب شیرین میباشند. به همین دلیل مؤثرترین پروبیوتیکها برای حیوانات دریائی احتمالا متفاوت از آنهائی خواهند بود که برای حیوانات خشک زی استفاده میگردند. پایداری بیشتر میکروبها در بدن حیوانات آبزی ناچیز است. همچنین بدلیل اینکه این حیوانات خونسرد هستند میکربهای همزیست با آنها نسبت به تغییر درجه حرارت متفاوت خواهند بود، ضمن اینکه تغییر شوری آب نیز احتمالا میکروبها را تحت تاثیر قرار خواهد داد.
ماهیهای اعماق دریا جهت مقابله با از دست دادن آب بدن مجبور به مصرف مداوم آب میباشند بنابراین بافت میکروبی موجود در روده حیوانات آبزی احتمالا بوسیله میکروبهای موجود در آب و غذا تحت تاثیر قرار می‌گیرد در لارو و ماهیهای کوچک تاثیر نوع تغذیه بر روی میکروارگانیسمهای دستگاه گوارش به وضوح ثابت شده است و این تاثیر به خصوص در مورد اولین تغذیه بسیار موثر میباشد. ایده استفاده از پروبیوتیک در یک دید وسیع Moriority در سال ۱۹۹۸ پیشنهاد کرد که پروبیوتیکها به عنوان افزودنیهای آبی نیز تعریف شوند.
ولی یک تعریف کلی از پروبیوتیکها به صورت زیر میباشد که پروبیوتیکها میکروبهائی هستند که به داخل لوله گوارش موجود زنده وارد شده و توانائی زنده ماندن جهت بهبود سلامتی موجود را دارا میباشند. در سال ۱۹۹۱ Porubcan تلاشهائی جهت بهبود کیفیت آب آشامیدنی و افزایش راندمان تولید بعضی آبزیان توسط باکتریها انجام داد، که عبارت بودند از:
۱- شناور کردن فیلترهای زنده شامل باکتریهای نیتروژن زدا که مقدار آمونیاک و نیتریت را در آب کاهش دادند و این امر باعث افزایش زنده ماندن میگوها گردید.
۲- ترکیبی از باسیلها در مجاورت هوا دهنده استخر، تقاضای موجود برای اکسیژن را کاهش داد و مقدار برداشت میگو را افزایش داد. به همین دلیل باکتریهای نیتروژن زدا و یا باسیلوسها را نیز بعلت بهبود کیفیت آب و افزایش سلامتی حیوان به عنوان پروبیوتیک تلقی می‌نمایند ولی این دو نوع باکتری کاملا متفاوتند بطوری که باکتریهای نیتروژن زدا به هیچ عنوان در لوله گوارش حیوانات وجود ندارند و سویه باسیل ها نیز که به عنوان پروبیوتیک برای حیوانات خشک زی استفاده می‌شود اساسا منشا خاک دارند ودر لوله گوارش وجود ندارند اما در طول روده فعال میباشند و در این مورد گزارشهای زیادی نیز از جداسازی باسیلها از ماهیها، خرچنگها و دو کفه‌ایها گزارش شده است.
در طی مطالعه‌ای مشخص شد که باسیلهای اضافه شده به محیط پرورش گربه‌ماهیها، قدرت حیاتی آنها را افزایش می‌دهند ولی در تمام این مطالعات بیشتر توجه بر روی بهبود کیفیت آب بود. Kennedy و همکارانش در سال ۱۹۹۸ نوعی از باسیلوس سوبتیلیس را از یک نوع ماهی جدا نمود. تکثیر این سویه در داخل آب وقتی که شوری آب از ۳۰ به ۳ واحد بین الملی کاهش یافت موجب حذف ویبریوها از کل لاروهای این گونه گردید. Moriarty در سال ۱۹۹۸ متوجه افزایش قابلیت زنده‌مانی میگوهائی شد که در محیط پرورش آنها سویه‌هائی از باسیلها وجود داشتند، در این حالت تعداد ویبریوهای بیماریزا در رسوبات و آب کاهش پیدا کردند، ولی تاثیر آن بر روی میکروبهای روده مطالعه نگردید.
باسیلهای انتخاب شده علاوه بر فعالیت آنتی بیوتیکی بر علیه ویبریوها، به عنوان پروبیوتیک چند وظیفه دیگر نیز داشتند، از جمله ترشح آنزیمی و رقابت برای فضا و غذا که این مکانیسمهای آنتاگونیسمی از بوجود آمدن گونه‌های مقاوم که اولین خطر استفاده از آنتیبیوتیکها است جلوگیری میکند. البته برای تائید این نظریه و بیان خاصیت حذف رقابتی پروبیوتیکها احتیاج به آزمایشات و شواهد زیادتری میباشد. این اصل بر اساس جایگزینی یک گونه به جای گونه اولیه اخذ گردیده است به طوی که گونه جدید امکان سازش بهتر با شرایط زیستی محدود را دارا باشد. خاصیت تولید آنتی بیوتیک توسط سویه‌های باسیلوس، امکان توجیه خاصیت حذف رقابتی پروبیوتیکها را ندارد.
در این خصوص Moriarty در سال ۱۹۹۸ فعالیت مهارکنندگی باسیلوس را در مقابل ویبریو در استخر خاکی نشان داد، اما تاثیر آن بر روی حیات میگوها احتمالا بصورت یک تاثیر غیر مستقیم روی سلامتی آنها بوده است. برای مثال تجزیه مواد آلی بوسیله باسیلوس احتمالا کیفیت آب را بهبود می بخشد با این حال استفاده از باسیل به عنوان یک مکمل در استخر هنوز احتیاج به بررسیهای بیشتری دارد . در حال حاضر استفاده از پروبیوتیک به عنوان یک کنترل بیولوژیکی مورد توجه می باشد. اصطلاح کنترل بیولوژیکی عبارت از محدود کردن و یا حذف آفات مخرب و یا پاتوژنها بوسیله ارگانیسمهای بخصوص می باشد.
Maeda و همکاران در سال ۱۹۹۷ کنترل بیولوژیکی را شامل روشهائی بیان کردند که در آن بعضی میکروبها و یا ارگانیسمها در محیط آبی پاتوژنها را کشته و یا تعداد آنها را کاهش می دهند. در این حالت رفتار استخرهای ذکر شده در آزمایش Moriarty در سال ۱۹۹۸ نوعی از کنترل بیولوژیکی می تواند تلقی گردد. نخستین آزمایشها در مورد استفاده از پروبیوتیکها در تغذیه آبزیان توسط موادی صورت گرفت که برای حیوانات خشکزی طراحی گردیده بود. بطور مثال اسپورهای باسیلوس توئی جدا شده از خاک، تلفات را در مار ماهی ژاپنی که توسط نوعی میکروارگانیسم آلوده شده بود کاهش و سرعت رشد را افزایش داد. اسپورها نیز به سادگی در ترکیب غذا مخلوط شدند.
ولی در این آزمایش سرنوشت اسبورها در لوله گوارش پیگیری نگردید که مشخص گردد آیا اسپورها در روده رشد می‌کنند و یا دفع میشوند و درجه حرارت آب چه تاثیری بر روی آنها دارد. همان نوع از باسیلوس توئی بوسیله Kozasa در سال ۱۹۸۶ برروی رتیفرها آزمایش شدند. در این آزمایش رتیفرها به مدت ۲ ساعت اسپورها را فیلتر نمودند (استفاده کردند).
این روش موجب افزایش سرعت رشد گردید اما در این آزمایش نیز سرنوشت میکربها مطالعه نگردید. طی یک مطالعه دیگر که با استفاده از اسپورهای باسیلوس انجام گرفت، بیشتر اسپورهای باسیلوس بوسیله رتیفرها در کمتر از یکساعت فیلتر گردید اما تعداد اسپورهای قابل رشد در کمتر از یکساعت به سرعت کاهش یافت اما در زمان خیلی کوتاه دوباره زندگی خود را آغاز کردند.
بر اساس بررسیهای انجام یافته بسیاری از باسیلها در طی فرایند تشکیل اسپور و یا پروتئولیز سلولهای رویش‌کننده، آنتی‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌بیو تیک تولید می‌کنند و زمانی که رتیفرها از اسپورها استفاده می‌نمایند کاهش تعداد ویبریونها احتمالا از طریق آزاد شدن آنتی بیوتیک از این سلولها باشد. بطور کلی تاثیر مستقیم پروبیوتیک افزایش مقاومت رتیفرها در مقابل ویبریوها بود. محصولات تجاری بر اساس باکتریهای زنده اسیدلاکتیک نیز جهت لارو ماهیها معرفی گردیده است، این مواد تولید و سرعت رشد رتیفرها و ماهیها را افزایش می‌دهند.
در بعضی از نسبتهای اسید لاکتیک افزایش تعداد دیگر باکتریها نیز محدود میگردند و یا بعضی محصولات تجاری حاوی استرپتوکوک، موجب افزایش رشد و بهبود راندمان غذائی در ماهی کپور شدند، ضمن آنکه اشرشیا کولی در روده ماهی کپور بعد از ۱۴ روز تغذیه با این نوع پروبیوتیک ناپدید گردید. این محققان بدون هیچگونه شواهد آزمایشگاهی بیان کردند که استرپتوکوک، توانائی بالائی در اتصال به اپیتلیوم روده ماهی کپور دارد.
البته این آزمایشها همانگونه که ذکر شد با پروبیوتیکهای ساخته شده برای حیوانات خشک زی انجام یافته است واین نشان دهنده علاقه به استفاده از افزودنیهای باکتریائی در غذاهای آبزیان نیز میباشد. البته زنده ماندن این میکروبها در لوله گوارش حیوانات آبزی مورد تردید میباشد به همین دلیل بیشتر تلاشها برروی سویه‌های بومی با خاصیت پروبیوتیکی استوار گردیده است. تلاش برای شناسائی پروبیوتیکهائی که بطور طبیعی در آب وجود دارند جداسازی و مشخص کردن میکروبهائی که بطور ذاتی در محیط پرورش وجود دارند در هنگام تشریح بدن ماهیهای جوان و خرچنگها، میکروبهای بومی مستقر در نقاط مختلف معده و روده بدست می آیند. میکرو بهای چسبیده به اپیتلیال روده می‌توانند از آن جدا شوند اما این روش در مورد لارو و مواد غذائی زنده امکان پذیر نیست.
اما میتوانیم سطح خارجی لارو ماهی را با محلول یک دهم درصد محلول نمکی بنز آلکونیوم کلراید جهت جداسازی میکربهای چسبیده به سطح خارجی شستشو داده وسپس بوسیله واسطه های خاص و روشهای مناسب آنها را مشخص نمود. مطالعات اولیه اولین گزارشهای موفقیت آمیز توسط Maeda و Liao در سال ۱۹۹۲ ارائه شد که در آن یک سویه به نام PM-۴ را ازمحیط پرورشی یک نوع لارو ماهی جدا نمود که دارای قدرت زیستی و تکثیر خوب بود. این باکتری برای کنترل بیولوژیکی محیط این نوع لارو و ماهی کپور استفاده می شود.کنترل بیولوژیکی موجب افزایش زنده‌مانی لارو و محدود کردن رشد ویبریوآنگوئیلاروم وهالیفتوروس می‌گردد. ولی در این مطالعه هیچگونه بررسی بروی امکان زیست این باکتری در روده لارو کپور انجام نگرفت، در حالی که عفونت ویبریو آنگوئیلاروم در ابتدا از روده شروع می‌شود.
Griffith در سال ۱۹۹۵ گزارش کرد که لارو میگوهای پرورش یافته در بعضی استخرهای اکوادور بوسیله یک بیماری که مشخصه آن تغییر در جمعیت باکتریها است تحت تاثیر قرار می‌گیرد. در این حالت نسبت ویبریو آلگینولیتیکس کاهش یافت در حالی که ویبریو پاراهمولیتیکس افزایش یافت. به همین منظور سویه اولیه جدا شد و به عنوان پروبیوتیک در بعضی از استخرها استفاده گردید که در این حالت قدرت زیستی میگوها به حد قبل از بیماری بازگشت .
Austin و همکارانش در سال ۱۹۹۵ تاثیر پروبیوتیکی این سویه را بررسی نمود و گزارش کرد که سلولهای ویبریواوردالی توانائی زنده ماندن خود را در طول ۳ ساعت بعد از اضافه شدن پروبیوتیک به داخل محلول از دست دادند. همچنین ویبریو آنگوئیلاروم و آئوروموناس‌سالمونیسیدا نیز با وسعت کمتری مهار شدند. در آزمایشی دیگر مشخص گردید مقاوت ماهی سالمون شستشوداده شده با پروبیوتیک در مبارزه با بیماریها بهبود یافت.
بطور کلی چیزی که از یک پروبیوتیک میتوانیم انتظار داشته باشیم عبارت است از
۱- آنتاگونیسم با بیماریها
۲- خاصیت کلنی شدن در روده با امکان چسبیدن به موکوس روده
۳- افزایش مقاومت میزبان در مقابل بیماریها آنتاگونیسم با بیماریها
بنظر میرسد در باکتریهای خاکزی خاصیت آنتاگونیسمی یک امر مشترک باشد.
بطور مثال بیش از ۶۰% از باکتریهای جدا شده از زئوپلانکتونها، خاصیت باکتریولیتیک داشتند. و بیشتر از ۷۵% باکتریهای جدا شده از اسفنجها ترکیبات آنتی باکتریال تولید می کردند. تغذیه لارو ماهی هالیبوت برای اولین بار با سویه مشخصی از باکتری، از رشد یک نوع ویبریو بیماریزا ممانعت کرد. خاصیت آنتی‌باکتریال در میکروبهای آب شیرین نیز وجود دارد. بطور مثال بعضی از باکتریهای اسید لاکتیک مانند لاکتوباسیلوس آنتاگونیسم بیماریهای ماهیها هستند. Sugita و همکارانش در سال ۱۹۹۸ یک سویه از باسیلها را که آنتاگونیسم حدود ۶۳% از میکروبهای جدا شده از روده ماهی بودند شناسائی نمود. سویه‌های بیماریزای ویبریوآئوروموناس در بیشتر آزمایشهای آزمایشگاهی هدف بودند.
بعضی باکتریها بر ضد ویروسها میباشند و احتمالا برای کنترل بیماریهای ویروسی مؤثر میباشند. حالت آنتاگونیسمی در برابر پاتوژنها احتمالا بوسیله واسطه‌های دیگری به غیر از آنتیبیوتیکها باشد. اسیدهای آلی، پراکسید هیدوژن، سیدروفرها از جمله این واسطه‌ها می‌توانند باشند. البته شرایط آزمایش در حالت in-vitro و in-vivo متفاوت می باشد و بیان حالت آنتاگونیسمی در حالت in-vitro نمیتواند یک معیار کافی برای انتخاب پروبیوتیک باشد. خاصیت تشکیل کلنی در روده قدرت تشکیل کلنی یک معیار مهم برای پروبیوتیکهاست اما احتمالا اگر باکتریهای ناپایدار نیز در دز بالا و بصورت مداوم استفاده شوند مفید باشند. ب
نابراین در عمل ضروری میباشد که پایداری پروبیوتیکها در روده ارزیابی گردد. در این خصوص پایداری باکتریهای اسید لاکتیک در روده مورد مطالعه قرارگرفته است. غلظت دیورجنس در سکتوم ماهیهای کاد جوان بیشتر بود. به نظر میرسد باکتریهای اسید لاکتیک جدا شده قادر به زنده ماندن برای چندین روز در روده ماهی جوان باشند. ویبریونها هم احتمالا روزها و یا حتی هفته‌ها در ماهی و لارو صدفها پایدار باشند. مخمرها نیز به موکوسهای روده قزل آلای رنگین‌کمان می‌چسبند و توانائی بالائی برای چسبیدن و تشکیل کلنی دارند و استفاده از آنها نیز در آبزیان مورد توجه میباشد. بهبود عکس‌العمل حیوانات آبزی در برابر بیماریها توسط مصرف پروبیوتیکها در بسیاری از آزمایشها تست گردیده است.
حیوانات آزمایش شده عبارت بودند از رتیفرها، لاروسپرماهیها، حلزونها، صدفها، ماهیهای کاد جوان، سالمون و قزل‌‌آلای رنگین کمان که تقریبا در تمام آنها پاتوژنها ویبریونها بودند. اما پروبیوتیکها انواع مختلفی شامل ویبریونها، پزودوموناسها و باکتریهای گرم مثبت بودند. نحوه مقابله پروبیوتیک و پاتوژن در میزبان، بویژه برای تشخیص، یکی از موارد قابل بررسی میباشد. البته ایجاد شرایط ثابت در آزمایش نیز مهم میباشد زیرا فاکتورهای زیادی موجب حساسیت حیوانات در مقابل پاتوژنها و همچنین کارائی پروبیوتیکها می شوند، ولی این تاثیرات اغلب تکرار پذیری کمی دارند و در بسیاری از مطالعات فقط تعداد تلفات مورد مقایسه قرار گرفته است.
در آزمایشی که از پروبیوتیکها برای لارو دوکفه‌ایها استفاده شد بهبود معنی داری در زنده‌مانی آنها مشاهده گردید. در این آزمایش لاروها به مدت یک ساعت از پروبیوتیکها استفاده کرده بودند. این محققان فرض کردند که پروبیوتیکها مواد ممانعت کننده‌ای تولید می‌کنند که رشد باکتریهای پاتوژن را متوقف می‌کنند. Gibson و همکارانش در سال ۱۹۹۸ مشاهده کردند که کاهش پروبیوتیک حتی سریعتر از پاتوژن بود. اگرچه بعضی سویه‌های باکتریائی احتمالا وقتی که به عنوان مکمل غذائی استفاده میشوند به عنوان واسطه‌های پرورشی عمل نموده و زنده‌مانی آبزیان را افزایش می‌دهند. چشم انداز توسعه پروبیوتیکها مزیتهای استفاده از پروبیوتیکها در برابر آنتی بیوتیکها بوسیله Moriarty در سال ۱۹۹۸ بحث گردید البته تاکنون بیشترخاصیت تولید مواد ممانعت کننده توسط پروبیوتیکها مورد توجه قرار گرفته است.
خطر پاتوژنهای مقاوم به پروبیوتیکهای انتخاب شده نیز نباید فراموش شود به همین دلیل تحقیق بر روی متنوع کردن آنتاگونیسمها استوار می باشد تا احتمال ایجاد باکتریهای مقاوم کاهش یابد. توانائی بعضی از پروبیوتیکها برای چسیبدن به موکوس روده احتمالا عفونت روده تولید شده توسط بعضی از پاتوژنها را متوقف کند. این حالت آنتاگونیسمی احتمالا از طریق رقابت برای مواد غذائی که برای رشد باکتریها لازم میباشد و یا از طریق رقابت جهت اتصال به جدار روده انجام می‌شود. حذف رقابتی، یک مکانیسم برای بیان تاثیر پروبیوتیکها در شرایط زیستی محدود میباشد. آهن، مورد نیاز بسیاری از میکروارگانیسمهاست و در دسترس بودن آن در بافتهای حیوانات احتمالا برای بسیاری از پاتوژنها ضروری است.
Smith وDvey در سال ۱۹۹۳ پیشنهاد کردند که حالت ممانعت کنندگی آئورومونلس سالمونسیدا بوسیله پزودوموناس فلوئوروسنس از طریق رقابت برای کسب آهن آزاد بود. فعالیت مهارکنندگی بسیاری از سویه های پزودوموناس بنظر میرسد از طریق ترکیبات آهن دار میباشد. در لارو سپر ماهی نیز رقابت ویبریوها و باکتریهای آهن دار خالص شده، میتواند تا حدودی خاصیت پروبیوتیکی آنها را توجیه کند. فعالیت آنتی باکتریال باسیلوسهای جدا شده بوسیله Sugita و همکارانش در سال ۱۹۹۸ تا حدودی مربوط به ترکیبات آهن دار بود. البته در انتخاب سویه های پروبیوتیکی باید به این نکته نیز توجه داشت که استفاده از آنها، موجب افزایش نیاز میزبان به آهن نگردد. آهن معمولا در جیره غذائی ماهی اضافه می گردد و محدودیت آهن جمعیت میکروبها را بدون تاثیربر روی لارو ماهیها تغییر می‌دهد.
البته مواد غذائی دیگری نیز احتمالا میکروبهای روده را تحت تاثیر قرار دهند ولی وجود آنها برای حیات حیوانات آبزی ضروری میباشند. بطور مثال اسیدهای چرب غیر اشباع جیره، احتمالا نسبت باکتریهای اسید لاکتیک در لوله گوارش ماهی شمالی را تحت تاثیر قرار دهند. Gibson و Roberfroid در سال ۱۹۹۵ پریبیوتیک را به عنوان ماده غذائی غیر قابل هضم که بطور مؤثری سلامتی میزبان را از طریق تحریک رشد و یا فعالیت باکتریهای موجود در کلون و یا محدود کردن رشد آنها تحت تاثیر قرار می‌دهد تعریف کردند. فروکتوگلوکوساکاریدها به عنوان افزودنیهای غذائی که رشد بیفیدوباکترها و لاکتوباسیلها را در انسان و حیوانات خشک زی افزایش می‌دهند استفاده می شود.
لاکتوساکاروز بوسیله میکروبهای قسمت پائین روده ماهیان استخوانی دریائی تخمیر شده و موجب افزایش ضخامت لایه تونیکاموسکولاریس در این ماهیان میگردند. این نشان داد که بعضی از محصولات حاصل از تخمیر، موجب تقویت لایه دفاعی روده در ماهی و انسان میگردند. به همین دلیل احتمالا چنین موادی که بوسیله پروبیوتیکها قابل هضم بوده، آنتاگونیسم پاتوژنها هستند و بافت دفاعی میزبان را تحریک می‌کنند، برای مطالعه جالب خواهند بود . فرضیه تحریک سیستم ایمنی موجودات آبزی نیز قابل توجه می باشد.
بسیاری از محرکهای سیستم ایمنی، روی ماهیها و خرچنگها آزمایش شده است و بعضی از این مواد مثل مورامیل دی پپتید ، گلوکانها و لیپوپلی‌ساکاریدها در دیواره سلولی میکروبها وجود دارند. احتمالا میکروبهای بومی دستگاه گوارش نیز سیستم ایمنی حیوانات آبزی را در برابر پاتوژنهای روده به همان صورتی که در مورد حیوانات خشک زی گزارش شده تحریک می‌کنند. با این وجود علیرغم بسیاری از گزارشها، تحریک سیستم ایمنی توسط پروبیوتیکهای اسید لاکتیک هنوز قابل بحث می باشد. نتیجه‌گیری استفاده از پروبیوتیکها در آبزیان در حال افزایش می باشد. با این حال هنوز نیاز به تحقیقات زیادی در این مورد میباشد.
اولین سوال پاسخ داده نشده در بسیاری از موارد سرنوشت پروبیوتیکها در محیط پرورش آبزیان و در لوله گوارش می باشد. بررسیهای ایمینولوژیکی و مولکولی میتواند ابزار مفیدی برای سنتز پروبیوتیکها باشند. درزمینه روش مصرف، حداکثر دز مصرفی و راه‌حلهای تکنیکی برای زنده نگه داشتن این مواد در پلتهای خشک نیز نیاز به تحقیق می باشد. اسپورهای باسیلوس به راحتی می‌توانند به عنوان مکمل غذائی استفاده گردند و این یک مزیت اضافی این نوع پروبیوتیکهاست. علاوه بر آن باکتریهای اسید لاکتیک نیز نمونه‌های خوبی هستند ولی هنوز مطالعات بیشتری در این خصوص ضروری میباشد. باکتریهائی که بصورت نرمال در حیوانات سالم وجود دارند نیز می توانند منبع خوبی برای پروبیوتیکها باشند.
بررسی مقایسه‌ای عملکرد آنتیبیوتیکها و پروبیوتیکها
آنتی بیوتیک ها طی ۴۰ – ۵۰ سال گذشته به طور فزاینده و بدون محدودیتی خاص در صنعت طیور به کار رفته اند که در طی چند سال اخیر محدودیت های زمانی بین حذف دارو و زمان کشتار و منع مصرف بعضی از آنتی بیوتیک ها مثل فورازولیدون اعمال شده است.
عموماٌ آنتی بیوتیک ها به ۳ منظور در طیور مصرف می شوند :
۱- کمک به درمان طیور و باز گرداندن آنها به حالت عادی
۲- افزایش رشد و راندمان غذایی
۳- کمک به پیشگیری از شیوع بیماریهایی که وجودآنها در گله به اثبات رسیده است
نوع مکانیسم عمل آنتی بیوتیک ها به دو شکل متوقف کننده رشد و باکتری کشی است . خاصیت متوقف کنندگی رشد زمانی ایجاد می شود که یک آنتی بیوتیک رشد باکتری را مهار ویاکند می نماید . خاصیت باکتری کشی زمانی است که آنتی بیوتیک باکتری را نابود می کند .مصرف زیاد آنتی بیوتیک ها ، اشتباه در استفاده از آنها ، مصرف آنتی بیوتیک های زیر استاندارد ، عدم اتمام دوره درمان ، استفاده از آنتی بیوتیک ها به عنوان مکمل غذایی و افزایش دهنده رشد از جمله عوامل ایجاد کننده اثرات سوء آنتی بیوتیک ها و بروز مقاومت های آنتی بیوتیکی می باشند .
مصرف محصولات دامی آلوده به آنتی بیوتیک ها در انسان باعث اثرات سمی ، واکنش های ازدیاد حساسیت ، بروز عفونت های ثانویه ، اختلالات سوخت وسازی و مقاومت های آنتی بیوتیکی و …… است .اما پروبیوتیک ها را می توان یکی از مهمترین دستاوردهای محققین دانست که با الهام از شرایط طبیعی میکروارگانیسم ها در دستگاه گوارش و تعادل موجود در طبیعت تهیه شده است .واژه پروبیوتیک واژه ای است یونانی به معنای (( برای زندگی )) . مهمترین ویژگی پروبیوتیک ها این است که ضمن کاهش بیماری و بهبود ضریب تبدیل غذایی در طیور هیچ گونه باقیمانده بافتی نداشته و مقاومت میکروبی ایجاد نمی کنند .
این مواد میکروارگانیسم های زنده ای هستند که نه از طریق نابود سازی میکروارگانیسم های موجود بلکه با ایجاد و یا تقویت میکروارگانیسم های مفید موجود در دستگاه گوارش موجبات حفظ سلامتی و یا افزایش میزان رشد را در طیور و انسان فراهم می آورند . همچنین پروبیوتیک ها نه تنها به عنوان محرک رشد بلکه برای تحریک دستگاه ایمنی و پیشگیری از ابتلاء به بسیاری از بیماری ها به کار گرفته می شود .
● مکانیسم اثرپروبیو تیک ها به چند شکل است :
۱) حفظ جمعیت میکروبی مفید در دستگاه گوارش :
الف ) رقابت برای متصل شدن به جایگاه های اتصال موجود در سلول های بافت پوششی روده
ب ) رقابت برای دریافت مواد مغذی یا سوبستراها
ج ) چسبیدن به میکروارگانیسم بیماریزا وکمک به حذف آنها از بدن میزبان
د ) تولید ترکیبات ضد باکتری
۲) افزایش میزان دریافت غذا و بهبود هضم آن :
الف) نقش فلور روده
ب ) متابولیسم مواد مغذی
ج ) افزایش ماندگاری مواد مغذی
د ) سنتز ویتامین ها
ه ) تحریک اشتهاء
۳ ) تغییر در متابولیسم باکتریایی :
الف ) فعالیت آنزیم های گوارشی و باکتریایی
ب ) کاهش تولید آمونیاک و فعالیت آنزیم اوره آز
۴ ) تحریک سیستم ایمنی :
الف) تحریک تولید پادتن ها
ب ) افزایش فعالیت سلول های بیگانه خوار
ج ) افزایش سطح پروتئین تام سرم و بالارفتن نسبت گلبولین ها و آلبومین ها
د ) افزایش تعداد گلبول های سفید
ه ) ترغیب و افزایش مقاومت لمفوسیت هایT و افزایش تولید پادتن های ضد سالمونلا
۵ ) خنثی کردن انتروتوکسین ها
تفتوت عملکرد آنتی بیوتیک ها و پروبیوتیک ها را می توان اینگونه بیان کرد که پروبیوتیک ها برخلاف آنتی بیوتیک ها دارای اثرات خاصی است که :
▪ میکروفلور دستگاه گوارش را که در اثر به کار بردن آنتی بیو تیک ها یا محرک های رشد پریشان و ناکار آمد شده است را بازسازی می کند .
▪ سیستم ایمنی طبیعی مرغ را برمی انگیزدو افزایش می دهد .
▪ در رقابت با باکتری های بیماری زا بر سر خوراک و جا آنها را حذف می کند .
▪ با تولید آنزیم ها و ویتامین ها کارآیی دستگاه گوارش برای هضم خوراک را می افزاید .
▪ PH رو.ده را کاهش می دهدو از استقرار باکتری ها بیماری زا مانند ای کولای و سالمونلاپیشگیری می کند .
▪ پادزهرهایی تولید میکند که ویژگی ضد میکروبی علیه باکتر های بیماری زا دارند .
تهیه و تدوین : مهندس حبیب اله زارع – کارشناس پرورش طیور