چکیده: (33 مشاهده)
مقدمه و هدف: صنعت تولید طیور در سال‌های اخیر با دو چالش اساسی روبرو بوده است: نخست، افزایش تقاضا برای محصولات بدون آنتی‌بیوتیک به دلیل نگرانی از مقاومت ضدمیکروبی، و دوم، نیاز به بهبود کارایی تولید و سلامت پرندگان بدون استفاده از محرک‌های رشد شیمیایی. در این راستا، پپتیدهای زیست‌فعال (Bioactive peptides) که قطعههای کوتاهی از پروتئین‌ها (معمولاً ۲ تا ۲۰ اسید آمینه) هستند و پس از هیدرولیز آنزیمی آزاد می‌شوند، به عنوان یکی از امیدوارکننده‌ترین جایگزین‌ها معرفی شده‌اند. پودر خون حاصل از کشتارگاه‌ها، یک منبع پروتئینی با ارزش با غلظت بالای اسیدهای آمینه ضروری است، اما مصرف مستقیم آن به دلیل طعم نامطلوب و قابلیت هضم پایین محدود می‌باشد. هیدرولیز آنزیمی پودر خون می‌تواند پروتئین‌های بزرگ را به پپتیدهای کوتاه‌زنجیره با وزن مولکولی پایین تبدیل کند که نه تنها فراهمی زیستی بالاتری دارند، بلکه خواص عملکردی جدیدی مانند تعدیل ایمنی و آنتی‌اکسیدانی نیز کسب می‌کنند. پژوهش حاضر با هدف ارزیابی اثر سطوح مختلف پپتیدهای زیست‌فعال حاصل از هیدرولیز آنزیمی پودر خون (BMP) بر تیتر آنتی‌بادی علیه ویروس نیوکاسل، فراسنجه‌های تنش اکسیداتیو (TAC و MDA) و متابولیکی سرم و همچنین جمعیت دو گروه اصلی باکتریایی ایلئوم (لاکتوباسیلوس و اشریشیا کلی) در جوجه‌های گوشتی انجام شد.
مواد و روش‌ها: ابتدا پپتیدهای زیست‌فعال از پودر خون کشتارگاهی با استفاده از هیدرولیز آنزیمی با آنزیم آلکالاز (نسبت آنزیم به سوبسترا یک به بیست، دمای ۵۰ درجه سانتی‌گراد، ۲=pH و زمان دو ساعت) تهیه شدند. سپس هیدرولیز با حرارت غیرفعال و محلول لیوفیلیزه شد. آنالیز توزیع وزن مولکولی با HPLC نشان داد که بیش از ۶۲ درصد پپتیدها در محدوده وزنی ۱۸۰ تا ۵۰۰ دالتون قرار دارند که برای جذب رودهای از طریق انتقال‌دهنده PepT1 و فعالیت‌های زیستی مطلوب است. تعداد ۴۰۰ قطعه جوجه گوشتی یک‌روزه (سویه راس ۳۰۸) در قالب طرح کاملاً تصادفی با ۵ تیمار، ۵ تکرار و ۱۶ پرنده در هر تکرار توزیع شدند. تیمارهای آزمایشی شامل: ۱- جیره پایه بدون افزودنی (شاهد)، ۲- جیره پایه حاوی ۲/۰ درصد BMP، -) جیره حاوی ۴/۰ درصد BMP، ۴- جیره حاوی ۶/۰ درصد BMP، و -) جیره حاوی ۸/۰ درصد BMP بودند. جیره‌ها بر اساس نیازهای راس ۳۰۸ در چهار دوره تغذیه‌ای فرموله شدند. در روز ۳۵ پرورش، از هر تکرار دو پرنده خون‌گیری شد و تیتر آنتی‌بادی علیه ویروس نیوکاسل با آزمون مهار هماگلوتیناسیون (HI) اندازه‌گیری شد. همچنین فراسنجه‌های بیوشیمیایی (گلوکز، کلسترول، تری‌گلیسیرید، پروتئین تام، آلبومین، آنزیم‌های کبدی AST و ALT، HDL و اسید اوریک) و شاخص‌های اکسیداتیو دربرگیرندهی ظرفیت آنتی‌اکسیدانی کل (TAC) با روش FRAP و مالون‌دی‌آلدهید (MDA) با روش تیوباربیتوریک اسید در سرم اندازه‌گیری شدند. در روز ۳۸، محتویات ایلئوم برای شمارش لاکتوباسیلوس‌ها (در محیط MRS Agar بی‌هوازی) و اشریشیا کلی (در محیط Chromogenic Agar هوازی) کشت داده شدند. داده‌ها با نرم‌افزار SAS و رویه GLM در قالب طرح کاملاً تصادفی آنالیز شدند و مقایسه میانگین‌ها با آزمون توکی در سطح ۰۵/۰ انجام گرفت.
یافته‌ها: افزودن BMP به طور بسیار معنی‌داری تیتر آنتی‌بادی علیه ویروس نیوکاسل را افزایش داد (۰۰۰۱/۰>P). گروه شاهد کمترین تیتر (۸/۵ log₂) را داشت، در حالی که تیمارهای ۴/۰، ۶/۰ و ۸/۰ درصد BMP به ترتیب تیترهای ۷/۷، ۴/۸ و ۵/۸ log₂ را ایجاد کردند که به طور معنی‌داری بیشتر از شاهد بودند (۰۵/۰>P). بین سه سطح بالاتر تفاوت معنی‌داری وجود نداشت که نشان‌دهنده وجود یک سطح آستانه حدود ۴/۰ درصد برای حداکثر تحریک ایمنی است. سطح سرمی TAC و اسید اوریک با افزایش BMP به طور خطی کاهش یافت (۰۰۰۱/۰>P)، به طوری که کمترین مقادیر در تیمار ۸/۰ درصد BMP ثبت شد (TAC از ۴۸/۲ به ۴۰/۱ میلی‌مول بر لیتر و اسید اوریک از ۴۶/۵ به ۵۴/۲ میلی‌مول بر لیتر). سطح MDA روند کاهشی نشان داد (از ۵۶/۲ به ۹۲/۱ نانومول بر میلی‌لیتر) اما این کاهش معنی‌دار نبود (۱۰۶/۰=P). هیچ یک از فراسنجه‌های متابولیکی دیگر (گلوکز، کلسترول، تری‌گلیسیرید، آنزیم‌های کبدی، آلبومین، پروتئین تام، HDL) تحت تأثیر BMP قرار نگرفتند (۰۵/۰<P). جمعیت لاکتوباسیلوس و اشریشیا کلی ایلئوم نیز تغییر معنی‌داری نشان ندادند (به ترتیب ۱۸۳۴/۰=P و ۸۶۷۰/۰=P).
نتیجه‌گیری: پژوهش کنونی به طور جامع نشان داد که پپتیدهای زیست‌فعال حاصل از هیدرولیز آنزیمی پودر خون (BMP) با غلبه پپتیدهای با وزن مولکولی ۱۸۰-۵۰۰ دالتون، دارای اثرات قوی تعدیل‌کننده ایمنی و آنتی‌اکسیدانی در جوجه‌های گوشتی هستند. مکمل‌سازی جیره با BMP در سطوح ۴/۰ تا ۸/۰ درصد به طور معنی‌داری تیتر آنتی‌بادی علیه ویروس نیوکاسل را افزایش داد که نشان‌دهنده بهبود پاسخ به واکسیناسیون است. کاهش همزمان اسید اوریک و ظرفیت آنتی‌اکسیدانی تام در سرم، همراه با روند کاهشی مالون‌دی‌آلدهید، حاکی از کاهش نیاز به آنتی‌اکسیدان‌های درون‌زا به دلیل کاهش تولید رادیکال‌های آزاد و در نتیجه کاهش تنش اکسیداتیو سیستمیک می‌باشد. مهم آنکه این اثرات بدون ایجاد تغییر معنی‌دار در جمعیت میکروفلور ایلئوم (لاکتوباسیلوس و اشریشیا کلی) و بدون اختلال در فراسنجه‌های متابولیکی پایه و آنزیم‌های کبدی رخ دادند، که نشان می‌دهد مکانیسم اصلی اثر BMP از طریق مسیرهای مستقیم میزبان (و نه از طریق تغییر میکروبیوتا) اعمال می‌شود. مهم آنکه این اثرات بدون ایجاد تغییر معنی‌دار در جمعیت لاکتوباسیلوس و اشریشیا کلی ایلئوم و بدون اختلال در فراسنجه‌های متابولیکی پایه و آنزیم‌های کبدی مشاهده شدند؛ بنابراین، به نظر می‌رسد اثرات BMP لزوماً از طریق تغییر در جمعیت باکتریایی مورد بررسی در ایلئوم اعمال نشده باشد و احتمال مشارکت مکانیسم‌های مستقیم مرتبط با پاسخ ایمنی و وضعیت آنتی‌اکسیدانی میزبان وجود دارد. از منظر کاربردی، BMP می‌تواند به عنوان یک افزودنی خوراک ایمن، مؤثر و پایدار در جیره جوجه‌های گوشتی به ویژه در سیستم‌های تولید عاری از آنتی‌بیوتیک مورد استفاده قرار گیرد تا ضمن کاهش استرس اکسیداتیو، کارایی سیستم ایمنی را افزایش دهد. سطح بهینه بر اساس یافته‌های این مطالعه، ۴/۰ درصد جیره می‌باشد. تحقیقات آتی باید به بررسی مکانیسم‌های مولکولی (مانند بیان ژن‌های سایتوکاین و آنزیم‌های آنتی‌اکسیدانی مسیر Nrf2) و همچنین ارزیابی اثر BMP در شرایط چالش با پاتوژن‌های واقعی بپردازند.
مواد و روش‌ها: ابتدا پپتیدهای زیست‌فعال از پودر خون کشتارگاهی با استفاده از هیدرولیز آنزیمی با آنزیم آلکالاز (نسبت آنزیم به سوبسترا یک به بیست، دمای ۵۰ درجه سانتی‌گراد، ۲=pH و زمان دو ساعت) تهیه شدند. سپس هیدرولیز با حرارت غیرفعال و محلول لیوفیلیزه شد. آنالیز توزیع وزن مولکولی با HPLC نشان داد که بیش از ۶۲ درصد پپتیدها در محدوده وزنی ۱۸۰ تا ۵۰۰ دالتون قرار دارند که برای جذب رودهای از طریق انتقال‌دهنده PepT1 و فعالیت‌های زیستی مطلوب است. تعداد ۴۰۰ قطعه جوجه گوشتی یک‌روزه (سویه راس ۳۰۸) در قالب طرح کاملاً تصادفی با ۵ تیمار، ۵ تکرار و ۱۶ پرنده در هر تکرار توزیع شدند. تیمارهای آزمایشی شامل: ۱- جیره پایه بدون افزودنی (شاهد)، ۲- جیره پایه حاوی ۲/۰ درصد BMP، -) جیره حاوی ۴/۰ درصد BMP، ۴- جیره حاوی ۶/۰ درصد BMP، و -) جیره حاوی ۸/۰ درصد BMP بودند. جیره‌ها بر اساس نیازهای راس ۳۰۸ در چهار دوره تغذیه‌ای فرموله شدند. در روز ۳۵ پرورش، از هر تکرار دو پرنده خون‌گیری شد و تیتر آنتی‌بادی علیه ویروس نیوکاسل با آزمون مهار هماگلوتیناسیون (HI) اندازه‌گیری شد. همچنین فراسنجه‌های بیوشیمیایی (گلوکز، کلسترول، تری‌گلیسیرید، پروتئین تام، آلبومین، آنزیم‌های کبدی AST و ALT، HDL و اسید اوریک) و شاخص‌های اکسیداتیو دربرگیرندهی ظرفیت آنتی‌اکسیدانی کل (TAC) با روش FRAP و مالون‌دی‌آلدهید (MDA) با روش تیوباربیتوریک اسید در سرم اندازه‌گیری شدند. در روز ۳۸، محتویات ایلئوم برای شمارش لاکتوباسیلوس‌ها (در محیط MRS Agar بی‌هوازی) و اشریشیا کلی (در محیط Chromogenic Agar هوازی) کشت داده شدند. داده‌ها با نرم‌افزار SAS و رویه GLM در قالب طرح کاملاً تصادفی آنالیز شدند و مقایسه میانگین‌ها با آزمون توکی در سطح ۰۵/۰ انجام گرفت.
یافته‌ها: افزودن BMP به طور بسیار معنی‌داری تیتر آنتی‌بادی علیه ویروس نیوکاسل را افزایش داد (۰۰۰۱/۰>P). گروه شاهد کمترین تیتر (۸/۵ log₂) را داشت، در حالی که تیمارهای ۴/۰، ۶/۰ و ۸/۰ درصد BMP به ترتیب تیترهای ۷/۷، ۴/۸ و ۵/۸ log₂ را ایجاد کردند که به طور معنی‌داری بیشتر از شاهد بودند (۰۵/۰>P). بین سه سطح بالاتر تفاوت معنی‌داری وجود نداشت که نشان‌دهنده وجود یک سطح آستانه حدود ۴/۰ درصد برای حداکثر تحریک ایمنی است. سطح سرمی TAC و اسید اوریک با افزایش BMP به طور خطی کاهش یافت (۰۰۰۱/۰>P)، به طوری که کمترین مقادیر در تیمار ۸/۰ درصد BMP ثبت شد (TAC از ۴۸/۲ به ۴۰/۱ میلی‌مول بر لیتر و اسید اوریک از ۴۶/۵ به ۵۴/۲ میلی‌مول بر لیتر). سطح MDA روند کاهشی نشان داد (از ۵۶/۲ به ۹۲/۱ نانومول بر میلی‌لیتر) اما این کاهش معنی‌دار نبود (۱۰۶/۰=P). هیچ یک از فراسنجه‌های متابولیکی دیگر (گلوکز، کلسترول، تری‌گلیسیرید، آنزیم‌های کبدی، آلبومین، پروتئین تام، HDL) تحت تأثیر BMP قرار نگرفتند (۰۵/۰<P). جمعیت لاکتوباسیلوس و اشریشیا کلی ایلئوم نیز تغییر معنی‌داری نشان ندادند (به ترتیب ۱۸۳۴/۰=P و ۸۶۷۰/۰=P).
نتیجه‌گیری: پژوهش کنونی به طور جامع نشان داد که پپتیدهای زیست‌فعال حاصل از هیدرولیز آنزیمی پودر خون (BMP) با غلبه پپتیدهای با وزن مولکولی ۱۸۰-۵۰۰ دالتون، دارای اثرات قوی تعدیل‌کننده ایمنی و آنتی‌اکسیدانی در جوجه‌های گوشتی هستند. مکمل‌سازی جیره با BMP در سطوح ۴/۰ تا ۸/۰ درصد به طور معنی‌داری تیتر آنتی‌بادی علیه ویروس نیوکاسل را افزایش داد که نشان‌دهنده بهبود پاسخ به واکسیناسیون است. کاهش همزمان اسید اوریک و ظرفیت آنتی‌اکسیدانی تام در سرم، همراه با روند کاهشی مالون‌دی‌آلدهید، حاکی از کاهش نیاز به آنتی‌اکسیدان‌های درون‌زا به دلیل کاهش تولید رادیکال‌های آزاد و در نتیجه کاهش تنش اکسیداتیو سیستمیک می‌باشد. مهم آنکه این اثرات بدون ایجاد تغییر معنی‌دار در جمعیت میکروفلور ایلئوم (لاکتوباسیلوس و اشریشیا کلی) و بدون اختلال در فراسنجه‌های متابولیکی پایه و آنزیم‌های کبدی رخ دادند، که نشان می‌دهد مکانیسم اصلی اثر BMP از طریق مسیرهای مستقیم میزبان (و نه از طریق تغییر میکروبیوتا) اعمال می‌شود. مهم آنکه این اثرات بدون ایجاد تغییر معنی‌دار در جمعیت لاکتوباسیلوس و اشریشیا کلی ایلئوم و بدون اختلال در فراسنجه‌های متابولیکی پایه و آنزیم‌های کبدی مشاهده شدند؛ بنابراین، به نظر می‌رسد اثرات BMP لزوماً از طریق تغییر در جمعیت باکتریایی مورد بررسی در ایلئوم اعمال نشده باشد و احتمال مشارکت مکانیسم‌های مستقیم مرتبط با پاسخ ایمنی و وضعیت آنتی‌اکسیدانی میزبان وجود دارد. از منظر کاربردی، BMP می‌تواند به عنوان یک افزودنی خوراک ایمن، مؤثر و پایدار در جیره جوجه‌های گوشتی به ویژه در سیستم‌های تولید عاری از آنتی‌بیوتیک مورد استفاده قرار گیرد تا ضمن کاهش استرس اکسیداتیو، کارایی سیستم ایمنی را افزایش دهد. سطح بهینه بر اساس یافته‌های این مطالعه، ۴/۰ درصد جیره می‌باشد. تحقیقات آتی باید به بررسی مکانیسم‌های مولکولی (مانند بیان ژن‌های سایتوکاین و آنزیم‌های آنتی‌اکسیدانی مسیر Nrf2) و همچنین ارزیابی اثر BMP در شرایط چالش با پاتوژن‌های واقعی بپردازند.
واژه‌های کلیدی: پپتید زیست‌فعال، هیدرولیز پودر خون، ایمنی هومورال، ظرفیت آنتی‌اکسیدانی، میکروفلور ایلئوم
ارسال پیام به نویسنده مسئول
| بازنشر اطلاعات | |
 |
این مقاله تحت شرایط Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License قابل بازنشر است. |
