تاثیر بتاگلوکان مخمر بر انفجار تنفسی هتروفیل در جوجه‌های گوشتی

نوع مقاله: علمی پژوهشی

نویسندگان

1 دانشگاه آزاد اسلامی، واحد تبریز، استادیار دانشکده کشاورزی، گروه علوم دامی، تبریز، ایران

2 دانشگاه آزاد اسلامی، واحد تبریز، دانشکده کشاورزی، دانش‌آموخته کارشناسی ارشد، تبریز، ایران

3 دانشگاه کردستان، دانشکده کشاورزی، دانش‌آموخته کارشناسی ارشد، سنندج، ایران

چکیده

امروزه تقویت سیستم ایمنی جوجه­های گوشتی با افزودن مکمل­های غذایی رویکرد جدید محقیقین است. به منظور بررسی اثر بتاگلوکان مخمر بر انفجار تنفسی هتروفیل (آزمایش احیای نیتروبلوتترازولیوم) به عنوان شاخصی از سیستم ایمنی ذاتی جوجه­های گوشتی، آزمایشی به­صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملاً تصادفی با استفاده از 162 قطعه جوجه گوشتی یک روزه انجام گردید. تیمارهای آزمایش عبارت بودند از: سطوح بتاگلوکان (به میزان صفر، 04/0% و 08/0% در جیره پایه) و فاکتور جنس (نر و ماده). در پایان دوره از تکرارهای تیمارهای مختلف آزمایش، نمونه خونی اخذ و آزمایش احیای نیتروبلوتترازولیوم انجام شد. نتایج آزمایش انفجار تنفسی نشان داد که سطح 04/0% بتاگلوکان در پایان دوره به طور معنی­داری موجب افزایش میانگین انفجار تنفسی
هتروفیل­ها شد (05/0>p). همچنین، میانگین انفجار تنفسی در جنس نر نیز به­طور معنی­داری بیشتر از جنس ماده بود ولی، اثر متقابل دو فاکتور بتاگلوکان و جنس معنی­دار نبود. بنابراین، استفاده از بتاگلوکان به میزان 04/0% جیره موجب بهبود سیستم ایمنی ذاتی طیور گوشتی می­شود.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

The effect of yeast beta-glucan on respiratory brust of heterophils in broiler chickens

نویسندگان [English]

  • A Kargary Rezapour 1
  • M Ali-Hossein Maslak, 2
  • S Soleimany 3
  • A Zakeri 1
1 Assistant professor, Department of Animal Science, Faculty of Agriculture, Tabriz Branch, Islamic Azad University, Tabriz, Iran
2 Graduate of Agriculture, Faculty of Agriculture, Tabriz Branch, Islamic Azad University, Tabriz, Iran
3 Graduate of Agriculture, Faculty of Agriculture, Kurdistan University, Sanandaj, Iran
چکیده [English]

The use of food additives to boost the immune system of broiler chickens is a new froutier for scientists. A factorial experiment based on completely randomized design was conducted to study the effects of the yeast beta-glucan on respiratory burst potential (nitro-blue tetrazolium test) of heterophils as an indicator of innate immunity in broiler chickens. This was done by using 162 one-day old broilers. Experimental factors were as following: beta-glucan levels (levels of 0, 0.04 and 0.08% of basal diet) and sex (male and female broilers). At the end of the study blood sample were taken from each replicate of every treatment and nitro-blue tetrazolium reduction test performed. The results showed that beta-glucan in a level of 0.04% of basal diet significantly increased nitro-blue tetrazolium reduction test of heterophils (p<0.05). The mean value of respiratory burst was also significantly higher in males compared to females (p<0.05). But, the interaction between two mentioned factors (beta-glucan and sex) was not statistically significant. Thus, considering the respiratory burst index, beta-glucan in a level of 0.04% of basal diet may improve innate immunity of broiler chickens.
 

کلیدواژه‌ها [English]

  • heterophil
  • Innate immunity system
  • Respiratory burst test
  • Yeast beta-glucan

مقدمه

 

    افزایش قدرت سیستم ایمنی برای مقابله با بیماری­های عفونی بسیار حائز اهمیت است. در سراسر جهان بیماری­های عفونی به خاطر تلفات زیاد در حیوانات اهلی و ماکیان باعث نگرانی
شده­اند. در نتیجه، یکی از راه­ حل­های بهبود ایمنی دام و کاهش ابتلا به بیماری­های عفونی استفاده از محرک­های سیستم ایمنی
می­باشد (Abdolkarimi and Daneshiar, 2010). با توجه به این که از ژوئن 1999 در اروپا مصرف آنتی­بیوتیک­های محرک رشد در طیور ممنوع اعلام گردیده است (به خاطر باقی ماندن
آنتی­بیوتیک در گوشت مصرفی و نیز ایجاد مقاومت­های دارویی در طیور و انسان) استفاده از ترکیبات طبیعی محرک رشد که کارآیی بسیار بالایی هم دارند، می­تواند به­عنوان یکی از بهترین جایگزین شونده­ها برای آنتی بیوتیک­های محرک رشد باشند (Zakeri, 2010).

سیستم ایمنی ذاتی مکانیسم دفاعی آنتی­ژن غیر اختصاصی است که میزبان فوراً یا تحت چندین ساعت بعد از در معرض قرارگیری با میکروب از آن استفاده می­کند. این نوعی از ایمنی است که شخص با آن متولد می­شود و پاسخ ذاتی بدن برای از بین بردن میکروب­ها و محافظت در برابر عفونت است (Kaiser, 2011). هتروفیل خط نخستین دفاعی طیور گوشتی است (Redmond et al., 2009) و طبعاً تقویت عملکرد این سلول­ها موجب تقویت سیستم ایمنی ذاتی جوجه­های گوشتی خواهد شد.

بتاگلوکان­ها ترکیبات غیرسلولزی هستند که به عنوان عوامل قوی فعال­کننده سیستم ایمنی معرفی شده­اند و در ژاپن و چین حتی به­صورت بالینی نیز مورد استفاده قرار می­گیرند. این مواد پیکره گلوکزی دارند که با اتصالات 3→1β گلیکوزیدی به هم متصل شده و دارای انشعابات 6→1β هستند (Chen and Seviour, 2007). با توجه به مطالعات گوناگونی که در زمینه بتاگلوکان انجام شده است این ماده از جمله مکمل­های غذایی abiotic است که پاسخ ایمنی ذاتی جوجه­های نابالغ را علیه پاتوژن­های گوناگون افزایش می­دهد (Lowry et al., 2005). بنابراین، در این تحقیق بر آن شدیم تا اثر بتاگلوکان مخمر بر انفجار تنفسی هتروفیل را به عنوان یکی از شاخص­های سیستم ایمنی ذاتی در جوجه­های گوشتی مورد بررسی قرار دهیم.

مواد و روش­ها

    تعداد 162 قطعه جوجه گوشتی سویه تجاری راس 308 یک روزه  شامل 81 قطعه جوجه نر و 81 قطعه جوجه ماده در قالب آزمایش فاکتوریل 2×3 بر پایه طرح کاملاً تصادفی برای بررسی اثرات سطوح مختلف بتاگلوکان (صفر، 04/0 و 08/0 درصد جیره پایه) مورد استفاده قرار گرفتند. فاکتورهای مورد آزمایش سطوح بتاگلوکان و جنس پرنده­ها بود. جوجه­­ها به 6 گروه 27تایی تقسیم شدند و هر گروه در 3 تکرار (قفس) مورد آزمایش قرار گرفتند. جیره­های مصرفی توسط نرم افزار جیره نویسی UFFDA تنظیم و اجرا شد (جدول 1). همه جوجه­ها با جیره­های حاوی انرژی و پروتئین مشابه اما دارای سطوح متفاوت صفر، 04/0 و 08/0 درصد بتاگلوکان در جیره پایه از یک تا سی ­و پنج روزگی تغذیه شدند. دسترسی جوجه­ها به آب و غذا به­صورت آزاد بود. شرایط پرورش، دما و رطوبت براساس نیازمندی­های سویه­ راس طبق کاتالوگ تنظیم شد. نمونه خونی در روز 35 آزمایش اخذ شد. در هر بار نمونه برداری 2 قطعه جوجه از هر پن برداشت شده و ذبح گردید. سپس، از خون در حال خارج شدن از ورید گردنی نمونه­برداری شده و هر نمونه در یک لوله آزمایش حاوی 2 قطره ضد انعقاد هپارین جمع­آوری شد. آزمایش انفجار تنفسی بر اساس روش کار ذکر شده در منابع (Chanarian, 1989; Gooi, 1990) به صورت زیر انجام گرفت:

 1. مجاورت 100 میکرولیتر از نمونه خونی با 100 میکرولیتر محلول NBT (محلول بافر فسفات + NBT + فوربول12- میریستات 13- استات (PMA)  که هر کدام به نسبت یکسان مخلوط شده­اند) و محلول شاهد (محلولNBT فاقد PMA) به مدت 30 دقیقه در 37 درجه سانتی گراد.

2. سانتریفوژ کردن در rpm 200 به مدت 5– 3 دقیقه.

3. تهیه گسترش از رسوب حاصل و رنگ­آمیزی به روش گیمسا.

4. شمارش درصد هتروفیل­هایی که احیا‌ء NBT در آنها صورت گرفته است (مشاهده دانه­های سیاه در سیتوپلاسم سلول­ها).

آنالیز آماری داده­ها بر اساس طرح آزمایشی بکار رفته و با استفاده از رویه GLM نرم­افزار  SAS 9.1انجام شد. مقایسه میانگین داده­ها با آزمون چند دامنه­ای دانکن در سطح احتمال 5% انجام گرفت.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

جدول 1- ترکیبات جیره مصرفی در دوره­های مختلف پرورشی بر حسب کیلوگرم در تن خوراک مصرفی

ماده خوراکی

جیره آغازین­روز 1-10

جیره رشد روز 11-24

جیره پایانی­روز 25-35

ذرت دانه­ای

9/597

4/591

5/661

کنجاله سویا

8/334

7/335

278

گلوتن ذرت

30

0

0

پودر چربی

9/14

30

5/20

دی کلسیم فسفات

0

5/17

8/15

بی­کربنات سدیم

6/2

2/2

6/2

کربنات کلسیم

0

5/11

6/10

مکمل معدنی

5/2

5/2

5/2

مکمل ویتامینه

5/2

5/2

5/2

نمک

1/2

9/1

8/1

لیزین

3/4

5/1

4/1

متیونین

4/3

6/2

2/2

انرژی قابل متابولیسم

2980

2970

3000

پروتئین خام

67/21

8/19

85/17

 

یافته­ها

    جدول 2 نتایج تجزیه واریانس آزمایش انفجار تنفسی (NBT) را تحت تأثیر کاربرد تیمار­ها و تکرارها در روز 35 دوره آزمایشی نشان می­دهد. فاکتورهای بتاگلوکان و جنس هر کدام به تنهایی معنی­دار شدند (05/0>p) ولی اثر متقابل این دو فاکتور معنی­دار نبود (05/0>p). در مقایسه چند دامنه­ای دانکن (جداول 3 و 4) سطح 04/0% بتاگلوکان در جیره آزمایشی با گروه شاهد و سطح 08/0% تفاوت معنی­داری داشت (05/0>p). همچنین تفاوت میانگین آزمایش NBT در جنس نر و ماده  معنی­داری بود (05/0>p). در کل دوره آزمایشی (جدول 5)، جوجه­های نر تغذیه شده با سطح 04/0 درصد بتاگلوکان در جیره پایه آزمایشی در پایان دوره بالاترین میزان (NBT) را نشان دادند.

 

 

 

 

جدول 2- جدول تجزیه واریانس آزمایش انفجار تنفسی (NBT) در تیمارهای مختلف آزمایش

Source

DF

Mean Square

F Value

Pr > F

BG

2

55.11

4.78

0.0158

Sex

1

469.44

40.70

<.0001

BG*Sex

2

35.11

3.04

0.0626

 

جدول 3- مقایسه میانگین آزمایش انفجار تنفسی در سطوح مختلف بتاگلوکان

سطح بتاگلوکان

انحراف استاندارد

میانگین (%)

صفر (شاهد)

24/1

b 17/46

04/0% جیره پایه

03/2

a 50/49

08/0% جیره پایه

02/1

b 50/45

a,b: میانگین­های با حروف متفاوت در هر ستون دارای اختلاف آماری معنی­دار هستند (05/0>p).

 

جدول 4- مقایسه میانگین آزمایش انفجار تنفسی در جنس­های نر و ماده

جنس

انحراف استاندارد

میانگین (%)

نر

93/0

a 67/50

ماده

93/0

b 44/43

a,b: میانگین­های باحروف متفاوت در هر ستون دارای اختلاف آماری معنی­دار هستند (05/0>p).

 

جدول 5- میانگین آزمایش انفجار تنفسی ترکیبات تیماری سطوح مختلف بتاگلوکان در جنس­های نر و ماده

سطح بتاگلوکان

جنس

کد ترکیب تیماری

انحراف استاندارد

میانگین (%)

صفر (شاهد)

نر

1

67/0

33/49

ماده

2

52/1

00/43

04/0% جیره پایه

نر

3

23/1

00/55

ماده

4

12/2

00/44

08/0% جیره پایه

نر

5

95/0

67/47

ماده

6

33/1

33/43

 

 

 

 

 

نمودار 1- میانگین درصد آزمایش NBT در ترکیبات تیمارهای مختلف آزمایش (±انحراف استاندارد). کدترکیبات تیماری به شرح جدول 5 می­باشد.

 

بحث و نتیجه­گیری

       بتاگلوکان ساکارومایسیس سروزیه فعالیت هتروفیل را افزایش می­دهد و به کشتن پاتوژن­های مهاجم مانند سالمونلا توسط سلول­های ایمنی کمک می­کند (Lowry et al., 2008). تحقیقات مختلفی در خصوص اثر بتاگلوکان بر اجزای مختلف سیستم ایمنی انجام شده است. در تحقیقی که در مورد اثر بتاگلوکان­ها بر رفتار تولیدمثلی خرگوش سفید نیوزلندی انجام گرفت، بتاگلوکان موجب کاهش واکنش ازدیاد حساسیت تأخیری، کاهش تولید IgG در اواخر آبستنی، افزایش تولید IgG و IgM در اواخر شیردهی شد (Chen et al., 2008). در تحقیقی در مورد اثر بتاگلوکان­ها در ماهی­ها سه جیره با مقادیر مختلف بتاگلوکان تغذیه شدند، در نهایت جیره دارای بتاگلوکان کم، بیشترین اثر در شاخص­های رشد و نیز تقویت سیستم ایمنی ذاتی ماهی­ها را داشت (Ai et al., 2007). در تحقیقی که در طیور گوشتی انجام شد استفاده از سطوح مختلف مخمر (5/2، 5 و 5/7 گرم به ازای هر کیلوگرم وزن زنده مرغ) قابلیت هضم کلسیم و فسفر را افزایش داد. همچنین عیار آنتی­بادی علیه ویروس بیماری نیوکاسل افزایش یافت. طبق نتایج این مطالعه، مکمل غذایی مخمر در سطح  gr/kgBW5/2 عملکرد رشد را افزایش داد (Gao et al., 2008). افزایش قدرت انفجار تنفسی هتروفیل­ها که در سطح 04/0% بتاگلوکان در آزمایش جاری دیده شد در تطابق با نظر سایر مطالعات یاد شده می­باشد ولی، افزایش غلظت بتاگلوکان جیره به 08/0% جیره پایه نتوانسته است موجب بهبود میانگین حتی در حد سطح 04/0% از بتاگلوکان گردد. به­عبارت دیگر افزایش غلظت بتاگلوکان اثر معنی­داری نداشته و با گروه شاهد در یک ردیف قرار گرفته است. اگرچه تحقیق در خصوص دوز تقویت کننده­ها در سیستم ایمنی طیور هنوز در ابتدای مسیر است ولی مطالعه در سایر گونه­های جانوری از جمله میگو بیانگر نوعی افت سیستم ایمنی متعاقب استفاده طولانی مدت یا دوز بالای مواد تعدیل­گر سیستم ایمنی است که اصطلاحاً خستگی ایمنی (Immune Fatigue) نامیده می­شود. به طور مثال مطالعه Sajeevan و همکاران (2008) که در خصوص استفاده از 5 سطح بتاگلوکان (05/0 تا 4/0 درصد) در میگو انجام یافت، نشان داد که بهترین اثر مربوط به سطح 2/0 درصد بتاگلوکان است (05/0>p) و غلظت­های بالاتر اثر کمتر و یا حتی فاقد اثر معنی­دار می­باشند. مطالعات قبلی Sajeevan و همکاران (2006) نیز مؤید وجود نوعی خستگی ایمنی است.

بر اساس نتایج حاصل از آزمایش اخیر، افزودن 04/0% بتاگلوکان در جیره آزمایشی در روز 35، بهترین تأثیر را بر عملکرد جوجه­های گوشتی و سیستم انفجار تنفسی داشت ولی، اضافه کردن 08/0% این ماده و همچنین تیمار شاهد، تاثیر معنی­داری در این خصوص نداشت.

  • Abdolkarimi, R. and Daneshiar, M. (2010). Effect of different levels of Thyme extract on immune system of broiler chickens. 4th Congress of Iran Animal Science, Agriculture Pardis and Tehran university of Natural Resources (Karaj) [In Farsi].
  • عبدالکریمی، ر. و دانشیار، م. (1389). بررسی اثرات سطوح مختلف عصاره آویشن باغی بر سیستم ایمنی جوجه های گوشتی. چهارمین کنگره علوم دامی ایران،  پردیس کشاورزی و منابع طبیعی دانشگاه تهران (کرج).
    • Ai, Q., Mai, K., Zhang, L., Tan, B., Zhang, W., Xu, W. and Li, H. (2007). Effects of dietary beta-1, 3 glucan on innate immune response of large yellow croaker, Pseudosciaenacrocea. Fish & Shellfish Immunology, 22(4):394-402.
    • Chanarian, I. (1989). Laboratory Haematology (An Accoun of Laboratory Techniques). Churchill Livingstone, 1th edition, pp. 177-178.
    • Chen, J. and Seviour, R. (2007). Medicinal importance of fungal b-(1/3), (1/6)-glucans. Mycological research, III: 635–652.
    • Chen, K.L., Weng, B.C., Chang, M.T., Liao, Y.H., Chen, T.T. and Chu, C. (2008). Direct enhancement of the phagocytic and bactericidal capability of abdominal macrophage of chicks by β-1,3–1,6- Glucan.  Poultry Science, 87(11):2242-2249.
    • Gao, J., Zhang, H.J., Yu, S.H., Wu, S.G., Yoon, I., Quigley, J., Gao, Y.P. and Qi, G.H. (2008). Effects of yeast culture in broiler diets on performance and immunomodulatory functions. Poultry Science, 88(10):2141-2151.
    • Gooi, H.G. and Chapel, H. (1990). Clinical immunology (a practicalapproach). Oxford University press, pp. 51-80.
    • Kaiser, G. (2011). Innate immune system, in: http.faculty.ccbcmd.edu. Retrieved in: 05.01.2011.
    • Lowry, V.K. (2005). Purified beta-glucan as an abiotic feed additive up-regulates the innate immune response in immature chickens against Salmonella entericaserovarEnteritidi. ScienceDirect, International Journal of food microbiology, 98(13):309-318.
    • Redmond, S.B., Chuammitri, P., Andreasen, C.B., Palic, D., Lamont, S., Jdreasen, C.B. and Lamont, S.J. (2009). Chicken heterophils from commercially selected and non-selected genetic lines express cytokines differently after invitro exposure to Salmonella enteritidis. Veterinary Immunology and Immunopathology, 132(2/4):129-134.
    • Sajeevan, T.P., Philip, R. and Bright Singh, I.S. (2006). Immunostimulatory effect of marine yeast Candida sake S165 in Fenneropenaeusindicus. Aquaculture, 257(1–4):150-155.
    • Sajeevan, T.P., Philip, R. and Bright Singh, I.S. (2008). Dose/frequency: A critical factor in the administration of glucan as immunostimulant to Indian white shrimp Fenneropenaeusindicus. Aquaculture, 287(3-4):248-252.
    • Zakeri, A. (2010). Comparative study of Prebiotic, Antibiotic growth promoter, Probiotic, Yeast cell wall and Fayr acid on performance of broiler chickens. Journal of veterinary Tabriz Branch, Islamic Azad University, 4(1):721-722 [In Farsi].
    • ذاکری، ا. (1389). بررسی مقایسه­ای اثر پری­ بیوتیک، آنتی بیوتیک محرک رشد، پروبیوتیک، دیواره سلولی مخمر و اسید فایر بر عملکرد جوجه­های گوشتی. مجله دامپزشکی دانشگاه آزاد اسلامی واحد تبریز، دوره 4، شماره 1، صفحات 722-721.