د أسامة عبدالعظيم يكتب: آليات عمل  الميكروبات النافعة فى الدواجن

باحث بقسم الكيمياء والنقص الغذائى (فارماكولوجى)- معهد بحوث الصحة الحيوانية (المنصورة)

 ما هي البروبيوتكس؟ ( نبذة تاريخية وتعريفات)

لا يمكن القول بأن «البروبيوتكس» ابتكار ولكن يمكن القول أنه يعاد اكتشاف «البروبيوتكس» في هذه الآونة الأخيرة. فمن قديم الأزل و الإنسان يتناول البرويوتك دون قصد وذلك لملازمة البكتريا النافعة (البروبيوتك) لللبن الرايب.

وفي بداية القرن التاسع عشر وبالتحديد في عام 1907 بدأ العالم الروسي ميتشينكوف يلاحظ  أن السكان الجورجيون يتمتعون بارتفاع ملحوظ في متوسطات أعمارهم وأعزى ذلك إلي كثرة تناولهم اللبن الرايب الغنى ببكتريا حمض الاكتيك والتي أطلق عليها البكتريا الصديقة والتي لها فائدة عظيمة فى سلامة القناة الهضمية حيث أنها تقلل من عدد البكتريا الضارة في الأمعاء.

وبعد ذلك توالت أبحاث ودراسات جمة علي البروبيوتكس وأهميتها.

وأول من أطلق مصطلح بروبيوتكس هو باركر عام 1974حيث عرف البروبيوتكس أنها الكائنات أو المواد التي تستطيع أن تدعم التوازن الميكروبي الموجود في الأمعاء.

ومن العلماء من عرف «البروبيوتك» أنه ميكروبات حية تدعم غذاء الحيوان تؤثر إيجابياً علي الحيوان الذي يتناوله عن طريق تحسين النظام الميكروبي الموجود بأمعاءه. (وذلك بواسطة فولار عام 1989)

ثم اتسع التعريف في عام 92 بواسطة هافنار ليشمل إمكانية تطبيق البروبيوتكس علي المستوي البشري أيضاً.

وتطور مفهوم البروبيوتكس إلي أن وصل عام 2002 علي يد العالم غاضبن أنها منتجات بيولوجية محفزة للجهاز المناعي ولها نشاط مضاد للبكتريا الضارة.

وحديثا يفترض ايزولوري 2002 أنه لا يشترط الحياة في مكونات البروبيوتك بل يمكن إطلاق مصطلح البروبيوتك أيضاً علي الميكروبات النافعة المثبطة هي ومكوناتها وأخيراً وبواسطة أنناي 2004 عرفها علي أنها بكتريا حية غير مرضية تحسن من صحة القناة الهضمية واتزان النظام الموجود بها.

 مم يتكون «البروبيوتكس»؟ وما هي أهم أنواع البروبيوتكس؟

تتكون معظم البروبيوتكس من نوع معين من البكتريا  المعويه النافعة أو مزيج من عدة بكتريا أو من خميرة خصوصا  خميرة السكاروميس سرفيسى أو من كليهما.

آليات عمل البروبيوتكس

للبروبيوتكس طرق عمل من خلال تأثيرات عديدة ومختلفة يمكن توضيحها كما يلي:-

1) التأثير علي القناة الهضمية والفلورا الطبيعية.

2) التأثير علي نمو وإنتاجية الطيور.

3) التأثير علي خصائص الذبائح.

4) التأثير علي الأيض وبعض القياسات المختلفة.

5) التأثير علي التركيب النسيجي للأجزاء المختلفة.

6) التأثير علي المناعة.

7) التأثير ضد الميكروبات الضارة ومنع كثير من الأمراض.

7أ) بصفة عامة

7ب) التنافس علي المستقبلات(receptors) وعلى الغذاء

7جـ) إفراز بعض المواد المثبطة للميكروبات الضارة.

7د) تقليل قيمة الأس الهيدروجيني ( PH ).

7ة) الحماية ضد السموم البكتيرية.

7و) الحماية ضد السموم الفطرية.

– كما يمكن تصنيف آليات عمل البروبيوتكس وتقسيمها إلي قسمين كبيرين أولهما

– تأثير مباشر ويعني العلاقة المباشرة بين البروبيوتك وبين الحيوان أو الطائر الذي يتناوله أو بمعني آخر التأثير المباشر للبروبيوتكس علي الكائن من حيث قناته الهضمية وجهازه المناعي ومعدلات نموه وانتاجياته الخاصة به وبعض القياسات في الدم وهكذا.

-ثانيهما بالتأثير الغير مباشر وذلك من خلال تأثيرات البروبيوتكس علي الميكروبات الضارة مثل التنافس معها علي الغذاء والمستقبلات وإفراز المواد المختلفة لتقليل عددها وتقليل مقدرتها على إحداث الأمراض المختلفة والتعارض معها بكافة الطرق الممكنة مما ينعكس بعد ذلك علي سلامة الطائر ورفع أداءه وإنتاجياته المختلفة.

1) التأثير علي القناة الهضمية والفلورا الطبيعية بها:

أثبتت دراسات كثيرة الدور الحيوي الذي تلعبه البروبيوتكس في حفظ سلامة القناة الهضمية وفي الحفاظ علي ثبات وإتزان الميكروفلورا الموجودة بها وإنعاش حالتها ويتسني ذلك بوضوح بعد العلاج بمضاد حيوي مما ينتج عنه حدوث خلل في الفلورا المبطنة للأمعاء.

وإعطاء البروبيوتكس بعد المضادات الحيوية يعيد إتزان هذا النظام لما له من أهمية في أمعاء الكائنات.

كذلك تعرض الطيور لأي مؤثر مثل الإزدحام أو التحصينات أو النقل أو التغيير في درجات الحرارة أو الإصابة بالأمراض المختلفة أو تناول برنامج (كورس) مضاد حيوي (كما سبق ذكره) كل ذلك له تأثير سلبياً علي الإتزان الميكروبي الطبيعي الموجود بالأمعاء.

إذن لابد من إمداد  الطيور بالبروبيوتكس بصفة دورية لتلاشي أي خلل في هذا النظام ذو الغاية في الأهمية.

ويتم إنعاش وإعادة اتزان الفلورا بأمعاء الدواجن عن طريق إعطاء البروبيوتكس التي بدورها تتضاعف وتتزايد في الأمعاء وتعيد اتزانها مرة أخري.

الخمائر تهيئ بيئة ملائمة لنمو الفلورا وخاصة فلورا مجموعة اللاكتيك أسيد بكتريا وقد أثبتت التجارب أنه توجد علاقة طردية بين إعطاء الخميرة وبين عدد الفلورا في الأمعاء.

حيث يحتوي جدار الخميرة علي مادة  مننو أوليجو سكارايد (م.أ.س) أو(Manno Oligo Saccharide=MOS) والتي تتغذي عليها بكتريا الاكتيك أسيد فتنمو وتتضاعف مما يؤثر إيجابياً علي نظام الفلورا وأمعاء الدواجن.

كما أن للبروبيوتك دور في إفراز انزيمات مثل انزيم اللاكتيز الذى يساعد في عملية الهضم مما يساعد الأمعاء علي رفع أداء وظيفتها.

2) التأثير علي نمو وإنتاجية الطيور

للبروبيوتكس دور بارز في تحسين العوامل الإنتاجية للطائر مثل تحسين معدلات النمو وكفاءة التحويل الغذائي ورفع إنتاجية الطائر من اللحم والبيض وتحسين خصائص اللحم والبيض.

فالبكتيريا الاعورية تنتج كميات ليست قليلة من الفيتامينات وأثبتت التجارب أن اللاكتوباسيللاس أسيدوفيلايس والبايفيدوبكتريا تصنع مجموعة من فيتامين ب المركب مثل النياسين والفوليك أسيد والبيوتين وفيتامين ب6.

والخميرة تحفز عملية الهضم وتحافظ علي النظام الميكروبي بالإضافة إلي ما تتيحه الخميرة من إنزيمات وفيتامينات وعوامل النمو الأخري والتي بدورها تؤثر إيجابياً علي إنتاجيات الطيور والحيوانات المتناولة إياها.

3) التأثير علي خصائص الذبائح:

أثبتت دراسات عديدة أن للبروبيوتكس تأثيراً علي خصائص الذبائح حيث يحسن من خصائص الذبائح وجودتها.

كما أنها تقلل من كمية الدهن البطني.

تناول الخميرة أدي إلي زيادة أوزان الطيور الحية وزيادة اكتسابها للأوزان وتحسين كفاءة التحويل الغذائي إضافة إلي زيادة وزن ما بعد الذبح(التصافي) عن مثيلاتها من الطيور التي لم يضف خميرة لغذائها.

4) التأثير علي الأيض (الميتابوليزم) وبعض القياسات المختلفة أثبتت التجارب والدراسات الحقائق التالية:

– الفلورا المعوية تنتج أنزيمات تساعد علي هضم الغذاء في الأمعاء بمختلف مكوناته فهي تنتج انزيمات تساعد علي هضم الكربوهيدرات والبروتين والدهن والألياف مما يسهل عملية الهضم في الأمعاء ويوفر كمية غير قليلة من الطاقة لدي الكائن فينعكس إيجابياً علي إنتاجياته المختلفة.

– البروبيوتكس بخاصة المحتوية علي اللاكتوباسيللاس أسيدوفيلاس تقلل الكوليسترول في الدم حتي علي المستوي البشري.

– البرويتوتكس تقلل من نشاط إنزيم اليورينيز مما ينتج عنه تقليل الأمونيا الناتجة من تكسير اليوريا والتي لها تأثيراً مدمراً للخلايا المبطنة للأمعاء.

5) التأثير علي التركيب النسيجي.

– الفلورا المعوية تحسن من ديناميكية الخلايا الكأسية Goblet Cells وذلك بشكل مباشر بإنتاج مركبات حيوية نشطة أو بشكل غير مباشر عن طريق تنشيط الجهاز المناعي.

– الخميرة المتناولة مع الغذاء تزيد من تميز وحيوية الخلايا الكأسية في الأمعاء مما يزيد من إنتاج الطبقة المخاطية التي تبطن سطح الأمعاء.

– البروبيوتكس تزيد طول الخملات في الأمعاء مما يزيد من مساحة السطح فيساعد علي تحسين الهضم والامتصاص.

6) التأثير علي المناعة:

تشير النتائج إلي أن البروبيوتكس لها تأثيراً محفزاً ومنشطاً للجهاز المناعي حيث أن الـ MOS أو مادة الماننو أوليجو سكارايد تعد لها خاصية أنتي جينيه فلها رد فعل من الجهاز المناعي؛

كذلك هناك عديد من الدراسات أجريت علي الخميرة وأثبتت أن لها دور مهم في تحفيز الجهاز المناعي وزيادة الأجسام المناعية وتنشيط المناعة الخلوية.

وفي دراسة ثبت أن وظيفة الخلايا المناعية الأكولة (Macrophages) تتحسن وكذلك نسبة الليمفوسيت في الدم.

وفي دراسة أخري عن الفلورا المعوية ثبت أنها تزيد من نسبة الـIg-A  والبلازموسيت.

 7) التأثير ضد الميكروبات الضارة ومنع الكثير من الأمراض.

7أ) بصفة عامة

أثبت البروبيوتكس جدارتها وأبرزت دوراً هاماً لها ضد كثير من الميكروبات المرضية ومنع كثير من الأمراض علي المستوي البيطري والبشري كليهما.

فقد أوضحت التجارب تأثير البروبيوتكس ضد كثير من الميكروبات مثل السالمونيللار والإي كولاي والكلبسيللا والكلوسترديا والكامبيلوباكتر.

هذا بالإضافة إلي أن البروبيوتكس علي المستوي البشري أثبتت دوراً هاماً في التقليل من نسبة حدوث أمراضاً كثيرة مثل:

منع أو إقلال الإصابة بالأزمات والحساسية.

تقليل نسبة الإصابة بالسرطانات.

تقليل نسبة الإصابة بالسرطانات والمسخ في الأجنة.

تقليل نسبة الكلوستيرول فى الدم.

منع التهابات المهبل وعدوي القناة البولية.

التغلب علي إرتفاع ضغط الدم.

التغلب علي أمراض والتهابات القناة الهضمية.

منع حصوات الكلية وذلك بتنشيط الفلورا المعوية التي تفتت أملاح الأوكسلاات.

منع حدوث والتغلب علي – الاسهالات المرتبطة بتعاطي المضادات الحيوية والمسببة بالروتافيروس وتلك المسماة باسهالات السفر.

7ب) منافسة الميكروبات الضارة Competitive exclusion

تحتل البروبيوتكس البكتريا النافعة لأماكن متخصصة للبكتريا الضارة وتلك الأماكن يطلق عليها المستقبلات (Receptors)

خلايا الخمائر يوجد عليها تراكيب معروفة باسم Mos والتي تتحد مع أجزاء موجودة علي سطح البكتريا الضارة تعرف باسم فيمبريا والتي بدورها تمكن البكتريا الضارة من الالتصاق بالمستقبلات فبذلك تمنع الخميرة البكتريا الضارة وتحرمها من الالتصاق بالمستقبلات الموجودة علي خلايا الأمعاء.

– كما تستطيع بكتريا الاكتيك أسيد أن تلتصق بالمستقبلات (Receptors) بواسطة بروتينات تشبه اللكتين (Lectin – like proteins)  وبذلك تتمكن من الالتصاق بالمستقبلات التي تغطي أسطح الخلايا المعوية بدلا من البكتريا الضارة.

– من ناحية أخرى أثبت العالم نيومان عام 1994 مع فريق آخر من العلماء أن البكتريا الضارة سالبة الجرام والتي تمتلك علي سطحها ما يعرف بـ:

(manno specific type-1 fimbriae) والتي بدورها تلتصق بالـ (Manno oligo  saccharide) الموجودة على سطح خلايا الخميرة Saccharomyces cervisiae yeast بدلاً من أن تلتصق بخلايا الأمعاء وبذلك يتضح دور الخميرة في طرد البكتريا الضارة من الأمعاء.

7جـ) إنتاج أو إفراز مواد مثبطة للميكروبات الضارة.

– تستطيع البروبيوتكس أن تضاد البكتريا الضارة بأن تفرز بعض المواد إما لغرض تثبيط وإضعاف البكتريا نفسها أو لغرض إبطال منتجاتها من السموم المختلفة.

ومن المواد ذات الأهمية في ذلك:

*حمض اللاكتيك وحمض الأستيك

*الأحماض الدهنية الطيارة ((VFA

*ثانى أكسيد الكربون

*الداي أسيتيل

*الهيدروجين بيروكسيد

*البكتريوسينات

*-حمض اللاكتيك وحمض الأستيك تزيد الوسط الحامضي مما يؤثر علي البكتريا الضارة.

*-الأحماض الدهنية الطيارة (VFA) أيضاً تزيد درجة الحموضة في الأمعاء.

كما تخترق هذه الأحماض الخلايا البكتريا وتتعارض مع عملية الأكسدة الفوسفورية وتتعارض مع عملية التبادل الذي يتم بين الأدنيوسين ثلاثي الفوسفات والفوسفات الغير عضوي؛؛

وكل هذا يتعارض مع عمليات الميتابوليزم البكتري الذي يتم داخل الخلايا البكترية الضارة.

– *- ثانى أكسيد الكربون يتعارض مع الميكروبات الضارة من خلال تثبيط عملية ال decarboxylation ومن خلال تقليل النفاذية الاختيارية لغشاء الخلية البكتيرية.

*-الداي اسيتيل يتفاعل مع البروتين الرابط للأرجينين بينما الهيدروجين بيروكسيد يتفاعل مع انزيم اللاكتوبيروكسيديز وبذلك يتم تأكسد للبروتينات القاعدية للميكروبات الضارة.

*-البكتريوسينات هي مركبات بروتينية ذات تأثير قاتل للبكتريا موجهة ضد كثير من الممرضات من خلال التأثير علي الغشاء الخلوي للخلية البكترية وكذلك التعارض مع عملية تخليق البروتين وتخليق مادة DNA.

7د) تقليل الاس الهيدروجينى(Lowering of PH)

تنتج البروبيوتيكس مواد تتمتع بخصائص حمضية مثل حمض اللاكتيك وحمض الأستيك و الأحماض الدهنية الطيارة ((VFA والتى تزيد درجة الحموضة في الأمعاء مما يؤثر علي البكتريا الضارة.

7ه) الحماية ضد السموم البكتيرية.

-أثبتت التجارب أن  إستعمال البروبيوتكس فى الانسان أو الحيوان أثبت أن له تأثير مضاد لافرازات البكتريا الضارة من الاندوتوكسينات المختلفة.

7و)  الحمايه ضد السموم الفطريه

أثبتت التجارب العلمية أن الخميرة المضافة لعلائق الدواجن لها تأثير قوي في الحماية من السموم الفطرية بالإضافة إلي تأثيرها المحفز للجهاز المناعي.