البيوتريك holistic approach إعداد:  د. رافع محمد طاهر خليل

متى يتحسن  الاداء في انواع الدواجن  من دجاج التسمين  والامهات والبياض؟  

من خلال عوامل كثيرة يعلمها الجميع , لكني اسلط الضوء علي نهج  اضافات العلفية المتكامل  DGMثلاثي الغرض لتعظيم الاستفادة العلفية والمعوية والميكروبية  مثال  للشركات العالمية مثل CPBIO  في الحفاظ علي صحة الطائر, والوزن وتقليل الالتهاب و جودة البيض و سوء حالة الامعاء وجودة العلف و جودة اللحم وتحسين الهضم والامتصاص وخفض الحالة المرضية من التهابات الامعاء  (كولستيريديا واكولاي و سالمونيلا ) وحتي نستفيد من كل  جرام علف  يعظم الاداء ويخفض التكلفة ويقلل النافق والفرزة .

وقد اعتمد الفكر القديم  علي  اضافة  المضادات الحيوية بشكل شائع في التركيبات والاضافات  حتي ازدادت  مقاومة الميكروبات للمضادات  ،حتي  تم حظر استخدامها في جميع أنحاء العالم. للحفاظ على المستوى الأمثل للإنتاج والصحة في صناعة الدواجن (ومن لم يلتزم فيمنع من التصدير) ، لذلك تم اقتراح استخدام محفزات نمو بديلة مثل البروبيوتيك والبريبايوتكس والإنزيمات والأحماض العضوية  كمحفزات للنمو.و الاداء  .

ومع التوسع في استخدام الأحماض العضوية فان صفاتها انها  أحماض ضعيفة ولا تنفصل إلا جزئيًا. تعتبر آمنة وقد استخدمت للحفاظ على غذاء للإنسان  لعدة اعوام  وحاليا   تم اضافة الأحماض العضوية كمضادات للبكتيريا ، وتقوية المناعة  وكمحفزات للنمو

 وانطلاقا من هذا النهج المتكامل لصحة الامعاء  فعلينا التحكم في  البكتيريا  وآليات تقليل الالتهاب والإجهاد التأكسدي وخفض  ضغط التمثيل الغذائي الشديد  ونشاط الكولستيريديا و الكوكسيديا تحت الإكلينيكي والإجهاد الغذائي ، واستبعاد أي  ظروفً تسمح بحدوث التهاب الأمعاء  ، ورطوبة الفرشة  ، و مشاكل وسادة القدم .

الإجهاد الغذائي

ينتج  الإجهاد الغذائي بسبب وجود  مكونات العلف ذات الجودة الرديئة مثل الدهون المتزنخة ، والأعلاف الملوثة بالسموم الفطرية ، ومثبطات نمو الصويا ( المصدر الرئيسي للبروتين النباتي في علائق التسمين او  الدجاج اللاحم). هذا يمكن أن يزيد من حالة الإجهاد التأكسدي  للطائر سواء بشكل مباشر أو غير مباشر ، عن طريق التسبب في التهاب القناة الهضمية وإضعاف وظيفة الحاجز المعوي . لذلك لابد من  اختيار مواد الخام عالية الجودة والمعالجة الجيدة والصحية أمرًا مهمًا بشكل خاص.

مسببات  التهاب الأمعاء

ليست  للطيور القدرة على تمثيل  الالياف بكفاءة في نظامها الغذائي. حيث تزيد الألياف الغذائية القابلة للذوبان من لزوجة الهضم وتبطئ من معدل المرور ، مما يؤدي في النهاية إلى خفض امتصاص العناصر الغذائية (Shang et al. 2020 ). لذلك تعتبر بكتيريا الأمعاء أمرًا بالغ الأهمية في تخمير الكربوهيدرات غير المهضومة  في الأعورين . ينتج عن  هذا التخمير الأسيتات ، والبروبيونات ، والبيوتريت  ، وكلها ثبت أنها تعزز الناحية  المعوية  للطيور ، وتلافي مشكلة الوصلات الضيقة ، والحالة المناعية الي اخره ..    ذلك فقد تم ربط استخدام الأحماض العضوية بتحسينات في الهضم الغذائي     et  Corrêa-Oliveira et al. 2016 ))    وخاصة بالنسبة للمعادن (Emami et al. 2013 ). و البكتيريا المسببة للأمراض  مثل الإشرشيا القولونية ( كولاي ) ،

وقد تبدا المشاكل  في الطيور عالية الأداء  بواسطة البكتيريا  مثل Clostridium perfringens  و حدوث التهاب موضعي   في الغشاء المخاطي مما .بسبب اضرارا  تلحق بالخلايا المعوية و تحدث تغيرات شكلية ، وبالتالي يحدث  امتصاص ضعيف للعناصر الغذائية ، مما يؤدي الي حدوث خلل في زمن مرور  العناصر الغذائية في الامعاء

وحدوث المشاكل   فيحدث عبور  من خلال حاجز الأمعاء (ما يسمى بالانتقال البكتيري )  الي  جميع أنحاء الجسم عبر مجرى الدم ، مما يسبب التهابًا في الأعضاء الأخرى ،  لذلك لابد من توفير وسط حامضي يعزز من تكوين المجتمع الميكروبي في الدجاج سريعًا جدًا 10 ⁸ و 10 ¹⁰ بكتيريا لكل جرام من المحتوى في الدقاق والأعور على التوالي ، بعد يوم واحد من الفقس. وتزداد الأرقام إلى 10 ⁹ و 10 ¹¹ على التوالي بحلول اليوم الثالث وتظل مرتفعة لأنها تتكيف باستمرار وتستجيب للتغيرات البيئية والضغوط. يشير هذا إلى أن الأيام القليلة الأولى بعد الفقس ضرورية للتعرض الميكروبي والمقيّد لمسببات الأمراض.

ميكروبيوتا الأمعاء في دجاج التسمين

لذلك تواجد الميكروبيوم  (كثافات من  التجمعات الميكروبية المعقدة (البكتيريا والفطريات والبروتوزوا والفيروسات البكتيريا ) في  امعاء الطيور  يمكن أن تشكل الكائنات المعوية  المفيدة حاجزًا وقائيًا عن طريق الالتصاق بالجدران الظهارية للخلايا المعوية وبالتالي تقليل فرصة استعمار البكتيريا المسببة للأمراض. تنتج هذه البكتيريا الفيتامينات والأحماض الدهنية قصيرة السلسلة والأحماض العضوية والمركبات المضادة للميكروبات وتحفز الاستجابات المناعية غير المسببة للأمراض التي توفر التغذية والحماية للحيوان او من ناحية أخرى ، يمكن أن يكون هذا الميكروبيوم الهضمي أيضًا مصدرًا لمسببات الأمراض البكتيرية مثل السالمونيلا والكامبيلوباكتر . أو تعمل كمصدر للمقاومة وانتقال المضادات الحيوية وبالتالي يمكن أن تشكل خطراً على الصحة العامة.

لذلك تعتز شركة   CPBIO   بالفوائد الرئيسية التي تقدمها الميكربيوم المفيد    هي الاستبعاد التنافسي لمسببات الأمراض أو يمكن أن  تطور الجهاز المناعي ، بما في ذلك الطبقة المخاطية ، والخلايا المناعية المعوية ،.وكذلك  تنتج الكائنات الحية الدقيقة أيضًا الطاقة والمواد المغذية مثل الفيتامينات والأحماض الأمينية والأحماض الدهنية قصيرة السلسلة (SCFAs)  بخصائص مقاومة للبكتيريا المرضية  قادرة على قتل مسببات الأمراض المنقولة بالغذاء مثل Salmonella spp. تعد SCFA أيضًا مصدرًا للطاقة للحيوانات ويمكن أن تحفز تكاثر الخلايا الظهارية المعوية ، وبالتالي زيادة سطح الامتصاص المعدي المعوي. ثبت أيضًا أن إنتاج SCFA يقلل من درجة الحموضة في القولون. بالإضافة إلى ذلك ، يتم دمج بعض النيتروجين الموجود في النظام الغذائي في بروتين الخلية البكتيرية ، وبالتالي يمكن أن تكون البكتيريا نفسها مصدرًا للبروتين / الأحماض الأمينية.

يحتوي الجهاز الهضمي للدجاج على ميكروبيوتا معقدة للغاية ، مع أكثر من 600 نوع بكتيري مختلف من أكثر من 100 جنس بكتيري. بشكل عام ، فإن أكثر الفئات وفرة في ميكروبات أمعاء الدجاج هي Firmicutes ، تليها قسمان ثانويان ، Proteobacteria و Bacteroidetes . بالإضافة إلى ذلك ، توجد بعض الكائنات الأخرى بنسب منخفضة. تختلف المجتمعات البكتيرية اختلافًا كبيرًا حسب الموقع على طول القناة الهضمية للدجاج.  تشترك الحوصلة  والقوانص والاثني عشر في نفس الكائنات المجهرية ، التي يهيمن عليها جنس Lactobacillus ، بنسبة تصل إلى 99٪ في بعض الدواجن. أكبر تنوع تم Lactobacillus  في الحوصلة . تهيمن أنواع Lactobacillus أيضًا على jejunum (الصائم  ) L. salivarius ^    L. aviarius .       والتركيب الميكروبي ileum  (للدقاق) أكثر تنوعًا وأقل استقرارًا مقارنةً بالاثني عشر والصائم. يهيمن الدقاق على بكتيريا Lactobacillus و Candidatus Arthromitus و Enterococcus و Escherichia coli و Shigella و Clostridium  و يعتبر الأعور منطقة  رئيسية للتخمير البكتيري للكربوهيدرات غير القابلة للهضم ونقطة ضعف لوجود  مسببات الأمراض. يشغلها بشكل رئيسي جنس Clostridia يليه جنس Lactobacillus و Ruminococcus . تنتمي معظم الكولستيريديا  في الأعور بشكل أساسي إلى ثلاث عائلات رئيسية ، كلوستريدياكيا ، لاكنوسبيراسيا ، ورومينوكوكاسي . كما أن الأعور غنية بالبكتيريا المقيمة غير المعروفة وغير المصنفة. على مستوى الأنواع ،Bacteroides fragilis و L. crispatus و L. johnsonii و L. salivarius و L. reuteri تشكل أكثر من 40٪ من الكائنات الحية الدقيقة في الأعور.

وحتي يستفاد من كل ذلك لابد من الحفاظ علي درجة حموضة الامعاء للاستفادة من البكتيريا النافعة  و يعتبر مزج الأحماض العضوية الفورميك والبروبيونيك حاجزًا مهمًا للبكتيريا الحساسة للأحماض مثل الإشريكية القولونية . هذا فعال في العلف مع كونه أيضًا حاجزًا مهمًا ضد البكتيريا في المحصول ، المعدة الغدية والقانصة . علاوة على ذلك ، نظرًا لأن البيبسين يحتوي على درجة حموضة مثالية تبلغ 2 ، فإن حمض الفورميك يضمن هذا الرقم الهيدروجيني الأمثل لهضم البروتين الأمثل. وبالتالي فان يكون هناك اقل نمو مفرط للبكتيريا المسببة للأمراض  مثل  الكولستيريديا ( Clostridium perfringens  ).  

ميكروبيوتا الأمعاء في الدجاج البياض

يمكن أن يكون لظروف التربية مثل نظام الإنتاج والجنس والعمر والسلالة والنظام الغذائي تأثيرات على تطور وتكوين ميكروبيوتا الأمعاء. وقد لوحظت العلاقات بين الجنس والنمط الجيني والعمر وتكوين الجسم ،. على سبيل المثال ، تتطور ميكروبيوتا الأمعاء بسرعة من اليوم الأول إلى الثالث ، وبحلول اليوم السابع ، تكون معظم الكائنات الحية الموجودة في الأحياء المجهرية الناضجة موجودة بالفعل. بعد أسبوعين من الفقس ، تزداد بكتيريا Ruminococcus و Oscillospira بشكل كبير بينما تقل المكورات المعوية . في الأسبوع 30 يصبح Firmicute s و Bacteroidetes أكثر وفرة في الأمعاء ، وتشكل البكتيريا الجرثومية الغالبية العظمى من الجراثيم في جميع الأعمار ، مما يدل على أن البكتيريا سالبة الجرام تهيمن على القناة الهضمية في سن مبكرة ، في حين أن Firmicutes تصبح أكثر تواجدا  في مرحلة البلوغ عند الدجاج.

برغم يختلف تكوين ميكروبيوتا الأمعاء في الدجاج البياض بين الأجزاء الوظيفية المختلفة للجهاز الهضمي ، مما يعكس بيئاتها الدقيقة الفيزيائية والكيميائية المختلفة. يؤثر الأس الهيدروجيني وركائز النمو والإفرازات المضادة للبكتيريا والمستقلبات من المضيف والميكروبات على كفاءة استعمار الميكروبات في الأجزاء المعوية. تتميز الأجزاء القريبة من الأمعاء بانخفاض درجة الحموضة ، مما يؤدي بشدة إلى اختيار البكتيريا المقاومة للأحماض ويحد من نمو معظم مسببات الأمراض.

ميكروبيوتا الأمعاء في الرومي  والبط

وباختصار في جميع مناطق أمعاء الديك الرومي ، ينتمي أكبر عدد من الكائنات الحية التي تم تحديدها إلى مجموعة Firmicutes ، وتتراوح من 76 ٪ في الامعاء القريبة إلى 85 ٪ في الامعاء البعيدة. 

اما في البط بكين ، تم تحديد المجموعات الميكروبية على أنها مرتبطة ارتباطًا وثيقًا بعمر البط ، مما يدل على انتقال واضح في الأصناف السائدة مع نضوج البط. و البكتيريا البروتينية التي انخفضت مع تقدم العمر. أدى التحول التصنيفي إلى هيمنة Firmicutes  وتسيطر من  اليوم الأول مجموعة Proteobacteria ، والتي تراوحت بين 77 إلى 99 ٪. بحلول اليوم الثامن إلى Firmicutes ، والتي تراوحت بين 81 إلى 98 ٪

لذلك يلعب حمض البيوتريك دورا في تقوية  الحاجز المعوي  و صحة القناة الهضمية و العامة و الوقاية من الالتهابات الموضعية والجهازية ، وفي توفير اللبنات الأساسية لمناعة جهازية قوية ، وتقليل الإجهاد التأكسدي. تساعد مشتقات حمض البيوتريك في الحفاظ على سلامة الحاجز المعوي ، عن طريق إنتاج إفراز الميوسين والجلوبيولينات المناعية. تعتبر الوصلات الصحية الضيقة بين الخلايا المعوية حاجزًا مهمًا للبكتيريا. يمكن أن يؤثر حمض البيوتريك على كل من الخلايا المناعية الفطرية والتكيفية.

تقليل درجة الحموضة المعوية

تمارس الأحماض العضوية وأملاحها تأثيرات مثبطة للنمو على ميكروبات المعدة والأمعاء من خلال تقليل درجة الحموضة الموضعية.  مثل Clostridium perfringens و Escherichia coli       Salmonella ssp.  ومنع انتشار العديد من مسببات الأمراض بشكل كبير عن الرقم الهيدروجيني 5 ، بينما الميكروبات المقاومة للأحماض ، مثل Lactobacillus spp. ، لا تتضرر.  

تثبيط نمو البكتيريا 

بالإضافة إلى التأثيرات المثبطة بسبب انخفاض درجة الحموضة ، فإن الأحماض العضوية لها تأثير مباشر للجراثيم. بينما في الشكل غير المتصل ، يمكن لهذه الأحماض أن تنتشر عبر الغشاء الخلوي للبكتيريا حيث ، بسبب الحفاظ على درجة الحموضة الخلوية بالقرب من 7 ، يحدث تفكك الحمض داخل الخلية البكتيرية مما يؤدي إلى تقليل الرقم الهيدروجيني وتثبيط المسارات الأيضية. تؤدي هذه الاضطرابات في النهاية إلى موت الخلايا البكتيرية  (  (Russell and Diez-Gonzales 1998  (Van Immerseel et al.2006).  

يعتمد نشاط مضادات الميكروبات كليًا على الحمض المستخدم. على سبيل المثال ، تُظهر أحماض الفورميك والبروبريونيك نشاطًا واسع النطاق ضد البكتيريا والفطريات ، في حين أن حمض اللاكتيك فعال في الغالب ضد البكتيريا ، ومن المعروف أن حمض السوربيك فعال ضد العفن (حاجاتي ، 2018) 

تعتمد قدرة الحمض على تثبيط الميكروبات على قيمة pKa ، وهي الرقم الهيدروجيني الذي ينفصل عنده 50٪ من الحمض. معظم الأحماض ذات النشاط المضاد للميكروبات والمستخدمة كمضافات علفية لها قيم pKa بين 3 و 5 (حاجاتي ، 2018). 

ركيزة الطاقة للخلايا المعوية 

يمكن تمثيل  بعض الأحماض العضوية ، وأبرزها البيوترات ، مباشرة عن طريق الخلايا المعوية المبطنة للجهاز الهضمي وقد تعزز نمو وتطور القناة الهضمية ، مما يؤدي إلى تحسين هضم المغذيات واستخدامها ، وفي النهاية تحسين الأداء  (Miller and Slade,2006)،

العوامل المؤثرة على فاعلية الأحماض العضوية  

• قيمة pKa 
• شكل كيميائي (حامض ، ملح ، قلوي(
• الوزن الجزيئي
• قيمة الحد الأدنى للتركيز المثبط (MIC) للحمض المرتبط بالكائنات الحية الدقيقة 
• أنواع الحيوانات 
• قدرة التخزين المؤقت للأعلاف 

ما هو pKa؟ 

فعالية الحمض في تثبيط الميكروبات تعتمد على قيمته pKa ، وهي الرقم الهيدروجيني الذي يكون فيه 50٪ من الحمض في شكله غير المنفصل و 50٪ في شكله المنفصل. 

بيوتريت كولستيريديم   FERMNUTRAL

احد اهم الحلول الجديدة للدواجن لتكون قادرًا على النمو بشكل مستدام ومربح ووفقًا لمتطلبات رعاية الحيوانات وتقليل استخدام المضادات الحيوية ، وتكون طبيعية  لذلك تم بإدخال البروبيوتيك والبريبايوتكس وعلم الوراثة النباتية وغير ذلك ، وكل ذلك يعتمد على نقاط القوة في الموارد الطبيعية مثل الخميرة أو الميكروبات أو النباتات. لكننا الآن جاهزون لحل جديد مثير يمكننا إضافته إلى مجموعة أدوات مزارعي الدواجن وخبراء التغذية: postbiotics حل جديد واعد لصحة الحيوان وفقًا للجمعية العلمية الدولية للبروبيوتيك والبريبايوتكس (ISAPP) ، يتم تعريف ما بعد البيوتيك على أنها خلايا ميكروبية أو مكونات خلوية معطلة عن عمد ولها نفس التأثيرات والفوائد مثل البروبيوتيك عند تناولها من قبل الحيوان. نظرًا لأن postbiotics لا تعتمد على الكائنات الحية الدقيقة ، فلا داعي للقلق بشأن ما إذا كانت الخلايا الحية تدمر او تفقد اهميتها خلال مرجلة طبخ العلف .

هناك أنواع مختلفة من postbiotics

1. أحماض دهنية قصيرة السلسلة
2. عديدات السكاريد الدهنية و عديدات السكاريد الخارجية
3. الانزيمات
4. شظايا جدار الخلية
5. (خليط مصنوع من مكونات بكتيرية)
6. (خليط من المركبات التي تنتجها البكتيريا والخميرة) مثل الفيتامينات والأحماض الأمينية

فوائد اضافة  postbiotics في الدواجن:

1. تحسين نسبة تحويل العلف
2. زيادة وزن الجسم النهائي
3. زيادة أداء انتاج معدل انتاج البيض
4. تحسين معدلات الاخصاب و الفقس
5. انخفاض معدل الوفيات
6. عائد الاستثمار أعلى من 6: 1

تعتمد كفاءة بيوتريك الصوديوم المحمي على قيمة   pKa لذلك  وجود املاح حمض البيوتريك ودرجة الحموضة للجزء المقابل من الجهاز الهضمي. عند درجة حموضة تبلغ 4.82 ، يظل حمض البيوتريك في حالة توازن بين حمض وأيوناته والهيدروجين. إذا كان الرقم الهيدروجيني للوسط أقل من قيمة pKa لحمض البيوتريك  ، فإن معظم جزيئات حمض البيوتريك  تبقى غير منفصلة. من المهم أن نفهم pKa لأن حمض البيوتريك واملاحه يمارسان وظائف مختلفة في الأمعاء ،

المرحلة 1 : يذوب بيوتريك  الصوديوم ويشكل حمض البيوتريك  بعد تناوله.

المرحلة 2 : نظرًا لأن الحوصلة  ، المعدة الغدية  ، والقوانص تحتوي على درجة حموضة حمضية ، فإنها تسمح لحمض البيوتريك  بالبقاء في شكله غير المنفصل. ينظم حمض الزبد التعبير الجيني MUC في الخلايا الكأسية مما يحسن خصائص الطبقة المخاطية وبالتالي يحسن حماية الحوصلة!

المرحلة 3 : عندما يدخل بيوتريك الصوديوم المحمي الي   الأمعاء الدقيقة القريبة ، فإنه سوف يتفكك إلى بيوتريك  وأيونات الهيدروجين.   ، يتم امتصاص حمض الزبد بسهولة بواسطة الخلايا المعوية عن طريق الانتشار السلبي ويستخدم لزيادة طول الزغابة ودوران الخلايا.

المرحلة 4 : ومع ذلك ، نظرًا لارتفاع درجة الحموضة في هذه البيئة ، يتفكك حمض الزبد إلى أيونات الزبدات التي يمكن امتصاصها كمصدر للطاقة أيضًا ،

لذلك فان القوة بين Postbiotics و  حمض البيوتريك  بمنتج  Clostridium Butyrate له تاثيرات

تأثير علي اداء التسمين  

  قدمت التجربة التي تمت   (Guizhou University & CP BIO., 2019) نتائج ايجابية

تحسين معدل النمو خلال فترة عمر التسمين

زيادة خملات الامتصاص المعوية بمقدار من  4 : 9 %

خفض البكتيريا المسببة للأمراض

تأثير علي اداء انتاج البيض

خلال التجربة التي تمت  (Henan Agricultural University & CP BIO., 2021)  كانت نتائجها

متوسط وزن البيض   3.1 ٪

زيادة ارتفاع  الألبومين     0.35 مم

خفض معدل البيض المتسخ    0.28 ٪

خفض معدل البيض المكسور  0.35 ٪

تحسين تصنيف  البيض   0.13 ٪

و تواجه صناعة الدواجن تحديات ضخمة تتمثل في زيادة الطلب على الإنتاج والصحة لذلك يجب علينا استخدام العلوم والتقنيات الحديثة Clostridium Butyrate

1. Sodium butyrate supplementation for poultry – coated or uncoated? Manuka Biotech
2. The Microbial Pecking Order: Utilization of Intestinal Microbiota for Poultry Health
3. Potential of organic acids as a safe alternative to antibiotics in broiler feed Posted Online 2022 Feb 23. doi:  1007 / s11356-022-19241-8
4. Dietary supplementation with Clostridium butyricumimproves growth performance of broilers by regulating intestinal microbiota and mucosal epithelial cells
5. Need for holistic approach to poultry gut health Eastman Animal Nutrition
6. Zhumadian Huazhong Chia Tai Co.,LTD.(CPBIO).