البوستبيوتك… إضافة غذائية مستحدثة ومحفزة للمناعة في الدواجن

إعداد: أ.د.خالد حسان الخولي ـ أ.د.إبراهيم طلعت الرطل ـ د.أيمن محمد إبراهيم منصور

كلية الزراعة – جامعة دمياط

تتمحور الاهتمامات الرئيسية لأي مشروع مربح في قطاع الدواجن حول أداء الإنتاج ورفاهيتها من ناحية، ومن ناحية أخرى فإن صحة الإنسان وسلامة غذائه محور أساس يجب الالتفات إليه. وقد ساهم ارتفاع معدل الإصابة بالالتهابات، والإجهاد الحراري، واختلال التوازن البكتيري، والانتقاء الجيني، في حدوث التهابات خفيفة، مما أدى إلى ظهور أمراض والتهابات مسببة للأمراض. وتتضمن الاستراتيجية الفعالة لمعالجة هذه الآثار الضارة تحسين صحة الجهاز الهضمي، لا سيما من خلال تعديل مناعة ميكروبات الأمعاء، وديناميكيات المخاط، وتقوية الحاجز المعوي.

ويؤدي التوازن الداخلي للأمعاء دورًا حاسمًا في الحفاظ على صحة كل من الإنسان والحيوان، وتشير الأدلة الناشئة إلى أن ميكروبات الأمعاء تؤثر بشكل كبير على هذا التوازن. على الرغم من تعقيدها، فإن تعديل التفاعلات بين ميكروبات الأمعاء وصحة المضيف يحمل وعدًا في مجالات مختلفة، بما في ذلك النمو، والشيخوخة، والخصوبة، والأمراض.

ولقد حققت المضادات الحيوية، كمحفزات للنمو “سابقًا”، إنجازات مهمة في إنتاج الدواجن حول العالم. وقد أدى استخدام المضادات الحيوية في أعلاف الحيوانات إلى تغيير في البكتيريا المعوية للدجاج، وأثر على مناعته مع زيادة قدرته على السيطرة على الأمراض. ومع ذلك، أدى الاستخدام غير المنضبط والعشوائي للمضادات الحيوية إلى ظهور بكتيريا مقاومة للمضادات الحيوية، وزيادة في معدل بقايا المضادات الحيوية في المنتجات الحيوانية، مما تسبب في آثار ضارة على صحة الحيوانات والمستهلكين.

لذلك، فُرض حظر على استخدام المضادات الحيوية في أعلاف الحيوانات بين الدول الأوروبية ومعظم دول العالم الأخرى. ومن ثم، بُذلت جهود كبيرة لإيجاد بدائل أكثر أمانًا للمضادات الحيوية ذات التأثيرات نفسها أو أفضل على الإنتاج الحيواني. أُجريت مؤخرًا دراساتٌ موسعة على العديد من بدائل المضادات الحيوية في الإنتاج الحيواني (مثل البريبايوتك، والبروبيوتك، والسمبيوتك).

وتُعتبر البروبيوتيك كما نعلم كائنات دقيقة حية تُضفي فوائد صحية على الجسم عند تناولها بكميات كافية (منظمة الأغذية والزراعة/منظمة الصحة العالمية، 2001)، وقد حظيت بقبول واسع لآثارها الإيجابية. ومن الجدير بالذكر أن سلالات محددة من بكتيريا اللاكتوباسيلس، وبيفيدوباكتيريوم، وأكيرمانسيا، أثبتت قدرتها على إفادة الجسم. مرة ثانية نُعيد تعريف البروبيوتيك بأنها كائنات دقيقة قابلة للحياة، تصل كمية كافية منها إلى الأمعاء في حالة نشطة، مما يؤثر إيجابيًا على الصحة. والبروبيوتيك هي مجموعة ميكروبية طبيعية ذات نشاط مضاد للميكروبات. يمكن تعريف البروبيوتيك أيضًا بأنها ميكروبات تُغذى مباشرةً وتُضفي فوائد صحية على العائل المُعطى.

ويمكن أن تكون إما ميكروبات وحيدة الخلية أو مزيجًا من بكتيريا حية غير ممرضة. تشمل بعض آليات عمل البروبيوتيك التسبب في الاستبعاد التنافسي، وتعزيز نضج الأمعاء وسلامتها، وتنظيم الجهاز المناعي، ومنع الالتهابات، وتحسين النمو، ودعم عملية الأيض، وتحسين مستوى الأحماض الدهنية والاستقرار التأكسدي في اللحوم الطازجة. على الرغم من الفوائد الصحية العديدة التي تقدمها البروبيوتيك للحيوانات المضيفة في مكافحة الأمراض، إلا أن هناك بعض المشاكل في تغذية خلايا بروبيوتيك حية (قابلة للحياة). والجدير بالذكر أن حيوية الميكروبات تعتمد على متطلبات تخزين معينة، حيث تفقد العديد من بكتيريا البروبيوتيك حيويتها المطلوبة أثناء التخزين.

وتختلف قدرة البروبيوتيك على استعمار الجهاز الهضمي والبقاء فيه باختلاف العائل. لذلك، فإن الحصول على سلالة مناسبة من البروبيوتيك لكل مضيف يطرح مشاكل عملية. ومن المسائل المهمة الأخرى التي يجب مراعاتها توقيت استخدامها، وهو جانب مهم في استعمار الميكروبات، وهو مؤقت. علاوة على ذلك، هناك احتمال كبير للانتقال الأفقي للجينات الضارة من الميكروبات المسببة للأمراض إلى بكتيريا البروبيوتيك في الجسم المضيف.

وقد أبرزت الأبحاث الحديثة أيضًا الآثار المفيدة للمكونات والمنتجات النهائية المشتقة من الكائنات الحية الدقيقة غير القابلة للحياة، مثل محاليل البكتيريا، وحمض اللاكتيك، والأحماض الدهنية قصيرة السلسلة، والببتيدات النشطة بيولوجيًا. علاوة على ذلك، لا تزال سلامة ميكروبات الأمعاء وتفاعلاتها المعقدة فيما يتعلق باستخدام البروبيوتيك الحي موضع بحث.

في ضوء هذه التحديات، برزت البوستبيوتيك (Postbiotics) كبديل ملهم لتعديل صحة الأمعاء. واستُخدمت عدة مصطلحات لوصفها، مثل الميتابيوتيك (metabiotics)، أو المواد الحيوية (biogenics)، وهي عوامل قابلة للذوبان (منتجات أو نواتج أيضية ثانوية) تفرزها البكتيريا الحية أو تُطلق بعد تحللها البكتيري، ومثل مستخلصات البكتيريا، مما يوفر فوائد فسيولوجية للمضيف. ومع ذلك، يُستخدم مصطلح البارابروبيوتيك (paraprobiotics) – وهي بروبيوتيك مُثبتة (immobilised probiotics) – والتي قد تمتلك عند تناولها القدرة على ممارسة استجابات بيولوجية إيجابية واستعادة التوازن المعوي بطريقة مشابهة للبروبيوتيك.

يُشار إلى البارابروبيوتيك حاليًا باسم البروبيوتيك المُعدّل (modified)، أو المُعطّل (inactivated)، أو غير القابل للحياة (non-viable)، أو البروبيوتيك الشبح (para- or ghost probiotics). وبالرغم من أن البروبيوتيك يُستخدم على نطاق واسع وتُقبل في العديد من البلدان في الممارسة السريرية، فتكتسب البارابروبيوتيك حاليًا، وهي النسخة المُثبتة من البروبيوتيك، زخمًا متزايدًا في السنوات الأخيرة بسبب المخاوف من احتمالية انخفاض تحمل البروبيوتيك، خاصةً لدى الأطفال والمرضى المصابين بأمراض خطيرة أو ضعف المناعة. ويبدو أن البارابروبيوتيك لها خصائص مفيدة مماثلة للبروبيوتيك الحي مع قيود أقل مرتبطة بالبكتيريا غير المستقرة والمتناقصة.

وفي عام 2019، اقترحت الجمعية العلمية الدولية للبروبيوتيك والبريبيوتيك (ISAPP) تعريف “البوستبيوتيك” بأنه “تحضير الكائنات الدقيقة غير الحية و/أو مكوناتها التي تُضفي فائدة صحية على المضيف”. والجدير بالذكر أن البوستبيوتيك لا تحمل المخاطر المرتبطة بالكائنات الدقيقة الحية (البروبيوتيك)، مثل عدم الاستقرار الجيني، أو العدوى، أو إنتاج السموم في الموقع. ومع ذلك، فإن الإطلاق المحتمل لمستقلبات أو ركائز سامة محددة من البكتيريا الميتة يتطلب مزيدًا من التقييم.

في منتجات البروبيوتيك، تكون نسبة الكائنات الحية الدقيقة في نهاية عمرها الافتراضي غير مؤكدة بسبب موت الميكروبات في ظل ظروف تخزين مختلفة. ولتفسير ذلك، غالبًا ما يتم تناول جرعات زائدة من البروبيوتيك أثناء الإنتاج لتعويض الخسائر المحتملة. على العكس من ذلك، غالبًا ما يتم تجاهل الفوائد المحتملة للكائنات الحية الدقيقة الميتة في منتجات البروبيوتيك.

توفر البوستبيوتيك ميزة الحفاظ على الاستقرار أثناء العمليات الصناعية والتخزين طويل الأمد، مما يجعلها خيارًا أكثر جدوى وعملية مقارنةً بالبروبيوتيك. علاوة على ذلك، تسمح البوستبيوتيك بالتحكم الدقيق في كمية المنتجات أثناء المعالجة. كما أنها تُنتج سلالات ميكروبية متنوعة موادًا قابلة للذوبان، مثل فيتامينات ب، وبروتينات سطح الخلية، والببتيدات، وأحماض اللاكتيك والأسيتيك، والبلازمالوجينات، والسكريات الداخلية والخارجية، والإيثانول، والبولي فوسفات، وأحماض التيكوئيك، وثنائي الأسيتيل، واللاكتوسيبينات، وبيروكسيد الهيدروجين.

وقد استُخدمت أنواع مختلفة من المزارع البكتيرية كبروبيوتيكات بارابيوتيك، وتُعد العصيات اللبنية (Lactobacilli) والبيفيدوباكتيريوم (Bifidobacterium) الأكثر استخدامًا. وقد ثبتت فعاليتها بمجرد تعطيلها، وذلك بالحرارة بشكل أساسي. تم اكتشاف أن أنواعًا مختلفة من العصيات اللبنية، بما في ذلك Lactobacillus acidophilus، Lactobacillus plantarum، Lactobacillus casei، Lactobacillus fermentum، Lactobacillus rhamnosus، Lactobacillus reuteri، Lactobacillus johnsonii، تحتوي على مواد حيوية فعالة للغاية في شكل جدار خلوي ومكونات سيتوبلازمية.

ولهذا السبب، حدث تحول كبير نحو المنتجات الثانوية الأيضية للبروبيوتيك، والمعروفة باسم “البوستبيوتيك”، وهي بدائل مفضلة للبروبيوتيك. تُعرّف البوستبيوتيك بأنها “مستحضر من الكائنات الدقيقة غير الحية و/أو مكوناتها يُضفي فائدة صحية على الجسم المضيف”. هذا تعريف توافقي اقترحته الجمعية العلمية الدولية للبروبيوتيك والبريبيوتيك (ISAPP) في عام 2021 ليحل محل العديد من التعريفات السابقة المتضاربة. تعرف ISAPP المواد الحيوية اللاحقة على النحو التالي:

(أ) “العوامل القابلة للذوبان (المنتجات أو المنتجات الثانوية الأيضية) التي تفرزها البكتيريا الحية، أو التي يتم إطلاقها بعد تحلل البكتيريا، مثل الإنزيمات، والببتيدات، والأحماض التيكويكية، والمروببتيدات المشتقة من الببتيدوجليكان، والسكريات المتعددة، وبروتينات سطح الخلية، والأحماض العضوية”.

(ب) “المستقلبات غير القابلة للحياة التي تنتجها الكائنات الحية الدقيقة التي تمارس تأثيرات بيولوجية على المضيفين”.

(ج) “المركبات التي تنتجها الكائنات الحية الدقيقة، والتي يتم إطلاقها من مكونات الغذاء أو المكونات الميكروبية، بما في ذلك الخلايا غير القابلة للحياة، والتي عند إعطائها بكميات كافية، تعزز الصحة والرفاهية”.

تم استخدام العديد من المصطلحات لتسمية الأشكال غير الحية من البروبيوتيك في السنوات الأخيرة، بما في ذلك البروبيوتيك الكاذب، والبروبيوتيك الشبح، والبروبيوتيك البارابروبيوتيك، والميتابيوتيك، واللاحيوي، والخلوي الخالي من الخلايا، والحيوي. من بين هذه المنتجات، يُعدّ مصطلح “البوستبيوتيك” أكثر شيوعًا.

ومع ذلك، فقد استُخدم مصطلحا “البارابروبيوتيك” و”الزائف بروبيوتيك” أيضًا في عدد من الدراسات. بشكل عام، تُظهر البوستبيوتيك جميع الآثار المفيدة للبروبيوتيك، بما في ذلك تقوية جهاز المناعة، ومقاومة فرط الحساسية، وتأثيراتها المضادة للبكتيريا والفيروسات ومضادات الأكسدة والسمنة ومرض السكري وارتفاع ضغط الدم ومضادات التكاثر والطفرات والسرطان، وقد ثبتت جميعها في المختبر وفي الجسم الحي. في الدراسات التجريبية وما قبل السريرية، لم تُلاحظ أي آثار جانبية (مثل الالتهاب) للبوستبيوتيك.

لذلك، يمكن أن تكون البوستبيوتيك بديلًا آمنًا للبروبيوتيك، نظرًا لتركيبها الكيميائي المعروف، وجرعتها الآمنة، ومدة صلاحيتها الأطول. كما أدت البوستبيوتيك المُنتجة من بكتيريا Lactobacillus plantarum إلى زيادة وزن الجسم، وزيادة معدل التحويل الغذائي، وارتفاع الخملات أو الزغابات المعوية، والاستجابة المناعية، وعامل النمو الشبيه بالأنسولين -1 (IGF-1)، وتعبير mRNA لمستقبلات هرمون النمو (GHR), وزيادة تعداد البكتيريا غير الممرضة في الأعور، وانخفاض تعداد البكتيريا المعوية والإشريكية القولونية في دجاج التسمين المُجهد حراريًا، مع ارتفاع نشاط مضادات الأكسدة.

كما أفادت الأبحاث الحديثة أن المكملات الغذائية من البوستبيوتيك المختلفة تُخفف من الآثار السلبية للإجهاد الحراري من خلال زيادة نشاط إنزيم مضادات الأكسدة، والقدرة الكلية لمضادات الأكسدة، وتعبير بروتين الطور الحاد، وتعبير بروتين HSP70 في دجاج التسمين.

في النهاية نستطيع أن نخلص إلى نقاط عامة للدور الحيوي للبوستبيوتك في تحسين صحة الجهاز الهضمي والمناعة في الدواجن، كما يلي:

1ـ للبوستبيوتك دور حيوي وفعال في تحسين التركيبة الميكروبية داخل أمعاء الدواجن، مما يجعلها أكثر كفاءة للاستفادة من العلف المقدم لها.

2ـ أُضيف البوستبيوتك (Postbiotics) لعلائق الدواجن، فوجد أنه يحسن من معامل التحويل الغذائي، وكفاءة استخدام الأعلاف، وكذلك الأداء الإنتاجي للدواجن؛ حيث يُعد الغذاء التكلفة الأساسية في عملية الإنتاج الداجني، إذ يمثل حوالي 60 – 65% من تكلفة الإنتاج، لذلك فمن المهم أن نستخدم الغذاء بشكل فعال.

3ـ بما أن البوستبيوتك (Postbiotics) تُنتج من تخمرات بكتيريا البروبيوتيك، فإنها تستطيع أن تدعم بكتيريا الأمعاء النافعة، وتُعد مصدرًا مضادًا للالتهابات (Anti-inflammatory)، ومعززًا للمناعة (Immunomodulatory)، كما أن لها دورًا مضادًا للسرطانات (Anti-carcinogenic).

🔹 تابعونا على قناة الفلاح اليوم لمزيد من الأخبار والتقارير الزراعية.
🔹 لمتابعة آخر المستجدات، زوروا صفحة الفلاح اليوم على فيسبوك.