تأثير التغذية على الحالة المناعية فى الطيور

Impact of nutrition on immune status in birds

إعداد

أ.د/ أحمد جلال السيد

أستاذ تربية الدواجن - زراعة عين شمس

تتعرض الطيور للعديد من المجهدات stressors اثناء فترة حياتها، تسبب هذه المجهدات العديد من التغيرات مثل: التغيرات الهرمونية وتقليل كمية العلف المستهلكة والتغير فى تمثيل العناصر الغذائية بالاضافة الى تثبيط الوظائف المناعية. هناك العديد من المحاولات لتقليل عدد وشدة هذه المجهدات على الطيور. تلعب العديد من العناصر الغذائية مثل الطاقة energy و الأحماض الامينية amino acids والفيتامينات vitamins و الأملاح المعدنية minerals دوراً هاماً ومعنوياً في المحافظة على حيوية الطيور وتحسين استجابتها المناعية. حديثا، أصبح الهدف من تربية الدواجن التجارية هو تحقيق أعلى معدلات وزنية وأقصى إنتاج بيض ممكن من أقل كمية علف ممكنة (تحسين معدلات الكفاءة الغذائية). وقد أشارت الدراسات إلى وجود تداخل بين الناحية الإنتاجية والمناعية، حيث شوهد وجود ارتباط سالب بين الإنتاج والمناعة في الدواجن، وكمثال على ذلك فان الإسراع في عملية النضج maturation يصاحب بخلل في الجهاز المناعي immune system نتيجة عدم قدرة المكونات الغذائية على الوفاء بالمتطلبات الفسيولوجية والمناعية داخل الطائر. التركيب الوراثى الذي يحقق أعلى معدلات أداء يصاحب بانخفاض في الاستجابة المناعية ويشار إلى ذلك بانخفاض مستوى الأجسام المناعية ضد الكولاى E.coli وذلك مقارنة بالتركيب الوراثى الذي يحقق معدلات أداء منخفضة. يؤثر الانتخاب الوراثى والعوامل الغير وراثية non-genetic factors مثل المواد الغذائية على تعبير الجينات المسئولة عن الاستجابة المناعية عن طريق تغير معدلات نضج الجهاز المناعي في الطيور.

يبدأ تطور الجهاز المناعي خلال المرحلة الجنينية ويستمر لمدة أسبوع بعد الفقس، ويعتبر الأسبوع الأول من العمر هي الفترة التي يسرع فيها تكوين كرات الدم البيضاء leukocyte والأعضاء الليمفاوية lymphoid organs، وبناء على ذلك فان النقص في المكونات الغذائية خلال تلك المرحلة يؤدى إلى إحداث فشل في الاستجابة المناعية وزيادة الحساسية للإصابة بالأمراض في الطيور، والنقص في العناصر الغذائية الصغرى أو العناصر النادرة  أكثر تأثيراً في تطور الجهاز المناعي من العناصر المعدنية الكبرى. أوضحت أحدى الدراسات أن حرمان deprivation الكتاكيت من التغذية لمدة 24 ساعة يحسن من الاستجابة المناعية الخلوية والمنسابة humoral and cellular immune، وعلى العكس من ذلك فأن زيادة كمية التغذية over-consumption يؤدى إلى حدوث فشل في إنتاج الجلوبيولينات المناعية .immunoglobulin كما أن التغذية الزائدة تؤدى إلى زيادة نسبة هرمون الأنسولين الى هرمون الجليكوجون high insulin to glucogan ratio.

 تلعب برامج التغذية دورا هاما في تحسين الاستجابة المناعية immune response، حيث أشارت الأبحاث إلى أن تربية كتاكيت أمهات اللحم broiler breeder على برنامج skip a day feeding regimen يحسن من الحيوية viability والانتاجية productivity للطيور نتيجة تحسين الاستجابة المناعية المنسابة humoral immunity بالإضافة إلى تثبيط التطور التلقائي للغدة الثيموسية thymus gland  وغدة البرسا bursa المصاحبة للعمر. أظهرت النتائج البحثية أن التغذية اليومية على كميات محددة من الغذاء تحسن الحيوية viability والإنتاجية productivity ومقاومة الأمراض resistance of infection، بينما تعريض الطيور لفترات طويلة من التصويم starvation يؤدى إلى زيادة هرمون الكورتيكوستيرونcorticosterone ، ويصاحب زيادة الهرمون بفشل في الاستجابة المناعية المنسابة والخلوية cellular and humoral immunity. وقد وجد في إحدى الدراسات أنه عند تصويم إناث اللجهورن لإحداث القلش الاجبارى force molting يؤدى ذلك إلى انخفاض المناعة الخلوية cell-mediated immunity وتقل الخلايا الليمفاوية التائية المساعدة helper T-lymphocyte وتزداد الحساسية ضد العدوى بالسالمونيلا Salmonella enteritis.

 يؤثر التركيب الطبيعي والكيماوي للعلائق على امتصاص الكائنات الممرضة في الأمعاء، حيث شوهد إن نسبة ولزوجة الألياف والدهن من العوامل المؤثرة على هضم العشائر الميكروبية وكذلك قدرة الكائنات الدقيقة على مهاجمة جدر الخلايا. العلائق المرتفعة المحتوى من السكريات العديدة الغير نشوية non-starch polysaccharides مثل الشعير barely ونبات الراى rye تؤدى إلى زيادة القدرة اللاهوائية للحويصلات الداخلية enterococci لمهاجمة جدر الخلايا وأحداث الإصابة.

 من الممكن معرفة تأثير اى عنصر غذائي على الاستجابة المناعية عن طريق إزالة هذا العنصر من العليقة، وعلى سبيل المثال فقد لوحظ إن مادة الافيدين avidin المفرزة بواسطة خلايا المكروفاج macrophages ترتبط بالبيوتين وكذلك مادة الترنسفيرين transferrin المنتجة من الكبد والتى ترتبط مع عنصر الحديد.

تمثل كرات الدم البيضاء والجلوبيولينات المناعية حوالى 1% من الزيادة الوزنية يوميا لذلك فان المصادر الغذائية اليومية التى يحتاجها الجهاز المناعى اقل بكثير من الاحتياجات الانتاجية. يؤثر التداخل بين العليقة والتركيب الوراثى على الوزن النسبى لغدة البرسا، حيث شوهد ان السلالات ذات الوزن المنخفض تصاحب بوزن برسا عالى عند تغذيتها لمدة 43 يوم من العمر على عليقة عالية المحتوى من البروتين. أوضحت العديد من الدراسات أن مستوى المواد الغذائية الكافي للجهاز المناعي غالبا ما يكون أعلى من الاحتياجات الموصى للناحية الانتاجية.

تؤثر التغذية على الجهاز المناعى للطيور فى العديد من الاتجاهات:-

·        التطور التشريحى للانسجة الليمفاوية

·        انتاج المخاط

·        تخليق المواد المنشطة للمناعة

·        تضاعف الخلايا

·        تنشيط حركة الخلايا

·        قتل المسسبات المرضية البين خلوية

·        تعديل وتنظيم الوظائف المناعية

الأحماض الدهنية Fatty acids

يحصل الطائر على احتياجاتة من الطاقة من ثلاث مصادر هى: الكربوهيدرات والليبيدات والبروتينات. وتتاح هذه المصادر من خلال الغذاء المقد الى الطيور. اثناء عملية الاجهاد، لا تهضم ولا تمتص العناصر الغذائية بكفاءة وبالتالى يعتمد الطائر على العناصر الغذائية المخزنة داخل جسمة. تعتبر الكربوهيدرات المخزنة (الجليكوجين) داخل جسم الطائر المصدر السريع للطاقة المنبعثة اثناء الاجهاد، ثم يحدث تكسير للبروتينات الى احماض امينية كيتونية ketogenic amino acids واحماض امينية جليكوجينية glucogenic amino acids يعقب ذلك نزع مجموعة الامين ويتم امداد الطائر بالطاقة اللازمة للاحتفاظ بالحيوية لمقاومة الاجهاد. ونتيجة لذلك يحدث استنزاف لبروتين العضلات وزيادة ترسيب الدهن. تختلف العلائق في محتواها من الطاقة والتي تلعب دورا هاما في تعديل الاستجابة المناعية في الطيور وذلك نتيجة التغير في كميات العليقة التي تؤثر على المقدرة المناعية للطيور. تنظم الطاقة المأكولة نشاط الخلايا المناعية immune cells ونشاط العديد من الهرمونات مثل: هرمون الغدة الدرقية thyroxin وهرمون الادرينالين corticosteroids وهرمون النمو growth hormone وهرمون الجلوكاجون glucagons بالإضافة إلى الكتاكولامين catecholamine.

يؤثر التباين في مستوى وتركيب دهن العليقة على الاستجابة المناعية في الدجاج عن طريق تغير تركيب أغشية الخلايا structure of the cell membrane وكذلك تعديل تخليق هرمون البروستاجلاندين prostaglandins. ينخفض النفوق المصاحب للإصابة بالكولاى Mycobacterium tubercules & E.Coli  عند زيادة مستوى الدهن في العليقة من 3% إلى 9%.

 يزداد مستوى الأجسام المناعية ضد كرات دم الغنم الحمراء SRBC بصورة واضحة عند التغذية على علائق تحتوى على 6% دهن حيوانى tallow. زيادة مستوى الأحماض الدهنية الغير مشبعة يحسن من الاستجابة المناعية عن طريق تنبية خلايا المكروفاج. تعطى الأحماض الدهنية الغير مشبعة المتعددة polyunsaturated fatty acids (PUFA) مثال جيد للمكونات الغذائية التي تؤثر على الجهاز المناعي عن طريق تأثيرها على الاتصالات بين الخلايا intercellular communication وسوائل الاغشية membrane fluidity وكذلك second messenger elaboration. تلعب الدهون دورا هاما فى تنظيم وظائف المكروفاج  macrophage function، حيث اوضحت الدراسات ان افراز الانترلاكين interleukin-1  بواسطة Staphylococcus aureus المنبة للمكروفاج من كتاكيت التسمين المغذاة على مستويات عالية من الاحماض الدهنية المحتوية على عدد 6 ذرات كربون n-6 fatty acids يزداد مقارنة بالاخرى المغذاة على عليقة عالية المحتوى من من الاحماض الدهنية المحتوية على عدد 3 ذرات كربون n-3 fatty acids. ومن المواد الغذايئة العالية فى من الاحماض الدهنية المحتوية على عدد 6 ذرات كربون n-6 fatty acids الاذرة والزيوت النباتية ودهن الطيور، بينما يعتبر مسحوق السمك وزيت بذر الكتان linseed oil من المواد الرئيسية الغنية من الاحماض الدهنية المحتوية على عدد 3 ذرات كربون n-3 fatty acids. يزداد مرحلة الاستجابة الحادة للاصابة S.typhimurium  lipopolysaccharide  عن طريق التغذية على علائق عالية المحتوى من n-6 fatty acids مقارنة n-3 fatty acids. يرتبط محتوى وفاعلية eicosanoid المنتج بتركيز الحامض الدهنى arachidonic فى الاغشية، وبالتالى مستويات الحامض الدهنى اللينوليك linoleic فى العليقة. محتوى العليقة من الاحماض الدهنية n-3 مثل اللينولينك linolenic وكذلك eicosapentenoic يلعب كمحورات لمعدل تحويل الحامض الدهنى الاراكيدونيك الى eicosanoids. العلائق المرتفعة المحتوى من الاحماض الدهنية المتعددة غير المشبعة PUFA تؤدى الى تقليل التلف الناتج عن الاصابة بالكوكسيديا eimeria tenella وينبة انتاج الاجسام المناعية ويزيد الحامض الدهنى الاراكيدونيك فى المكروفاج بالاضافة الى زيادة تخليق البروستاجلاندين PGE2. اضافة الزيوت البحرية (السمك) marine oils التى تحتوى على الاحماض الدهنية اوميجا-3 omega-3 ذات تاثير مفيد للوظائف المناعية، حيث انها تغير من نسبة وتركيب البروستاجلاندين وكذلك eicosanoids ويعتبر ذلك من العوامل الهامة والضرورية للوظائف المناعية. تتاثر معدلات نمو الاعضاء الليمفاوية مثل الغدة الثيموسية والطحال والبرسا بمحتوى العليقة من الاحماض الدهنية المتعددة الغير مشبعة. ومن المعروف ان التحدى المناعى فى الطيور يصاحب بانخفاض كمية الغذاء المأكول. واستخدام الدهون كمصدر للطاقة فى هذه الحالة لا يعتبر القرار الافضل، حيث تعتبر الطاقة المتحصل عليها من الكربوهيدرات هى الافضل، حيث يحدث فشل فى التخلص من الجليسريدات الثلاثية من الدم اثناء الاجهاد المناعى ولذا يجب التقليل من استخدام الدهون اثناء الاجهاد المناعى.

البروتينات  Proteins

يؤدى زيادة او نقص محتوى العليقة من البروتينات او الاحماض الامينية الى تغيرات فى الاستجابة المناعية. يثبط النقص فى البروتين من انتاج الاجسام المناعية وكذلك تطور الخلايا المنتجة للاجسام المناعية واستجابة الخلايا التائية للانتيجينات. انخفاض محتوى البروتين بمقدار 33% يؤدى الى تقليل عدد الخلايا الليمفاوية فى الغدة الثيموسية، مع العلم ان الاستجابة المناعية تختلف طبقا: السلالة و البيئة والاجهاد والحالة الانتاجية والحالة الصحية.  أوضحت الأبحاث أن معدلات نمو غدة البرسا bursa والغدة الثيموسية thymus أسرع من معدلات نمو الجسم، ولذلك فمن الضروري توفير الاحتياجات الغذائية وكميات البروتين الكافية وخصوصا إثناء مرحلة النمو المبكرة. وفى حالة حدوث نقص في نسبة البروتين خلال تلك المرحلة يحدث تطور غير مناسب  للأعضاء الليمفاوية lymphoid organs. أشارت العديد من الدراسات أن احتياجات الجهاز المناعي من الأحماض الامينية يكون أعلى من احتياجات النمو. يعتمد تأثير مستوى البروتين في العليقة على نوع الإصابة المرضية، حيث تؤدى زيادة مستوى البروتين في علائق التسمين (18، 20.8، 23%) إلى تقليل معدلات الإصابة بـ E.coli، إما بالنسبة للإصابة بالكوكسيديا فتقل نسبة النفوق من 35% إلى 8% في الدجاج المغذى على علائق منخفضة المحتوى من البروتين مقارنة بنظيرتها المغذاة على علائق مرتفعة المحتوى من البروتين. يؤدى زيادة مستوى البروتين في العليقة إلى زيادة نشاط أنزيم التربسن trypsin في أمعاء الدجاج chicken gut، والمستوى العالي من هذا الأنزيم يؤدى إلى الإسراع من إفراز حويصلات الكوكســـيديا oocysts والتي تــؤدى إلى تفاقم  ظهـــور أعـــراض الإصابة بالمــرض aggravate the disease symptoms. يصاحب العديد من الإصابات المرضية بما يسمى مرحلة الاستجابة الحادةacute phase response والتي تتميز بتخليق بروتين الطور الحاد acute phase protein (APP)، حيث يحدث تحويل turnover لبروتينات الجسم وزيادة معدلات تحويل الجليكوجين في الكبد high rate of hepatic gluconeogensis، وإثناء تلك المرحلة يتم الاحتياج للمكونات الغذائية وذلك لتخليق وإفراز APP الموجود في الكبد والعضلات، وتحتاج هذه العملية إلى طاقة وأحماض أمينية عالية. اوضحت الدراسات ان الاجسام المناعية المتكونة ضد الحقن بكرات دم الغنم الحمراء لا تتاثر بمستوى البروتين فى العليقة، بينما شوهد ان زبادة مستوى المثيونين فى العليقة يؤدى الى زيادة مستوى الاجسام المناعية الكلية والجلوبيولينات المناعية G المتكونة ضد الحقن بكرات دم الغنم الحمراء. سجلت الكتاكيت المغذاة على علائق منخفضة المحتوى من البروتين زيادة فى افراز السيتوكين cytokine وكذلك بروتين الطور الحاد acute phase protein عند الاصابة E.coli endotoxin LPS مقارنة بالكتاكيت المغذاة على علائق عالية المحتوى من البروتين. يتاثر بروتين السيرم والجلوبيولين والالبيومين بصورة مباشرة بكمية وجودة البروتين فى العليقة. عند حدوث نقص فى البروتين والاحماض الامينية يقل تركيز الاجسام المناعية المتخصصة فى الدم ضد المسببات المرضية.