تأثیر مکمل‌های ضد میکروبی بر عملکرد، مرفولوژی روده و بیان ژن‌هایPepT1 ، PepT2 و LEAP2 در دستگاه گوارش جوجه‌های گوشتی

پژوهشهای علوم دامی ایران

مقاله 10، دوره 12، شماره 4 - شماره پیاپی 44، دی 1399، صفحه 549-563   

نوع مقاله: علمی پژوهشی- فیزیولوژی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/ijasr.v12i4.79724

نویسندگان

سجاد حسن زاده¹؛ رضا مجیدزاده هروی^{* 1}؛ علی جوادمنش²

¹گروه علوم دامی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد، ایران

²گروه علوم دامی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد، ایران.

چکیده

این مطالعه به منظور تعیین اثر استفاده از مکمل‌های ضد میکروبی بر بیان حامل­های پپتیدی در زمان اعمال چالش میکروبی، بررسی عملکرد تیمارهای آزمایشی و بررسی مؤلفه‌های بافت‌شناسی در دستگاه گوارش بر روی ۴۰۰ قطعه جوجه گوشتی نژاد راس ۳۰۸ انجام گردید. این طرح در ۴ تیمار آزمایشی با ۵ تکرار و 20 پرنده در هر تکرار در قالب طرح کاملا تصادفی انجام شد. در 7 روزگی 10 جوجه از هر تکرار جدا و با 10⁷ سلولk99  Escherichia coli بصورت دهانی آلوده شدند و تیمار به دو دسته تحت  چالش و سالم تقسیم شدند. تیمارهای آزمایشی شامل: ۱- شاهد (جیره پایه)، ۲- پروبیوتیک (لاکتوباسیلوس سالیوواریوس و لاکتوباسیلوس پلانتاروم به میزان10⁹ cfu/kg ) ۳- مکمل گیاهی با نام تجاری X-Tract (مخلوطی از عصاره آویشن2%، فلفل2% و دارچین5% به میزان 100 گرم در هر تن به صورت پودر گرانول )، ۴- آنتی‌بیوتیک اکسی تتراسایکلین50% به میزان200-400 گرم در هر تن خوراک به مدت 1 تا 2 هفته. در 7 روز بعد از چالش میکروبی، نمونه برداری از روده و کبد پرندگان در همه تیمارها، در سن 14 روزگی انجام شد. عملکرد و مصرف خوراک در انتهای هر دوره پرورشی اندازه گیری شد. با توجه به نتایج حاصل از این طرح در بررسی  اثر متقابل بین تیمار های سالم و درگیر بر وزن بدن در دوره 11 تا 24 روزگی، وزن زنده در گروه دریافت‌کننده پروبیوتیک به طور معنی داری افزایش یافت. همچنین در تیمارهای سالم مکمل پروبیوتیکی نسبت به سایر مکمل ها باعث افزایش وزن روزانه در پرنده ها شد اما این میزان از گروه کنترل کمتر بود. در گروه درگیر با باکتری ایکولای، پروبیوتیک در دوره 11 تا24 روزگی نسبت به سایر تیمارها سبب افزایش میزان وزن روزانه شد. در بررسی اثر مکمل نشان داده شد استفاده از مکمل پروبیوتیکی در دوره 11 تا 24 روزگی  باعث افزایش معنی داری در میزان مصرف خوراک شد که این میزان مشابه گروه کنترل بود. اما مکمل گیاهی نسبت به سایر تیمار ها سبب کاهش مصرف خوراک روزانه در 11 تا 24 روزگی گردید. بررسی نتایج این آزمایش نشان داد استفاده از مکمل پروبیوتیکی در تیمارهای تحت چالش سبب افزایش معنی‌داری در ارتفاع ویلی در ژژنوم می‌گردد و همچنین مکمل پروبیوتیکی در مقایسه با سایر تیمارها به میزان بیشتری عرض پرزهای بافت روده را افزایش دادند. در بررسی اثر ساده میزان بیان ژن‌های PepT1 و PepT2 در روده باریک و ژن LEAP2 در کبد نشان داده شد که در همه تیمارهایی که تحت چالش با ایکولای بودند میزان بیان ژن‌های مورد نظر در بافت‌های ذکر شده از گروه سالم کمتر بود. نتایج این مطالعه پیشنهاد می کند که استفاده از مکمل گیاهی و پروبیوتیک در زمان مقابله میکروبی می تواند از خطر ناشی از آلودگی با باکتری های پاتوژن بکاهد.

کلیدواژه‌ها

بیان ژن؛ پروبیوتیک؛ جوجه‌های گوشتی؛ PepT1؛ LEAP2؛ X-Tract

مراجع

Amad, A. A., K. Wendler, and J. Zentek. 2013. Effects of a phytogenic feed additive on growth performance, selected blood criteria and jejunal morphology in broiler chickens. Emirates Journal of Food and Agriculture, 25(7):549-554.

2.   Ateya, A. I., N. Arafat, R. M. Saleh, H. M. Ghanem, D. Naguib, H. A. Radwan, and Y. Elseady. 2019. Intestinal gene expressions in broiler chickens infected with Escherichia coli and dietary supplemented with probiotic, acidifier and synbiotic. Veterinary Research Communications, 43(2):131-142.

3.   Barton, M. D. 2000. Antibiotic use in animal feed and its impact on human healt. Nutrition ResearchReviews, 13(2):279-299.

4.   Bravo, D., V. Pirgozliev, and S. P. Rose. 2014. A mixture of carvacrol, cinnamaldehyde, and capsicum oleoresin improves energy utilization and growth performance of broiler chickens fed maize-based diet. Journal of Animal Science, 92(4):1531-1536.

5.   Bustin, S. A., V. Benes, J. A. Garson, J. Hellemans, J. Huggett, M. Kubista, R. Mueller, T. Nolan, M. W. Pfaffl, G. L. Shipley, J. Vandesompele, and C. T. Wittwer. 2009. The MIQE guidelines: minimum information for publication of quantitative real-time PCR experiments. Clinical Chemistry, 55(4):611-622.

6.   Casterlow, S., H. Li, E. R. Gilbert, R. A. Dalloul, A. P. McElroy, D. A. Emmerson, and E. A. Wong. 2011. An antimicrobial peptide is downregulated in the small intestine of Eimeria maxima-infected chickens. Poultry Science, 90(6):1212-1219.

7.   Chichlowski, M., J. Croom, B. McBride, G. Havenstein, and M. Koci. 2007. Metabolic and physiological impact of probiotics or direct-fed-microbials on poultry: a brief review of current knowledge. International Journal of Poultry Science, 6(10):694-704.

8.   El-Deek, A., M. Al-Harthi, M. Osman, F. Al-Jassas, and R. Nassar. 2012. Hot pepper (Capsicum Annum) as an alternative to oxytetracycline in broiler diets and effects on productive traits, meat quality, immunological responses and plasma lipids. European Poultry Science, 76:73-80.

9.   Etmektedir, S. İ. İ. 2017. The Increase in LEAP-2 mRNA Suggests a Synergistic Probiotics-Doxycycline Interaction in Chickens. Turkish Journal of Immunology, 5(1):5-12.

10. Fuller, R. 1989. Probiotics in man and animals. Journal of Applied Bacteriology 66(5):365-378.

11. Gunal, M., G. Yayli, O. Kaya, N. Karahan, and O. Sulak. 2006. The effects of antibiotic growth promoter, probiotic or organic acid supplementation on performance, intestinal microflora and tissue of broilers. International Journal of Poultry Science, 5(2):149-155.

12. He, C. L., B. D. Fu, H. Q. Shen, X. L. Jiang, C. S. Zhang, S. C. Wu, W. Zhu, and X. B. Wei. 2011. Xiang-qi-tang increases avian pathogenic Escherichia coli-induced survival rate and regulates serum levels of tumor necrosis factor alpha, interleukin-1 and soluble endothelial protein C receptor in chicken. Biological and Pharmaceutical Bulletin, 34(3):379-382.

13. Hocquellet, A., B. Odaert, C. Cabanne, A. Noubhani, W. Dieryck, G. Joucla, C. Le Senechal, M. Milenkov, S. Chaignepain, J. M. Schmitter, S. Claverol, X. Santarelli, E. J. Dufourc, M. Bonneu, B. Garbay, and P. Costaglioli. 2010. Structure-activity relationship of human liver-expressed antimicrobial peptide 2. Peptides, 31(1):58-66.

14. Huang, R. L., Y. L. Yin, G. Y. Wu, Y. G. Zhang, T. J. Li, L. L. Li, M. X. Li, Z. R. Tang, J. Zhang, B. Wang, J. H. He, and X. Z. Nie. 2005. Effect of dietary oligochitosan supplementation on ileal digestibility of nutrients and performance in broilers. Poultry Science, 84(9):1383-1388.

15. Jin, L., Y. Ho, N. Abdullah, and S. Jalaudin. 1996. Influence of dried Bacillus substillis and lactobacilli cultures on intestinal microflora and performance in broilers. Asian-Australasian Journal of Animal Sciences, 9(4):397-404.

16. Madsen, S. L. and E. A. Wong. 2011. Expression of the chicken peptide transporter 1 and the peroxisome proliferator-activated receptor alpha following feed restriction and subsequent refeeding. Poultry Science, 90(10):2295-2300.

17. Majidzadeh Heravi, R., H. Kermanshahi, M. Sankian, M. Nassiri, A. H. Moussavi, L. R. Nasiraii, and A. Varasteh. 2011. Screening of lactobacilli bacteria isolated from gastrointestinal tract of broiler chickens for their use as probiotic. African Journal of Microbiology Research, 5(14):1858-1868.

18. Milanova, A., R. Santos, L. Lashev, V. Koinarski, and J. Fink-Gremmels. 2016. Influence of experimentally induced Eimeria tenella infection on gene expression of some host response factors in chickens. Bulgarian Journal of Veterinary Medicine, 19:47-56.

19. Miles, R. D., G. D. Butcher, P. R. Henry, and R. C. Littell. 2006. Effect of antibiotic growth promoters on broiler performance, intestinal growth parameters, and quantitative morphology. Poultry Science, 85(3):476-485.

20. Murry, A., A. Hinton, and R. Buhr. 2006. Effect of botanical probiotic containing lactobacilli on growth performance and populations of bacteria in the ceca, cloaca, and carcass rinse of broiler chickens. International Journal of Poultry Science, 5(4):344-350.

21. Palaniyandi, S. A., K. Damodharan, J.-W. Suh, and S. H. Yang. 2017. In vitro characterization of Lactobacillus plantarum strains with inhibitory activity on enteropathogens for use as potential animal probiotics. Indian journal of microbiology, 57(2):201-210.

22. Patterson, J. A. and K. M. Burkholder. 2003. Application of prebiotics and probiotics in poultry production. Poultry Science, 82(4):627-631.

23. Pavlova, I., A. Milanova, S. Danova, and J. Fink-Gremmels. 2016. Enrofloxacin and Probiotic Lactobacilli Influence PepT1 and LEAP-2 mRNA Expression in Poultry. Probiotics Antimicrobial Proteins, 8(4):215-220.

24. Pluske, J. R., M. J. Thompson, C. S. Atwood, P. H. Bird, I. H. Williams, and P. E. Hartmann. 1996. Maintenance of villus height and crypt depth, and enhancement of disaccharide digestion and monosaccharide absorption, in piglets fed on cows' whole milk after weaning. British Journal of Nutrition, 76(3):409-422.

25. Reisinger, N., T. Steiner, S. Nitsch, G. Schatzmayr, and T. Applegate. 2011. Effects of a blend of essential oils on broiler performance and intestinal morphology during coccidial vaccine exposure. Journal of Applied Poultry Research, 20(3):272-283.

26. Rubio-Aliaga, I. and H. Daniel. 2008. Peptide transporters and their roles in physiological processes and drug disposition. Xenobiotica, 38(7-8):1022-1042.

27. Saki, A., M. Kalantar, and V. Khoramabadi. 2014. Effects of drinking thyme essence (Thymus vulgaris L.) on growth performance, immune response and intestinal selected bacterial population in broiler chickens. Poultry Science Journal, 2(2):113-123.

28. Samli, H. E., N. Senkoylu, F. Koc, M. Kanter, and A. Agma. 2007. Effects of Enterococcus faecium and dried whey on broiler performance, gut histomorphology and intestinal microbiota. Archives of Animal Nutrition, 61(1):42-49.

29. SAS Institute and 2008. SAS/STAT User’s Guide: Statistics. Version 9.2 Edition. SAS Inst. Inc., Cary, NC.

30. Shamoto, K. and K. Yamauchi. 2000. Recovery responses of chick intestinal villus morphology to different refeeding procedures. Poultry Science, 79(5):718-723.

31. Singh, J., A. Sethi, S. Sikka, M. Chatli, and P. Kumar. 2014. Effect of cinnamon (cinnamomum cassia) powder as a phytobiotic growth promoter in commercial broiler chickens. Animal Nutrition and Feed Technology, 14(3):471-479.

32. Townes, C. L., G. Michailidis, C. J. Nile, and J. Hall. 2004. Induction of cationic chicken liver-expressed antimicrobial peptide 2 in response to Salmonella enterica infection. Infection and Immunity, 72(12):6987-6993.

33. Tsirtsikos, P., K. Fegeros, C. Balaskas, A. Kominakis, and K. C. Mountzouris. 2012. Dietary probiotic inclusion level modulates intestinal mucin composition and mucosal morphology in broilers. Poultry Science, 91(8):1860-1868.

34. Watkins, B. A. and F. H. Kratzer. 1983. Effect of oral dosing of Lactobacillus strains on gut colonization and liver biotin in broiler chicks. Poultry Science, 62(10):2088-2094.

35. Yoon, C., C. Na, J. Park, S. Han, Y. Nam, and J. Kwon. 2004. Effect of feeding multiple probiotics on performance and fecal noxious gas emission in broiler chicks. Korean Journal of Poultry Science, 31(4):229-235.

36. Zhang, L., L. Zhang, X. Zhan, X. Zeng, L. Zhou, G. Cao, A. Chen, and C. Yang. 2016. Effects of dietary supplementation of probiotic, Clostridium butyricum, on growth performance, immune response, intestinal barrier function, and digestive enzyme activity in broiler chickens challenged with Escherichia coli K88. Journal of Animal Science and Biotechnology, 7:3.

37. Zwarycz, B. and E. A. Wong. 2013. Expression of the peptide transporters PepT1, PepT2, and PHT1 in the embryonic and post-hatch chick. Poultry Science, 92(5):1314-1321.