Today, the tendency to reduce the use of prophylactic antibiotic supplements in the diet of animals around the world is considered. However, supplementation with antibiotics reduces the incidence of some diseases, increases growth rate, and improves the effect of diet on animal production.

Currently, more evidence suggests that long-term exposure and nonspecific exposure to antibiotics lead to bacterial resistance with obvious effects on the future efficacy of these vital drugs. Restricted or banned. This has become a new necessity to find alternative ways to preserve the function of animals and protect them against disease.

In addition, the use of antibiotics in the treatment of animals is also affected; therefore, it is necessary for veterinarians and other legislators to change their strategy and move away from active treatment approaches to reach a preventive strategy, animals. Keep healthy to subsequently reduce the need for antibiotics.

There is a constant need to use specific micronutrients to help producers achieve both the goal of reducing antimicrobials while maintaining health and animal production. An area that has never been considered is the animal immune system.

Protective safety

Several diseases in their pathogenesis have a debilitating effect on the immune system. Some strategies, such as intensive vaccination programs that aim to stay healthy, are costly. Young animals that are safe but weak should not be forgotten.

In addition, eliminating safety gaps is critical when maternal immunity is lost and the safety of the newborn chick is not yet complete. Providing conditions for an immune response through dietary supplements can improve animal health at the lowest possible cost. It may even be necessary to boost immunity without exposure to disease. By supporting the immune system, there is the potential to reduce all the negative effects. Definitely, always adjusting the immune system is associated with the possibility of serious energy costs and loss of conversion factor.

The goal is to target species or ages that are in real need of support so that active micronutrients can be regulated and dosed to prevent excessive amounts.

Regulation of immunity and β-glucans

Natural safety regulators are of interest in animal products. β-Glucans are known as immune regulators and have been expressed as stimulants of specific and nonspecific immune responses that enhance resistance to infections and diseases. Several immune cells in animals, such as antigen-expressing cells such as macrophages and dendritic cells, can detect the carbohydrate structures of β- (3,1) glucans with specific receptors on their surface (such as the dectin-1 receptor).

In response to binding to β- (3,1) glucan, immune cells become more active in learning, killing, and digesting invasive pathogens, and cascades begin to transmit a message that stimulates the absorption, formation, and activation of other cells. Will be safety.

How plant β-glucans work

Linear β-glucans are derived from the plant Euglena gracilis, which stores a molecule that stores polysaccharides in its cytoplasm, and β-glucans are known for their immune-regulating properties. It is commercially added to the diets of meat-producing animals to improve performance and disease resistance by boosting immunity. For immunomodulatory effects, the molecule must be taken up by immune cells.

A study was performed to investigate whether plant β- (3,1) glucan is uptake by immune cells or induces other pathways of immune message transmission. Mice macrophages were collected from the intestine and spleen and distributed in slide sections (105 105 105 cells per section).

The three wells were incubated with fluorescein isothiocyanate (FITC) bound to β- (3,1) glucan (5 g / ml) for 2 hours. Unbound components were washed and cells were incubated for another 72 hours, followed by macrophage (CD11b) and nucleation (4,6-diamidino-2-phenylindole, DAPI) labeling. The cells were imaged using focal microscopy.

Focal imaging results showed that β- (3,1) glucan was easily ingested by macrophages (Figure 1) because it showed a clear picture of the presence of FITC-bound β- (3,1) glucan in the macrophage cytoplasm.

Figure 1. Mice stained macrophage for surface (red) (CD11b and core marker) blue (DAPI, with FITC label, β- (3,1) glucan (first row) and macrophage only (second row). The combination of FITC, DAPI and CD11b of β- (3,1) shows the uptake of β- (3,1) glucan by mouse macrophages.

Help the animal to resist disease

Coccidiosis is the most commonly diagnosed disease and consequently the most important economic disease in the poultry industry. It is caused by leading protozoan parasites in poultry intestines.

Natural immune stimulants such as β-glucans are a suitable alternative and supportive of anti-coccidiosis programs. Therefore, a special experiment was performed to investigate the effects of dietary β-glucan supplementation (Aleta, Kemin) on lesions and intestinal immunity in broilers exposed to coccidiosis. The experiment lasted 20 days and included 240 birds divided into 3 treatment groups with 8 replications in treatment. The experimental design assigned to the recommended dose of β- (3,1) glucans is shown in Table 1.

Aleta group treatment
No-exposure control 1
Control with exposure 2
g/T100 β- (3,1) glucan exposure 3

Table 1. Experimental design

On day 14 of the study, chickens exposed to E.acervulina (75,000 oocytes per bird), E.maxima (40,000 oocytes per bird), and E.tenella (50,000 oocytes per bird) were exposed to coccidiosis by oral gavage. . On day 20, the lesions were graded. Jejunum samples were evaluated by immunohistochemistry to measure antigen-supplying cell density (APC). The results showed that regardless of Eimeria strains, the group treated with β- (3,1) glucan had lower lesion severity in all 3 areas of the intestine.

β- (3,1) glucan improves the utilization and activation of immune cells in intestinal tissue because plant β-glucan showed an increase in the amount of APCs, which explains the reduction of intestinal lesions.

β- (3,1) glucan for better vaccination

One of the most common viral diseases in chickens is bursal infectious disease (IBD), which is caused by the IBD virus, which destroys B lymphocytes and leads to immunosuppression and ultimately poor function.

Vaccination is the most important part in the prevention and control of IBD. An effective vaccine improves the immune system of animals, which leads to the production of antibodies against the invasive virus.

A new way to improve the effectiveness of the vaccine is to use safety supplements. The aim of this experiment was to investigate whether the use of β- (3,1) glucans (Aleta) in the diet could increase the efficacy of Gamburo vaccination in poultry, which was studied in broilers. 96 Ross 308 broilers were divided into three treatment groups: negative control group, positive control group and plant β-glucan group.

Broilers were vaccinated orally with free live-dried Gumboro vaccine on day 18. To evaluate the effectiveness of the vaccine, blood samples were taken on days 18 and 35 to measure the antibody titer (IgY) against IBD. During this experiment, in the plant β-glucan group, we observed 16% more specific IBD titers (IgY) and 52% more seroconvert birds compared to the vaccinated group without supplementation (positive control).

Figure 2. Concentration of antigen-expressing cells (APC)

Figure 3. Positive animals after vaccination

Figure 4. Gumboro IgY titers (ELISA test) on day 35 in each treatment compared to the protective immunity titer threshold.

Conclusion

Adjusting and supporting immunity can be a useful way to reduce the need for antimicrobial drugs. Strengthening the immune system with β-glucan supplements showed that not only did the number of animals responding to the vaccine double, but those responding had higher antibody titers.

Translation and research: Dr. Fatemeh Davoodi, expert of the scientific team of Arian Roshd Afza Company (Ara)

Reference: International Poultry Production, Volume 28 Number 8 (2020), Pages 21-23.

 

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *

امروزه تمایل به کاهش مصرف مکمل های آنتی بیوتیکی پیش گیری کننده در جیره حیوانات در سراسر دنیا مورد توجه است. هرچند که مکمل های توأم با آنتی بیوتیک از وقوع بعضی از بیماری ها کاسته، میزان رشد را افزایش داده و تأثیر جیره بر تولید حیوان را بهبود می بخشد.

در حال حاضر، مدارک بیشتری نشان می دهد که مواجهه در دوره ای طولانی و مواجهه غیر اختصاصی با آنتی بیوتیک ها، منجر به مقاومت باکتریایی با عوارض مشهود بر کارآیی آتی این داروهای حیاتی می گردد.متعاقباً چندین کشور استفاده پیش گیری کننده از آنتی بیوتیک ها را محدود یا ممنوع نموده اند. این مهم تبدیل به ضرورتی جدید برای یافتن روش های جایگزین جهت حفظ عملکرد حیوانات و حمایت از آن ها در برابر بیماری ها شده است.

علاوه بر آن، استفاده از آنتی بیوتیک ها در درمان حیوانات نیز تحت تأثیر می باشد؛لذا لازم است تا دامپزشکی و سایر قانون گذاران، استراتژی خود را تغییر داده و از رهیافت های درمانی فعال فاصله بگیرند تا به استراتژی پیش گیری کننده رسیده، حیوانات را سالم نگه داشته تا متعاقباً از نیاز به آنتی بیوتیک ها کاسته گردد.

نیازی دائمی برای استفاده از ریزمغذی های ویژه و مشخص وجود دارد تا به تولیدکنندگان کمک نماید که به هر دو هدف کاهش ضد میکروب ها در کنار حفظ سلامتی و تولید حیوان برسند. ناحیه ای که تا به حال مد نظر نبوده است، سیستم ایمنی حیوان می باشد.

ایمنی محافظت کننده

چندین بیماری شناخته شده در مسیر بیماری زایی خود، اثر تضعیف کننده ای بر سیستم ایمنی دارند. برخی از استراتژی هایی مثل برنامه های واکسنی فشرده که هدفشان حفظ سلامتی است، منجر به هزینه می شوند. حیوانات جوان که ایمنی دارند اما ضعیف است، نباید فراموش شوند.

علاوه بر آناز بین بردن شکاف های ایمنی، وقتی که ایمنی مادری از بین رفته است و ایمنی جوجه تازه متولد شده هنوز کامل نشده است، حیاتی می باشد. بامهیا سازی شرایط برای پاسخ ایمنی به وسیله مکمل های غذایی، بهبود سلامت حیوان با کمترین هزینه ممکن می گردد. حتی ممکن است بدون مواجهه با بیماری، نیاز به تقویت ایمنی باشد. با حمایت از سیستم ایمنی، ظرفیت بالقوه ای برای کاهش تمامی اثرات منفی وجود دارد. قطعاً همیشه تنظیم سیستم ایمنی با احتمال هزینه های جدی انرژی و از دست دادن ضریب تبدیل همراه می باشد.

هدف این است که گونه ها یا سن هایی هدف قرار داده شوند که نیاز حقیقی به حمایت دارند تا تنظیم ریزمغذی های فعال و دوزاژ آن ها به میزانی باشد که از مقادیر اضافی پیش گیری گردد.

تنظیم ایمنی و βگلوکان ها

تنظیم کننده های طبیعی ایمنی در تولیدات حیوانی،مورد توجه هستند. β-گلوکان ها به عنوان تنظیم کننده ایمنی شناخته می شوند و به عنوان محرک پاسخ های ایمنی اختصاصی و غیر اختصاصی بیان شده اند که تقویت کننده مقاومت در برابر عفونت ها و بیماری ها می باشند. چندین سلول ایمنی در بدن حیوانات از قبیل سلول های بیان کننده آنتی ژنی مانند ماکروفاژها و سلول های دندریتیک، می توانند با گیرنده های مخصوص روی سطحشان (مثل گیرنده دکتین- 1) ساختارهای کربوهیدراتیβ-(3,1) گلوکانها را شناسایی کنند.

در پاسخ به اتصال بهβ-(3,1)گلوکان، سلول های ایمنی در فرا گرفتن، کشتن و هضم عوامل بیماری زای مهاجم فعال تر خواهند شد و آبشار انتقال پیامی را آغاز می نمایند که محرک جذب، شکل گیری و فعال سازی سایر سلول های ایمنی خواهد بود.

نحوه عملکرد β-گلوکان های گیاهی

β-گلوکان های خطی از گیاهEuglena gracilisحاصل می شوند که این موجود زنده، مولکولی جهت ذخیره پلی ساکارید در سیتوپلاسمش انبار می نماید.β-گلوکان به خاطر خصوصیت تنظیم ایمنی خود، شهره است. این ماده به طور تجاری به جیره حیوانات تولیدکننده گوشت افزوده شده تا منجر به بهبود عملکرد و مقاومت به بیماری به وسیله تقویت ایمنی گردد. جهت اثرات تنظیم ایمنی، مولکول باید توسط سلول های ایمنی گرفته شود.

مطالعه ای صورت گرفت تا بررسی شود که آیا β-(3,1) گلوکان گیاهی توسط سلول های ایمنی اخذ می گردد و یا سایر مسیرهای انتقال پیام ایمنی القاء می شوند. ماکروفاژهای موش از روده و طحال جمع آوری شدند و در بخش های اسلاید (105×5 سلول در هر بخش) پخش گردیدند.

چاهک های 3 گانه با فلوئورسئین ایزوتیوسیانات (FITC)متصل به β-(3,1) گلوکان (g/mlµ 5) به مدت 2 ساعت انکوبه شدند. اجزای متصل نشده شسته شده و سلول ها 72 ساعت دیگر انکوبه گشتند و سپس علامت گذاری ماکروفاژ (CD11b)و هسته (4,6-diamidino-2-phenylindole, DAPI) انجام شد. سلول ها با استفاده از میکروسکوپی کانونی به تصویر درآمدند.

نتایج تصویربرداری کانونی نشان داد که β-(3,1) گلوکان به سهولت توسط ماکروفاژها بلعیده می شود (تصویر 1) چون تصویر واضحی از حضورβ-(3,1) گلوکان متصل به FITCرا در سیتوپلاسم ماکروفاژ را نشان می داد.

تصویر 1. ماکروفاژ رنگ آمیزی شده موش برای سطح )قرمز،(CD11bو نشانگر هسته)آبی(DAPI، همراه با برچسب FITC،β-(3,1) گلوکان (سطر اول) و ماکروفاژ تنها (سطر دوم). تصویر رنگ آمیزی ترکیبیFITC، DAPI و CD11bازβ-(3,1)  در بر گرفتنβ-(3,1) گلوکان توسط ماکروفاژ موش را نشان می دهد.

کمک به حیوان جهت مقاومت در برابر بیماری

کوکسیدیوز به عنوان بیشترین بیماری تشخیص داده شده می باشد و نتیجتاً به عنوان مهم ترین بیماری اقتصادی در صنعت مرغداری به شمار می رود.این بیماری توسط انگل های پروتوزوآی پیشرو در روده طیور ایجاد می گردد.

محرک های طبیعی ایمنی مانند β-گلوکانها به عنوان جایگزینی مناسب و حامی در برنامه های ضد کوکسیدیوز می باشند. بنابراین، آزمایش ویژه ای صورت گرفت تا اثرات مکمل β-گلوکان غذائی (Aleta, Kemin)بر ضایعات و ایمنی روده ای در طیور گوشتی مواجه با کوکسیدیوز بررسی شود. این آزمایش 20 روز طول کشید و و شامل 240 پرنده تقسیم شده در 3 گروه درمانی با 8 تکرار در درمان بود. طرح آزمایشی تخصیص یافته به دوز پیشنهادی β-(3,1) گلوکان ها در جدول 1 نشان داده شده است.

Aleta گروه درمان
کنترل بدون مواجهه 1
کنترل با مواجهه 2
g/T100 β-(3,1) گلوکانبا مواجهه 3

جدول 1.طرح آزمایشی

در روز 14 مطالعه، جوجه ها با E.acervulina (75000 اووسیت به ازای هر پرنده)، E.maxima(40000 اووسیت به ازای هر پرنده) و E.tenella (50000 اووسیت به ازای هر پرنده) توسط گاواژ دهانی با کوکسیدیوز مواجه شدند. در روز 20، درجه بندی ضایعات صورت گرفت. نمونه های ژژنوم توسط ایمنوهیستوشیمی برای اندازه گیری تراکم سلول عرضه کننده آنتی ژنی (APC) ارزیابی شدند. نتایج نشان داد که صرف نظر از سویه های آیمریا، گروه درمان شده با  β-(3,1) گلوکان شدت ضایعات کمتری در تمامی 3 ناحیه روده داشتند.

β-(3,1) گلوکان به کارگیری و فعال سازی سلول های ایمنی در بافت روده را بهبود می بخشد زیرا β-گلوکان گیاهی افزایش شاخص میزان APCها را نشان داد که کاهش ضایعات روده ای را توضیح می دهد.

β-(3,1) گلوکان برای واکسیناسیون بهتر

یکی از رایج ترین بیماری های ویروسی در جوجه ها، بیماری بورس عفونی (IBD)است و توسط ویروس IBD،که تخریب گر لنفوسیت های Bبوده و منجر به تخریب ایمنی و نهایتاً عملکرد ضعیف می گردد، ایجاد می شود.

واکسیناسیون مهم ترین بخش در پیش گیری و کنترل IBDاست.واکسن مؤثر باعث بهبود سیستم ایمنی حیوانات می گردد که منجر به تولید آنتی بادی های مقابله کننده با ویروس مهاجم می شود.

راهکاری جدید در بهبود کارایی واکسن، استفاده از مکمل های غذائی تنظیم کننده ایمنی می باشد. هدف از این آزمایش، بررسی این مهم بود که آیا استفاده از β-(3,1) گلوکانها (Aleta) در جیره می تواند کارآیی واکسیناسیون گامبورو در طیور را افزایش دهد یا خیر که جوجه گوشتی مورد بررسی بود. 96 جوجه گوشتی Ross 308 به سه گروه درمانی تقسیم شدند: گروه کنترل منفی، گروه کنترل مثبت و گروه β-گلوکان گیاهی.

جوجه های گوشتی در روز 18 به طور خوراکی با واکسن زنده freeze-dried  گامبورو واکسینه شدند. برای ارزیابی کارآیی واکسن، نمونه های خونی در روز 18 و 35 اخذ شدند تا تیتر آنتی بادی (IgY) بر علیه IBDاندازه گیری شود. در طی این آزمایش در گروه β-گلوکان گیاهی، 16% تیتر اختصاصی IBD بیشتری (IgY)و 52% پرندگان سروکانورت بیشتری در مقایسه با گروه واکسینه شده بدون دریافت مکمل (کنترل مثبت) مشاهده کردیم.

تصویر 2. غلظت سلول های بیان کننده آنتی ژنی (APC)

تصویر 3. حیوانات مثبت بعد از واکسیناسیون

تصویر 4. تیترهای IgY گامبورو (آزمایش الایزا) در روز 35 در هر درمان در قیاس با آستانه تیتری ایمنی محافظت کننده.

نتیجه گیری

تنظیم و حمایت از ایمنی می تواند به منزله راهکاری مفید جهت کاهش نیاز به داروهای ضد میکروبی باشد. تقویت سیستم ایمنی با استفاده از مکمل های غذایی β-گلوکان نشان داد که نه تنها تعداد حیواناتی که به واکسن واکنش نشان دادند دو برابر شد، بلکه آن هایی که واکنش نشان دادند، تیتر آنتی بادی بیشتری داشتند.

ترجمه و تحقیق: دکتر فاطمه داودی کارشناس تیم علمی شرکت آرین رشد افزا (آرا)

  Reference: International Poultry Production, Volume 28 Number 8 (2020), Pages 21-23.

 

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *