د داليا إبراهيم تكتب: تأثير مستحلب «النانو الثيمول» في دجاج التسمين

باحث معهد بحوث الصحة الحيوانية (الزقازيق) – مركز البحوث الزراعية

في السنوات الأخيرة، أصبحت البكتيريا المقاومة للأدوية المتعددة تشكل تهديدًا للصحة العامة وتسبب العديد من الأزمات في جميع أنحاء العالم. يعتبر استخدام محفزات النمو بالمضادات الحيوية (AGPs) لتحسين نمو الدواجن والوقاية من الأمراض البكتيرية أحد الأسباب الرئيسية لمقاومة المضادات الحيوية. علاوة على ذلك فإن العلاج بالمضادات الحيوية يؤثر أيضا على البكتيريا المعوية مما يؤدي إلى أداء نمو دون المستوى الأمثل ويجعلها أكثر عرضة للإصابة لعدوى السالمونيلا التيفوميوريم.

إن الحاجة إلى معالجة هذه المشكلة تفتح آفاقًا مثيرة لاكتشاف بدائل طبيعية ذات تأثيرات مشابهة لـ AGPs، ولكن بدون عيوبها، وبالتالي المساهمة في صحة الإنسان.

تم استخدام مجموعة متنوعة من الزيوت الأساسية المشتقة من النباتات كمكونات غذائية لتعديل البكتريا المعوية والاستفادة من أداء دجاج التسمين.

تتزايد الدراسات حول إمكانية الاستخدام العلاجي للزيوت الأساسية ومكوناتها كإضافات للأعلاف في تربية الدواجن.

ويرجع ذلك إلى أنشطتها الهامة كمضاد للبكتيريا، ومطهر، ومضاد للفيروسات، ومضاد للطفيليات، ومضاد للفطريات، ومبيد للحشرات، ومضاد للأكسدة، ومُعدِّل للمناعة، فضلاً عن قدرتها على تعزيز تناول العلف، وهضم المغذيات وامتصاصها، وزيادة وزن الجسم.

• يعتبر الثيمول، المكون الفينولي الرئيسي للزيت العطري (Thymus vulgaris)، من بين المركبات النباتية التي تستخدم في تغذية الدواجن كإضافات للأعلاف. 2-يتم استخدامه لتحسين معايير الأداء وكفاءة استخدام الأعلاف للدواجن مع التركيز على الهضم والتمثيل الغذائي. 3-وكذلك قدرته على تغيير بكتريا الأمعاء وتقليل الجذور الحرة والمركبات الخطرة من التفاعل مع الحمض النووي الخلوي. 4-علاوة على ذلك، يمتلك فعالية قوية كمضاد للميكروبات. ومع ذلك، غالبًا ما يكون استخدامه العملي مقيدًا بسبب خواصه الفيزيائية الكيميائية الضعيفة مثل انخفاض قابلية الذوبان في الماء والتقلب الشديد وعدم الاستقرار في وجود الأكسجين والضوء ودرجة حرارة الغلاف الجوي، مما قد يؤدي إلى تقليل فعاليته.
• تعد تقنية النانو من أسرع التقنيات انتشارا على المستوى العالمي وقد أطلق عليها بالثورة التقنية القادمة في مختلف المجالات الصناعية والطبية والزراعية لما تتمتع به من ميزات كبيرة. 2-تكمن الصفات الفريدة للمواد النانوية الى حجومها النانوية اذ تكتسب المواد عند المستوى النانو صفات فيزيائية وكيميائية وبيولوجية جديدة لم تكن موجودة حتى في المادة الام التي تكونت منها. 3-بالنظر إلى الخصائص العلاجية للثيمول والمزايا العديدة لمستحلب النانو الثيمول،4-فقد تم تطوير دراسات سابقة للتحقيق في أنشطتها المضادة للبكتيريا في المختبر، مما يشير إلى ضرورة تقييم آثارها في الجسم الحي عند تطبيقها كإضافات للأعلاف.
• الثيمول (2-إيزوبروبيل -5-ميثيل فينول)، أحد مكونات الزيت العطري الرئيسية (EOC) للنباتات من عائلة Lamiaceae ، يمتلك مجموعة هيدروكسيل الفينول التي ربما تكون قد ساهمت في نشاطها المضاد للميكروبات.
• علاوة على ذلك ، تم تصنيف الثيمول على أنه جزيء آمن معترف به عمومًا من قبل إدارة الغذاء والدواء الأمريكية في استخدامه كمضافات غذائية. لذلك ، تم الإبلاغ عن استخدام الثيمول على نطاق واسع في المجال الطبي والغذائي والزراعي.
• نظرًا لطبيعة الثيمول القوية القابلة للتحلل الحيوي والمضادة للميكروبات ومضادات الأكسدة ، فقد تم السعي لاستخدام الثيمول بطريقة أوسع بكثير في القطاع الزراعي. ومع ذلك ، فإنه يحتوي على قابلية منخفضة للذوبان في الماء مما يقلل من نشاطه البيولوجي ويحد من استخدامه من خلال الوسط المائي ، بالإضافة إلى المركبات النشطة بيولوجيًا المحبة للدهون مثل الزيوت الأساسية (EOs) ومكونات الزيوت الأساسية (EOCs) .
• على سبيل المثال الثيمول غير مستقر ماديًا وكيميائيًا في وجود الأكسجين والضوء ودرجة الحرارة ، مما يقلل من كفاءتها ، ويمكن التغلب على هذه المشاكل عن طريق تحضير مستحلبات النانو الثيمول عن طريق تحويلها إلى قطرات النانو من خلال حبس في مواد خافضة للتوتر السطحي مناسبة.
• بسبب هذا التغليف ، يصبح الثيمول مستقرًا فيزيائيًا وكيميائيًا في الوسط المائي من وجهة نظر بيولوجية ، يمكن امتصاص قطرات دقيقة من مستحلب النانو بكفاءة من خلال الأسطح البيولوجية من أجل أنشطة بيولوجية فعالة وأوسع نطاقًا.
• تم استخدام مجموعة من المواد الخافضة للتوتر السطحي من قبل العديد من الباحثين لإعداد مستحلبات النانو. في الآونة الأخيرة ، أعد الباحثون مستحلبات أساسها الثيمول باستخدام مواد اصطناعية وعدد قليل من المواد الخافضة للتوتر السطحي الطبيعية وحددوا نشاطها المضاد للميكروبات، لكن استخدام المواد الخافضة للتوتر السطحي الاصطناعية يزيد من المحتوى الصناعي في المستحلبات ، ويجعلها غير صالحة للاستعمال في الزراعة / الغذاء علاوة على ذلك ، لها تأثيرات بيئية سلبية في ضوء ذلك .
• هناك حاجة ملحة للبحث عن العوامل الخافضة للتوتر السطحي البيولوجية لإعداد مستحلبات النانو الثيمول لاستخدامها الآمن والفعال في الزراعة. كشفت النتائج الحديثة عن مادة فاعلة سطحية طبيعية واعدة تسمى سابونين ، وهو جليكوسيد غير أيوني من لحاء Quillaja sapon aria Molina ولكن ، حتى الآن ، لم يكشف أي تقرير عن استخدام الصابونين في تحضير مستحلبات النانو الثيمول ، وعلاوة على ذلك ، فإن مستحلبات النانو المستندة إلى الثيمول لها أيضًا لم يتم تقييمها في النباتات للنشاط المضاد للبكتيريا وتعزيز نمو النبات.
• أظهرت MICs المقاسة للزيوت العطرية النقية والمستحلب تأثيرات مثبطة مختلفة ضد E. coli. أظهر مستحلب النانو تأثيرات مثبطة عالية مع MICs 0.4 ملغ / مل.
• كان لمستحلب النانو من الزيوت العطرية نشاطًا مضادًا للبكتيريا أكبر بعشر مرات من الزيت العطري النقي ، مما يشير إلى أن تحويل الزيت العطري إلى جزيئات نانوية الحجم أدى إلى تحسن كبير في نشاط مبيد الجراثيم. كانت هذه النتائج متوافقة مع الدراسات الحديثة الأخرى التي أظهرت أن تحويل النكهة أو الزيوت الأساسية إلى مستحلبات نانوية أدى إلى تحسن كبير في نشاطها الريال المضاد للبكتيريا.
• تم تشكيل التجارب باستخدام نموذج بكتريا سالبة الجرام (E. coli) لاكتساب فهم أفضل لآليات النشاط المضاد للبكتيريا للزيت العطري. أظهرت النتائج أن تحويل الزيت العطري (T. daenensis) إلى مستحلب نانوي قد عزز بشكل كبير نشاطه المضاد للبكتيريا ضد بكتيريا ممرضة منقولة بالغذاء (E. coli).
• أظهر مستحلب النانو المنتج قدرة بدنية جيدة ، مع القليل من الأدلة على فصل الطور أو نمو الجسيمات على مدى 6 أشهر ، يمكن اقتراح أن آلية عمل مستحلب النانو المضاد للميكروبات ضد الإشريكية القولونية تنطوي على جلب من الضروري النفط بالقرب من غشاء الخلية. مكّن هذا جزيئات الخلد الكارهة للماء داخل الزيت العطري من تعطيل غشاء الخلية ، ربما عن طريق تغيير سلامة طبقة الفسفوليبيد الثنائية أو عن طريق التداخل مع بروتينات النقل النشطة المضمنة في طبقة الدهون الثنائية الفوسفورية.
• أدى التغيير في نفاذية أغشية الخلايا المعطلة إلى تسرب الأحماض النووية والبروتينات والبوتاسيوم من داخل الخلية ، مما أدى إلى موت الخلايا في غضون 5 دقائق. أظهر الجمع بين النشاط المضاد للبكتيريا للزيت الأساسي النقي والمستحلب أن مستحلب النانو كان أكثر فعالية.