Fermented products of Bacillus velezensis improve growth, intestinal health and immune functions of crucian carp (Carassius auratus) by regulating its intestinal core microbiota
تُظهر هذه الدراسة أن المنتجات المخمرة لبكتيريا *Bacillus velezensis* LK1، ولا سيما مستنبتها، تعمل كبديل مستدام للمضادات الحيوية يعزز بشكل كبير النمو والمناعة وصحة الأمعاء لسمك الكارب الذهبي من خلال تنظيم ميكروبيوتا الأمعاء الأساسية، وتحديداً عبر تعزيز أنواع *Cetobacterium* المفيدة.
البحث الأصلي مرخَّص بموجب CC BY 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/). هذا شرح مولَّده بالذكاء الاصطناعي للبحث أدناه. لم يكتبه المؤلفون ولم يصادقوا عليه. وللتحقق من الدقة التقنية، يرجى الرجوع إلى البحث الأصلي. اقرأ إخلاء المسؤولية الكامل
في جوف كل سمكة تكمن مدينة صاخبة وغير مرئية. هذه هي الميكروبيوم المعوي، وهي مجتمع معقد من البكتيريا التي تعمل كنظام مناعي ثانٍ ومحرك أساسي للهضم. في الحيوان السليم، يكون هذا المجتمع نظامًا بيئيًا متوازنًا حيث تعمل البكتيريا النافعة جنبًا إلى جنب مع البكتيريا المحايدة، مما يبقي الغزاة الضارين بعيدًا. ومع ذلك، عندما يختل هذا التوازن — بسبب الإجهاد، أو النظام الغذائي السيئ، أو الإفراط في استخدام الأدوية — يمكن للمدينة أن تسقط في حالة من الفوضى، مما يؤدي إلى المرض وضعف النمو. لعقود من الزمن، اعتمد المزارعون على المضادات الحيوية لمنع هذه التفشيات والحفاظ على نمو الماشية بسرعة. لكن الاستخدام المكثف لهذه العقاقير خلق أثرًا جانبيًا خطيرًا: البكتيريا تتعلم مقاومتها، وآثار هذه العقاق or تجد طريقها إلى الغذاء الذي نأكله. وبينما تتحرك الحكومات لحظر المضادات الحيوية كمنشطات نمو روتينية، يستمر البحث عن بديل طبيعي يمكنه الحفاظ على صحة الحيوانات دون المخاطر المصاحبة.
لقد وجه الباحثون في الصين اهتمامهم إلى نوع معين من البكتيريا يسمى Bacillus velezensis. هذا الميكروب هو ناجٍ طبيعي، قادر على تكوين أبواغ قوية وخاملة تسمح له بتحمل الظروف القاسية، وهو ينتج مواد تحارب البكتيريا الضارة الأخرى. وبينما يعلم العلماء منذ فترة طويلة أن إضافة بكتيريا Bacillus الحية إلى العلف يمكن أن تساعد، تشير دراسة جديدة إلى أن القوة الحقيقية لا تكمن في البكتيريا الحية نفسها، بل في السائل المتخمر الذي تنتجه. فمن خلال تغذية سمك الكارب الكريسيان (crucian carp)، وهو سمك مياه عذبة شائع في آسيا، بوجبة غنية بالمزرعة المخمرة لـ Bacillus velezensis، اكتشف الباحثون طريقة لتعزيز النمو والمناعة بشكل أكثر فعالية من استخدام البكتيريا الحية وحدها أو حتى المضادات الحيوية التقليدية.
بدأت الدراسة بسؤال بسيط: أي شكل من أشكال هذا الميكروب المفيد يعمل بشكل أفضل؟ قام الفريق بإجراء تجربة على مئات من صغار سمك الكارب الكريسيان، وقسمهم إلى أربع مجموعات. تلقت إحدى المجموعات نظامًا غذائيًا قياسيًا كمجموعة ضابطة. وتلقت مجموعة ثانية بكتيريا Bacillus الحية. بينما تلقت مجموعة ثالثة المزرعة المخمرة، والتي تحتوي على البكتيريا بالإضافة إلى جميع النواتج الأيضية التي أوجدتها أثناء التخمر، مثل الإنزيمات والمركبات المضادة للميكروبات. أما المجموعة الأخيرة فقد تغذت على نظام غذائي يحتوي على مضادات حيوية قياسية. وعلى مدار ما يقرب من شهرين، راقب الباحثون كيف نمت الأسماك، ومدى كفاءة هضمها للطعام، وكيف استجابت أجهزتها المناعية.
كانت النتائج مذهلة. فالأسماك التي تغذت على المزرعة المخمرة نمت بشكل أسرع وحولت طعامها إلى كتلة جسم بكفاءة أكبر من أي مجموعة أخرى، بما في ذلك تلك التي تناولت المضادات الحيوية. كما أظهرت دفاعات مناعية أقوى وقدرات مضادة للأكسدة أفضل، مما يعني أن أجسامها كانت مجهزة بشكل أفضل للتعامل مع الإجهاد والأضرار. ومن المثير للدهشة أن المجموعة التي تغذت على البكتيريا الحية فقط لم تظهر نفس التحسينات الملحوظة في النمو أو المناعة. وهذا يشير إلى أن "سحر" العلاج لم يكن في استعمار البكتيريا لأمعاء السمكة، بل في مزيج المواد المفيدة التي أنتجتها أثناء التخمر. لقد عملت المزرعة المخمرة كـ "بريبيوتيك" (prebiotic) قوي، مما أعاد تشكيل البيئة الداخلية لصالح صحة السمكة.
ولفهم سبب حدوث ذلك، نظر العلماء داخل أمعاء الأسماك. ووجدوا أن المزرعة المخمرة غيرت بشكل كبير تكوين بكتيريا الأمعاء. لقد قللت من تنوع المجتمع البكتيري العام، وهو ما قد يبدو أمرًا سلبيًا، ولكن في هذه الحالة، كان يعني أن الأمعاء أصبحت أكثر تركيزًا وكفاءة. لقد عزز العلاج تحديدًا أعداد بكتيريا نافعة تسمى Cetobacterium، المعروفة بإنتاج فيتامين B12 والمساعدة في الحفاظ على بيئة أمعاء صحية. وفي الوقت نفسه، قمعت البكتيريا الضارة التي غالبًا ما تسبب الأمراض للأسماك. كما لاحظ الباحثون أن جدران أمعاء الأسماك التي تغذت على المزرعة المخمرة كانت أكثر صحة، مع وجود نتوءات أطول تشبه الأصابع تسمى "الخملات" (villi) لامتصاص العناصر الغذائية، ومزيد من الخلايا المنتجة للمخاط التي تحمي بطانة الأمعاء. وهذه التغييرات الفيزيائية فسرت سبب قدرة الأسماك على هضم الطعام بشكل أفضل والنمو بشكل أسرع.
كما كشفت الدراسة أيضًا كيف ارتبطت هذه التغييرات الداخلية بالصحة العامة للسمكة. فقد كان ارتفاع نسبة Cetobacterium مرتبطًا مباشرة بمعدلات النمو الأفضل والنشاط المناعي الأقوى. لقد عملت المزرعة المخمرة أساسًا كمفتاح، حيث قامت بتفعيل الدفاعات الطبيعية والعمليات الأيضية للسمكة، بينما أوقفت المسارات التي تؤدي إلى المرض. وعلى عكس المضادات الحيوية، التي غالبًا ما تقضي على مجموعة واسعة من البكتيريا بشكل عشوائي، بدا أن المزرعة المخمرة توجه النظام البيئي للأمعاء نحو حالة أكثر استقرارًا وفائدة. لقد حسنت قدرة الأسماك على محاربة العدوى وقللت من تراكم الدهون في كبدها وعضلاتها، مما أدى إلى إنتاج سمكة أكثر صحة ورشاقة.
يقدم هذا البحث مسارًا واعدًا نحو استدامة تربية الأحياء المائية. فهو يثبت أن منتجًا مخمرًا مشتقًا من سلالة واحدة من البكتيريا يمكن أن يتفوق على كل من البكتيريا الحية والمضادات الحيوية التقليدية في تعزيز صحة الحيوان. إن النتيجة الرئيسية هي أن النواتج الثانوية للتخمر، وليس الميكروبات الحية نفسها، هي المحركات الأساسية لهذه الفوائد. ومن خلال استخدام هذه المزرعة المخمرة، يمكن للمزارعين استبدال المضادات الحيوية بإضافة علف طبيعية ومتعددة الوظائف تدعم النمو، وتقوي المناعة، وتثبت استقرار الميكروبيوم المعوي. ولا يعالج هذا النهج الحاجة الملحة لتقليل استخدام المضادات الحيوية فحسب، بل يوفر أيضًا طريقة أكثر أمانًا وفعالية لتربية الأسماك، مما يضمن أن الغذاء الموجود في أطباقنا قد أُنتج في انسجام مع البيولوجيا الطبيعية للحيوان.
غارق في أبحاث مجالك؟
تصلك نشرة يومية بأحدث الأبحاث المطابقة لكلماتك البحثية المفتاحية — مع ملخصات تقنية، بلغتك.