Effects of Dietary Supplementation with Glycyrrhiza Polysaccharides on Growth Performance, Histomorphology, Immunity, and Oxidative Stress in Largemouth Bass (Micropterus salmoides)

في عالم تربية الأحياء المائية، تُعد تربية الأسماك عملية توازن دقيقة بين توفير ما يكفي من الغذاء للنمو السريع وحماية الحيوانات من الحقائق القاسية لبيئتها. فغالباً ما تواجه الأسماك المستزرعة تحديات لا تواجهها المجموعات البرية، مثل ظروف المعيشة المزدحمة والمياه الملوثة بالملوثات الصناعية. وأحد أكثر الملوثات شيوعاً وخطورة هو الكادميوم، وهو معدن ثقيل يتسرب إلى المجاري المائية ويدخل أجسام الأسماك، مسبباً ضرراً غير مرئي على المستوى الخلوي. فعندما تتعرض السمكة للكادميوم، تنتج أنظمتها الداخلية فائضاً من الجزيئات الضارة التي تهاجم الخلايا السليمة، وهي عملية تُعرف باسم الإجهاد التأكسدي. ولمواجهة ذلك، تعتمد الأسماك على نظام دفاع طبيعي من الإنزيمات والبروتينات التي تحيد هذه التهديدات. ومع ذلك، عندما يكون التلوث شديداً، يمكن لهذا الدفاع أن ينهار، مما يؤدي إلى ضعف النمو وتضرر الأعضاء والأمراض. ولطالًا ما بحث العلماء في الطبيعة عن حلول، مستكشفين ما إذا كانت مستخلصات نباتية معينة يمكن أن تعمل كدرع، يعزز الدفاعات الطبيعية للأسماك دون الآثار الجانبية للأدوية الكيميائية.

قرر فريق من الباحثين من جامعة هنان للعلوم والتكنولوجيا اختبار هذه الفكرة باستخدام سمك القاع (الليس موث بأس - largemouth bass)، وهو نوع شائع وثمين من أسماك المياه العذبة في الصين. وقد ركزوا على مادة محددة مشتقة من جذر العرقسوس، تُعرف باسم "جليسيريزا بوليساكاريد" (Glycyrrhiza polysaccharide). هذا المركب الطبيعي يتكون من سلاسل طويلة من جزيئات السكر، ومعروف في الطب التقليدي بقدرته على تقليل الالتهاب ومكافحة الضرر التأكسدي. أراد الباحثون معرفة ما إذا كان إضافة مستخلص العرقسوس إلى غذاء الأسماك سيساعدها على النمو بشكل أفضل، والبقاء بصحة جيدة، ومقاومة إجهاد التلوث بالمعادن الثقيلة. وقد أقاموا تجربة مضبوطة شملت 450 من صغار سمك القاع، حيث تم تقسيمهم إلى خمس مجموعات. تناولت إحدى المجموعات نظاماً غذائياً قياسياً، بينما تلقت المجموعات الأربع الأخرى نفس النظام الغذائي ولكن مع إضافة كميات مختلفة من مستخلص العرقسوس: 500 أو 1000 أو 1500 أو 2000 ملليغرام لكل كيلوغرام من العلف. وقد رُبيت الأسماك لمدة ثمانية أسابيع، وهي فترة كافية لرؤية كيف ستتغير أجسامها استجابة للمكونات الجديدة.

كانت نتائج تجربة التغذية التي استمرت ثمانية أسابيع واضحة وأشارت نحو "نقطة مثالية" محددة للمكمل الغذائي. فقد نمت الأسماك التي تلقت مستخلص العرقسوس بشكل أسرع وأثقل عموماً من تلك التي تناولت النظام الغذائي القياسي. وكانت التحسينات الأكثر أهمية قد لوحظت في المجموعات التي غُذيت بـ 1000 و1500 ملليغرام من المستخلص لكل كيلوغرام من الطعام. فقد اكتسبت هذه الأسماك أكبر قدر من الوزن وحولت طعامها إلى كتلة جسم بكفاءة أكبر. كما تغيرت عضلاتها؛ حيث امتلكت الأسماك في مجموعة الـ 1000 ملليغرام محتوى بروتينياً أعلى، بينما امتلكت تلك في مجموعة الـ 1500 ملليغرام محتوى دهون أقل، مما يشير إلى أن المكمل ساعد الأسماك على بناء عضلات نحيفة بدلاً من تخزين الطاقة الزائدة على شكل دهون. ومع ذلك، لم تستمر الفوائد في الازدياد مع زيادة الجرعات. فالمجموعة التي غُذيت بأعلى كمية، وهي 2000 ملليغرام، أدت أداءً أسوأ من المجموعات المتوسطة؛ حيث تباطأ نموها، وأظهرت أجسامها علامات الإجهاد، مما يشير إلى أن الإفراط في الشيء الجيد يمكن أن يصبح ضاراً.

ولفهم سبب حدوث ذلك، نظر العلماء داخل الأسماك على المستوى الخلوي. فقد فحصوا الكبد والأمعاء، وهما عضوان حاسمان للهضم وإزالة السموم. وفي الأسماك التي تلقت الكمية المثلى من المستخلص، بدت الأنسجة صحية ومنظمة جيداً؛ حيث كانت خلايا الكبد مرتبة بدقة، وكانت النتوءات الصغيرة الشبيهة بالأصابع في الأمعاء، والتي تمتص العناصر الغذائية، طويلة وسليمة. وفي المقابل، أظهرت الأسماك التي غُذيت بالجرعة العالية (2000 ملليغرام) خلايا كبدية متضررة بها مساحات فارغة في الداخل، وهي علامة على الإجهاد الخلوي والاختلال الوظيفي. كما أظهرت جدران أمعائها علامات التآكل، مع تقشر الخلاń. هذا الضرر الجسدي فسر سبب عدم نمو مجموعة الجرعة العالية بشكل جيد؛ إذ كانت أجسامها تكافح لمعالجة الطعام وإدارة الحمل الأيضي.

كما قام الباحثون بقياس النشاط الكيميائي داخل الأسماك لمعرفة كيفية تأثير المكمل على أنظمتها الدفاعية الداخلية. ووجدوا أن الأسماك التي غُذيت بجرعات معتدلة من مستخلص العرقسوس كانت تمتلك مستويات أعلى بكثير من الإنزيمات المضادة للأكسدة. وهذه هي البروتينات التي تعمل بمثابة "فريق التنظيف" في الجسم، حيث تحيد الجزيئات الضارة التي تسبب الضرر. كما كانت لدى الأسماك مستويات أقل من مادة تسمى "مالونديلدهيد" (malondialdehyde)، وهي علامة على الضرر الناتج عن الأكسدة. وبشكل أساسي، عمل المكمل على رفع مستوى صوت أنظمة الدفاع والإصلاح الطبيعية لدى الأسماك. وقد عزت الدراسة هذا التأثير إلى مسار جيني محدد في الكبد، يُعرف باسم مسار (Nrf2-Keap1). وببساء الكلمات، ساعد المكمل في تشغيل الجينات التي تنتج الإنزيمات المضادة للأكسدة مع إيقاف تشغيل الجينات التي من شأنها أن تثبطها عادةً. وقد عمل هذا المفتاح الجزيئي بأفضل صورة عند جرعة 1000 إلى 1500 ملليغرام، مما قدم سبباً بيولوجياً واضحاً لتحسن الصحة والنمو الملحوظ في تلك المجموعات.

ولاختبار قدرة هذه الأسماك على الصمود، أخضعها الباحثون لتحدٍ أخير: التعرض لمياه تحتوي على الكادميوم. وقد يحاكي هذا سيناريو واقعي حيث قد تسبح الأسماك في مياه ملوثة. وقد تعاملت الأسماك التي غُذيت بالكمية المثلى من مستخلص العرقسوس مع هذا الإجهاد بشكل أفضل بكثير من غيرها. فعند تعرضها للمعدن الثقيل، ظلت مستويات مضادات الأكسدة لديها مرتفعة، وأظهرت أجسامها علامات أقل للالتهاب. كما بقيت الجينات المسؤولة عن مكافحة العدوى وتقليل التورم في حالة متوازنة، بينما أظهرت الأسماك في مجموعة الجرعة العالية علامات على استجابة مناعية مفرطة، والتي يمكن أن تكون ضارة بقدر التلوث نفسه. أما الأسماك في النظام الغذائي القياسي، بدون المكمل، فقد عانت الأمرين، حيث تعرضت دفاعات مضادات الأكسدة لديها لضغط هائل بسبب التعرض السام.

تخلص الدراسة إلى أن إضافة مستخلص العرقسوس إلى نظام غذاء سمك القاع هو استراتيجية قابلة للتطبيق لتحسين صحتها ونموها، ولكن فقط إذا تم التحكم في الكمية بعناية. فالنطاق الأمثل يتراوح بين 1000 و1500 ملليغرام لكل كيلوغرام من العلف. وضمن هذا النطاق، يعمل المكمل كمعزز قوي للدفاعات الطبيعية للأسماك، مما يساعدها على النمو بشكل أسرع، وبناء عضلات أفضل، ومقاومة الآثار الضارة لتلوث المعادن الثقيلة. فهو يقوي أعضاءها الداخلية ويحافظ على توازن أنظمتها المناعية. ومع ذلك، فإن تجاوز هذا الحد يؤدي إلى تلاشي الفوائد ويمكن أن يؤدي حتى إلى تلف الأعضاء. يوفر هذا البحث دليلاً عملياً للمزارعين، موضحاً أن المضافات المشتقة من النباتات يمكن أن تكون أدوات فعالة للاستزراع المائي المستدام، بشرط استخدامها بدقة. وتشير النتائج إلى أنه من خلال فهم الاحتياجات المحددة للأسماك، يمكننا استخدام مركبات نباتية بسيطة لخلق بيئة أكثر أماناً وإنتاجية للحيوانات التي نعتمد عليها في غذائنا.