التكنولوجيا الحيوية

هناك ارتباطات قوية بين عامل النمو IGF-1و SGRفي دراسات بحثية اخري وفي أسماك البلطي الموزمبيقي المتأقلمه في مياه البحار كانت الانخفاضات في مستوي العامل IGF-1بالبلازما متمشية مع الزيادات في مستوي هرمون النمو بالبلازما بعد ٤اسابيع تقديم علف بالرغم من عدم تقدير الارتباطات ما بين النمو والعوامل الهرمونيه في هذه الدراسة ومن ثم ظهر مستوي العامل IGF-1كأنه مرقم حيوي اكثر حدة من أجل التباينات في النمو لسبب تحديد العلف بالمقارنه بمستوي هرمون النمو بالبلازما في كلا من أسماك القرموط وأسماك البلطي ،وفي اسماك القاروس المقلم المهجن MoronechrysopsxMoronesaxatilis .نتج عن تحديد العلف لمدة ٤اسابيع انخفاض تركيز عامل IGF-1و SGRبالدم مع وجود ارتباط معنوي ما بين IGR-1 & SGR وعند اجراء تحديد للعلف لمدة ٣اسابيع علي نفس النوع من الأسماك انخفض مستوي العاملIGF- 1بالبلازما وارتفع مستوي هرمون النمو بالبلازما منسوبا لمجموعة الأسماك الكنترول المغذاه.

هناك إقتراح من الاتجاهات المذكورة من حيث ادواركلا من هرمون النمو والعامل IGF-1اثناء حالات الهدم والبناء للتمثيل الغذائي ان العينات الأولي في كل الحالات تم اخذها بعد اسبوعين من تحديد العلف ويمكن الحصول علي المزيد من المعلومات في حالة اتمام الديناميكيات المؤقته لكلا من هرمون النمو والعامل IGF-1عن طريق زيادة عدد مرات اخذ العينات .وهذا يسمح تقدير النقطة الأبكر التي عندها التغيرات في تكرار التغذية تتمشي مع التغيرات في المؤشرات الهرمونيه endocrine indicesوكذلك النقطة التي تصبح عندها هذه المرقمات الحيوية قابلة للتطبيق.

وعلي سبيل المثال ،في اسماك السالمون Chinook salmonلوحظ زيادات في هرمون النمو بالبلازما قبل اليوم الثالث من التصويم بينما انخفضت مستويات العوامل IGF-1 & IGFBP-3 بعد اربعة ايام من التصويم ولكن بعد ٤ايام من تصويم اسماك التروته rainbow troutلوحظ تغيرات فورية في مستويات هرمون النمو والعامل IGF-1في البلازما .والزيادات المعنوية في القيم المنخفضة للعامل IGF-1بالبلازما سجلت بعد ٤ايام من اعادة التغذية بينما اعادة التغذية يوم واحد كان مطلوبا للمستويات المرتفعة لهرمون النمو بالبلازما كي تهبط لتصل للقيم الطبيعية الكنترول ولذلك فانه في اسماك القرموط وأسماك البلطي ربما يكون عامل النمو IGR-1وهرمون النمو GHمؤشر فعال للفروق في النمو بسبب نظام التغذية وفي الواقع بناءا علي هذه الدراسات البحثية السابقة يبدو ان توليفة من هرمون النمو المرتفع وعامل النمو IGF-1المنخفض ربما تفيد كمرقمات حيويه من اجل حالة الهدم الغذائي )ميزان طاقة سالب( التي تحدث اثناء تصويم الأسماك .ومن جهة اخري لتقدير اذا ما كانت اطوال فترة التصويم لامتدرجة ينتج عنها تغيرات متدرجة في هذه الهرمونات فإن مستوي الهدم الغذائي ينتج عنه تغيرات هرمونيه درامتيكية ويجب تذكر ان هذه الطرق لتقييم وتقدير الهرمون ربما تكون مفيدة ومناسبة لأنظمة التغذية التي تستخدم التغذيةوايقاف التغذية On and off feedingاو حالات الهدم الغذائي مقابل البناء الغذائي مقارنة مع مستويات الهرمون للأسماك المغذاه والأسماك المصومة Fastedولكنها بوجه عام لا تكون طريقة عامه لتقييم مرقم حيوي النمو .بالإضافة الي ذلك فإن الارتباطات الهرمونيه للنمو في الحيوانات الموضحة لدرجات متدرجة للزيادة في وزن الجسم يجب ان تميز عن تلك بالنظر الي النمو الايجابي )الزيادة المكتسبة في وزن الجسم( مقابل النمو السلبي ) فقد الوزن(.

حجم العليقة :Ration Size

الارتباطات الايجابية بين SGRومستوي عامل النمو IGF-1باللازما تم عملها بواسطة احجام العليقة المختلفة وذلك لتحقيق مدي واسع من معدلات النمو الايجابية وذلك علي الأقل في أسماك السالمون OncorhynchusKisutchوفي أسماك القاروص المقلم الهجين hybrid stiped

٣٩٢

) bassمعامل ارتباط = ( ٠.٦٨واجمالا ،استخلصت اقوي الارتباطات لهذه الدراسات من معدلات النمو التي عكست النمو معظم فترة التغذية ) ٦ -٢اسابيع( مؤكدة ومثبته ان عامل النمو IGF-1 مرقما حيويا للنمو ولقد وجد في حالة واحدة ان عامل النمو IGF-1بالبلازما كان أكثر ارتباطا بمعدل النمو من حجم العليقة .ومن خلال هذه الدراسات لوحظ ان التغيرات في الخطة الغذائية )مستوي التغذية( نتج عنها تغيرات موازيه في مستويات العامل IGF-I K IGFBP-3مع عمل ارتباطات ايجابية اضافية بين هذين العاملين .وفي اسماك السالمون Chinookنتج عن الانخفاضات المعتدلة في الخطة الغذائية زيادات في مستوي IGFBP-1وخاصة بعد اسبوعين من تقليل العليقة بنسبة %٠.٥الي %٢وزن جسم/يوم ،وبعد اربع اسابيع من تقليل العليقة بنسبة %٠.٥الي %١وزن جسم/يوم لم يلاحظ أي تغيرات في مستوي العامل IGF-1عقب تقليل العليقة بمعدل %٠.٥الي %١وزن جسم /يوم ولقد لوحظ ايضا ان احجام العليقة المختلفة المعطاه لآسماك البلطي النيلي اعطي ايضا قيم SGRارتبطت ايجابيا مع التعبير الجيني لل IGF-1 mRNAبالكبد .واجمالا فإن هذه النتائج فيما بين انواع الأسماك المختلفة أظهرت أن العاملين IGF-1 , IGFBP-3وكذلك IGF-1mRNAربما تثبت فائدتها كمؤشرات ايجابية وسريعة للنمو خلال اسبوعين بينما يستفاد من العامل IGFB-1كمؤشر سلبي وفي الواقع ربما يكون العامل IGFBP-1هو الأكثر حساسية لهذه العوامل وذلك بناءا علي الدراسات التي اجريت علي أسماك

السالمون.

هرمون النمو اماتغير قليلا او اظهرت علاقة عكسية مع الغذاء المستهلك والنمو للأستجابة لأحجام العليقة المختلفة لاسماك السالمون وبالمثل عندما غذيت اسماك القاروص البحري علي احجام عليقة متدرجة أظهرت علاقة عكسية بين SGRالايجابية وهرمون النمو بالبلازما وهذه النتائج تتمشي مع دراسات أخري قدرت النمو الايجابي في سمك الابراميس البحري .والتباين بين هرمون النموومعدل النمو ربما يعدل بواسطة المستويات السائدة للعامل IGF-1وتأثيرات تغذيتها الرجعية السلبية علي الغدة النخامية ويكون ذلك بزيادة مستويات عامل النمو IGF-1بالبلازما مع معدلات النمو الأعلي وتقل مستويات هرمون النمو بسبب التغذية الرجعية السلبية وبعكس الإتجاه يحدث اثناء حالات النمو الأقل انخفاضا التي تلاحظ مع حجم العليقة الأقل.

النمو التعويضي : Compensatory Growth

واقعية المرقمات الحيوية للنمو هي قدرتها في تقدير الاختلافات بين معدلات النمو الضعيفة والطبيعية والسريعة والنمو التعويضي يعتبر ظاهرة حيث تظهر الحيوانات نموا سريعا يتجاوز المعدلات الطبيعية يعقبه ظروف اعاقة للنمو growth stuntingولقد درس النمو الطبعي CGفي الأسماك ومنح العاملين في مجال الاستزراع المائي فوائد في صورة معدلات نمو محسنه وكفاءة استفادة من الغذاء عالية وفي نفس الوقت قلل تكاليف العمالة وحسن من نوعية الماء.

ونموذج النمو التعويضي يسمح ايضا للفرد تقدير وتقييم الاستفادة من المؤشرات البيولوجية واساس ميكانيكيات الهرمونات المفرزة من الغدة النخامية المعدلة للنمو الضعيف والطبيعي والسريع.

بالاضافة الي ذلك فانه نظ ار لان النمو التعويضي يسبقه فترة نمو سلبي فان المرقمات الحيوية يمكن تقييمها في الحيوانات التي تتعرض لتغيرات متلاصقة في الحالة التشتيه مثل حالة الهدم الي حالة البناء الكامل بالمقارنه مع تلك الحيوانات المرباه تحت الظروف المستمرة .ولقد ركزت بعض دراسات النمو التعويضي علي تأثير المعاملات والتي من أمثلتها :درجة الح اررة والملوحة والكثافة ومستويات الاوكسجين كوسائل لاحداث الاستجابة ومعظمها في صورة معاملة غذائية وخاصة فترة

تحديد العلف يعقبها إعادة التغذية.

٣٩٣

ومن جهة اخري اظهرت الدراسات التي اجريت علي أسماك القاروص المقلم المهجن ان الحيوانات التي تتعرض لفترة اولية من تحديد العلف تظهر استجابة قوية للنمو التعويضي عن إعادة التغذية.

واثناء حالة الهدم الغذائي التي تحدث عن طريق التغذية المحددة انخفض مستوي عامل النمو IGF-1ولكن معظم الزيادة الدراميكية في عامل نمو البلازما IGF-1ظهرت اثناء الاربعة ايام الأولي من ٢٨يوم استجابة )جدول (٧٤وفي نفس الوقت لوحظ اعلي SGRفيما بين المجاميع الكونترول )الأسماك المغذاه طبيعيا طوال فترة التغذية( او ما بين الحيوانات تحت نظام النمو التعويضي وبوجه عام هناك ارتباط قوي ايجابي بين SGRوعامل النمو IGF-1مع النمو

التعويضي.

ولقد اتصفت استجابة النمو التعويضي بارتفاع مستويات SGRsولم يتجاوز مستويات عامل النمو تلك المستويات بالأسماك الكنترول .وهكذا فأثناء تنظيم عامل النمو IGF-1لمعدلات النمو المتغيرة تكون الزيادة النسبية او التغير في عام IGF-1بالبلازما افضل من التركيزات المطلقة علي حدة ويكون منظم هام لاستجابات النمو السريعة الملحوظة اثناء النمو التعويضي ،وفي الواقع وجد ارتباطات اقوي بين SGRوالتركيزات المطلقة لعامل النمو .IGF-1 ولقد ثبت ان تذبذب افراز الهرمونات من خلال محور النمو للهرمونات ربما يكون من المنظمات الاكثر فاعلية للأعضاء المستهدفة من مستويات الهرمون المطلقة .وحساسية الانسجة المستهدفة لتحرر الهرمون تعدل بواسطة التغيرات في مستقبلات الهرمون ويدعم هذا الافتراض البيانات المستخلصة من اسماك التروته rainbeo troutوأسماك الابراميس البحري التي اجري لها تصويم لمدة ٤اسابيع ،ولوحظ زيادة في مستويات عامل النمو IGF-1بأنسجة العضلات .ومن ثم فان حساسية IGFRربما تؤدي الي زيادة غير متناسبة في نشاط الجينات بالميتوكوندريا وخاصة زيادة عامل النمو IGF-1عن المستويات المنخفضة ولذلك بالرغم من كونه مؤشر جيد للنمو فانه ربما يكون اكثر اهمية في تقدير التغيرات النسبية في عامل النمو IGF-1لتمييز الفروق النسبية في معدلات النمو تحت ظروف البناء من عملية التمثيل الغذائي )النمو طبيعي مقابل النمو السريع(.

خلاصة القول ،يبدو ان التغيرات في عامل النمو IGF-1مؤشر جيد وسريع للنمو تحت بروتوكولات المعالجات الغذائية حيث تحدث تغيرات شديدة في عملية التمثيل الغذائي .بالإضافة الي ذلك فان عامل النمو IGF-1يجب الاهتمام بانتاجه محليا .ومن جهة اخري فان عامل النمو للحامض الاميني النووي الرسول IGF-1 mRNAبالعضلات يتم تنظيمه في كلا من أسماك التروته rainbow troutفأسماك القاروص المقلم المهجن عقب فترات التصويم ومن المفترض ان عامل النمو IGF-1يتم ترجمته ونقله ليؤثر في نمط paracrine autocrineومن ثم تساهم بركة عامل النمو IGF-1في نمو أكبر اثناء النمو التعويضي وخاصة اعطاء تنظيم عالي لهذا العامل المرتبط

بنسيج العضلة عقب عملية الهدم الغذائي.

تكوين العليقة : Diet Composition

تكوين مخلوط العلف هام جدا لصحة ونمو الأسماك والاقتصاديات الاستزراع المائي .فالأسماك أكله اللحوم علي سبيل المثال تحتاج بوجه عام الي مخلوط علف يحتوي علي %٥٠–٤٠بروتين ونظ ار لهذا الاحتياج العالي من البروتين فإن معظم بروتين مخلوط العلف من مسحوق السمك الذي يمثل %٧٠-٤من تكلفة هذا المخلوط العلفي .ولذلك يستهدف البحث امداد عليقة الأسماك بالدهن والكربوهيدرات لتدعيم التمثيل الغذائي للسماح بأقصي كمية من البروتين من أجل النمو )فائض البروتين( وايضا تجري ابحاث مكثفة بادماج البروتين النباتي والزيت "زيت السمك" بداخل العليقة وسوف يفيد استخدام المرقمات الحيوية للهرمونات المفرزة من الغدة النخامية )مثل هرمون

٣٩٤

النمو GHوعامل النمو (IGF-1في اختبار تأثير تشكيلات متنوعة من مخاليط الاعلاف علي

مظهر النمو اثناء التعرض للعلائق المختبرة.

البروتينات النباتيه والزيوت : Plant Proteins and Oil نظ ار لارتفاع ثمن مسحوق السمك في اعلاف الاستزراع المائي فإن الابحاث تركز علي استبداله بمصادر بروتين نباتيه بدرجة كبيرة كما ان اعطاء تحديدات لاحلال البروتين النباتي في أنواع معينه من السماك الأكلة اللحوم )علي سبيل المثال :الاستساغه والهضم والمرض( سوف يكون هاما لتقييم تناسبها لكل نوع من الأسماك علي حدة علي اساس تأثيراتها علي النمو بحيث يستفاد من المرقمات الحيوية للهرمونات المفرزة في الدم كمنبئات ممكنه .وفي أسماك القرموط Channel Catfishأجري تقييم العلائق المتماثلة البروتين ) %٢٨بروتين( وتحتوي علس نسب متنوعه من مسحوق السمك )صفر (%٨ ،٤ ،والمحتوية علي بروتين نباتي وذلك من حيث تأثيراتها علي صفات تجارية هامه .وعندما اختبرت العلائق المحتوية علي مستويات اعلي من مسحوق السمك لوحظ ارتفاع مستويات SGRsوعامل IGF-1بالبلازما مع تحسن معدل التحويل الغذائي )جدول

.(٧٤

ولوحظ ايضا وجود ارتباط معنوي وايجابي بين SGRومستوي عامل النمو IGF-1بالبلازما ومن ثم يبدو ان عامل النمو IGF-1مرقما حيويا مناسبا للنمو في انواع الأسماك أكلة العشب واللحوم معا .وفي أسماك التروته "اكلة اللحوم" نتج عن زياة مستوي احلال البروتين النباتي ) صفر،٥٠ ، ٧٥و %١٠٠انخفاضات متدرجة في عامل النمو IGF-1وزيادات في مستويات هرمون النمو وفي نفس الوقت انخفاضات في معدلات النمو وكفاءة الاستفادة من الغذاء .ولقد اوضحت الدراسات التي اجريت علي اسماك الابراميس البحري ان احلال البروتين النباتي في العليقة بنسب ٧٥ ،٥٠و %١٠٠نتج عنه انخفاض معنوي في معدل النمو كفاءة الاستفادة من الغذاء مع زيادة في مستوي هرمون النمو بالبلازما .وهذه الانخفاضات في معدل النمو نتج عنها انخفاض في مستوي عامل النمو IGF-1بالبلازما مما يثبت ان هذا العامل يستفاد منه كمؤشر "كدليل" للنمو في هذه الدراسات .وبالمثل لوحظ عند تشكيل علائق الابراميس البحري المحتوي علي مستويات مختلفة من الزيوت النباتيه محل زيت المسك نتج فروق في النمو وتغيرات معنوية في عامل النمو IGF-1 وخاصة العلائق المحتوية علي %١٠٠زيت نباتي مستوي احلال وفي نفس الوقت مع مستوي احلال %٦٦ ،٣٣زيت نباتي كانت اوزان الجسم ومستويات العامل IGF-1عند نهاية فترة التجربة ) ١١اسبوع( متشابهة بينما عن تغذية الأسماك علي علائق ذات مستوي احلال %١٠٠زيت نباتي كان لها نمو منخفض معنويا ،ومستوي منخفض لعامل النمو IGF-1ولقد استخلص من الدراسات البحثية ان كلا من هرمون النمو GHوعامل النمو IGF-1أظهرت إشارات متعارضة فيما يتعلق بمظهر النمو وتشكيلات العلائق بهذه الدراسات وذلك من حيث زيادة البروتين النباتي والزيت النباتي التي نتج عنها نموا منخفضا وانخفاض مستوي عامل النمو IGF-1وزيادة مستوي

هرمون النمو.

أظهرت الدراسات البحثية التي اجريت علي أسماك القرموط وأسماك الابراميس البحري ان زيادة النسبة المئوية لاحلال البروتين النباتي ينتج عنها انخفاض كمية الغذاء المأكول وتغيرات في النمو وفي تركيزات الهرمونات المفرزة في الدم .ومن ثم فأن قياسات هرمون النمو وعامل النمو IGF-1لا تعطي اجابات عن اسباب الاداء الضعيف للعلف )الاستساغة وتوعية البروتين( بدلا من توضيحها الفروق في النمو بصرف النظر عن تركيب العليقة.

٣٩٥

درجة الحرارة : Temperature

مع العلف غير المحدد المتاح غالبا ما تشجع الزيادة في درجة الح اررة النمو حتي حدود فسيولوجية معينه .وعلي اية حال لم تفهم جيدا الميكانيكات المعدلة لتأثيرات درجة الح اررة علي النمو وتنظيم محور هرمون النمو عامل النمو IGF-1كما أن فصل تأثيرات درجة الح اررة علي حدة علي محور النمو اثبت صعوبته لان الدراسات التي تتناول حالة التغذية ينتج عنها كميات علف مأكول ومعدلات نمو متباينه علي اساس درجة ح اررة الماء .ومن جهة أخري المرقم الحيوي الجيد للنمو يجب ان يوضح التغيرات في النمو بصرف النظر اذا ما كان عامل البيئة يعدل هذا النمو.

درجة الحرارة وهرمون النمو : Temperature and GH تنظيم هرمون النمو بواسطة درجة الح اررة اثناء التربية لم ينجز في الأسماك أو أي فقاريات اخري.

وفي الواقع معظم الابحاث علي فسيولوجيا النمو المرتبطة بالهرمونات تم اجراءها علي الثدييات والطيور .ولكن الابحاث التي درست العلاقة بين درجة الح اررة والنمو ونظام هرمون النمو عامل النمو IGF-1كانت فريدة "بحث وحيد" حيث درس تقييم دور درجة الح اررة في تنظيم الهرمون في أسماك التروته rainbow broutومستويات هرمون النمو بالبلازما وقورنت في الأسماك التي استمرت بمعدلات نمو متماثلة عن طريق المعاملة بالأعلاف والتعرض لدرجات ح اررة تربية وهي .١٦ ،١٢ ،٨ووجد ان درجة الح اررة المنخفضة قللت من مستوي هرمون النمو بالبلازما مما يوضح ان تأثيرات درجة الح اررة علي مستويات هرمون النمو بالدم مستقلا عن اي تأثيرات علي النمو .وفي أسماك الابراميس البحري وأسماك سالمون الاطلنطي نتج عن زيادة درجة ح اررة الماء زيادة في كمية الغذاء المأكول والنمو ومستوي هرمون النمو بالبلازما مع ارتباطات ايجابية معنوية بين مستوي هرمون النمو بالبلازما وكمية الغذاء المأكول في أسماك الابراميس البحري .ويجب تذكر انه عندما كانت اسماك الابراميس البحري في فترة اضاءة طبيعية كانت الزيادة في مستوي هرمون النمو تتمشي مع الزيادة في طول النهار كانت اسماك سالمون الاطلنطي علي فترة اضاءة ثابته .ومن ثم يتضح مما سبق ان هرمون النمو ربما يعمل علي تعديلات في النمو تحت ظروف درجات ح اررة الماء المختلفة .وهذه العلاقة الايجابية بين هرمون النمو GHومعدل النمو والغذاء المأكول تتباين مع التعارض بين هرمون النمو GHوالنمو الذي نوقش من قبل مع حالات الهدم مقابل البناء

للتمثيل الغذائي.

درجة الحرارة وعامل النمو : Temperature and IGF System IGF زيادة درجة ح اررة البيئة ينتج عنها زيادة في كلا من النمو ومستويات عامل النمو IGF-1بالبلازما في أسماك السالمون Chinook salmonوأسماك سالمون الاطلنطي وأسماك التروته rainbow

sea breamبالاضافة الي ذلك لوحظ وجود ارتباطات

troutواسماك الابراميس البحري

معنوية بين عامل النمو IGF-1و SGRفي أسماك الابراميس البحري بالرغم من مشاركة فترة الاضاءة الطبيعية في تاثير درجة الح اررة علي النمو في هذا النوع من الأسماك.

ولقد ارتبط عامل النمو للحامض النووي الرسول بالكبد IGF-1 mRNAارتباطات ايجابيا مع معدلات نمو اسماك البلطي النيلي المربي عند درجات ح اررة تتراوح من ٣٢-١٨م علاوة علي ذلك لوحظ ايضا زيادات في معدلات النمو ومستويات عامل النمو IGF-1في الأسماك النامية عند درجة ح اررة ٢٣م مقابل ٢٨م وفي أسماك التروته rainbow troutكان هناك ارتباطات ايجابية في عامل النمو IGF-1بالبلازما ومعدلات النمو ودرجة ح اررة الماء عندما ربيت الأسماك لمدة ٦ شهور تحت ظروف درجات ح اررة متقلبة تدريجيا ما بين ١٦ ،٢م واخذ العينات كل شهر .ومن

٣٩٦

الممكن تعديل الارتفاعات في كلا من النمو وعامل النمو IGF-1في هذه الدراسات بواسطة الفروق في استهلاك العلف لأن الغذاء المأكول يزداد مع درجة الح اررة.

لوحظت تغيرات قليلة في عامل النمو IGF-1بالبلازما في أسماك التروته المرباه عند درجات ح اررة مختلفة )١٦ ،١٢ ،٨م( ولكن باعطاء علائق التغذية التي ينتج عنها معدلات نمو مماثلة اجريت اختبارات مباشرة لمعرفة اذا ما كان عامل النمو IGF-1او عامل 41KDa IGFBPيمكن استخدامه كمرقم حيوي للنمو للأسماك "اسماك السالمون Coho Salmonالمرباه عند درجات ح اررة مختلفة وفي هذه الدراسات روقب نمو الأسماك علي فترات فاصلة ٣–٢اسبوع حتي فترة زمنيه تزيد عن ٩اسابيع حيث خفضت درجة الح اررة من °١١م الي ٧بينما ظلت درجة ح اررة مياه الأسماك الكنترول عند °١١م .ولوحظ في هذه الدراسة ارتباطات معنوية ايجابية بين النمو وكلا من عاملي

النمو . 41Ka K IGFBP

بينما كانت الارتباطات بين النمو وأي من هذين العاملين ممزقة في أول تاريخين لاخذ العينات وذلك للأسماك الموضوعة عند درجة ح اررة مياه منخفضة ،وكانت الارتباطات معنوية وايجابية بين كلا من العاملين والنمو وذلك بالنسبة للسماك المرباه عند درجات ح اررة اكثر برودة وهذا يوضح امكانية استخدام عامل النمو IGF-1او العامل 41KDa IGFBPكمرقم حيوي للنمو في الأسماك بصرف النظر عن الفروق في درجات ح اررة التربية.

اجمالا ،تشير الدراسات البحثية التي اجريت علي انواع متنوعه من أسماك السالمون ان عامل النمو مرقم حيوي فعال ومؤثر لمعدلات النمو تحت ظروف درجات ح اررة التربية ويبدو ان كثير من التغيرات في عامل النمو بالبلازما IGF-1والنمو التي تحدث مع درجة الح اررة يمكن تعديلها عن طريق التغيرات في كمية الغذاء المستهلك المرتبط بدرجة الح اررة وبخلاف ما هو ملاحظ مع حالة مقاومة هرمون النمو المصاحب مع سلسلة احداث تحديد العلف feed restricutionفإن عامل النمو IGF-1وهرمون النمو GHاظه ار ارتباطات ايجابية للنمو مع تباين درجة الح اررة الموسمية ومن هذا المنطلق اثبت هرمون النمو وعامل النمو IGF-1انهما مفيدين في تقييم النمو المتوقع في الأسماك تحت انظمة درجة الح اررة المتغيرة حيث يكون العلف المتاح غير محدد.

فترة الاضاءة : Photoperiod

فترة الاضاءة او التغيرات في فترة الاضاءة لها تأثيرات قوية علي النمو في بعض الأسماك .ولقد اصبحت دورة الاضاءة شائعة في كثير من برامج الاستزراع المائي التجاري من أجل زيادة النمو وتغيير التوقيت الموسمي للدخول في مياه البحر smoltingولانهاء النضج الذي يستمر في الخلايا الجسدية افضل من الأنسجة التناسلية .ولقد قرر في دراسة بحثية مبكرة ان فترة بعض من الاضاءة تؤدي الي حدوث تغيرات في النمو محدثة تغيرات في محور هرمون النمو عامل النمو IGFومن ثم فإن مفتاح الاختبار هو كيف تؤثر فترة الاضاءة علي حالة هرمون النمو وعامل

النمو IGF-1كمرقمين حيويين للنمو.

الاعتدال الربيعي : Spring Equinox

معاينة تأثيرات فترة الاضاءة علي العلاقات بين مستويات هرمون النمو والنمو في اسماك السالمون اثناء الدخول في مياه البحر smoltificationتعتبر صعبة بسبب التأثيرات المتداخلة لهرمون النمو والتأثيرات التمثيلية والمنبهة للنمو .وهذا ربما يكون تأثي ار مضافا بتداخله مع التأثيرات المتداخلة للأحوال الموسمية الأخري مثل التباين في درجة ح اررة الماء ومعدلات التغذية.

وعلي العكس تماما فلقد ثبت حاليا ان مستويات هرمون النمو بالبلازما تزيد اثناء التحول الي الاعتدال الربيعي spring parr-smoltوان طول فترة الاضاءة اليومي له اهمية ك zeitgeber

٣٩٧

لهذه الزيادات في مستويات هرمون النمو .ومن جهة اخري ،زيادة مستويات هذا الهرمون بالبلازما اثناء فترة التحول smoltingينتج عنها ارتباط قوي ايجابي بين هرمون النمو بالبلازما وSGRs ومن ثم فان علاقة هرمون النمو GHبالنمو تعتبر عكس ما سبق وصفه سالفا .وعلي اية حال لوحظ وجود ارتباط سلبي بين هرمون النموومعدل النمو في أسماك السالمون البالغة لتفرة تتخطي

فترة فصلي الصيف والخريف.

وفي النهاية وجد ان أخر فصلي الربيع والصيف ارتبطت بزيادة مستوي هرمون النمو في أسماك الابراميس البحري مع الزيادات الموسمية في معدل النمو مما يقترح بأن الزيادات الربيعيةن في كلا من هرمون النمو والنمو غير محددة لأسماك السالمون والسماك الذهبية goldfishمما يوضح وجود تمزق في العلاقات الطبيعية بين هرمون النمو والنمو اثناء فترة الاعتدال الربيعي علي الأقل

في بعض الأسماك.

علي العكس ،تظل العلاقات بين عامل النمو IGF-1ومعدل النمو ايجابية اثناء زيادة فترة الاضاءة في فصل الربيع وفترة التحول في أسماك السالمون .وبالمثل يرتبط عامل النمو IGF-1ومعدل النمو ارتباطا ايجابيا خلال فترة الربيع والصيف في أسماك الابراميس البحري.

الاعتدال الخريفي : Autumn Equinox

التغيرات في فصل الخريف في كلا من عامل النمو IGF-1وهرمون النمو وصفت في أسماك السالمون Chinookوأسماك الابراميس البحري التي تبدو كونها تنفصل عن معدلات التغذية ودرجة الح اررة في نفس الوقت مع الاحداث المتطورة التي من أمثلتها التناسل والدخول لمياه البحر smoltingولقد اقترحت كل الدراسات البحثية ان التغيرات الموسمية في فترة الاضاءة ربما تمدنا

بقدر من مستويات الهرمون المتغيرة

واقتراح ايضا ان قمة تركيز عامل النمو IGF-1ربما ارتبطت بالتغيرات في درجة ح اررة الماء ومعل التغذية الموجود في تجارب اسماك التروته .وفي اسماك السالمون cohoاجري تقييم العلاقات بين معدل النمو المستقل individualومستويات عامل النمو IGF-1بالبلازما وذلك في ٤مناسبات من شهر يوليو حتي سبتمبر .وفي كل مناسبة "تاريخ" كان هناك علاقة ايجابية ومعنوية بين عامل النمو IGF-1والنمو .وعلي اية حال ازدادت مستويات عامل النمو IGF-1 بالبلازما من شهر يوليو حتي شهر سبتمبر بالرغم من ثبات درجة الح اررة والعليقة مما ادي الي تعديل في العلاقة بين عامل النمو IGF-1والنمو لان الأسماك اقتربت من فترة الاعتدال الخريفي.

ولقد اقترحت جميع الدراسات وجود ارتباط ايجابي بين عامل النمو IGF-1والنمو وان طبيعة هذه العلاقة ربما تتغير موسميا .ومن ثم فان الحذر ربما يكون مناسبا لاستخدام عامل النمو IGF-1 كفهرس نمو لمقارنة العينات المأخوذة اثناء المواسم المختلفة.

انظمة فترة الاضاءة المتعددة : Multible Photoperiods بالإضافة الي فترات الاضاءة الطبيعية المتغيرة تتعرض الاسماك الي عدد من أنظمة الاضاءة الثابته المختلفة التي تتراوح من فترة نهار قصيرة الي فترة نهار طويلة الي اضاءة مستمرة )٢٤ ساعة( .وفي أنواع أسماك القاروص المهجنة لوحظ ان استخدام نظام اضاءة نهار طويل )١٦ ساعة اضاءة ٨ ،ساعات اظلام( مقابل نهار قصير )٨ساعات اضاءة ١٦ :ساعة اظلام( نتج عنه فروق غير معنوية في كلا من النمو وعامل النمو بالبلازما IGF-1وفي الواقع يبدو في حالات كثيرة ان معاملة الاضاءة لعدة شهور افضل من عدة اسابيع قبل انظمة فترة الاضاءة لامتغيرة وينتج عن ذلك تغيرات مميزة في وزن الجسم.

٣٩٨

وهذا ربما يتيح الفرصة لتقييم اذا ماكانت التغيرات الملحوظة في عامل النمو بالبلازما IGF-1 يحدث تغيرات معنوية في النمو مما يسمح بتجارب فترة الاضاءة اقصر .وفي اسماك التروته rambow troutقورن عامل النمو IGF-1ومعدلات النمو في تجربتين .ففي التجربة الأولي تعرضت الأسماك لفترة اضاءة طبيعية ذات طول نهار ثابت قصير ) (١٦ : ٨او طول نهار ثابت طويل ) (٦ : ١٨وذلك في الفترة من شهر يونيو حتي ديسمبر مع تقلبات طبيعية في درجات الح اررة مما ادي الي تغيرات في كمية الغذاء المتداول.

وفي هذه التجربة لوحظ ارتباط ايجابي ومعنوي بين قيم عامل النمو بالبلازما IGF-1ومعدلات النمو وذلك بالنسبة للعينات المأخذوة شهريا وقورنت فيما بين المعاملات المختلفة .وفي التجربة الثانية استخدم فترات إضاءة طبيعية ذات نهار قصير ١٦ : ٨ومعاملات اضاءة مستمرة وذلك في الفترة من شهر ابريل حتي شهر اكتوبر ولوحظ نتائج مماثلة وهي وجود ارتباط ايجابي ما بين عامل النمو IGF-1ومعدل النمو لكل المعاملات .والاختبار تأثيرات فترة الاضاءة علي النمو في اسماك القد Codالاطلنطي استخدم ٨معاملات لفترات اضاءة مختلفة استخدم فيها توليفات مختلفة لنهار طويل ثابت وفترات اضاءة طبيعية ذات درجات ح اررة موسمية متبانيه .وعندما قورن العلاقات ما بين النمو وعامل النمو بالبلازما IGF-1من شهر يناير حتي شهر ابريل ومن شهر ابريل حتي شهر يوليو لوحظ وجود ارتباط معنوي ايجابي بين متوسط قيم عامل النمو مما يقترح بأن الزيادات الربيعية في كلا من هرمون النمو والنمو غير محددة لأسماك السالمون والأسماك الذهبية goldfishمما يوضح وجود تمزق في العلاقات الطبيعية بين هرمون النمووالنمو اثناء فترة

الاعتدال الربيعي علي الاقل في بعض الأسماك.

علي العكس ،تظل العلاقات بين عامل النمو IGF-1ومعدل النمو ايجابية اثناء زيادة فترة الاضاءة في فصل الربيع وفترة التحول في أسماك السالمون .وبالمثل يرتبط عامل النمو IGF-1ومعدل النمو ارتباطا ايجابيا خلال فترة الربيع والصيف في أسماك الابراميس البحري.

الاجهاد : Stress

تتعرض الأسماك لمدي واسع من عوامل الاجهاد التي تمزق الثبات وتؤدي الي ضعف النمو .في حضانات الاستزراع المائي تتمثل عوامل الاجهاد في كثابة الأسماك العالية ونوعية الماء الرديئة

وتداول الاسماك سواء نقلها او تأقلمها.

وتتضمن استجابة الاجهاد في اسلاماك تحرر كلا من الابنفرين epinephrineوالكروتيزول Cortisolوفي أسماك السالمون أظهرت glucocorticoidsتنبيه لتخليق وانتاج عامل النمو IGFBP-1من خلايا الكبد وهو بروتين تعبيره ينظم اثناء حالات النمو الهزيلة التي من امثلتها تلك الحالات المصاحبة مع الاجهاز .ولذلك ربما يكون الكورتيزول التي من مرقم حيوي مناسب لجزء من استجابة الاجهاد المتعلقة بتمثيل الطاقة وميزان العناصر المعدنيه.

وربما يمثل كل من عامل النمو باللازما IGF-1وعوامل النمو IGFBPsوهرمون النمو GH مؤشرات مباشرة للتأثيرات الشديدة والمزمنه لعوامل الاجهاد علي النمو .ومن ثم فإن البروتوولات لصالح المنتجين العاملين في عمليات الاستزراع المائي التي ينتج عنها استجابات اجهاد مثل التداول او النقل يمكن جعلها في صورة مثلي وتقليل التأثيرات التي تحدثها عوامل الاجهاد علي النمو لأدني حد .وفي أسماك التروته rainbow troutهذه العلاقات بين النمو وهرمون النمو بالبلازما وعامل النمو IGF-1والكورتزول تستخدم في يستفاد منها في الانتخاب الوراثي لاستجابات

الاجهاد التي يصاحبها مظهر نمو افضل.

٣٩٩

في أسماك البلطي الموزمبيقي ادي حقنها بالكورتيزول الي زيادة سريعة )اقل من ساعتين( في مستوي IGFBP, MW IGFBPsالمنخفض وانخفاض في المستوي العالي ل IGFBP-3 MW IGFBPsولقد لوحظ ان الكورتيزول كان مؤث ار في تقليل عامل النمو بالبلازما IGF-1بأربعة وعشرين ساعة .وفي أسماك القرموط نتج عن معاملتها بالكورتيزول لمدة ٤اسابيع توقف اضمام التموينيه %٥٠انخفاض والغذاء المأكول بنسبة %٣٠وتقليل مستويات عامل النمو IGF-1 ومعظمه تنظيم MW IGFBPالمنخفض .ومن ثم فان المعاملة الخارجية بهرمون الكورتيزول المسبب للأجهاد يؤدي الي تثبيط لعامل النمو IGF-1وارتفاع MW IGFBوتنبيه MW

IGFBPsالمنخفض.

في أسماك سالمون الاطلنطي Salmon parrلوحظ انه عند حدوث اجهاد لها عن طريق تداولها يوميا لمدة ٤٠يوم )اجهاد مزمن لفترة طويله( كان مستوي هرمون النمو بالبلازما أعلي من مثيله في مجموعة الأسماك الكنترول غير المجهدة .ونظ ار لان الاجهاد المزمن صوحب بمعدلات نمو منخفضة فان هذا الارتفاع في تركيزات هرمون النمو ساعد في نقل الطاقة لتغطية الاحتياج الزائد للطاقة المطلوب من أجل الاجهاد .وعلي اية حال كان تركيز عامل النمو بالبلازما IGF-1أغلي من مجموعة الأسماك الكنترول عند ٧ ،٣ساعات عقب عامل الاجهاد في اليوم الاربعين وبالمثل، لوحظ ايضا ارتفاعات دراماتيكية في الكورتزول ولكن بدون حدوث اي تغيرات في عامل النمو IGF-1عقب ٣ساعات اجهاد لأسماك التروته Oncorhynchusmykissكما ان معظمه تنظيم تركيزات عوامل النمو MW IGFBPsالمنخفضة تؤدي الي اخماد التأثيرات المشجعة للنمو وذلك للمستويات المرتفعة لعامل النمو IGF-1ومن ثم هذا يدل علي ان قياسات هرمون واحد اثناء حالات الاجهاد لا تمثل دائما حالة النمو علي المدي القصير والطويل .وأن القياسات الشاملة )مثل:

الكورتيزول ،عامل النمو IGF-1و IGFBPsسوف تمد بصورة اوضح لما هو ملاحظة في

أسماك السالمون.

ومن جهة اخري عند اجراء اجهاد بخفض درجة ح اررة الماء لمدة ربع ساعة في أسماك القاروص المقلم المهجن انخفض معنويا في كلا من عوامل النمو IGF-1 & a 33 KDa IGR>BPب ٦-٢ساعة .بالإضافة الي ذلك كان تركيز كورتيزول البلازما مرتفعا لمدة ساعة فقط عقب عامل الاجهاد مما يقترح بأن التغيرات في مستويات عوامل النمو IGF-1 & IGFBPsبالبلازما ربما تكون مرقمات حيوية اكثر ملاءمة لقياس التأثيرات المؤقته الخالية التي ربما تبذلها عوامل الاجهاد علي النمو الخلوي .وعندما تعرضت اسماك المكاريل(Trachurussymmetricus) Jack mackerel للحجز ثم لاجهاد عن طريق النقل والتداول أظهرت زيادات قوية في مستوي عامل النمو MW IGFBPsالمنخفض لمدة ٦٠ثانيه عقب هذاالاجهاز وهذا يشبه ما هو ملاحظ في كورتيزول

البلازما.

تقترح النتائج البحثية أن عوامل النمو IGFBPsربما تكون مرقمات حيوية حساسة للأجهاد )زياده في المستوي المنخفض لعوامل النمو MW IGFBPوفي نفس الوقت مع عامل النمو IGF-1تمد باستدلال دقيق لتأثيرات الاجهاد الطويلة المدي .بالاضافة الي ذلك فان الدراسات التحليلية التفصيلية لانماط كورتيزول البلازما وعوامل النمو IGF-1 & IGFBPsالتي لها علاقة وارتباط بالنمو سوف نحتاج اليها قبل المرقمات الحيوية للنمو التي تعكس تأثيرات عوامل اجهاد معينه.

المرقمات الحيوية لهرمونات الدم سواء المسئولة عن أو التي تنعكس علي النمو في الأسماك لها تطبيقات كثيرة للباحثين في مجال الاستزارع المائي والصناعة وبصفة خاصة ،عند عمل ارتباطات بين الدلائل الهرمونيه hormonal indicesومعدلات نمو معينه تحت ظروف بيولوجية متنوعه

٤٠٠

وتجارب نمو طويلة الأجل لتكوين تشكيلات مثلي من العليقة ،انظمة تغذية ،بروتوكولات تداول أو ظروف تربية )مثل :درجة الح اررة ،فترة الاضاءة والملوحة( ربما تكون خادعة .بالإضافة الي ذلك فانها تمد بمعلومات قيمه عن الهرمونات المفرزة في الدم المتعلقة بالتحكم في نمو الأسماك ومن ثم يكون الاحتياج اليها ضروري لجعل النمو في صورة مثلي.

وفيما بين جميع الهرمونات المتحكمة في النمو الجسدي يعتبر عامل النمو IGF-1من أكثر المرشحات الواعدة لقياسات النمو الفورية في الأسماك وهذا يعزي الي العلاقة السببية causal relationshipالتي يلعبها عامل النمو في التنظيم المباشر للتوالد الخلوي cellular proliferationوالنمو الجسدي Somatic growthفي الحيوانات الفقارية.

وفي دراسة حديثة اجريت علي الكلاب تبين ان عامل النمو IGF-1ضروري لتنظيم حجم الجسم.

كما ان الدراسات السابقة استخدمت عامل النمو IGF-1بالفئران واوضحت ان هذا العامل مسئولا عن كثير من النمو Postnatal growth.وبالإشارة الي الدراسات البحثية الكثيرة التي اجريت عن تنظيم النمو في الأسماك فإن القليل منها عمل ارتباطات بين مستوي عامل النمو IGF-1بالبلازما

و ) SGRجدول .(٧٣

ومن جهة أخري يجب تقدير وتقييم اذا ما كان نقص الارتباطات يرجع الي قلة الدراسات المصممة وخاصة من أجل هذا الغرض او يرجع الي غياب علاقة فسيولوجية وتطور وواقعية "وتشريع تقديرات المناعة الاشعاعية لعامل النمو التجاري IGF-1 RIAفي العقد الماضي من هذا الزمان، مع الحماية العالية لعامل النمو IGF-1والجسم المضاد Universalللأسماك يجب ان يثبتان الاستفادة العالية للمرقم الحيوي لعامل النمو IGF-1المختبر في العديد من أنواع الأسماك علاوة علي ذلك فان التطور الحديث لتقديرات المناعة الاشعاعية radioimmunoassays RIAلصالح عاملي النمو IGFBP-1 and 3يجب ان يمكن ايضا من الحكم علي اختبار هذه البروتينات الحاملة carrier proteinsللمرقم الحيوي الكائن biomarker potentialوبناءا علي ذلك فإن عامل النمو IGF-1وكذلك هرمون النمو او عوامل النمو IGFBPsربما تفيد افضل كمرقمات حيوية putativeمن اجل النمو عندما يكون حجم العليقة وتركيب العليقة ودرجة الح اررة وغيرها ثابته نسبيا وخاصة عندما لا تربك تدحض بالعوامل البيئية العديدة التي يستفاد منها مثل ) covariatesدرجة الح اررة ومعاملات فترة الاضاءة(.

من الواضح جدا ان الاستفادة من المرقمات الحيوية للنمو يجب ان تبني علي ارتباطاتها بحالة النمو الحالية ولكنها تعتمد ايضا بصورة مثلي علي قدرتها علي التنبؤ بمعدلات النمو المستقبلية وبافتراض ان المتغير المختبر يظل ثابت نسبيا وقيمة التنبؤ للقياسات الهرمونية علي مظهر النمو قد انجزت لكل مكون من مكونات محور النمو وعامل النمو GH-IGFبالإضافة الي ذلك فإنه لو تنبأ احد او قدر "قيم" النوعية النسبية للمتغير المختبر يجب عليه معرفة سرعة تغير المرقم الحيوي الهرموني .وبناءا علي هذا المرجع العلمي فإن التغيرات في عامل النمو IGF-1ربما تظهر خلال ايام وتلك الارتباطات correlationsتعكس معدلات ا لنمو خلال الاسبوعين الاخرين.

ومع أخذ المزيد من العينات بدلا من اخذها عند نهاية التحليل فإن افضل تصميم للديناميكيات المؤقته بين المقاييس الهرمونيه ومعدل النمو تنعكس عن طريق التغييرات المميزة في المرقم الحيوي .وهذه السمه يمكن ان تدعم بصفة خاصة عمليا من استخدام والاستفادة من المرقم الحيوي الهرموني لما هو ابعد من قياسات الوزن بالرغم من ان هذا وبما يتطلب استخدام حجم عينات اكبر لتقليل الخطأ المعياري Standard errorوانجاز المعنوية الاحصائية.

٤٠١