صناعة الدواجن المتكاملة 1

*Comparing

microbial

patterns across

different health

disease

and

treatment

conditions

Metaboiomics

Metabolites

*Obtainirig

metabolic

profiles

*Comparing

metaboiomes

across different

disrase

and

treatment

conditions

(interlering

compounds and

membrais/ malix

bound proteins)

*No

unique

protocol

*Biointormatic

analyses

of

protein mass or

suquences

is

complex/timeconsuming

*Differentiating

host vs microbial

metabolite

profiles

*Lack

of

reference

databases

*Nounique

protocol

prokaryot analogues

*To

verity

metagenomie and

metatranscripturrie

data

*Protein inference

linding

protein

coding functional

sequericus

and

potuntial roles

*Identifying

and

confirming

new

microbiota and host

metabolic

pathways/responses

*Novel biomarker

discovery

:دور ميكروبات الامعاء فى الاستفاده من الغذاء

The Role Of Gut Microbiota And Nutrient Utilization:

تستمد ميكروبات المعده غذائها من عدة مصادر تشمل مكونات الاكل غير المهضومه مثل )الكربوهيدرات والبروتين والدهون( الى جانب بعض الخلايا والمخاط وتستخدم ميكروبات واثناء الاستفاده من هذة.المعده هذة الركائز لانتاج الطاقه اللازمه للعمليات الخلويه والنمو الركائز تقوم الميكروبات بانتاج العديد من نواتج التمثيل التى تكون مفيده للتمثيل الغذائى وصحة الانسان فعلى سبيل المثال عند تخمر الكربوهيدرات بواسطة الميكروبات تؤدى الى انتاج احماض دهنيه قصيرة السلسله تكون مفيده للانسان كذلك تخمر البروتين ينتج عنه وتقوم ميكروبات الامعاء كذلك بانتاج بعض.مواد ايضيه فينوليه تكون مضرة للانسان والتى قد تساهم فىB وبعض مكونات فيامينK الجزيئات من الفيتامينات مثل فيتامين

.تغذية الانسان من خلال امتصاصها من الامعاء

١١٣١

دور ميكروبات الامعاء فى امتصاص العناصر المعدنيه :The Role Of Gut Microbiota In Mineral Absorption:

هناك علاقه بين البكتريا من نوع lactobacliiوامتصاص ايون الحديد حيث تمتلك هذة البكتريا متطلبات نمو من اجل عنصر الحديد وبالتالى قد ينخفض عنصر الحديد فى بعض الافراد .على الجانب الاخر تنتج البكتريا التى تقوم بتخمر الكربوهيدرات بعض الاحماض الدهنيه قصيرة السلسله التى تقوم بدورها فى انخفاض درجة الحموضه فى القولون وبالتالى تحفز امتصاص الايونات ثنائية التكافؤ خلال انتقالها الى الاعور .وقد لوحظ ذلك فى حيوانات التجارب حيث يسهل امتصاص ايون الحديد فى القولون من خلال تخمر الكربوهيدرات بواسطة البكتريا التى تنتج حامض البروبيونك كما تساعد البكتريا lactobacliiفى تحول اللاكتات الى بربيونات فى انظمة التخمر وهذا يعطى تفسي ار منطقيا لوجود علاقه بين قلة بكتريا lactobacliiوانيميا نقص الحديد فى الدم.

-ميكروبات الامعاء وتمثيل الدهون Gut Microbiota And Lipid Metabolism ميكروبات المعده وخاصة البكتريا lactobacliiلها القدرة على تحلل املاح الصفراء من خلال انتاج الانزيمات التى تحلل املاح الصفراء .وهذا يعمل على اعادة امتصاص املاح الصفراء فى الدورة الكبديه مما يؤدى الى زيادة فقد املاح الصفراء فى البراز وانخفاض الكوليستروك فى الدم نظ ار لتحول الكوليسترول الى احماض الصفراء .الميكانيكية الاخرى هى الفعل المثبط لحامض البروبيونيك بواسطه بكتريا الامعاء على انزيم )3-Hydroxy- (3-Methyl Glutaryl-Coenzymeالمنشط للكبد مما يؤدى الى انخفاض الكوليسترول

فى الدم.

ميكروبات الامعاء وتمثيل البروتين:Gut Microbiota And Protein Metabolism:

البروتين يتم تمثيله ميكروبيا فى القولون وتخمر البروتين يؤدى الى انتاج سلاسل متفرعه من الاحماض الامينيه وانواع من الفينولات وبعض نواتج التمثيل الاخرى التى قد تكون سامه للانسان .تمثيل البروتين فى القولون يكون ذو تأثير معنوى فى مرضى الكبد وتؤدى

١١٣٢

نواتج التمثيل الميكروبى للبروتين الى ضرر بالكبد ويمكن تفادى ذلك بتوفير انزيمات تساعد على تخمر الكربوهيدرات مثل انزيم اللاكتوز لكى يتم تغيير صور نواتج تخمر

البروتين الى صور اخرى لاتؤثر على الادراك.

تأثير الالياف الغذائيه على ميكروبات الامعاء:Impact Of Dietary Fiber On The Intestinal Microbiota:

بدون ميكروبات الامعاء لايستطيع جسم الانسان الاستفاده من الكربوهيدرات غير المهضومه حيث تمتلك هذة الميكروبات انزيمات تقوم بتكسير هذة السكريات المعقده.

وتشمل الالياف الغذائيه اجزاء النباتات التى تحتوى الكربوهيدرات الذائبه وغير الذائبه والتى تشمل السيليلوز واللجنين والسكريات غير النشويه non-starch polysaccharides ) (NSPمثل )الهيموسيليلوز والبكتين والسكريات العديده( الى جانب بعض الالياف الاخرى مثل السكريات المعقده الغير مهضومه مثل )الانولين( بالاضافة الى النشا المقاوم )) .(resistant starch (RSكل هذة المكونات تكون مقاومه للهضم فى الامعاء الرفيعه وتمر كما هى الى القولون حيث تزيد من لزوجة وكتلة البراز.وتقوم الميكروبات اللاهوائيه فى القولون بعمل تخمر للالياف الغذائيه وتنتج احماض دهنيه قصيرة السلسله مثل )البيوتيرك والاستيك والبروبيونيك( تكون مصدر للكربون الذى يستخدم للطاقه كما هو موضح فى شكل ) .(٦٦ونتيجة عملية التخمر تنخفض درجة الحموضه pHالى) - ٥.٥ ( ٦.٥وهذا يؤدى الى تثبيط نمو البكتريا الممرضه السالبه لجرام )السالمونيلا( وبكتريا القولون ).( Salmonella spp. and Escherichia coliكما تقوم جزيئات من حامض البيوتريك بالحمايه من التهاب القولون وسرطان القولون .وهذا بدوره يساعد على صحة الجهاز الهضمى من خلال نواتج عملية التخمر .والنظام الغذائى الحالى فى تغذية الانسان يحتوى على نسبة بسيطه من الالياف والكربوهيدرات على الرغم من الفوائد الصحيه الكبيرة للالياف الغذائيه لذلك تتجه كثير من الدول الى زيادة الالياف الغذائية فى غذاء الانسان وذلك للحد من الامراض التى تصيب المجتمع .والتوصيات الحاليه من الولايات المتحده بالنسبة للاستهلاك الالياف ١٨جرام يوميا للفرد.

١١٣٣

شكل ):(٦٦

Schematic diagram illustrating the fate of dietary fiber and complex polysaccharides in the large intestine, and the possible impact of increased fiber intake on gut transit and other parameters. Solid arrows indicate a direct effect, and hashed arrows signify interlinked effects.

دور ميكروبات الامعاء فى تمثيل الحامض الامينى تربتوفان :The Role Of Gut Microbiota In Tryptophan Metabolism :

يوضح شكل ) (٦٧مسار التخليق الحيوى لبعض المركبات الحيويه النشطه التى تنتج من تمثيل التربتوفان بواسطه بكتريا الامعاء .حيث تعمل البكتريا على الاندول الموجود فى التربتوفان .تقوم البكتريا من نوع ) (sporogenesClostridiumبتمثيل الاندول ويتحول الى ٣اندول بروبيونيك اسيد ) ( (IPA)3-indolepropionic acidوالتى تعتبر مضادات اكسده عاليه لحماية الاعصاب.وقد اوضح بعض العلماء ان هذا المركب يرتبط مع بعض المستقبلات فى الامعاء ويتم امتصاصه وتوزيعه الى المخ حيث يكون له دور

١١٣٤

فعال فى الحمايه من مرض الزهايمر.بينما تقوم بكتريا من نوع ) (Lactobacillusبتمثيل التربتوفان الى اندول ٣الدهيد ) ( (I3A)indole-3-aldehydeحيث ان هذا المركب يكون له مستقبلات فى الخلايا المناعية للامعاء ويزيد من انتاج )(IL-interleukin-22 ) .(22كذلك يمكن تمثيل الاندول فى الكبد وينتج مركب ) (indoxyl sulfateالذى يكون سام فى التركيزات العاليه ويكون مرتبط بامراض الاوعيه الدمويه والفشل الكلوى .ويمكن تقليل هذا المركب فى الدم عن طريق اخذ بعض المركبات التى تمتص الاندول مثل

)( .()activated charcoalAST-120

شكل )human gastrointestinal Tryptophan metabolism by (٦٧

(Zhang and Davies, 2016).microbiota

ميكروبات الامعاء والمناعة : Gut Microbiota And Immunity تقوم الكائنات الحية الدقيقه الموجوده فى امعاء الانسان بدور فعال فى تطورجزء من جهاز المناعه للانسان منذ مرحلة الميلاد وهو الجزء الخاص بكيفية الاستجابه للميكروبات بعد اول مواجهه ويؤدى الى دفاع سريع ضد الامراض .وقد وجد العلماء ان الفئران المريضه تكون خالية من الكائنات الدقيقه وبالتالى حدوث نقص فى تطور الجهاز المناعى للفئران.كذلك تمتلك الميكروبات مناعه للحمايه من التعرض المبكر للميكروبات المضره.

١١٣٥

ميكروبات الامعاء والسمنه : Gut Microbiota And Obesity تشارك ميكروبات الامعاء فى عملية التمثيل الغذائى لجسم الانسان بواسطة التوازن بين الطاقه وتمثيل الجلوكوز .وترتبط السمنه بالمستوى المنخفض من الالتهاب واضطراب عملية التمثيل ومرض السكر وتعتبر السمنه من الامراض الخطيره التى تؤثر على صحة الانسان والتى ترتبط باضطراب التمثيل الغذائى مثل مقاومة الانسولين ومرض السكر وامراض دهون الكبد وامراض الاوعية الدمويه والسرطان والربو

والتهاب المفاصل والامراض

العصبيه.

والسبب الرئيسى للسمنه هو عد م التوازن فى الطاقه الداخله وكذلك اضطراب العومل البيئيه ومن هذة العوامل الهامه التغذيه وميكروبات الامعاء حيث ان التغير فى تركيب او نشاط ميكروبات الامعاء تكون مرتبطه بامراض كثيرة مثل امراض التهاب الامعاء والسمنه

ومرض السكر وامراض الاوعية الدمويه.

هناك بعض ميكروبات الامعاء السائده فى امعاء

الفقاريات وتمثل حوالى من -٨٠

%٩٠وتشمل:

Bacteroidetes (e.g. genera Bacteroidesand Prevotella) and Firmicutes (e.g. genera) Clostridium, Ruminococcus, Enterococcus and (Actinobacteria (e.g. genus Bifidobacterium) andكذلك ))Lactobacillus Proteobacteria (e.g.GeneraHelicobacter and Escherichia).

ومن الانواع الرئيسيه المهمه المرتبطه بالسمنه وهم )(Firmicutes and Bacteroidetes وقد وجد العلماء ان الفئران السمينه يقل فيها البكتريا من نوع Bacteroidetesوزيادة فى البكتريا من نوع Firmicutesعند مقارنتها بالفئران النحيفه.توصل بعض العلماء ان الميكروبات المسئوله عن السمنه تزداد قابليتها على استهلاك الطاقه من الغذاء.

وقد توصل بعض العلماء الى تاثير ارتفاع دهن الغذاء على ميكروبات الامعاء حيث وجدوا انخفاض بعض انواع البكتريا مثل) Eubacteriumrectal-Clostridium coccoides ( group and Bifidobacterium sppفى الفئران السمينه عند تغذيتها على عليقه مرتفعه فى الدهن بينما لم تتأثر بعض الانواع الاخرى من الميكروبات مثل

١١٣٦

) .(Lactobacilli/Enterococci and Bacteroidesولكن حتى الان لم يتم تحديد الانواع المتخصصه من الميكروبات الذى يسبب او يمنع السمنه.

دور ميكروبات الامعاء فى الحيوانات الاخرى:

The Role Of Gut Microbiota In Other Animals:

الى جانب الدور الهام الذى تلعبة ميكروبات الامعاء فى الانسان هناك دور اخر لميكروبات الامعاء فى الحيوانات الاخرى مثل الاسماك حيث تعتبر الاسماك مهمه جدا فى تغذية الانسان وتعتبر ميكروبات الامعاء مهمه للاسماك لانها لها دور مهم فى صحة

وجودة الاسماك البالغه.

ميكروبات الامعاء فى الاسماك : Gut Microbiota Of Fish اثبتت بعض الدراسات التى اجريت على الاسماك وخاصة اخراجات الاسماك ان ميكروبات الامعاء تنحصر فى نوعين اساسين من البكتريا الاولى تعرف بالبكتريا غير الملتصقه والاخرى تعرف بالبكتريا الملتصقه او الاصليه.وتختلف الميكروبات باختلاف انواع الاسماك حيث نجد ان ميكروبات اسماك المياه العذبه تختلف عن ميكروبات اسماك المياه المالحه حيث نجد انواع الميكروبات الموجوده فى اسماك المياه العذبه الاتى) Aeromonas, Enterobacter, Pseudomonas, Micrococcus, and (Bacillusموجوده فى الامعاء و اخراجات الاسماك مقارنة بالانواع الاخرى الموجوده فى اسماك المياه المالحه ومنها ) (Pseudoalteromonas and Vibrioفى الامعاء وبراز الاسماك بينما نجد النوع ) (Photobacteriumموجوده فى عينات البراز فقط.

ويوضح شكل ) (٦٨الاختلافات بين اسماك المياه العذبه واسماك المياه المالحه من حيث الميكروبات الهوائيه سواء الموجبه او السالبة لجرام التى تظهر فى القناه الهضميه.

١١٣٧

Aerobic Gram-negative (A) and Gram-positive (B) (٦٨) شكل the GI tract of marine and bacterial species reported in

freshwater fish (Izvekova 2007).

( ميكروبات الامعاء اللاهوائيه الموجوده فى امعاء الاسماك فى كلا٦٩) بينما يوضح شكل .من اسماك المياه العذبه واسماك المياه المالحه

١١٣٨

Anaerobic bacteria reported in the GI tract of marine (٦٩) شكل

and freshwater fish (Izvekova 2007).

( الاقسام السائده من الميكروبات فى كلا من اسماك المياه العذبة٧٠) بينما يوضح شكل Proteobacteria, Firmicutes, ) والمالحه والتى تشمل خمس اقسام رئسيه وهم .(Actinobacteria, Bacteroidetes and Fusobacteria

١١٣٩

شكل )The bacteria phyla reported in the GI tract of marine (٧٠

and freshwater fish (Izvekova 2007).

اهمية ميكروبات الامعاء للاسماك : Importance Of Gut Microbiota For Fish تلعب البكتريا دور حيوى فى نمو وصحة الاسماك ابتداءا من مرحلة النمو المبكر حيث تقوم البكتريا بدور فى الجهاز الهضمى والمناعى للاسماك والامداد بالغذاء الاساسى والحمايه من الامراض.كما ان الميكروبات المعويه لها تاثير عميق على تطوير التشريح

والفسيولوجيا والمناعه للاسماك.

وهكذا ،فان نمو الميكروبات الصحية تلعب دو ار هاما في تطور النطام الفسيولوجى المناعى من خلال توفير إشارات حاسمة لتطوير وصيانة نظام المناعة ،والميكروبات المعوية تمتلك

١١٤٠