Ana Sayfa / Makale / Kanatlılarda Salmonella Enfeksiyonlarını Azaltmak

Kanatlılarda Salmonella Enfeksiyonlarını Azaltmak

Probiyotikler antibiyotik büyütme faktörlerinin en önemli besleme uygulamalarından çıkartılmasıyla oluşan boşluğu doldurmak için düşünülen en önemli alternatiflerin başında gelmektedir. Probiyotiklerin bazılarının etkinliği açık bir şekilde ortaya konmuştur. Bu etkinlik doğrudan patojen inhibisyonu, immunodülasyon ve bağırsak ortamının iyileştirmesi ve mikrobiyota modifikasyonu gibi çeşitli etki tarzlarında çalışma kapasitesi ile açıklanmaktadır.

oguz_kiyak_salmonella_evonikOğuz Kıyak
Business Manager Animal Nutrition/ Hayvan Besleme İş Birimi Müdürü
Evonik, Turkey & Azerbaijan
Kanatlı üretimi artan dünya nüfusunun hayvansal protein ihtiyacının karşılanmasında çok önemli bir rol oynamaktadır. Bununla birlikte, antibiyotik direnci hakkındaki toplumsal endişe öncelikli olmak üzere üretimi; güvenli, verimli ve sürdürülebilir bir şekilde artırmak kanatlı üreticileri için artan bir maliyet baskı haline gelmektedir. FAO’nun 2014 yılında hazırladığı bir raporda, Avrupa’daki antibiyotiklere dirençli patojenler nedeniyle yılda 25.000 insanın ölümüyle sonuçlandığını ve bu sonuçların topluma yarattığı maliyetin yılda 1.5 milyar Euro olacağı tahmin edilmektedir. (Kaynaklar: ECDC 2007, Pumart et al 2012, US CDC 2013). Bu halk sağlığı endişesi birçok ülkede büyütme faktörü olarak (AGP) antibiyotik kullanımında değişikliklere neden olmuştur. Avrupa Birliği, insanlardaki antimikrobiyal dirençle ilgili endişeler nedeniyle 2006’da antibiyotik büyütme faktörleri kullanımı yasaklanmıştır (Cogliani ve diğerleri, 2011). ABD’de, Gıda ve İlaç İdaresi (FDA) yakın bir geçmişte, gıda üretiminde kullanılan hayvanlarda antibiyotiklerin tedavi amaçlı kullanımlarının veteriner denetiminde ve yem yönetmeliğinde tarif edildiği şekilde kullanılmasını zorunlu kılmıştır. Bu değişikliklerin bir sonucu olarak, özellikle enterik patojenleri kontrol etmek için AGP’lere alternatifler geliştirmek ve kullanmak ihtiyacı doğmuştur. Bu ihtiyacı karşılamak için kullanılan çeşitli ürün sınıfları arasında doğrudan beslenen mikroorganizmalar (DFM) olarak da bilinen probiyotikler giderek daha başarılı hale gelmiştir. Birleşmiş Milletler Gıda ve Tarım Örgütü (FAO) ve Dünya Sağlık Örgütü (WHO), Probiyotikleri, “yeterli miktarda verildiğinde konakçı üzerinde bir sağlık yararı sağlayan canlı mikroorganizmalar” olarak tanımlamıştır (FAO / WHO, 2001).

Modern broylerlerin büyüme hızı ve yem verimliliğini arttırma ihtiyacı, broylerlerin beslenme ve sağlık durumunun “bağırsak sağlığı” üzerinden yönetilmesini gerektirmektedir. Bu noktada bağırsak sağlığını sürdürme ve iyileştirme ihtiyacı probiyotikler tarafından giderilebilir. Probiyotikler bağırsak mikroflorasının dinamiklerini değiştirebilir ve böylece farklı etki mekanizmalarının kombinasyonu yoluyla hayvan performansını geliştirebilir. Spor oluşturan Bacillus esaslı probiyotikler ısı, basınç ve düşük pH ortamlarına toleranslıdır ve bu nedenle yem işleme koşulları ve midede gerçekleşen sindirime mukavemet göstererek canlılıklarını koruyabilirler (Cartman ve ark., 2008). Elbette Bacillus sınıfının tüm suşları aynı değildir. Suşlar, etki mekanizmaları, asidik bir ortamı ve safranın tolere etme kapasitesi gibi özellikleri ve bağırsak mikroflorası üzerindeki yararlı etkilerini ortaya koyan mekanizmalar bakımından farklıdırlar (Fioramonti ve ark. 2003).

BACILLUS AMYLOLIQUEFACIENS CECT 5940
Bacillus amyloliquefaciens CECT 5940, bağırsağın kolonize edilmesinde patojenik bakterileri inhibe etme kabiliyetini tanımlayan çeşitli in-vitro ve in-vivo testler kullanılarak geliştirilmiştir. Bacillus amyloliquefaciens CECT 5940’ın başlıca etki mekanizmaları, bağırsağın kolonize edilmesinde patojenik bakterileri inhibisyonu, sekonder metabolitlerin üretimi, quorum quenching (bakteri hücreleri arasındaki iletişimin engellenmesi) ve laktik asit üretimidir. Bu mekanizmalar faydalı mikroorganizmayı teşvik eder, bağırsak epitelinin yapısal bütünlüğünü korumada ve geliştirmede önemli bir rol oynar ve bağışıklık tepkisini pozitif olarak modüle eder.

QUORUM SENSING VE QUORUM QUENCHING
Quorum quenching, patojenlerin kontrolünü direnç artışını önleyici bir metotla birleştirdiği için son günlerde giderek daha fazla ilgi gören bir mekanizmadır. Bu durumda quorum sensing nedir? Quorum sensing kabaca bakterilerin ortamdaki popülasyon yoğunluğunu algılaması olarak tanımlanabilir. 1965 yılında bakteri hücreleri arasındaki iletişimleri ilk kez ele alan çalışmada, Tomasz Streptococcus pneumoniae’deki yeterliliğin düzenlenmesinin hormon benzeri bir hücre dışı ürünü tarafından desteklendiğini öne sürdü (Tomasz ve Beiser, 1965). Bununla birlikte, hücreler arası haberleşme sinyali ve eşgüdümlü mikrobiyal grup davranışı, Nealson ve arkadaşları tarafından resmen tespit edildi (Nealson et al., 1970a).

Mikrobiyal hücreler arası sinyal, ” Quorum sensing ” (QS) olarak bilinen ve bu sistem, mikroorganizmaların kendi nüfus yoğunluğunu algılamasını sağlar. Biyolüminesans, antibiyotik üretimi, konjugatif DNA transferi, sporülasyon, virülans, biyofilm oluşumu vb. Süreçleri senkronize etmek için harici sinyaller (otoendüktörler olarak bilinir) bir eşik veya “quorum”a ulaştığında bir dizi hedef gen etkinleştirilir veya bastırılır.

En bilinen otoendüktör N-asil homoserin laktondur (AHL). Gram negatif bakterilerin çevredeki değişikliklere uyum sağlamasına yardımcı mekanizmaları düzenlemek için çeşitli AHL’leri kullandıkları yaygın olarak kabul gören bir yaklaşımdır. AHL sinyalleri, yalnızca belirli yeter sayıyı algılama süreçlerine aracılık etmek amacıyla üretilen özel moleküller gibi görünür. Farklı AHL’ler genellikle değişken uzunlukta, doygunluk seviyesinde ve oksidasyon durumunda asil zincirlerle karakterize edilir. AHL’ye bağlı quorum sensing sistemlerinde, kopyalanabilir aktivatör proteininin kendi kökenli AHL’si için spesifikliği hem de asil yan zincirinin uzunluğuna hem de HSL halkasının ß konumundaki kimyasal modifikasyona bağlıdır. Bu otoendüktörler, hücre dışı proteazların, hemolizinin ve sitotoksik aktiviteye katkıda bulunan diğer hücre dışı faktörlerin üretilmesinden sorumlu virulens genlerinin ekspresyonunu düzenler. Bazı bileşikler, iletişimi engelleyebilir, quorum sensing’i bozabilir, bu etki quorum quencing (QQ) olarak bilinir.

evonik_salmonella_table1Quorum sensing sistemi ile müdahale, geleneksel antibiyotiklerin alması için potansiyel bir stratejidir. Çünkü quorum quenching, patojenleri öldürmeyi veya hücre büyümesini sınırlamayı değil patojenik genlerin ekspresyonunu durdurmayı hedeflemektedir. Bu nedenle, organizmalar üzerinde bir seçme baskısı oluşturmazlar ve bunun sonucu olarak direnç oluşumunu teşvik etmezler. QQ, bir patojenin hücre yoğunluğunu algılama yeteneğini bozmak ve hastalık yapma kabiliyetini ortadan kaldırmak ya da azaltmak için bir teknik olarak kullanılabilir. Bu yetenek, konukçunun, normal bağışıklık sistemi işlevi ile patojenleri doğal yolla yok etmesi için gerekli zamanı sağlar. Ek olarak, AHL aracılıklı sinyal mekanizmaları, birçok patojen bakteride yaygın olarak ve yüksek oranda bulunmaktadır. Bu mekanizma yeni enfeksiyonları önleyici tedavi metotlarının geliştirilmesi konusunda cazibesini sürdürmektedir.

BACILLUS AMYLOLIQUEFACIENS CECT 5940
BAKTERİ HÜCRELERİ ARASINDAKİ İLETİŞİMİ ENGELLER
QS aktive edildiğinde violasin (mor renk pigmenti) üretme kapasitesi nedeniyle QS’in analiz edilmesinde Chromobacterium violaceum CECT 5999 (CV026) kullanılır. Bu testlerde, QS, 4 ila 8 karbonlu asil (asil grubu bir oksoasitten bir veya daha fazla hidroksil grubunun çıkartılmasıyla kalan fonksiyonel gruptur) zincirleri olan kültür ortamı AHL’lerde uygulayarak aktive edilir ve viyole’nin görülmesine neden olur.

Tespit için yapılan analizde (Romero ve diğerleri tarafından 2011’de tarif edilen metodolojiye dayanılarak), aşağıdaki test bileşiklerini eklerken mor renklerin görünümü (+) veya yokluğu (-) C.

violaceum ekim yapılmışmış kaplarda kontrol edilmiştir: steril distile su (-), AHL (+), probiyotik steril kültür ortamı (-), probiyotik steril kültür ortamı + AHL (+), steril bir ortamı + probiyotik kültür üst fazı (-), AHL + probiyotik kültür üst fazı (-). Mor renkli pigment, AHL uygulandığında ekim yapılan kaplarda tespit edildi. AHL’nin B. amyloliquefaciens CECT 5940 kültür süpernatanı ile kombinasyonu, pigment violasinin üretiminin bir inhibisyonuyla sonuçlandı. Quorum Sensing’in probiyotik kültür süpernatanı tarafından bloke edildiğini ve sonrasında Ecobiol®’un QS aracılı virulans genlerini potansiyel olarak inhibe etme kapasitesini ortaya koymaktadır.

evonik_salmonella_table2BACILLUS AMYLOLIQUEFACIENS CECT 5940
SALMONELLA SPP.’NİN ÇEŞİTLİ PATOJENİK SUŞLARINI İNHİBE EDER
Probiyotikler, kanatlı hayvanların konvansiyonel olarak üretiminde patojenlerin gelişimini doğrudan engelleme kapasitesini de göstermiştir. Bilimsel literatürlerde, bazı probiyotiklerin ekolojik olarak rekabet edebilmek için önleyici bileşikler üretebildikleri anlatılmaktadır. Bu bileşikler sayesinde, Salmonella ve E. coli gibi patojen bakteriler ortamdan uzaklaştırılırken ortamda yararlı mikroorganizmalar tarafından hızlı bir şekilde kolonizasyonu gerçekleşir. Ecobiol®’ün (Bacillus amyloliquefaciens CECT 5940) bakterisid etkisini belirlemek için Cintas ve diğ., 1995; tarafından tarif edilen metodoloji izlenerek bir gelişim inhibisyon testi gerçekleştirilmiştir; Bu yöntem Ecobiol® tarafından üretilen metabolitleri içeren bir disk çevresindeki patojen bakterilerin büyümesinin engellenmesi üzerindeki etkiyi tespit edebilmek için disk çapının ölçülmesine dayanmaktadır. B. amyloliquefaciens süpernatantını (santrifüjten sonra elde edilen kısım) elde etmek için, mikroorganizmalar endüstriyel koşullarda yetiştirildi ve farklı numuneler alındı. Mikroorganizmalar, 20 dakika boyunca 4000 rpm’de santrifüj edilerek ve süpernatanı 0.22 µm’lik (mikro metre) gözenek boyutuna sahip filtreden geçirerek filtrelenmiştir. Muamele edilmiş süpernatandan 50 µl test için inhibisyon diskine yerleştirilmiş ve neticede aşağıdaki suşlar için süpernatanlarla berrak inhibisyon halkaları elde edilmiştir (> 10 mm): E. coli CECT 35218, E. coli CECT 501, S. enterica CECT 722, S. enterica CECT 443, S. enterica CECT 7161, S. typhimurium 301/99 (Tablo 1). Bu berrak inhibisyon halkaları Ecobiol®’ün listelenen E. coli ve Salmonella suşlarına karşı açık bir bakterisid etkiye sahip olduğunu net bir şekilde ifade etmektedir.

Salmonella oluşumunun ve yayılmasının kontrolü, kanatlı ürünlerinin güvenilirliğini sağlamak için gereklidir. Biyogüvenlik uygulamaları içerisinde, broyler sürülerinde Salmonella enfeksiyonlarını, probiyotik ve benzeri araçların en önemli mekanizmaları olan; rekabetçi dışlama ve bağışıklık sistemi üzerindeki modülasyon etkileri ile kontrol etmeyi amaçlamaktadır.

Probiotiklerin, Salmonella Enteritidis (SE) ile oral yoldan kontamine olmuş broylerlerde immün yanıt üzerindeki etkisini araştırmak amacıyla; 7.günde broylerlerin 108 cfu / mL SE dozu ile oral kontaminasyonu sağlanarak yürütülmüştür. Günlük yaşta, 25’er adetten oluşan erkek broyler (Cobb 500) civcivleri iki grup olacak şekilde 1.günden 35.güne kadar beslenmiştir. Araştırmada bir pozitif kontrol grubu (PC, Salmonella Enteritidis ile enfekte) ve probiyotik grubu (PRO, 100 g / ton Bacillus amyloliquefaciens CECT 5940: Ecobiol Plus® ile ilavesi yapılmış ve SE ile enfekte) olacak şekilde bir dizayn belirlenmiştir. Araştırma süresinde yem ve su ad libitum olarak sağlanmıştır. Piliçler 21 günlük yaşta iken her bir muamele grubundan Salmonella’nın kantitatif analizi sağlamak amacı ile 5 adet altlık numunesi toplanmıştır. Araştırmanın 35.gününde her muamele grubundan 10 adet piliç alınarak aseptik ötenazi tekniği uygulanmış ve nekropsi ile sekumlar Salmonella etkenlerinin analizi amacıyla toplanmıştır. Toplanan veriler Kruskal-Wallis sıralamalı tek-yönlü varyans analizi tekniği ile %5 anlamlılık düzeyi ile analiz edilmiştir (p<0.05). Pozitif kontrolle karşılaştırıldığında probiyotik kullanımı, altlık örneklerinde Salmonella miktarını önemli ölçüde azaltmıştır. 35 günde yapılan mikrobiyolojik analiz, probiyotik ve pozitif kontrol grupları arasında, probiyotik grubu lehine olacak şekilde sekumdaki salmonella etkenlerinde anlamlı düşüş gözlenmiştir (Tablo 2). Tüm bu sonuçlar Salmonella enteritidis ile enfekte broylerlerde Bacillus amyloliquefaciens CECT 5940 esaslı probiyotik kullanımının; altlık ve sekumda Salmonella kontaminasyonu insidansında (hastalık olguları) önemli bir azalma sağladığını ortaya koymaktadır.

Antibiyotiksiz üretim, bütünsel bir yaklaşıma ihtiyaç duyar. Bu sebeple çok faktörlü bir model uygulanmalıdır. Bu yeni üretim modelinde başarılı olabilmek için, üretim ile ilgili aşağıdaki her değişkenin hesaba katılması gerekir:

Çiftlik Yönetimi: Biyogüvenlik, nem kontrolü, havalandırma, aşılama programları, su kalitesi, altlık kalitesi vb. gibi iyi yönetim uygulamaları.

Veterinerler: Sorumlu veterinerler antibiyotik kullanımı konusunda önemli rol oynamaktadır. Bu sebeple antibiyotik kullanımı konusunda veteriner danışmanlığı çok önemlidir.

Beslenme ve Yem: Besin maddelerinin sindirilebilirliği ve emilimi, hammadde kalitesi, katkı maddeleri vb. yoluyla sağlığın idame ettirilmesi ve korunması.

İşte bu bütünsel yaklaşım içerisinde probiyotikler önemli bir yer almaktadır. Probiyotikler antibiyotik büyütme faktörlerinin en önemli besleme uygulamalarından çıkartılmasıyla oluşan boşluğu doldurmak için düşünülen en önemli alternatiflerin başında gelmektedir (Denev, 1996; Kabir, 2009; ve Tellez ve diğerleri, 2012). Probiyotiklerin bazılarının etkinliği açık bir şekilde ortaya konmuştur. Bu etkinlik doğrudan patojen inhibisyonu, immunodülasyon ve bağırsak ortamının iyileştirmesi ve mikrobiyota modifikasyonu gibi çeşitli etki tarzlarında çalışma kapasitesi ile açıklanmaktadır. Sonuç olarak Ecobiol®, tüm bu faydalarından yararlanma kapasitesinden ötürü günümüzde kümes hayvanlarının üretim zorluklarıyla baş etmek için çok yararlı bir araç olabilir.

Kaynaklar istendiği takdirde yazardan temin edilebilir.

Kontrol edin

edyta-margas-buhler2

Yem sanayiinde önemi giderek artan bir konu: Yem Güvenliği

Kâr marjlarının genellikle düşük olduğu yem sanayiinin büyük bölümü için en önemli mesele, yem güvenliği …