مع توسع نطاق الاستزراع وزيادة كثافته، تزايدت خطورة أمراض خيار البحر الياباني (Apostichopus japonicus)، مما ألحق خسائر فادحة بصناعة الاستزراع المائي. تُسبب البكتيريا والفيروسات والهدبيات أمراض هذا النوع من خيار البحر، ويُعد مرض تعفن الجلد الناتج عن بكتيريا Vibrio brilliant أخطرها. مع تفاقم المرض، يتقرح جدار جسم خيار البحر الياباني، مُشكلاً بقعًا زرقاء وبيضاء، ثم يتحلل تلقائيًا ويموت، مُتحولًا إلى مادة مخاطية غروانية تشبه مخاط الأنف. في طرق الوقاية والعلاج التقليدية، تُستخدم المضادات الحيوية على نطاق واسع. إلا أن الاستخدام طويل الأمد للمضادات الحيوية لا ينطوي فقط على خطر مقاومة البكتيريا لها وتراكم بقايا الدواء، بل يُؤدي أيضًا إلى تلوث الغذاء والبيئة. لذلك، يُعد تطوير مُستحضر آمن وغير مُلوث وخالٍ من البقايا للحد من أمراض خيار البحر أحد أهم محاور البحث العلمي الحالية.

ثنائي فورمات البوتاسيوم مسحوق بلوري أبيض سائب، جاف وعديم الطعم. وهو أول مضاف علفي غير مضاد حيوي معتمد من قبل الاتحاد الأوروبي كبديل للمضادات الحيوية. يُعزز نمو الحيوانات المستزرعة، ويُثبط نمو البكتيريا الضارة، ويُحسّن البيئة المعوية، مما يُحسّن بشكل ملحوظ نمو وإنتاجية الكائنات المائية.

1 نتائج الاختبار

1.1 تأثيرات ثنائي فورمات البوتاسيوم الغذائي على نمو وبقاء خيار البحر Apostichopus japonicus

ازداد معدل النمو النوعي لخيار البحر الياباني (Apostichopus japonicus) بشكل ملحوظ مع زيادة محتوى ثنائي فورمات البوتاسيوم في العلف. وعندما بلغ محتوى ثنائي فورمات البوتاسيوم في العلف 0.8%، أي عند 1.0% و1.2%، كان معدل النمو النوعي لخيار البحر الياباني أعلى بشكل ملحوظ من معدلات النمو في المعاملات الأخرى، ولكن لم يكن هناك فرق معنوي إحصائيًا (P > 0.05) (الجدول 2-2). وبلغ معدل بقاء خيار البحر 100% في جميع المجموعات.

1.2 تأثيرات ثنائي فورمات البوتاسيوم الغذائي على مؤشرات المناعة لدى خيار البحر Apostichopus japonicus

بالمقارنة مع المجموعة الضابطة، حسّنت مستويات مختلفة من ثنائي كربوكسيلات البوتاسيوم قدرة الخلايا الجوفية على البلعمة وإنتاج الأكسجين التفاعلي (O2-) بدرجات متفاوتة (الجدولان 2-3). عند إضافة ثنائي فورمات البوتاسيوم بنسبة 1.0% و1.2%، كانت قدرة الخلايا الجوفية على البلعمة وإنتاج الأكسجين التفاعلي (O2-) في خيار البحر أعلى بشكل ملحوظ من المجموعة الضابطة، ولكن لم تُلاحظ فروق ذات دلالة إحصائية بين مجموعتي ثنائي فورمات البوتاسيوم بنسبة 1% و1.2%، أو بين المستويات الأخرى من ثنائي فورمات البوتاسيوم والمجموعة الضابطة. مع زيادة محتوى ثنائي كربوكسيلات البوتاسيوم في العلف، ارتفع مستوى إنزيمي سوبرأكسيد ديسميوتاز (SOD) وأكسيد النيتريك سينثاز (NOS) في خيار البحر.

1.3 تأثير ثنائي فورمات البوتاسيوم الغذائي على مقاومة خيار البحر لعدوى بكتيريا الضمة اللامعة

بعد مرور 1.4 يوم من التعرض للتحدي، بلغ معدل النفوق التراكمي لخيار البحر في المجموعة الضابطة 46.67%، وهو أعلى بكثير من معدل النفوق في مجموعات ثنائي فورمات البوتاسيوم بتركيزات 0.4%، 0.6%، 0.8%، 1.0%، و1.2% (26.67%، 26.67%، 30%، 30%، و23.33% على التوالي)، بينما لم يُلاحظ فرقٌ ذو دلالة إحصائية مع مجموعة المعالجة بتركيز 0.2% (38.33%). ولم يُلاحظ فرقٌ ذو دلالة إحصائية في معدل نفوق خيار البحر بين مجموعات ثنائي فورمات البوتاسيوم بتركيزات 0.4%، 0.6%، 0.8%، 1.0%، و1.2%.

2. المناقشة

2.1 تأثير ثنائي كربوكسيلات البوتاسيوم على نمو خيار البحر Apostichopus japonicus

في الحيوانات، تتمثل آلية عمل ثنائي كربوكسيلات البوتاسيوم بشكل أساسي في دخول الجهاز الهضمي، وتحسين بيئته، وتنظيم درجة الحموضة، وقتل البكتيريا الضارة (راملي وسونانتو، 2005). إضافةً إلى ذلك، يُعزز ثنائي فورمات البوتاسيوم امتصاص العناصر الغذائية في العلف، ويُحسّن هضمها، ويزيد من معدل استفادة الحيوانات المستزرعة منها. وفي تطبيقاته على الحيوانات المائية، أظهرت التجارب أن ثنائي فورمات البوتاسيوم يُحسّن بشكل ملحوظ نمو الروبيان ومعدل بقائه (هي سوكسو، تشو تشيغانغ، وآخرون، 2006). في هذه الدراسة، لوحظ تحسن في نمو خيار البحر (Apostichopus japonicus) بإضافة ثنائي كربوكسيلات البوتاسيوم إلى العلف، وهو ما يتوافق مع نتائج استخدام ثنائي كربوكسيلات البوتاسيوم في الخنازير الصغيرة والخنازير في مرحلة التسمين، كما ورد في دراسة فيرلاند (2000).

2.2 تأثير ثنائي كربوكسيلات البوتاسيوم على مناعة خيار البحر Apostichopus japonicus

يمتلك قنفذ البحر الياباني (Apostichopus japonicus) آلية دفاعية مماثلة لباقي شوكيات الجلد، وتتمثل هذه الآلية في الاستجابة المناعية الخلوية وغير الخلوية (الخلطية). وتُستخدم هذه الآلية بشكل أساسي لتحديد الأجسام الغريبة التي تدخل جسم الحيوان والتخلص منها، أو تحويلها إلى مواد غير ضارة، بالإضافة إلى ترميم الجروح. وتكتمل الاستجابة المناعية الخلوية لشوكيات الجلد بواسطة مجموعة متنوعة من الخلايا الجوفية، التي تُشكل نظام الدفاع. وتشمل الوظائف الرئيسية لهذه الخلايا البلعمة، والتفاعل السام للخلايا، وإنتاج مواد مضادة للبكتيريا على مستوى التخثر (kudriavtsev، 2000). وفي عملية البلعمة، يمكن للبكتيريا أو مكونات جدار الخلية البكتيرية أن تحفز الخلايا الجوفية على إنتاج أنواع الأكسجين التفاعلية (ROS)، بما في ذلك NO وH2O2 وOH وO2-. في هذه التجربة، أدى إضافة 1.0% و1.2% من ثنائي كربوكسيلات البوتاسيوم إلى النظام الغذائي إلى زيادة ملحوظة في نشاط البلعمة للخلايا الجوفية وإنتاج أنواع الأكسجين التفاعلية. ومع ذلك، لا تزال آلية زيادة ثنائي فورمات البوتاسيوم لنشاط البلعمة وإنتاج الأكسجين بحاجة إلى مزيد من الدراسة.

2.3 تأثير ثنائي كربوكسيلات البوتاسيوم على البكتيريا المعوية لخيار البحر Apostichopus japonicus

يمكن أن يتحلل ثنائي كربوكسيلات البوتاسيوم إلى حمض الفورميك والفورمات في بيئة قلوية ضعيفة، ويدخل إلى الخلايا الميكروبية عبر غشاء الخلية. يُمكنه تغيير البيئة المعيشية للكائنات الدقيقة الضارة، مثل الإشريكية القولونية والسالمونيلا، عن طريق تغيير درجة الحموضة داخل الخلايا ومنع تكاثرها، وبالتالي تنظيم التوازن الميكروبي المعوي (إيدلسبرغر، 1998). فعلى المستوى العياني، يُقلل أيون الهيدروجين الناتج عن تحلل ثنائي كربوكسيلات البوتاسيوم من درجة الحموضة في الأمعاء، مما يُثبط نمو الميكروبات المعوية. أما على المستوى المجهري، فيدخل أيون الهيدروجين إلى الخلايا البكتيرية عبر غشاء الخلية، ويُدمر مباشرةً نشاط الإنزيمات داخل الخلايا، ويؤثر على استقلاب البروتين والحمض النووي الميكروبي، ويلعب دورًا في التعقيم (روث، 1998). أظهرت النتائج أن ثنائي فورمات البوتاسيوم له تأثير طفيف على إجمالي البكتيريا المعوية لخيار البحر، ولكنه يُمكنه تثبيط عدد بكتيريا الضمة بشكل ملحوظ.

2.4 تأثير ثنائي كربوكسيلات البوتاسيوم على مقاومة الأمراض لدى خيار البحر Apostichopus japonicus

تُعدّ بكتيريا Vibrio splendens المسببة لمرض تعفّن جلد خيار البحر، وهي بكتيريا ضارة بإنتاجه وتربيته. وقد أثبتت هذه التجربة أن إضافة ثنائي كربوكسيلات البوتاسيوم إلى العلف قلّلت من نفوق خيار البحر المصاب ببكتيريا Vibrio splendens. وقد يكون ذلك مرتبطًا بالتأثير المثبط لثنائي فورمات البوتاسيوم على بكتيريا Vibrio splendens.

3. الخاتمة

أظهرت النتائج أن إضافة ثنائي فورمات البوتاسيوم إلى العلف كان لها تأثير ملحوظ على نمو خيار البحر الياباني (Apostichopus japonicus)، كما كان لها تأثير إيجابي على المناعة غير النوعية لديه، وعززت مناعته الخلطية والخلوية. وقد أدى إضافة ثنائي كربوكسيلات البوتاسيوم إلى العلف إلى انخفاض ملحوظ في عدد البكتيريا الضارة في أمعاء خيار البحر، وعززت مقاومته للأمراض لدى خيار البحر المصاب ببكتيريا Vibrio brilliant. وخلصت الدراسة إلى أن ثنائي كربوكسيلات البوتاسيوم يمكن استخدامه كمعزز للمناعة في علف خيار البحر، وأن الجرعة المناسبة منه هي 1.0%.