Determination of Minimum Inhibitory Concentration of Thyme Essential Oil Against Salmonella Enteritidis and the Effects of the Essential oil at Sub-Inhibitory Concentration on Bacterial Invasion in Broiler Chickens: An Experimental Study

Document Type : Avian (Poultry) Health Management

Authors

1 Graduated from the Faculty of Veterinary Medicine, University of Tehran, Tehran, Iran

2 Department of Avian Diseases, Faculty of Veterinary Medicine, University of Tehran, Tehran, Iran

3 Department of Animal, Poultry and Aquatics, Institute of Agriculture, Iranian Research Organization for Science and Technology (IROST), Tehran, Iran

4 Department of Microbiology and Immunology, Faculty of Veterinary Medicine, University of Tehran, Tehran, Iran

Abstract

BACKGROUND: Salmonella Enteritidis (SE) in chickens is associated with growth depression and mortality of young chicks. Moreover, poultry products are identified as a prominent source of SE, which can cause food-borne diseases in humans. Therefore, considering the economic and public health significance of SE, control of this bacterial infection is important.
OBJECTIVES: This study aims to assess colonization and invasion of SE after exposure to the thyme essential oils in experimentally infected broiler chickens.
METHODS: Minimum inhibitory concentration (MIC) of thyme essential oils was measured by broth microdilution method. A total of 75 one-day-old Ross 308 chicks were randomized to three experimental groups of 25 (A, B and C). At 9 days old, groups A and B were challenged with 108 colony-forming unit (CFU) of SE with and without previous exposure to thyme essential oils at 50% MIC. Group C (control) received a bacteria-free buffer. On days 9, 16 and 24 after the challenge, cloacal swabs and samples from visceral organs were collected from slaughtered birds and evaluated for the presence of Salmonella.
RESULTS: The MIC of thyme essential oil for SE was obtained 1.25 mg/mL. Results of experimental infection showed a significant reduction of SE in the cloaca, ceca, liver, and spleen of group A compared to group B throughout the sampling times. On day 16 after infection, Salmonella was isolated at 1 and 7.4 log CFU/g of cloacal swabs and at 3.2 and 9.2 log CFU/g of ceca in groups A and group B, respectively.
CONCLUSIONS: According to the results, previous exposure of SE to the thyme essential oil at a sub-inhibitory concentration can reduce the colonization and invasion of this pathogen in broiler chickens.

Keywords

Main Subjects

Full Text

مقدمه

سرووارهای متحرک سالمونلا یا سالمونلاهای پاراتیفوئید از‌جمله سالمونلا انتریتیدیس، باکتری‌هایی غیر‌وابسته به میزبان می‌باشند که علاوه‌بر بیماری‌زایی در حیوانات اهلی و وحشی، در ایجاد مسمومیت غذایی در انسان نقش دارند. عفونت ناشی از سالمونلا در پرندگان به‌صورت افقی و عمودی قابل‌انتقال است و در جوجه‌های کم‌سن، به‌ویژه در شرایط نگهداری غیر‌بهداشتی و پر‌تنش موجب بیماری و تلفات می‌شود. پرندگان بالغ، معمولاً نشانه‌های بالینی خاصی را بروز نمی‌دهند. سالمونلا انتریتیدیس در روده کلونیزه می‌شود و قادر است با تهاجم از‌طریق روده به اندام‌های داخلی نظیر طحال و کبد گسترش ‌یابد. بیشتر موارد عفونت‌های ناشی از سالمونلا انتریتیدیس در انسان مرتبط با مصرف تخم‌مرغ و گوشت ماکیان است (1).

گسترش سریع مقاومت‌های آنتی‌بیوتیکی، ایجاد باقی‌مانده در محصولات دام و طیور و تمایل مصرف‌کنندگان به غذاهایی با منشأ دامی عاری از آنتی‌بیوتیک، موجب افزایش علاقه محققین به مطالعه در‌زمینه جایگزین آنتی‌بیوتیک‌ها شده است (2). روغن‌های اسانس منابع بالقوه ترکیبات ضد‌میکروبی جدید به‌ویژه بر ضد عوامل بیماری‌زای باکتریایی به شمار می‌روند (3). این ترکیبات مخلوطی از مواد با وزن مولکولی کم و فرار می‌باشند و عمدتاً از ترپن‌ها و ترکیبات فنولی مختلف تشکیل شده‎اند (4). مقدار روغن‌های اسانس قابل‌استخراج از یک جنس گیاه و ترکیب شیمیایی آن بسته به عوامل مختلف مرتبط با تنوع جغرافیایی، آب‌و‌هوایی، شرایط کشت و تغییرات فصلی متفاوت است (5). به‌طور‌کلی اثرات ضد‌میکروبی روغن‌های اسانس‌ گیاهی از‌طریق سازوکارهای مختلفی، از‌جمله اختلال در ساختار دیواره سلولی، غشای سیتوپلاسمی، ماده ژنتیکی، تنفس و سوخت‌و‌ساز سلولی و یا اثرگذاری بر بیان ژن‌های حدت ایجاد می‌شود. وجود این سازوکار‌های چندگانه‌ در ایجاد اثرات ضد‌میکروبی، توسعه مقاومت آنتی‌بیوتیکی بر ضد روغن‌های اسانس‌ گیاهی را غیرمحتمل می‌کند (1، 5-8).

آویشن با نام علمی تیموس ولگاریس (Thymus vulgaris) متعلق به تیره نعنائیان (Lamiaceae) و بومی منطقه مدیترانه، شمال آفریقا و بخش‌هایی از غرب آسیا، از‌جمله ایران است. به‌طور‌کلی جنس تیموس دارای 400 گونه مختلف است که در میان آن‌ها 4 گونه بومی ایران وجود دارد و گونه‌ معروف ولگاریس به‌صورت صنعتی در کشور کشت می‌شود. اسانس آویشن دربردارنده ترکیبات زیست‌فعال مختلفی، همچون انواع فلاونوئیدها، ترپن‌ها، ترپنوئیدها و فنول‌ها است که تیمول (Thymol) و کارواکرول (Carvacrol) از مهم‌ترین ترکیبات فنولی آن‌ به شمار می‌روند (9). مطالعات بسیاری در جهان در‌مورد اثرات زیستی روغن‌های اسانس آویشن صورت گرفته است و با وجود تنوع در نسبت ترکیبات تشکیل‌دهنده اسانس، فعالیت ضد‌میکروبی و آنتی‌اکسیدانی قوی برای آن نشان داده شده است (10). در مطالعه Hamed و همکاران در سال 2022 مشخص شد استفاده از عصاره روغنی آویشن در جوجه‌های گوشتی دچار عفونت تجربی با سالمونلا تیفی‌موریوم موارد تلفات در مقایسه با جوجه‌های مبتلا و درمان‌نشده را 50 درصد کاهش می‌دهد (11). همچنین Gholipour-Shoshod  و همکاران در سال 2023 نشان دادند تجویز خوراکی اسانس آویشن به جوجه‌های گوشتی، سبب کاهش جمعیت سالمونلاهای سکومی می‌شود (12). در مطالعه Escobar و همکاران در سال 2020 با بررسی اثر ضد‌میکروبی روغن‌های اسانس از گیاهان مختلف شامل پونه کوهی (ارگانو)، آویشن و دارچین بر ضد سرووار‌های سالمونلا انتریکا و سویه‌های لیستریا مونوسیتوژنز نشان داده شد سالمونلا انتریتیدس‌ نسبت به اثرات مهاری روغن‌های اسانس حساسیت زیادی دارد (13).

با‌توجه‌به اهمیت سالمونلا انتریتیدیس به‌عنوان یک عامل بیماری‌زای مشترک در صنعت طیور و نیز مسئله بهداشت عمومی، مطالعه اثرات ضد­‌میکروبی ترکیبات طبیعی بر رشد و حدت این باکتری اهمیت پیدا می‌کند. مطالعات متعددی در شرایط آزمایشگاهی، اثر روغن‌های اسانس با غلظت‌ کمتر از حداقل غلظت بازدارندگی بر کاهش حدت و رشد باکتری‌های مهم در ماندگاری مواد غذایی را بررسی کرده‌اند، اما تا‌کنون چنین مطالعاتی در‌مورد باکتری‌های بیماری‌زای طیور انجام نشده است. با‌توجه‌به‌ مطالب پیش‌گفت، مطالعه حاضر باهدف ارزیابی اثر روغن‌های اسانس آویشن بر کلونیزاسیون و تهاجم سالمونلا انتریتیدس‌ مواجه‌شده با اسانس در غلظت تحت مهاری در جوجه‌های گوشتی طراحی و اجرا شد.

 

 

مواد و روش کار

تهیه سویه باکتریایی و اسانس آویشن: سویه باکتریایی مورد‌استفاده در مطالعه حاضر، سالمونلا انتریکا سرووار انتریتیدیس NIDO 76Sa88 Nalr، فاژتایپ 4 بود (14). ابتدا گیاه آویشن تهیه ­شد. اسانس‌گیری از بخش‌های هوایی گیاه که ابتدا در سایه خشک و سپس پودر شده بود، به روش تقطیر و با استفاده از کلونجر، مطابق با روش گزارش‌شده توسط Mahmoudi و همکاران در سال 2012 انجام شد (15). برای تحلیل ترکیبات تشکیل‌دهنده اسانس از روش کروماتوگرافی گازی‌ـ‌طیف‌سنجی جرمی (Gas chromatography–mass spectrometry) (GC/MS) استفاده شد. برای این منظور، نمونه با هگزان رقیق شد و از ستون به طول 30 متر، قطر داخلی 25/0 میلی‌متر و ضخامت لایه 25/0 میکرومتر از نوع BPX5 استفاده شد. شناسایی طیف‌ها به کمک شاخص بازداری آن‌ها و مقایسه آن با شاخص‌های موجود در کتب مرجع و مقالات و با استفاده از طیف‌های جرمی ترکیبات استاندارد و نرم‌افزارchemstation  صورت گرفت (16، 17).

تعیین حداقل غلظت مهارکنندگی (MIC) و حداقل غلظت کشندگی (MBC): حداقل غلظت مهارکنندگی اسانس آویشن علیه سالمونلا انتریتیدیس با استفاده از روش میکرودایلوشن براث (Microdilution Broth) با 3 بار تکرار انجام شد (18). به این ترتیب که به‌ هر‌کدام از گوده‌های پلیت 96 خانه، 100 میکرولیتر از محیط کشت تریپتیک سوی براث (TSB) (مرک، آلمان) حاوی 5 درصد حجمی / حجمی دی‌متیل‌سولفوکساید (DMSO) به‌عنوان امولسیفایر اضافه شد. سپس به‌ اولین گوده هر ردیف 200 میکرولیتر (10000 قسمت در میلیون) اسانس آویشن اضافه شد تا رقت‌های سریالی مختلف در گوده‌های یک ردیف‌ پلیت ایجاد شود. غلظت سوسپانسیون باکتری برابر با 5/0 مک‌فارلند (108 × 5/1 واحد تشکیل­دهنده کلنی در میلی‌لیتر) بود. گوده‌های حاوی محیط کشت و دی‌متیل‌سولفوکساید، بدون اسانس و دارای باکتری به‌عنوان شاهد در نظر گرفته شدند. در ادامه محتویات گوده‌ها با قرار دادن پلیت‌ها روی شیکر اوربیتال یکنواخت شد و سپس در انکوباتور شیکردار 37 درجه سانتی‌گراد به‌مدت 24 ساعت قرار داده شد. بعد از اتمام گرم‌خانه‌گذاری کدورت یا عدم کدورت گوده‌ها به‌‌‌‍‌صورت چشمی و همچنین جذب نوری توسط دستگاه قرائت میکروپلیت در ساعت صفر و پس از گذشت 24 ساعت در طول موج 490نانو متر قرائت شد. گوده حاوی کمترین غلظت از اسانس که در آن کدورتی قابل‌مشاهده نبود به‌‌‌عنوان  MICدر نظر گرفته شد. به‌منظور ارزیابی حداقل غلظت کشندگی (MBC)، از گوده‌های فاقد کدورت ظاهری (غلظت‌های MIC و بالاتر) که رشدی در آن صورت نگرفته بود، مقدار 10 میکرولیتر روی محیط آگار خوندار (مرک، آلمان) کشت داده شد. پس از گذشت ۲۴ ساعت گرم‌خانه‌گذاری در دمای 37 درجه سانتی‌گراد غلظتی که در آن باکتری رشد نکرده بود به‌عنوان MBC تعیین شد (19).

عفونت تجربی در جوجه‌های گوشتی: ایجاد عفونت تجربی با در نظر گرفتن دستورالعمل کمیته اخلاق کار با حیوانات و با شناسه IR.UT.VETMED.REC.1402.015 انجام شد. تعداد 75 قطعه جوجه یک‌روزه نژاد راس 308 از یک مرکز جوجه‌کشی تجاری تهیه شد. بلافاصله پس از ورود، از 5 قطعه از جوجه‌ها به‌صورت تصادفی سواب کلوآکی تهیه و کشت شد تا از منفی بودن جوجه‌ها از‌نظر آلودگی به سالمونلا اطمینان حاصل شود. جوجه‌ها به روش توزیع تصادفی ساده به 3 گروه 25 تایی (5 تکرار و 5 پرنده در هر تکرار)  با نام‌های A و B وC  تقسیم ‌شدند. در سن 9 روزگی به جوجه‌های گروهA ‌، 108 واحد تشکیل‌دهنده کلنی سالمونلا انتریتیدس در حجم 2/0 میلی‌لیتر بافر فسفات سالین که در معرض اسانس با غلظت 50 درصد MIC قرار گرفته بود با استفاده از لوله داخل چینه‌دان تلقیح شد. به پرندگان گروه B نیز همین میزان باکتری، اما از کشت بدون اسانس تلقیح شد. جوجه‌های گروه C به‌‌عنوان شاهد، تنها بافر با همان حجم دریافت کردند. در روزهای 9، 16 و 24 پس از عفونت تجربی، سواب کلوآکی برای جداسازی سالمونلا گرفته ‌شد. همچنین، 5 جوجه از هر گروه در روزهای ذکر‌شده کشتار شد و نمونه‌های سکوم، کبد و طحال برای آزمایش‌های باکتری‌شناسی بررسی شدند. سواب‌های کلوآکی اخذ‌شده ابتدا در نرمال سالین قرار داده شدند و سپس 10 میکرولیتر از ترکیب حاصله روی محیط کشت آگار زایلوز لیزین دئوکسی‌کلات (XLD) (مرک، آلمان) کشت داده شدند. کشت باکتریایی به میزان 10 میکرولیتر از اندام‎های سکوم، کبد و طحال هموژن‌شده و رقت‌های 10 برابر در نرمال سالین بر روی محیط XLD انجام شد. پس از 1‌ شب گرم‌خانه‌گذاری در 37 درجه سانتی‌گراد، تعداد باکتری‌ به‌صورت لگاریتم واحد تشکیل‌دهنده کلنی در هر گرم تعیین و گزارش شد (20).

 تجزیه‌و‌تحلیل آماری: تجزیه‌و‌تحلیل آماری با استفاده از نرم‌افزار SPSS نسخه 27 انجام شد. داده‌های توصیفی به‌صورت میانگین شمارش کلنی سالمونلا انتریتیدیس از اندام‌های داخلی و سواب کلوآکی (لگاریتم واحد تشکیل‌دهنده کلنی در هر گرم) بیان شدند. برای تجزیه‌و‌تحلیل روند تغییرات داده‌ها در گروه‌های آزمایشی در روزهای 9، 16 و 24 از تحلیل داده‌های تکراری (Repeated Measures) استفاده شد. اثرات معنی‌داری در سطح 05/ 0 P≤در نظر گرفته شد.

نتایج

جداسازی باکتری پس از عفونت تجربی: میانگین جداسازی و شمارش کلنی سالمونلا از هر گرم از اندام‌های مورد‌بررسی نظیر سکوم، طحال، کبد و همچنین کشت سواب‌های کلوآکی در جدول 2 نشان داده شده است. همان‌طور که در جدول پیش‌گفت مشاهده می‌شود، تلقیح جوجه‌ها با سالمونلای کشت‌شده با روغن‌های اسانس آویشن با غلظت تحت مهاری (گروه A) در همه روزهای نمونه‌گیری سبب کاهش فراوانی باکتری جدا‌شده از کشت نمونه بافت‌های مختلف در مقایسه با گروه تلقیح‌شده با سالمونلای بدون مواجهه با اسانس (گروه B) شد. هرچند فقط در روز 16 پس از عفونت تجربی آن هم در سواب‌های کلوآکی و سکوم این کاهش فراوانی به‌صورت معنی‌دار مشاهده شد (05/0‌P<). چنانکه در این روز، در گروه‌های A و B، به‌ترتیب 1 و 4/7 ﻟﮕﺎرﯾﺘﻢ واﺣﺪ ﺗﺸﮑﯿﻞ‌دﻫﻨﺪه ﮐﻠﻨﯽ بر ﮔﺮم سالمونلا از سواب‌های کلوآکی و 2/3 و 2/9 ﻟﮕﺎرﯾﺘﻢ واﺣﺪ ﺗﺸﮑﯿﻞ‌دﻫﻨﺪه ﮐﻠﻨﯽ بر ﮔﺮم سالمونلا از سکوم جدا شد که وجود تفاوت آماری معنی‌دار میان 2 گروه، اثر مهاری قوی اسانس آویشن بر سالمونلای تلقیح‌شده به جوجه‌ها را نشان داد. همچنین میزان جداسازی سالمونلا در تمام نمونه‌ها با افزایش سن جوجه کاهش یافت و این کاهش فراوانی باکتری جدا‌شده در کشت نمونه‌های کلوآک و سکوم به‌عنوان اثر متقابل با گروه‌های آزمایشی از‌نظر آماری معنی‌دار بود، به‌طوری‌که به‌عنوان مثال از کشت سواب‌های کلوآکی در روز 24 پس از عفونت تجربی، هیچ‌گونه باکتری جدا نشد (05/ 0‌‌P<). در این راستا، مقایسه اثرات ساده تغییرات فراوانی کلنی حاصل از کشت سواب‌های کلوآکی در روزهای مختلف نمونه‌گیری در هر‌یک از گروه‌های A و B نیز نشان داد مواجهه باکتری با اسانس آویشن در گروه A سبب کاهش معنی‌دار میزان جداسازی سالمونلا با گذشت زمان در مقایسه با گروه B می‌شود (05/ 0P<).

بحث

خطرات ناشی از عوامل بیماری‌زای مشترک برای انسان و دام از یک‌سو و مقاومت رو‌به‌رشد باکتری‌ها در برابر آنتی‌بیوتیک‌های موجود از سوی دیگر موجب افزایش علاقه محققین به مطالعه اثرات ترکیبات ضد‌میکروبی مختلف شده است (20). از طرفی دیگر، با‌توجه‌به افزایش آگاهی‌ها در‌مورد مضرات مصرف آنتی‌بیوتیک‌ها در دام‌های مولد غذا، تقاضا در مصرف‌کنندگان برای تهیه محصولات دامی که در تولید آن‌ها از هیچ‌گونه مواد شیمیایی همچون آنتی‌بیوتیک‌ها استفاده نشده باشد، افزایش یافته است. در این راستا، استفاده از ترکیبات طبیعی، همچون روغن‌های اسانس گیاهی که اثر مهار‌کنندگی و کاهش رشد باکتری‌ها را دارند، برای پیشگیری و کنترل بیماری‌های عفونی دام و طیور مورد توجه قرار گرفته است (6، 21).

گیاه آویشن یا جنس تیموس دارای گونه‌ها و واریته‌های متعددی است که از‌نظر مقدار و ترکیب مواد تشکیل‌دهنده اسانس تا حدی متفاوت می‌باشند (3). در مطالعه حاضر میزان بازدهی اسانس‌گیری از گیاه آویشن 8/1 درصد و همانند مقدار گزارش‌شده در مطالعه Abedini و همکاران در سال 2014 به دست آمد (9). این میزان در مقایسه با نتایج دیگر مطالعات مشابه که بازده استخراج اسانس‌ آویشن را 73/0، 85/0، 25/1 و 27/1 درصد گزارش کرده بودند، بالاتر بود (9، 10). نشان داده شده است که ترکیبات اصلی روغن‌های اسانس گونه‌های مختلف آویشن تیمول و پی‌ـ‌سایمن می‌باشند و ویژگی‌های ضد‌التهابی قوی روغن‌های اسانس‌ به مقدار ترکیبات فنولی آن‌ها بستگی دارد (22، 23). آنالیز ترکیبات اصلی تشکیل‌دهنده روغن‌های اسانس آویشن در مطالعه حاضر نیز نشان داد تیمول، پی‌ـ‌سایمن و گاما ـ ترپینن فراوان‌ترین ترکیبات در میان تعداد زیاد مواد مؤثره مختلف اسانس بودند که همسو با مطالعات Borugă و همکاران در سال 2014 و Özcan و همکاران در سال 2004 بود (10، 23). با‌این‌حال فراوانی این مواد در نمونه‌های‌ مختلف‌ به‌دلیل تنوع منبع جغرافیایی، شرایط رشد گیاه و همچنین روش استخراج اسانس متفاوت است که می‎تواند بر اثرات ضد‌میکروبی روغن‌های اسانس تأثیرگذار باشد. از‌این‌رو گزارش‌ها از میزان تأثیر ضد‌میکروبی روغن‌های اسانس آویشن‌ از‌طریق اندازه‌گیری میزان MIC برای یک جنس، به‌خصوص از باکتری‌های بیماری‌زا، نظیر سالمونلا نیز در مطالعات مختلف متفاوت است.

 در مطالعه Nikolić و همکاران در سال 2014، تیمول با 1/49 و پی‌ـ‌‌سایمن با 20 درصد فراوان‌ترین ترکیبات تشکیل‌دهنده روغن‌های اسانس استخراج‌شده از آویشن بودند (24). همچنین، Boskovic و همکاران در سال 2015 با بررسی ترکیبات روغن‌های اسانس آویشن و اثر مهاری بر رشد سالمونلا انتریتیدیس، تیمول با 48/50 درصد و پس از آن پی‌ـ‌سایمن با 79/24 درصد را به‌عنوان مهم‌ترین اجزای تشکیل‌دهنده روغن‌های اسانس آویشن شناسایی کردند و MIC و MBC را برابر با 320 میکروگرم در میلی‌لیتر گزارش نمودند (25). میزان MIC و MBC روغن‌های اسانس آویشن در مطالعه حاضر، 25/1 میلی‌گرم در میلی‌لیتر ارزیابی شد که بیانگر اثر ضد‌میکروبی قابل‌توجه در اسانس مورد‌بررسی است. یافته‌های مطالعه حاضر مشابه نتایج مطالعه Hoffman-Pennesi و همکاران در سال 2010 بود که MIC روغن‌های اسانس‌ آویشن برای سالمونلا تیفی‌موریوم را 83/1 میلی‌گرم در میلی‌لیتر گزارش کردند (26). اساس سازوکار ضد‌میکروبی اصلی تیمول و دیگر ترکیبات فنولی، تخریب غشای خارجی باکتری‌های گرم منفی است که به آزاد شدن لیپوپلی‌ساکاریدها و افزایش نفوذپذیری غشای سیتوپلاسمی به ATP منجر می‌شود (25).

اثرات روغن‌های اسانس بر حدت باکتری‌های مختلف، به‌ویژه باکتری‌هایی که در فساد مواد غذایی نقش دارند، در مطالعات مختلف مورد بررسی قرار گرفته است. به‌عنوان مثال Azizkhani و همکاران در سال 2013 نشان دادند روغن‌های اسانس آویشن شیرازی در کاهش تولید انتروتوکسین در استافیلوکوکوس اورئوس به‌صورت وابسته به دُز مؤثر می‌باشند (27). بر‌اساس مطالعات متعدد، تغییر بروز پاسخ به تنش‌های محیطی مختلف از‌جمله مواجهه با غلظت‌های غیر‌کشنده از ترکیبات ضد‌میکروبی در باکتری‌ها مشاهده شده است. تصور بر آن است که با‌توجه‌به نحوه عمل روغن‌های اسانس‌ گیاهی در ایجاد اختلال در غشای سلولی که می‌تواند به مرگ سلول‌های باکتریایی منجر شود، باکتری‌های در معرض اسانس انرژی خود را از حرکت و تولید عوامل حدت که در میزان تهاجم باکتری مؤثر می‌باشند، به فرایندهای حیاتی‌تر برای بقا معطوف می‌کنند (28). همچنین گزارش شده است که روغن‌های اسانس بر کوئوروم سنسینگ (Quorum sensing) باکتری‌ها که با ارتباط بین‌سلولی باکتری‌ها و هماهنگی میان آن‌ها مرتبط است نیز تأثیر می‌گذارند و از آن طریق نیز تولید عوامل حدت را کاهش می‌دهند (29). علاوه‌بر تأثیرات ضد‌باکتریایی، ضد‌ویروسی، ضد‌التهابی و آنتی‌اکسیدانی عصاره‌ها، اثر آن‌ها بر روی تنظیم سیستم ایمنی پرنده‌ها، بهبود وضعیت فلور میکروبی سیستم گوارشی و بهبود ضریب تبدیل در متون مختلف دیده می‌شود (30). در یک مطالعه، مشخص شد جیره غذایی حاوی مکمل‌های آویشن، حتی باعث افزایش قابل‌توجه وزن تخم‌مرغ‌های بدست آمده از مرغ‌های تخم‌گذار می‌شود (31).

مطالعات مختلفی اثرات استفاده از مقادیر مختلف روغن‌های اسانس آویشن در آب و یا جیره غذایی جوجه‌های گوشتی را بررسی کرده‌اند و برخی نتایج نشان‌دهنده اثرات مثبت در عملکرد رشد بوده است (32، 33). همچنین تأثیر تجویز مواد مؤثره روغن‌های اسانس از‌جمله اوژنول، تیمول و سینامالدئید به جوجه‌های گوشتی در کاهش جمعیت سالمونلا انتریتیدیس در سکوم و کلوآک توسط Kollanoor-Johny و همکاران در سال 2012 گزارش شده است (34)، اما پیش از این گزارشی از تأثیر روغن‌های اسانس با غلظت کم (تحت مهاری) بر میزان تهاجم سالمونلا انتریتیدس در اندام‌های احشایی جوجه‌های گوشتی منتشر نشده بود. سکوم، جایگاه اصلی کلونیزاسیون سالمونلا انتریتیدیس در جوجه‌های گوشتی است. ورود سالمونلا به داخل ماکروفاژها در پی تهاجم به سلول‌های مخاط روده و قدرت بقای باکتری داخل این سلول‌ها، زمینه انتشار عفونت در اندام‌های احشایی را فراهم می‌‌کند (35). نتایج عفونت تجربی جوجه‌ها در مطالعه حاضر نشان‌دهنده کاهش میزان گسترش باکتری در اندام‌های احشایی، نظیر کبد و طحال به‌دلیل مواجهه باکتری با غلظت‌ تحت مهاری روغن‌های اسانس در مقایسه با شاهد بود.

 از‌آنجا‌که چسبیدن و تهاجم سالمونلا انتریتیدس به سلول‌های روده برای کلونیزاسیون در دستگاه گوارش و گسترش به اندام‌های احشایی، نظیر کبد و طحال ضروری است، کاهش میزان حدت باکتری درپی مواجهه قبلی با غلظت‌ تحت مهاری روغن‌های اسانس به‌صورت بالقوه می‌تواند شدت عفونت‌های گوارشی و سیستمیک پرنده و در‌نتیجه بروز تلفات در جوجه‌های جوان و همچنین میزان آلودگی لاشه طیور به سالمونلا را کاهش دهد. همچنین کاهش جمعیت سویه سالمونلا انتریتیدیس جدا‌شده از ماکیان در سکوم و کلوآک، تحت تأثیر غلظت تحت مهاری اسانس آویشن که به‌ویژه در روز 16 پس از عفونت تجربی ازلحاظ آماری معنی‌دار و در حدود 6 لگاریتم واحد تشکیل‌دهنده کلنی در گرم بود، بیانگر پتانسیل استفاده از اسانس آویشن در غلظت تحت مهاری و بسیار کم باهدف کاهش تهاجم سالمونلا انتریتیدیس و در‌نتیجه پیشگیری از عفونت سیستمیک شدید و همچنین کنترل دفع باکتری و انتشار آن در گله است.

نتیجه‌گیری نهایی: طیور و فراورده‌های آن‌ها نظیر گوشت و تخم‌مرغ به‌عنوان منابع اصلی انتقال سالمونلا انتریتیدیس به انسان و گسترش آن در محیط شناخته شده‌اند. سالمونلوز در جوجه‌های جوان به‌دلیل ایجاد تلفات بالا و کاهش رشد سبب خسارات اقتصادی در صنعت طیور و در انسان به‌عنوان شایع‌ترین نوع مسمومیت‌های غذایی ازنظر بهداشت عمومی حائز اهمیت است. روغن‌های اسانس آویشن به‌دلیل غنی بودن از ترکیبات فنولی، به‌ویژه تیمول و اثرات ضد‌میکروبی آن‌ها جایگزین مناسبی برای آنتی‌بیوتیک‌ها می‌باشند. نتایج مطالعه حاضر نشان داد مواجهه سالمونلا انتریتیدیس با غلظت تحت مهاری اسانس آویشن به‌طور معنی‌داری میزان کلونیزاسیون باکتری در سکوم و تهاجم باکتری به اندام‌های احشایی، نظیر کبد و طحال جوجه‌های گوشتی را کاهش می‌دهد. از‌این‌رو روغن‌های اسانس آویشن با غلظت تحت مهاری ممکن است در پیشگیری از وقوع عفونت سیستمیک در جوجه‌ها کمک‌کننده باشند و با کاهش دفع سالمونلا در کنترل انتشار آن در گله مؤثر عمل کنند.

سپاسگزاری

از پرسنل محترم آزمایشگاه میکروب‌شناسی و بخش بیماریهای پرندگان دانشکده دامپزشکی دانشگاه تهران برای همکاری در اجرای طرح تشکر و قدردانی می‌شود.

تعارض منافع

بین نویسندگان تعارض در منافع گزارش نشده است.

References

  1. Aljuwayd M, Malli IA, Kwon YM. Application of eugenol in poultry to control Salmonella colonization and spread. Vet Sci. 2023;10(2):151. doi: 10.3390/vetsci10020151 PMID: 36851455
  2. Castro-Vargas RE, Herrera-Sánchez MP, Rodríguez-Hernández R, Rondón-Barragán IS. Antibiotic resistance in Salmonella spp. isolated from poultry: A global overview. Vet World. 2020;13(10):2070. doi: 10.14202/vetworld.2020.2070-2084 PMID: 33281339
  3. Mutlu-Ingok A, Devecioglu D, Dikmetas DN, Karbancioglu-Guler F, Capanoglu E. Antibacterial, antifungal, antimycotoxigenic, and antioxidant activities of essential oils: An updated review. Molecules. 2020;25(20):4711. doi: 10.3390/molecules25204711 PMID: 33066611
  4. Olfati A, Hosseini SM. The effects of dietary supplementation of encapsulated thyme essential oil on growth, pro-inflammatory cytokines, and serum amino acid profiles of broiler chicks challenged with Salmonella typhimurium. Ann Anim Sci. 2022;22(1):189-200. doi: 10.2478/aoas-2021-0029
  5. Nazzaro F, Fratianni F, De Martino L, Coppola R, De Feo V. Effect of essential oils on pathogenic bacteria. Pharmaceuticals. 2013;6(12):1451-1474. doi: 10.3390/ph6121451 PMID: 24287491
  6. Frazzon APG, Correa MS, Lauer Júnior CM, Frazzon J. Modulation of gene expression by essential oils in bacteria. Adv Biotech Microbiol. 2018;8(2):1-3. doi: 10.19080/AIBM.2018.08.555731
  7. Ju J, Xie Y, Guo Y, Cheng Y, Qian H, Yao W. The inhibitory effect of plant essential oils on foodborne pathogenic bacteria in food. Crit Rev Food Sci Nutr. 2019;59(20):3281-3292. doi: 10.1080/10408398.2018.1488159 PMID: 29902072
  8. Braschi G, Serrazanetti DI, Siroli L, Patrignani F, De Angelis M, Lanciotti R. Gene expression responses of Listeria monocytogenes scott A exposed to sub-lethal concentrations of natural antimicrobials. Int J Food Microbiol. 2018;286:170-178. doi: 10.1016/j.ijfoodmicro.2018.07.026 PMID: 30172105
  9. Gedikoğlu A, Sökmen M, Çivit A. Evaluation of Thymus vulgarisand Thymbra spicata essential oils and plant extracts for chemical composition, antioxidant, and antimicrobial properties. Food Sci Nutr. 2019;7(5):1704-1714. doi: 10.1002/fsn3.1007 PMID: 31139383
  10. Borugă O, Jianu C, Mişcă C, Goleţ I, Gruia AT, Horhat FG. Thymus vulgaris essential oil: chemical composition and antimicrobial activity. J Med Life. 2014;7(3):56-60. PMID: 25870697
  11. Hamed EA, Abdelaty MF, Sorour HK, Elmasry D, Abdelmagid MA, Saleh MA, AbdelRahman MA. A pilot study on the effect of thyme microemulsion compared with antibiotic as treatment of Salmonella enteritidis in broiler. Vet Med Int. 2022;24:2022:3647523. doi: 10.1155/2022/3647523 PMID: 35251587
  12. Gholipour-Shoshod A, Rahimi S, Salehi TZ, Torshizi MA, Behnamifar A, Ebrahimi T, et al. Evaluating the competitiveness of medicinal plants with antibiotics to control Salmonella enterica serovar Typhimurium in broiler chickens. Iran J Vet Med. 2023;17(2):155-166. doi: 10.32598/ijvm.17.2.1005233
  13. Escobar A, Perez M, Romanelli G, Blustein G. Thymol bioactivity: A review focusing on practical applications. Arab J Chem. 2020;13(12):9243-69. PMID: 10.1016/j.arabjc.2020.11.009
  14. Bohez L, Ducatelle R, Pasmans F, Botteldoorn N, Haesebrouck F, Van Immerseel F. Salmonella enterica serovar Enteritidis colonization of the chicken caecum requires the HilA regulatory protein. Vet Microbiol. 2006;116(1-3): 202-210. doi: 10.1016/j.vetmic.2006.03.007 PMID: 16647227
  15. Mahmoudi R, Ehsani A, Zare P. Phytochemical, antibacterial and antioxidant properties of Cuminum cyminum L. J Essent Oil Res. 2012;22(3):311-321. (In Persian).
  16. Perez N, Altube MJ, Barbosa LRS, Romero EL, Perez AP. Thymus vulgaris essential oil+ tobramycin within nanostructured archaeolipid carriers: A new approach against Pseudomonas aeruginosa biofilms. Phytomedicine. 2022;102:154179. doi: 10.1016/j.phymed.2022.154179 PMID: 35671606
  17. McLafferty FW, Stauffer DB, Loh SY. Comparative evaluations of mass spectral data bases. J Am Soc Mass Spectrom.1991;2(5):438-440. doi: 10.1016/1044-0305(91)85011-T PMID: 24242696
  18. Pirš T, Avberšek J, Zdovc I, Krt B, Andlovic A, Lejko-Zupanc T, et al. Antimicrobial susceptibility of animal and human isolates of Clostridium difficile by broth microdilution. J Med Microbiol. 2013;62(9):1478-1485. doi: 10.1099/jmm.0.058875-0 PMID: 23861298
  19. Sharifi A, Ahmadi A, Mohammadzadeh A. Streptococcus pneumoniae quorum sensing and biofilm formation are affected by Thymus daenensis, Satureja hortensis, and Origanum vulgare essential oils. Acta Microbiol Immunol Hung. 2018;65(3):345-359. doi: 10.1556/030.65.2018.013 PMID: 29471691
  20. Parisi OI, Scrivano L, Sinicropi MS, Puoci F. Polymeric nanoparticle constructs as devices for antibacterial therapy. Curr Opin Pharmacol. 2017;36:72-77. doi: 10.1016/j.coph.2017.08.004 PMID: 28892800
  21. Bonetti A, Tugnoli B, Rossi B, Giovagnoni G, Piva A, Grilli E. Nature-identical compounds and organic acids reduce E. coli K88 growth and virulence gene expression in vitro. Toxins. 2020;12(8):468. doi: 10.3390/toxins12080468 PMID: 32717891
  22. Posgay M, Greff B, Kapcsándi V, Lakatos E. Effect of Thymus vulgarisL. essential oil and thymol on the microbiological properties of meat and meat products: A review. Heliyon. 2022;8(10):e10812. doi: 10.1016/j.heliyon.2022.e10812 PMID: 36247140
  23. Özcan M, Chalchat JC. Aroma profile of Thymus vulgaris L. growing wild in Turkey. Bulgarian J Plant Physiol. 2004;30(3-4):68-73.
  24. Nikolić M, Glamočlija J, Ferreira IC, Calhelha RC, Fernandes Â, Marković T, et al. Chemical composition, antimicrobial, antioxidant and antitumor activity of Thymus serpyllum L., Thymus algeriensis Boiss and Reut and Thymus vulgaris L. essential oils. Ind Crops Prod. 2014;52:183-190. doi: 10.1016/j.indcrop.2013.10.006
  25. Boskovic M, Zdravkovic N, Ivanovic J, Janjic J, Djordjevic J, Starcevic M, et al. Antimicrobial activity of thyme (Thymus vulgaris) and oregano (Origanum vulgare) essential oils against some food-borne microorganisms. Procedia Food Sci. 2015;5:18-21. doi: 10.1016/j.profoo.2015.09.005
  26. Hoffman-Pennesi D, Wu C. The effect of thymol and thyme oil feed supplementation on growth performance, serum antioxidant levels, and cecal Salmonella population in broilers. J Appl Poult Res. 2010;19(4):432-443. doi: 10.3382/japr.2009-00141
  27. Azizkhani M, Misaghi A, Basti AA, Gandomi H, Hosseini H. Effects of Zataria multiflora Boiss essential oil on growth and gene expression of enterotoxins A, C and E in Staphylococcus aureus ATCC 29213. Int J Food Microbiol. 2013;163(2-3):159-165. doi: 10.1016/j.ijfoodmicro.2013.02.020 PMID: 23558199
  28. Chouhan S, Sharma K, Guleria S. Antimicrobial activity of some essential oils—present status and future perspectives. Medicines. 2017;4(3):58. doi: 10.3390/medicines4030058 PMID: 28930272
  29. Sharchi R, Shayegh J, Hosseinzadeh S. Anti-quorum sensing and antibacterial activities of Satureja sahendica hydroalcoholic extract against avian isolate of Salmonella typhimurium. Iran J Vet Sci Technol. 2020;12(1):71-9. doi: 10.22067/veterinary.v12i1.85433
  30. Gholami-Ahangaran M, Ahmadi-Dastgerdi A, Azizi S, Basiratpour A, Zokaei M, Derakhshan M. Thymol and carvacrol supplementation in poultry health and performance. Vet Med Sci. 2022;8(1):267-288. doi: 10.1002/vms3.663 PMID: 34761555
  31. Cimrin, T. Thyme (Thymbra spicata L.), rosemary (Rosmarinus officinalis L.) and vitamin E supplementation of laying hens. S Afr J Anim Sci. 2019;49(5):912-919. doi: 10.4314/sajas.v49i5.15
  32. Kalantar M, Hosseini SM, Yang L, Raza SH, Gui L, Rezaie M, et al. Performance, immune, and carcass characteristics of broiler chickens as affected by thyme and licorice or enzyme supplemented diets. Open J Anim Sci. 2017;7(02):105. doi: 10.4236/ojas.2017.72009
  33. Feizi A, Bijanzad P. Evaluating the effects of Thymus vulgaris extract on growth performance parameters in broiler chicken. Large Anim Clin Res. 2010;4(12):39-45. (In Persian).
  34. Kollanoor-Johny A, Upadhyay A, Baskaran SA, Upadhyaya I, Mooyottu S, Mishra N, et al. Effect of therapeutic supplementation of the plant compounds trans-cinnamaldehyde and eugenol on Salmonella enterica serovar Enteritidis colonization in market-age broiler chickens. J Appl Poult Res. 2012;21(4):816-822. doi: 10.3382/japr.2012-00540
  35. Stern NJ. Salmonella species and Campylobacter jejuni cecal colonization model in broilers. Poult Sci. 2008;87(11):2399-2403. doi: 10.3382/ps.2008-00140 PMID: 18931193
Journal of Veterinary Research
Volume 79, Issue 4
December 2024
Pages 223-232

Files

Share

How to cite

Statistics