تاثیر عصاره دارچین بر میزان بیان ژن COX-2 کبدی و تغییرات پروفایل لیپیدی در سرم جوجه‌های گوشتی سالم و آلوده به اشریشیا کولی

آسیب‌شناسی درمانگاهی دامپزشکی

مقاله 7، دوره 9، 1 (33) بهار، خرداد 1394، صفحه 61-72   

نوع مقاله: مقاله علمی پژوهشی

نویسندگان

سید محمود طباطبائی^{* 1}؛ رضا بدل زاده²؛ رضا محمدنژاد³؛ بهمن یوسفی⁴

¹استادیار گروه فیزیولوژی، واحد تبریز، دانشگاه آزاد اسلامی، تبریز، ایران.

²1 مرکز تحقیقات کاربردی داروئی، دانشگاه علوم پزشکی تبریز، ایران. 2 مرکز تحقیقات ایمونولوژی، دانشگاه علوم پزشکی تبریز، ایران.

³مرکز تحقیقات کاربردی داروئی، دانشگاه علوم پزشکی تبریز، ایران.

⁴مرکز تحقیقات ایمونولوژی، دانشگاه علوم پزشکی تبریز، ایران.

چکیده

   استفاده از گیاهان دارویی به جای آنتی­بیوتیک­ها به دلیل خواص چندگانه آنها در پیشگیری و درمان بسیاری از بیماری­های دام و طیور می­تواند فواید زیادی داشته باشد. این مطالعه، اثرات عصاره دارچین بر سطح بیان ژن سیکلوکسیژناز-2 (COX-2) کبدی و تغییرات پروفایل لیپیدی در سرم جوجه­های گوشتی سالم و آلوده به اشریشیا کولی را بررسی کرده است. 90 قطعه جوجه با نژاد Ross-308 در گروه­های سالم و آلوده به باکتری، رژیم غذایی نرمال یا رژیم غذایی به همراه عصاره دارچین در غلظت­های 100 و 200 میلی­گرم در هر کیلوگرم جیره غذایی دریافت نمودند. سوسپانسیون اشریشیا کولی (cfu/ml 108) به­صورت زیرجلدی 12 روز پس از تجویز عصاره به جوجه­ها تزریق شد و 72 ساعت بعد، نمونه­های خون برای اندازه­گیری مقادیر متغیرهای پروفایل لیپیدی و سپس نمونه­های بافت کبد برای تعیین سطح بیان ژن COX-2 از طریق Real-time PCR به­دست آمد. آلودگی به اشریشیا کولی به­طور معنی­داری میزان بیان ژن COX-2 کبدی و برخی از متغیرهای پروفایل لیپیدی (تری­گلیسرید) سرم را در مقایسه با گروه کنترل کاهش داد (05/0p<). پیش­درمانی با مکمل دارچین در جیره غذایی جوجه­های آلوده به باکتری، مقادیر COX-2 کبدی و تری­گلیسرید سرم را به­طور معنی­داری نسبت به گروه دریافت­کننده اشریشیا کولی کاهش داد (05/0p<). تجویز عصاره دارچین نتوانست تاثیر آماری معنی‌داری بر پارامترهای فوق در جوجه­های سالم داشته باشد. در نتیجه، اضافه کردن عصاره دارچین در رژیم غذایی جوجه­ها می­تواند از آسیب­های التهابی و اکسیداتیو بافتی ناشی از شرایط پاتولوژیک نظیر آلودگی به اشریشیا کولی جلوگیری کند. 

کلیدواژه‌ها

اشریشیا کولی؛ پروفایل لیپیدی؛ جوجه‌های گوشتی؛ دارچین

اصل مقاله

مقدمه

   تولیدات آلی دام‌ها به دلیل استفاده از آنتی­بیوتیک‌های مختلف در پرورش دام و مقابله با بیماری‌های دام به­خصوص در صنعت طیور با محدودیت و نگرانی‌های زیادی مواجه شده است. از سوی دیگر، مصرف‌کنندگان ترجیحاً تمایل به خرید محصولات دامی دارند که به‌طور طبیعی و بدون استفاده از آنتی‌بیوتیک پرورش یافته­اند. مقاومت دارویی در باکتری­ها و وجود بقایای دارویی در گوشت حاصل از حیوانات از دلایل مهمی هستند که استفاده از آنتی­بیوتیک‌ها را در صنعت دام محدود می‌سازد. برای غلبه بر احتمال آلودگی به عفونت­های متعدد به­دنبال حذف آنتی‌بیوتیک‌ها از رژیم غذایی حیوانات، تلاش ها برای پیدا کردن روش­های جایگزین به سمت استفاده از مکمل­های غذایی طبیعی و کم خطرتر معطوف شده است (Griggs et al., 2005).

   یکی از باکتری‌هایی که باعث بروز و ایجاد خسارات زیاد به صنعت دام و طیور به‌خصوص صنعت طیور و پرورش مرغ می‌شود، باکتری اشریشیا کولی (E. coli) می­باشد (Barnes et al., 2008). اشریشیا کولی باعث ایجاد بیماری کلی­باسیلوز در جوجه­ها، بوقلمون‌ها و سایر گونه­های مرغی می‌شود که منجر به کاهش بهره­وری تولید در طیور و افزایش مرگ و میر در همه مراحل زندگی پرندگان می‌گردد (Barnes et al., 2008; Lutful-Kabir, 2010; Bisaillon et al., 1988; Sams, 2001). اشریشیا کولی می­تواند تولیدات دامی از جمله تخم مرغ و گوشت را آلوده کرده و باعث ایجاد یک مسیر انتقال بیماری از دام به انسان شود (Johnson et al., 2009) و بدینوسیله دارای پتانسیل ایجادکننده بیماری مشترک انسان و دام باشد (Moulin-Schouleur et al., 2006; Rodriguez-Siek et al., 2005; Ewers et al., 2007).

   تماس اشریشیا کولی با بافت بدن میزبان باعث افزایش پروتئین­های فاز حاد، ایجاد پاسخ التهابی و افزایش تولید  سایتوکین‌های التهابی به­ویژه فاکتور نکروزدهنده تومور (TNF-α) و فاکتور رونویسی (NF-κB) می‌گردد  (Helwig  et al., 2006; Teo et al., 2006; Demir et al., 2007; Türközkan et al., 2005). در شرایط التهاب، TNF-α باعث آزاد شدن طیفی از عوامل پیش­التهابی از قبیل اینترلوکین-1 (IL-1) و اینترلوکین-6 (IL-6) می­شود که به­دنبال آن افزایش بیان آنزیم­های سیکلواکسیژناز (COX) در سلول­ها اتفاق افتاده و روند التهاب و استرس اکسیداتیو تشدید می‌گردد (Takimoto et al., 2008). COX-1 در فیزیولوژی طبیعی سلول نقش بازی می­کند در حالی­که، COX-2 در شرایط پاتولوژیک از قبیل عفونت باکتریایی دخالت می­کند (Gonzalez et al., 2011). باکتری اشریشیا کولی همچنین می­تواند باعث افزایش پراکسیداسیون لیپیدی و کاهش توان دفاع اکسیدانی بدن، افزایش نفوذپذیری عروق و تجمع پروتئین­ها و مایعات در بافت و ادم سلولی گردد (et al., 2007; Shen et al., 2010 Celik). این تغییرات (استرس اکسیداتیو و فرایند التهاب) نیز می­تواند زمینه­ساز بیماری­های مختلفی در دام و انسان باشد.

   گیاهان دارویی از هزاران سال پیش برای درمان بیماری‌های متعدد استفاده می­شود و اخیراً علاقه روزافزونی به استفاده از این عوامل طبیعی در پیشگیری و یا درمان بسیاری از بیماری­های حیوانی و انسانی ایجاد شده است (Chang-Liang et al., 2011). یکی از این گیاهان دارویی پرکاربرد در طب سنتی، دارچین می باشد (Perdones et al., 2014; Rao et al., 2014; Rieger et al., 2014). گزارش شده است که دارچین می­تواند اثرات آنتی­اکسیدانی و ضد التهابی از خود نشان داده و می­تواند با کاربردهای بالقوه در تولید مرغ و ماکیان مطرح باشد. عصاره دارچین اثر بازدارندگی بر فعالیت هلیکوباکتر پیلوری در محدوده غلظتی مشابه با آنتی­بیوتیک داشته و خواص ضدمیکروبی آن به طور عمده مربوط به محتوای سینامالدئید، اوژنول و محتویات کارواکرول آن دانسته شده است (Taback et al., 1999; Rieger et al., 2014). فعالیت ضدباکتریایی روغن دارچین علیه باکتری­هایی از قبیل اشریشیا کولی (Chang et al., 2001; Griggs and Jacob, 2005) و خواص ضد قارچی آن علیه آسپرژیلوس فلاووس گزارش شده است (Montes-Belmont et al., 1998).

   به­خاطر اثرات ضدمیکروبی، آنتی­اکسیدانی و ضد التهابی دارچین در بافت­های مختلف می­توان گفت که این ماده شاید بتواند عوارض ناشی از شرایط پاتولوژیک مثل عفونت و آلودگی به باکتری اشریشیا کولی در صنعت دام را کاهش دهد. از طرف دیگر، اشریشیا کولی حامل ضررهای اقتصادی و مرگ و میرهای متعدد در انسان و حیوانات به­خصوص در طیور می‌باشد. بنابراین، در این مطالعه، اثرات عصاره دارچین بر تغییرات بیان ژن COX-2 کبدی و همچنین متغیرهای پروفایل لیپیدی سرم جوجه های گوشتی سالم و آلوده به اشریشیا کولی بررسی شده است.

 

مواد و روش­ها

حیوانات

   در این مطالعه، 90 قطعه جوجه گوشتی یک­روزه با نژاد Ross-308 استفاده شد. رژیم­های غذایی حیوانات بر اساس راهنمای سازمان بین المللی NRC انتخاب و برای سه دوره شامل رژیم غذایی آغازگر (1 تا 10 روزگی)، رژیم غذایی رشد (11 تا 21 روزگی) و رژیم غذایی پایانی (از روز 22 تا زمان کشتار) تنظیم گردید (جدول 1). جوجه‌ها دسترسی آزاد به آب و غذا داشتند.

 

 

جدول 1- میزان احتیاجات غذایی جوجه گوشتی نژاد راس 308

دوره موادخوراکی (%)	دوره‌ آغازین (10-1)	دوره‌ رشد (21-11)	دوره‌ پایانی 22 تا کشتار
گندم	37/62	92/68	96/70
کنجاله‌ی سویا	06/29	59/22	91/19
چربی طیور	3	3	4
دی کلسیم فسفات	08/2	54/1	34/1
پودر صدف	18/1	44/1	38/1
نمک	35/0	35/0	35/0
مکمل ویتامینی 1	25/0	25/0	25/0
مکمل معدنی 2	25/0	25/0	25/0
DL- متیونین	24/0	27/0	27/0
لیزین منو‌هیدروکلراید	21/0	23/0	29/0
	ادامه جدول
دوره مواد خوراکی  (%)	دوره‌ آغازین (10-1)	دوره‌ رشد (21-11)	دوره‌ پایانی 22 تا کشتار
سالینومایسین	5/0	5/0	5/0
آنزیم آرابینوزایلاناز	5/0	5/0	5/0
ترکیبات محاسبه شده
انرژی قابل متابولیسم (کیلو کالری در کیلوگرم)	2834	2894	2978
پروتیین (درصد)	95/19	86/17	92/16
کلسیم (درصد)	95/0	9/0	83/0
فسفر قابل دسترس (درصد)	47/0	45/0	41/0
سدیم (درصد)	17/0	17/0	17/0
پتاسیم (درصد)	84/0	74/0	69/0
کلر (درصد)	24/0	24/0	24/0
متیونین (درصد)	27/0	24/0	22/0
متیونین + سیستیین (درصد)	83/0	8/0	77/0
لیزین (درصد)	14/1	1	98/0
تریپتوفان (درصد)	28/0	24/0	23/0
1- هر 5/2 کیلوگرم مکمل ویتامینی نژاد راس حاوی مقادیر خالص ویتامین‌های زیر می‌باشد. ویتامین A،12000000 واحد بین‌المللی؛ ویتامینB1 ، 4000 میلی‌گرم؛ ویتامین B2، 6000 میلی‌گرم؛ ویتامین B3، 18000 میلی‌گرم؛ ویتامین B6، 3000 میلی‌گرم؛ ویتامین B12، 15 میلی‌گرم؛ ویتامین D3، 5000000 واحد بین‌المللی؛ ویتامین E، 50000 واحد بین‌المللی؛ ویتامین K3، 3000 میلی‌گرم؛ ویتامین B9، 1500 میلی‌گرم؛ ویتامین B5(نیاسین)، 70000 میلی‌گرم؛ ویتامین H2، 100 میلی‌گرم؛ کلین کلراید، 400000میلی‌گرم. 2- هر 5/2 کیلوگرم مکمل معدنی نژاد راس حاوی مواد خالص زیر می‌باشد. منیزیم، 120000 میلی‌گرم؛ روی، 100000 میلی‌گرم؛ آهن، 40000 میلی‌گرم؛ مس، 20000 میلی‌گرم؛ ید، 1000 میلی‌گرم؛ سلنیوم، 300 میلی‌گرم.

 

گروه‌بندی حیوانات و طرح آزمایش

   جوجه‌های گوشتی به 6 گروه، هرکدام با سه تکرار و 5 جوجه در هر تکرار تقسیم‌بندی شدند:

گروه 1: جوجه‌های سالم با رژیم نرمال (گروه کنترل)؛ گروه 2: جوجه‌های سالم با رژیم نرمال به همراه عصاره دارچین با دوز 100 میلی‌گرم در هر کیلوگرم غذا (گروه NC100)؛ گروه 3: جوجه‌های سالم با رژیم نرمال به همراه عصاره دارچین با دوز 200 میلی­گرم در هر کیلوگرم غذا (گروه NC200)؛ گروه 4: جوجه‌های آلوده به اشریشیا کولی با رژیم نرمال (گروه E.coli)؛ گروه 5: جوجه‌های آلوده به اشریشیا کولی با رژیم نرمال به همراه عصاره دارچین با دوز 100 میلی گرم در هر کیلوگرم غذا (گروه NE100)؛ و گروه 6: جوجه های آلوده به اشریشیا کولی با رژیم نرمال به همراه عصاره دارچین با دوز 200 میلی گرم در هر کیلوگرم غذا (گروه NE200).

   تمامی جوجه‌ها تا روز بیست و یکم با رژیم غذایی نرمال تغذیه شدند. پس از روز 21، عصاره پودر شده دارچین در دوزهای 100 و 200 میلی­گرم به ازای هر کیلوگرم غذای حیوانات به جیره غذایی در گروه­های مربوطه اضافه شد. سپس در روز 32، مقدار 2/0 میلی‌لیتر سوسپانسیون باکتری اشریشیا کولی با غلظت  cfu/ml10⁸ به­صورت زیرجلدی به جوجه­ها در گروه­های مربوطه تزریق گردید و 72 ساعت پس از انتهای دوره آزمایش، نمونه های خون از طریق ورید بالی حیوانات به­دست آمده و به لوله‌های آزمایش انتقال داده شد. به­علاوه، در تمامی گروه­ها سر حیوانات تحت بیهوشی مختصری با دی­اتیل اتر از بدن جدا شده و نمونه‌های بافت کبد از آنها تهیه و پس از انجماد در یخچال 80- درجه سلسیوس تا زمان آزمایش نگه­داری شدند.

تهیه عصاره دارچین

   پوست درخت دارچین از بازار محلی در شهر تبریز، استان آذربایجان شرقی-ایران خریداری شد و پس از شناسائی و تائید علمی گونه مربوطه (Cinnamomum zeylanicum) توسط کارشناس، نمونه‌های گیاه به تکه­های کوچکی خرد شده و در زیر سایه در دمای آزمایشگاه خشک گردید، سپس به­خوبی پودر شد. عصاره­گیری از گیاه از طریق خیساندن پودر حاصله (حدود 350 گرم) با متانول 99 درصد در دمای 25 درجه سلسیوس به مدت 48 ساعت انجام گرفت. عصاره­گیری سه بار تکرار شد و در نهایت حلال آن به‌طور کامل در خلأ تبخیر شده و عصاره خشک شده تا زمان استفاده در دمای 20- درجه سلسیوس نگه­داری گردید.

تهیه سوسپانسیون اشریشیا کولی

   برای تهیه سوسپانسیون اشریشیا کولی، ابتدا 24 ساعت قبل از انجام آزمایش، یک کلونی از کشت ذخیره باکتری به محیط کشت آگار شیب­دار مغذی تلقیح گردید و به­مدت 24 ساعت در دمای 37 درجه سلسیوس انکوبه شد. برای تهیه سوسپانسیون میکروبی، پس از رشد کشت مربوطه، کلونی­های سطح آن با محلول نرمال سالین 9/0 درصد شسته شده و سوسپانسیون غلیظی از میکروب­ها حاصل گردید. آنگاه به کمک پیپت پاستور استریل مقدار کمی از این سوسپانسیون غلیظ میکروبی، داخل لوله­های درپیچ­دار استریل ریخته شده و سپس با افزودن محلول نرمال سالین، سوسپانسیون غلیظ تا حدی رقیق گردید که در روش کدورت سنجی، میزان جذب (کدورت) سوسپانسیون در طول موج 530 نانومتر اسپکتروفوتومتر با میزان کدورت محلول 5/0 مک فارلند برابر گردد. به این ترتیب، سوسپانسیونی با غلظت تقریبی cfu/ml 10⁸به­دست آمد که از آن در زمان تلقیح به جوجه­ها استفاده شد.

اندازه­گیری پروفایل لیپیدی در سرم

   نمونه‌گیری‌های خون در انتهای آزمایش و قبل از جراحی از ورید بالی حیوانات انجام گرفت. نمونه‌های خون بلافاصله در 1500 دور در دقیقه به مدت 15 دقیقه سانتریفیوژ گردیده و پلاسمای نمونه‌ها جدا شده و تا زمان اندازه‌گیری متغیرهای پروفایل لیپیدی به یخچال 20- درجه سلسیوس منتقل شد. برای اندازه‌گیری مقادیر سرمی متغیرهای کلسترول، تری­گلیسرید و لیپوپروتئین با دانسیته بالا  از کیت­های اختصاصی موجود (پارس آزمون- ایران) استفاده گردید. میزان لیپوپروتئین با دانسیته پائین با استفاده از معادله فریدوالد (Friedewald) تخمین زده شد. مقادیر به­دست آمده به صورت mg/ml گزارش شدند.

تعیین میزان بیان ژنCOX-2کبدی:Real-time PCR

   برای اندازه‌گیری میزان بیان ژن COX-2 در گروه‌های مورد مطالعه از روش Real-time PCR استفاده شد. پس از جدا کردن نمونه‌های بافت کبد از جوجه‌ها و فریز و خشک کردن آنها در نیتروژن مایع، حدود 100 میلی­گرم از نمونه حاصله برای استخراج RNAتام سلولی با استفاده از کیت استخراج RNATRIzol® استفاده شد و غلظت RNA توسط اسپکتروفوتومتری در طول موج­های nm 260 و nm 280 سنجش شده و میزان خلوص آن تعیین شد. cDNA از 2 میکروگرم از RNA توسط کیت AccuPower® RT PreMix (محصول شرکت Bioneer, Korea) به­دست آمد. سنجش کمی بیان ژن Real-time PCR توسط کیت SYBR Premix Ex Taq (شرکت Takara, Shiga, Japan) انجام گرفت. مشخصات عملی و شرایط PCR به­صورت ^˚C95 به­مدت 10 دقیقه، 35 سیکل در^˚C94 به­مدت 25 ثانیه و ^˚C60 به­مدت 50 ثانیه بود. دستگاه Rotor-Gene TM  (شرکت Corbett Life Science, Australia) برای انجام واکنش­های PCR مورد استفاده قرار گرفت. توالی پرایمرهای مورد استفاده در این مطالعه برای ژن COX-2 شامل فوروارد 5’-CCCTTGGGTGTCAAAGGTAA-3’  و معکوس 5’-GCCCTCGCTTATGATCTGTC-3’؛ و برای ژن بتا-اکتین به عنوان کنترل داخلی شامل فوروارد 5’-CCTGGAGGAGAGCTACGAG-3’ و معکوس5’-TTCATGATGGAGTTGAAGGT-3’ بودند. بیان نسبی ژن COX-2 نسبت به بتا-اکتین به روش 2 -^(ΔCt) محاسبه شد.

تحلیل آماری داده­ها

   تمامی داده­ها به صورت میانگین± انحراف معیار ارائه شدند. تفاوت متغیرها در بین گروه­های مختلف توسط روش آماری تحلیل واریانس یک­طرفه (One-Way ANOVA) و در صورت معنی­داری از تست تعقیبی توکی (Tukey)استفاده شد و 05/0p< به عنوان تغییر معنی­دار در نظر گرفته شد.

 

یافته­ها

اثر عصاره دارچین بر میزان بیان ژن COX-2 کبدی در گروه­های مختلف

   نتایج PCR نشان داد که تزریق اشریشیا کولی منجر به افزایش بیان این ژن در مقایسه با جوجه‌های گوشتی سالم گردید (05/0p<). در گروه‌های NC100 و NC200 که در آنها دو دوز مختلف 100 و 200 میلی‌گرم عصاره دارچین در هر کیلوگرم غذای جوجه‌ها اضافه شد، میزان بیان COX-2 با بیان آن در گروه کنترل تفاوت معنی‌داری نداشت. با وجود این، در جوجه‌های گوشتی آلوده به اشریشیا کولی مشاهده شد که دوزهای 100 و 200 میلی‌گرم دارچین باعث کاهش معنی‌دار در بیان ژن COX-2 کبدی در مقایسه با گروه اشریشیا کولی فاقد درمان گردید (05/0p<). هم‌چنین، مشاهده شد که اثر کاهش­دهندگی هر دو دوز تقریباً مشابه هم بوده و تفاوت معنی‌داری با یکدیگر نداشتند (نمودار 1).

 

 

 

 

 

 

 

 

نمودار 1- تغییرات میزان بیان ژن COX-2 کبدی در بین گروه­های مختلف. #: 05/0p< در مقایسه با گروه اشریشیا کولی (E. coli). NC: رژیم نرمال به همراه دارچین (با دوز mg/kg 100 یا 200)؛ EC: رژیم نرمال به همراه دارچین (با دوز mg/kg 100 یا 200) در جوجه های آلوده به E. coli.

 

اثر عصاره دارچین بر پروفایل لیپیدی سرم در گروه­های مختلف

   مقادیر متغیرهای پروفایل لیپیدی شامل کلسترول، تری­گلیسرید، LDL و HDL در سرم جوجه‌های گوشتی سالم و آلوده به باکتری اشریشیا کولی در جدول 2 نشان داده شده است. نتایج نشان داد که اگرچه تزریق اشریشیا کولی غلظت پارامترهای پروفایل لیپیدی را تغییر داد اما افزایش سطح تری‌گلیسرید در گروه اشریشیا کولی در مقایسه با گروه کنترل معنی‌دار بود (05/0p<). به­علاوه، اضافه نمودن دارچین به غذای جوجه‌ها توانست سطح تری گلیسرید افزایش یافته را به‌طور معنی‌داری نسبت به گروه اشریشیا کولی کاهش دهد (05/0p<). همچنین در مورد تغییرات سایر پارامترهای پروفایل لیپیدی، تجویز دارچین در جوجه‌های سالم و آلوده بهاشریشیا کولی، سطح کلسترول و لیپوپروتئین با دانسیته پایین را کاهش و سطح لیپوپروتئین با دانسیته بالا را افزایش داد، اما این تغییرات از لحاظ آماری معنی‌دار نبود (جدول 2).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

جدول 2- مقادیر میانگین متغیرهای پروفایل لیپیدی در گروه­های مختلف آزمایش

گروه­ها	CHOL (mg/dl)	TG (mg/dl)	LDL (mg/dl)	HDL (mg/dl)
کنترل	7±126	4±471	2±156	3±29
NC100	3±124	5±451	8±150	8±33
NC200	5±120	8±421	9±147	11±33
E.coli	8±141	* 5±591	3±165	6±25
EC100	6±135	#4±511	7±160	8±26
EC200	3 ±127	#6±471	9±154	4±28

داده­ها بصورت میانگین± انحراف معیار گزارش شده­اند. *: 05/0p< در مقایسه با گروه کنترل؛ و #: 05/0p< در مقایسه با گروه اشریشیا کولی (E. coli). CHOL: کلسترول، TG: تری گلیسرید، LDL: لیپوپروتئین با دانسیته کم و HDL: لیپوپروتئین با دانسیته بالا. NC: رژیم نرمال به همراه دارچین؛ EC: رژیم نرمال به همراه دارچین در جوجه های آلوده به E. coli.

 

بحثو نتیجه­گیری

   در این مطالعه، اثر عصاره دارچین بر میزان بیان ژن COX-2 کبدی و تغییرات پروفایل لیپیدی پلاسمای جوجه‌های گوشتی سالم و آلوده به باکتری اشریشیا کولی بررسی شد. نتایج حاصل نشان داد که جوجه‌های آلوده به باکتری اشریشیا کولی میزان بیان این ژن پیش­التهابی و مارکر استرس اکسیداتیو کبدی را افزایش داد. پیش­درمانی با دارچین در جوجه‌های سالم تاثیر معنی‌داری بر پروفایل لیپیدی یا بیان ژن نداشت و با وجود این، تیمار جوجه‌های آلوده به اشریشیا کولی با عصاره دارچین در دوزهای 100 و 200 میلی­گرم در هر کیلوگرم غذای حیوانات، توانست سطح بیان ژن COX-2 و برخی از پارامترهای پروفایل لیپیدی (تری­گلیسرید) را کاهش دهد.

هلویگ و همکاران در سال 2005 و تورکوزکان و همکاران در سال 2006 گزارش کرده‌اند که آلودگی بدن میزبان با باکتری اشریشیا کولی باعث ایجاد واکنش‌هایی مثل پاسخ­های التهابی و افزایش سطح سیتوکاین‌هایی نظیر TNF-α و فاکتور نسخه­برداری NF-kB می­گردد که این­ها نیز به نوبه خود منجر به بیان ژن سیتوکاین‌های التهابی مثل IL-1b، IL-2، IL-5، و IL-12 می‌شوند (Helwig et al., 2006; Türközkan et al., 2005). هم‌چنین، سلیک در سال 2007 و شن در سال 2010 مشخص کردند که آلودگی با اشریشیا کولی منجر به القاء استرس اکسیداتیو و پراکسیداسیون لیپیدی شده و بدینوسیله آسیب‌های بافتی و اثرات مضر بعدی این باکتری ایجاد می‌گردد (Celik et al., 2007; Shen et al., 2010).

   مطالعات گذشته مشخص کرده­اند که دارچین دارای ویژگی‌های آنتی‌اکسیدانی، ضدالتهابی و ضدباکتریایی می‌باشد (Stefan et al., 2009). گزارش شده است که عصاره دارچین واجد اثرات ضد میکروبی علیه اشریشیا کولی، سودوموناس آئروژینوزا، انتروکوکوس فکالیس، استافیلوکوکوس آرئوس، کلبسیلا پنومونی و سالمونلا می باشد (Perdones et al., 2014; Chang et al., 2001; Griggs and Jacob, 2005). به­علاوه، پیشنهاد شده است که دارچین فعالیت فاگوسیتی ماکروفاژها را تقویت کرده و بدینوسیله نقش مهمی در سیستم دفاعی ایمنی بدن بازی می‌کند. روغن­های دارچین دارای فعالیت آنتی‌اکسیدانی در جوجه‌های با وزن بالا داشته و عصاره آن می‌تواند اثرات محافظتی بر بیماری‌های ناشی از استرس اکسیداتیو در انسان داشته باشد (Stefan, 2009; Rao et al., 2014; Rieger et al., 2014).

   نتایج مطالعه حاضر نشان داد که دارچین سطح پروفایل لیپیدی را در جوجه های سالم چندان تغییر نمی‌دهد و این یافته تا حدودی با مطالعات قبلی مطابقت دارد به‌طوری­که، باکر و همکاران در سال 2008  گزارش کرده‌اند که به­نظر نمی‌رسد دارچین بر سطح پایه پارامترهای پروفایل لیپید سرم تاثیر معنی‌داری داشته باشد (Baker, et al., 2008). در مطالعه مشابهی نیز وفا و همکاران در سال 2012 نتیجه­گیری کرده­اند که دارچین می‌تواند سطح قند خون را کاهش دهد اما تاثیر معنی‌داری بر پروفایل لیپیدی ندارد (Vafa et al., 2012). از طرف دیگر، در مطالعه‌ای مغایر با نتایج فوق، تجویز دارچین به موش‌های صحرایی هیپرکلسترولمیک توانسته است که سطح پروفایل لیپیدی را نسبت به گروه کنترل کاهش دهد (Rahman et al., 2013). بنابراین، چنین می­توان استنتاج کرد که دارچین احتمالاً بر سطح پایه پروفایل لیپیدی خون تاثیر زیادی ندارد اما این عصاره می­تواند باعث کاهش سطح افزایش یافته پارامترهای پروفایل لیپیدی در شرایط پاتولوژیکی مثل هیپرکلسترولمی گردد. در تائید این فرضیه، در مطالعه حاضر مشاهده شد که پیش­درمانی با دارچین در جوجه­های آلوده به اشریشیا کولی توانست به‌طور معنی‌داری از افزایش سطح تری‌گلیسرید سرم ناشی از تزریق اشریشیا کولی جلوگیری کرده و سطح این پارامتر را کاهش دهد، هرچند که تاثیر عصاره بر سایر پارامترهای لیپیدی اندک بود. این موضوع می­تواند به دوره حاد آلودگی به اشریشیا کولی مربوط باشد که در این دوره کوتاه فرصت تغییرات پارامترهای خونی اندک بوده و برای مشاهده تغییرات به دوره زمانی بیشتری نیاز است. لازم به ذکر است که این مورد در مطالعه حاضر به عنوان یکی از محدودیت های مطالعه، بررسی نشده است. دارچین در شرایط هیپرلیپیدمی می­تواند یک نقش مستقیم در متابولیسم لیپیدی و کاهش سطح لیپیدهای سرمی داشته باشد و از طریق افزایش فعالیت آنتی‌اکسیدانی کبدی میزان پراکسیداسیون لیپیدی را نیز کاهش دهد (Rahman et al., 2012).

   افزایش سطح واسطه­های التهابی و استرس اکسیداتیو به­دنبال آلودگی با اشریشیا کولی باعث صدمه به غشای سلول و واکنش­های آپوپتوزی می‌شود که در سرنوشت بقاء یا مرگ سلولی نقش مهمی ایفا می­کنند. در مطالعه حاضر، ما دیدیم که پیش­درمانی جوجه‌ها با دارچین از طریق افزودن آن در رژیم غذایی به‌طور معنی‌داری از افزایش بیان ژن اکسیداتیو و پیش التهابی COX-2 کبدی ناشی از تزریق باکتری اشریشیا کولی جلوگیری کرد. بنابراین، تغذیه جوجه‌ها با عصاره دارچین می‌تواند بافت­های حیوان را در برابر تاثیرات مضر ناشی از آلودگی به اشریشیا کولی محافظت کند. می‌توان گفت که این یافته در توافق با نتایج مطالعات گذشته می باشد به‌طوری‌که، دارچین و ترکیب سینامالدئید آن سطح بیان و فعالیت COX-2 در ماکروفاژهای موش­های صحرایی دریافت‌کننده لیپوپلی­ساکاریدها را مهار کرده است (Liao et al., 2012). همچنین، چانگ و همکاران در سال 2011 در مطالعات خود دریافتند که عصاره متانولی پوست درخت دارچین اثر آنتی­اکسیدانی خود را از طریق مهار مواد مختلفی مثل TNF-α اعمال می­کند (Chang et al., 2011). یوان و همکاران در سال 2011 نیز نتایج مشابهی را از تجویز دارچین و ترکیبات موجود در آن به موش­های صحرایی مبتلا به دیابت ناشی از تزریق استرپتوزوتوسین گزارش کرده اند (Yuan et al., 2011). به­علاوه، تجویز خوراکی عصاره دارچین در موش از توسعه و پیشرفت بیماری کولیت از طریق تولید سلول­های ارایه­دهنده آنتی­ژن و تولید سایتوکاین ضدالتهابی اینترلوکین 10 و همچنین از طریق خاصیت ضدالتهابی قوی این عصاره با مهار تولید COX-2 در رده سلول­های ماکروفاژ موش ممانعت کرده است (Kwon et al., 2011).

   بر اساس یافته­های این مطالعه، آلودگی حاد با باکتری در جوجه­ها توانست بیان ژن COX-2 کبدی را تحریک کرده و برخی از شاخص­های پروفایل لیپیدی سرم مثل تری­گلیسرید را افزایش دهد. پیش­درمانی جوجه‌ها با عصاره دارچین در دوزهای 100 و 200 میلی‌گرم به ازای هر کیلوگرم غذای حیوانات توانست از تغییرات ناشی از تزریق اشریشیا کولی در میزان بیان ژن COX-2 کبدی و پروفایل لیپیدی (تری­گلیسرید) در سرم جوجه‌های گوشتی جلوگیری کند. هم‌چنین تغییرات مشاهده شده در هر دو دوز دارچین مشابه هم بوده و لذا اثرات دارچین در موارد مذکور وابسته به دوز نمی‌باشد. به­دلیل پتانسیل ضدالتهابی و آنتی‌اکسیداتیو دارچین و فعالیت تعدیل­کنندگی آن روی سیستم ایمنی بدن به­واسطه داشتن ترکیباتی مثل سینامالدئید و دیترپن‌ها که می­توانند اثرات ضد آلرژی و ضد باکتریایی نیز داشته باشند (Rieger et al., 2014)، می­توان نتیجه گرفت که دارچین می‌تواند به عنوان یک ماده مفید در کاهش سمّیت ناشی از شرایط پاتولوژیک مثل آلودگی به اشریشیا کولی در دام و انسان مطرح شود. 

مراجع

• · Baker, W.L., Gutierrez-Williams, G., White, M., Kluger, J. and Coleman, C.I. (2008). Effect of Cinnamon on Glucose Control and Lipid Parameters. Diabetes Care, 31: 41-43.
• · Barnes, H.J., Nolan, L.K. and Vaillancourt, J.P. (2008). Diseases of Poultry. 12th ed., Amsterdam: Blackwell Publishing, pp: 691-732.
• · Bisaillon, J.R., Meek, A.H. and Feltmate, T.E. (1988). An assessment of condemnations of broiler chicken carcasses. Canadian Journal of Veterinary Research, 52: 269-276.
• · Celik, S., Gorur, S., Aslantas, O., Erdogan, S. and Ocak, S. (2007). Caffeic acid phenethylester suppresses oxidative stress in Escherichia coli-induced pyelonephritis in rats. Molecular and Cellular Biochemistry, 297: 1-2.
• · Chang, S.T., Chen, P.F. and Chang, S.C. (2001). Antibacterial activity of leaf essential oils and their constituents from Cinnamomun osmophloeum. Journal of Ethnopharmacology, 77: 123-127.
• · Chang-Liang, H.E., Ben-Dong, F.U. and Hai-Qing, S. (2011). Xiang-Qi-Tang Increases Avian Pathogenic Escherichia coli-Induced Survival Rate and Regulates Serum Levels of Tumor Necrosis Factor Alpha, Interleukin-1 and Soluble Endothelial Protein C Receptor in Chicken. Biological Pharmacy, 34(3): 379-382.
• · Demir, M., Sert, S. and Kaleli, I. (2007). Liver lipid peroxidation in experimental Escherichia coli peritonitis: the role of myeloperoxidase and nitric oxide inhibition. Medical Science Monitoring, 10: 225-229.
• · Ewers, C., Li, G. and Wilking, H. (2007). Avian pathogenic, uropathogenic, and newborn meningitis-causing Escherichia coli: How closely related are they? International Journal of Medical Microbiology, 297(3): 163-176.
• · Gonzalez, D., Mustacich, D.J., Traber, M.G. and Cherian, G. (2011). Early feeding and dietary lipids affect broiler tissue fatty acids, vitamin E status, and cyclooxygenase-2 protein expression upon lipopolysaccharide challenge. Poultry Sciences, 90 (12): 2790-2800.
• · Griggs, J.P. and Jacob, J.P. (2005). Alternatives to Antibiotics for Organic Poultry Production. Journal of Applied Poultry Research, 14:750-756.
• · Helwig, K., Lammers, M. and Rizzello, F. (2006). Massimo Campieri Lactobacilli, bifido bacteria and E.coli nissle induce pro- and anti-inflammatory cytokines in peripheral blood mononuclear cells. World Journal of Gastroenterology, 12: 5978-5986.
• · Johnson, T.J., Logue, C.M. and Wannemuehler, Y. (2009). Examination of the source and extended virulence genotypes of Escherichia coli contaminating retail poultry meat. Foodborne Pathogens and Disease, 6(6): 657-667.
• · Kwon, H.K., Hwang, J. and Lee, C.G. (2011). Cinnamon extract suppresses experimental colitis through modulation of antigen-presenting cells. World Journal of Gastroenterology, 8: 976-986.
• · Liao, J., Deng, J., Chiu, C.H. and Hou, W. (2012). Anti-Inflammatory activities of Cinnamomum   cassia constituents In Vitro and In Vivo. Evidence-Based Complementary and Alternative Medicine, 3: 1-12
• · Lutful-Kabir, S.M. (2010). Avian colibacillosis and salmonellosis: a closer look at epidemiology, pathogenesis, diagnosis, control and public health concerns. International Journal of Environmental Research and Public Health, 7(1): 89-114.
• · Montes-Belmont, R. and Carvajal, M. (1998). Control of Aspergillus flavus in maize with plant essential oils and their components. Journal of Food Protection, 61: 616-619.
• · Moulin-Schouleur, M., Schouler, C. and Tailliez, P. (2006). Common virulence factors and genetics relationships betweenO18:K1:H7 Escherichia coli isolates of human and avian origin. Journal of Clinical Microbiology, 44(10): 3484-3492.
• · Perdones, Á., Vargas, M., Atarés, L. and Chiralt, A. (2014). Physical, antioxidant and antimicrobial properties of chitosan–cinnamon leaf oil films as affected by oleic acid. Food Hydrocolloids, 36: 256-264.
• · Rahman, S., Begum, H. and Rahman, Z. (2013). Effect of Cinnamon (Cinnamomum cassia) as a Lipid Lowering Agent on Hypercholesterolemic Rats. Journal of Enam Medical College, 3(2): 94-98.
• · Rao, P.V. Gan, S.H. (2014). Cinnamon: A multifaceted medicinal plant. Evidence-Based Complementary and Alternative Medicine, 2014: 1-12.
• · Rieger, K.A. and Schiffman, J.D. (2014). Electrospinning an essential oil: Cinnamaldehyde enhances the antimicrobial efficacy of chitosan/poly (ethylene oxide) nanofibers. Carbohydrate Polymers, 113: 561-8.
• · Rodriguez-Siek, K.E., Giddings, C.W., Doetkott, C., Johnson, T.J., Fakhr, M.K. and Nolan, L.K. (2005). Comparison of Escherichia coli isolates implicated in human urinary tract infection and avian colibacillosis. Microbiology, 151: 2097-2110.
• · Sams, A.R. (2001). Poultry Meat Processing. 1th ed., USA: New York, CRC Press, pp: 19-34.
• · Shen, Y.B., Piao, X.S., Kim, S.W., Wang, L. and Liu, P. (2010). The effects of berberine on the magnitude of the acute inflammatory response induced by Escherichia coli lipopolysaccharide in broiler chickens. Poultry Sciences, 89:13-19.
• · Stefan, F., Zita, F., Iveta, P. and Juraj, K. (2009). Effect of Cinnamomum zeylanicum Essential Oil on antioxidative status in broiler chickens. Acta Veterinaria Brno, 78: 411-417.
• · Taback, M., Armon, R. and Neeman, I. (1999). Cinnamon extracts inhibitory effect on Helicobater pylori. Journal of Ethnophamacoology, 67: 269-277.
• · Takimoto, T., Sato, K., Akiba, Y. and Takahashi, K. (2008). Role of Chicken TL1A on Inflammatory Responses and Partial Characterization of Its Receptor. Journal of Immunology, 180: 8327-8332.
• · Teo, A.L. and Tan, H.M. (2006). Effect of Bacillus subtilis PB6 on Broilers Infected with a Pathogenic Strain of Escherichia coli. Journal of Applied Poultry Research. 15:229-235.
• · Türközkan, N., Seven, I., Erdamar, H. And Cimen, B. (2005). Effect of vitamin A pretreatment on Escherichia coli-induced lipid peroxidation and level of 3-nitrotyrosine in kidney of guinea pig. Molecular and Cellular Biochemistry, 278(1-2): 33-37.
• · Vafa, M., Mohammadi, F. and Shidfar, F. (2012). Effects of Cinnamon Consumption on Glycemic Status, Lipid Profile and Body Composition in Type 2 Diabetic Patients. International Journal of Preventive Medicine, 3(8): 531-536.
• · Yuan, H.D., Huang, B. and Chung, S.H. (2011). Protective effect of Cinnamaldehyde on streptozotocin-induced damage in rat pancreatic β-cells. Food Science Biotechnology, 5: 1271-1276.