خاک رس مونتموریلونیت و کمک به بقای میگوی مبتلا به AHPND

طبق یک تحقیق جدید از خاک رس مونتموریلونیت در میگوی وانامی استفاده شده و موجب افزایش بقای میگو در برابر بیماری نکروز حاد هپاتوپانکراس و تعدیل جمعیت میکروبی معده میگو شد .

Dietary montmorillonite clay improved Penaeusvannamei survival from acute hepatopancreatic necrosis disease and modulated stomach microbiota.

بیماری نکروز حاد هپاتوپانکراس(AHPND) باعث ایجاد یک بیماری همه گیر باکتریایی در پرورش میگو می شود.
AHPND توسط سویه های بیماریزای Vibrio parahaemolyticus (VPAHPND) ایجاد می شود که سموم باکتریایی PirA و PirB را تولید می کند. اگر باکتری های ایجاد کننده AHPND از طریق دهان وارد شوند، در لوله گوارشی سموم دوتایی را برای آسیب رساندن به هپاتوپانکراس آزاد می کنند.

Acute hepatopancreatic necrosis disease (AHPND) is causing a bacterial pandemic in shrimp farming. AHPND is caused by pathogenic strains of Vibrio parahaemolyticus (VPAHPND) that produces the bacterial toxins, PirA and PirB. Shrimp exposure to AHPND-causing bacteria is hypothesized to be through the oral route, ingested into the gut where the bacteria initially colonized the stomach and then releases the binary toxins to damage the hepatopancreas.

از طرفی چون استفاده از آنتی بیوتیک برای درمان بیماری منسوخ شده پس باید آبزی پروری رو کابردی کنیم.

In view of changing global regulatory controls on the use of antibiotics, there is much interest in the development of functional aquafeeds.

افزودنی های خوراکی مثل پره بیوتیک ها، پروبیوتیک ها، اسیدهای آلی به عنوان جایگزین آنتی بیوتیک برای افزایش رشد و مقاومت در برابر بیماری نکروز حاد هپاتوپانکراس است.

Oral administration of functional feed additives such as prebiotics, probiotics,organic acids and phytogenics are currently being explored as potential alternatives to antibiotics to enhance shrimp growth and resistance to AHPND.

بنتونیت ها و مواد معدنی به طور رایج به عنوان جاذب برای حذف مایکوتوکسین ها از غذای حیوانات استفاده می شود.

Clays (bentonites) and clay minerals (eg. montmorillonite) are commonly used as adsorbents to remove toxic mycotoxins from animal feeds (Li et al., 2018). Leveraging on their existing commercial calcium montmorillonite product (Calibrin®-Z) used as a mycotoxin adsorber in animal feeds, a company in USA (Amlan International Inc.) is now also marketing it as a solution to AHPND.

تصاویر میکروسکوپی از خاک رس مونتموریلونیت، صفحات مشبک و منافذ بهم پیوسته است. روش اصلی عمل MMT( مکمل خاک رس) در کاهش AHPND از طریق جذب سموم و به دام انداختن باکتری هاست.

SEM micrograph of the montmorillonite clay, Calibrin®-Z, at 12,000x magnification showed the numerous stacked, latticed surfaces and interconnecting pores of the thermally-activated clay (Fig. 1A). Fig. 1B showed the presence of opal lepispheres which are micro-spherical aggregates of silicon dioxide, interspersed among the clay lattices, which enhances thermal activation. Preliminary EDX analysis for elemental chemical composition on selected surfaces of the clay samples showed C, O and Si as the major elements together with the presence of Al, Mg, Br, K, Ca, Fe and Cu
We believe that the main mode of action of MMT in mitigating AHPND is through the adsorption of the binary PirAB toxins on its surfaces and interlayers.

همچنین مکمل خاک رس(MMT) موجب بهبود رشد و سلامت روده به همراه بیشترین تنوع میکروبی میشود.

In turbot Scophthalmus maximus, Shi et al. (2022) reported improved growth and gut health with higher gut microbiota diversity.

بقا میگو های بیمار تغذیه شده با خاک رس (MMT) تا حد زیادی مشابه میگو های سالم عاری از بیماری بودند.

The survival of shrimp fed CL-supplemented diets, irrespective of dietary level, were not significantly different compared to the unchallenged negCON group.

میگوهای آلوده و بیمار تغذیه شده با خاک رس همانند میگوهای سالم تعداد باکتری های مضر کمتری داشت.

Shrimp fed with CL supplemented diets, irrespective of dietary levels, showed significantly lower PVC and TCBC counts compared to posCON shrimp (Fig. 3) and mostly not significantly different compared to the negCON shrimp.

مشاهدات بافت شناسی نشان می دهد که هپاتوپانکراس میگوهای بیمار تغذیه شده با مکمل خاک رس (MMT) نسبت به میگوهای بیمار آسیب کمتری دیدند.

shrimp were confirmed to have AHPND by histological examination. Histopathology signs of infected shrimp (especially in the posCON group, Fig. 4B) showed severe damage of hepatopancreas tubules, acute sloughing of epithelial cells and absence of B-, F-, and R-cells. Hepatopancreas of shrimp fed diets with added 0.25% CL (Fig. 4C) or 0.5% CL (Fig. 4D) tended to show less damage compared to the hepatopancreas of the posCON group.

تنوع باکتریایی مفید در گروه آلوده به بیماری AHPND در مقایسه با میگوی سالم کاهش یافت.
میگو تغذیه شده با مکمل خاک رس MMT ۰/۲۵٪ تمایل بیشتری برای بازیابی جمعیت مفید میکروبی خود دارد. در نتیجه جمعیت مفید میکروبی همانند گروه میگوی سالم می باشد.

When challenged with VPAHPND, it was observed that the bacterial diversity in the posCON group was depressed compared to the unchallenged healthy shrimp in the negCON group (Fig. 5). Supplementing shrimp diets with 0.25% CL tended to restore stomach bacterial richness and diversity index much more than the 0.5% CL group (Fig. 5)

نتیجه گیری

اضافه کردن ۰/۲۵٪ یا ۰/۵٪ مکمل خاک رس (MMT) به خوراک به طور قابل توجهی تعداد کل باکتری های ویبریو موجود در هپاتوپانکراس را کاهش داد.

In the present study, the addition of 0.25 or 0.5% CL in the feed significantly reduced the total bacterial and Vibrio counts found in the hepatopancreas.

مکمل خاک رس (MMT) موجب افزایش قابل توجهی در طول چین روده و ضخامت دیواره روده میشود. موجب افزایش در هضم و جذب خوراک میشود.

Nevertheless, Zhang et al. (2022) had shown that kuruma shrimp fed 0.05% MMT exhibited higher gut villus height and width with up-regulated levels of intestinal mucosal barrier-related genes (fasciclin-II and integrin). The addition of MMT seems to have improved the intestinal barrier function in shrimp.

مکمل خاک رس(MMT) موجب افزایش ایمنی غیر اختصاصی میشود. بعنوان مثال مقاومت ماهی قزل آلا در برابر VHS را افزایش داده است.
Dietary clay minerals and MMT had also been shown to improve non-specific immune response which was credited for the enhanced disease resistance of shrimp to V. alginolyticus (Tan et al., 2014) and rainbow trout to viral hemorrhagic septicemia virus infections (Karimi et al., 2020). There is still much room for research on the modes of action of dietary clay products in the mitigation of diseases in aquatic animals.

خلوص و ترکیب و منبع مکمل خاک رس (MMT) مورد استفاده مهم است. به عنوان مثال در یک مطالعه استفاده از MMT به میزان۲٪ در رشد و بقا و ضریب تبدیل خوراک موثر بوده و در مقابل در یک مطالعه دیگر استفاده از خلوص ۴۰-۶۰ ٪ MMT موثر واقع شده است.

The purity, chemical composition and functional properties of natural MMT are very much dependent on the place where the clay mineral was mined (Uddin, 2018). For example, in contrast to the results of the present study and that of Zhang et al. (2022), Palm et al. (2015) reported that post-larvae of P. vannamei fed 2% MMT demonstrated a positive effect on growth, survival and FCR. However, it should be noted that the MMT clay mineral used by Palm et al. (2015) contained only 40–60% actual MMT.

مکمل خاک رس (MMT) مانع برهم زدن یکپارچگی پوشش معده توسط سموم باکتریایی میشود. سموم توسط MMT جذب میشود و وارد هپاتوپانکراس نمیشود و در نهایت از طریق مدفوع دفع میشود.

This seems to indicate that dietary MMT might have prevented the bacterial toxins from disrupting the integrity of the stomach lining barrier. This line of reasoning will require further experimental evidence as a detailed understanding on the pathogenesis of AHPND is still evolving.
This showed that little or no PirAB toxins migrated to the hepatopancreas to cause tissue damage as the adsorbed toxins by MMT were likely moved along the gut away from the hepatopancreas by peristalsis and eventually excreted via fecal matter.

برای اطمینان بیشتراز تاثیرات مفید مکمل خاک رس (MMT)نیاز هست مطالعه میدانی بیشتری صورت بگیرد. این مطالعه جز اولین تحقیقات در مورد خاک رس MMT برای به نتیجه رسیدن و نیاز به تحقیقات وسیع میباشد.

Further longer-term and field-based studies are warranted to fully elucidate the beneficial impact of MMT in the feeds of farmed aquatic animals.