الجسيمات الدقيقة في حظائر الدواجن وتأثيرها على أمراض الجهاز التنفسي

 

د. ماجد حمید الصایغ / اختصاص امراض الدواجن / استرالیا

العنوان: الجسيمات الدقيقة في حظائر الدواجن وتأثيرها على أمراض الجهاز التنفسي: مراجعة منهجية

الملخص
الجسيمات الدقيقة (PM) مسببًا بيئيًا رئيسيًا للضغط في صناعة الدواجن العالمية. نظرًا لمساحتها السطحية الكبيرة، يمكن لهذه الجسيمات حمل ملوثات متنوعة مثل الأمونيا والمعادن الثقيلة والكائنات الممرضة. تؤدي التركيزات العالية من الجسيمات إلى التهاب تنفسي وطيف من الأمراض في الدواجن. تناقش هذه المراجعة الآليات المحتملة لتأثير الجسيمات على الصحة التنفسية، بما في ذلك الإجهاد التأكسدي، واختلال الميكروبيوم، وضعف المناعة، وسُمية الأمونيا. كما تُسلط الضوء على مصادر وتكوين الجسيمات في حظائر الدواجن، وتقدم توصيات لأبحاث ومراقبة مستقبلية.

الكلمات المفتاحية: الجسيمات الدقيقة، حظائر الدواجن، أمراض الجهاز التنفسي، التهاب، ميكروبيوم، PM2.5

 

1 . المقدمة
تتأثر أمراض الجهاز التنفسي في الدواجن بشكل كبير بجودة الهواء الداخلي. وفقًا لـبراين (١٩٩٦)، فإن أكثر من ٩٠٪ من أمراض الرئة تبدأ أو تتفاقم بسبب استنشاق الجسيمات والغازات. تختلف بيئات حظائر الدواجن عن الأجواء الخارجية بسبب ارتفاع مستويات الجسيمات المنبعثة من العلف، الريش، الفرشة، الروث، وخلايا الجلد. قد تتركز الجسيمات داخليًا بمعدل ١٠ إلى ١٠٠ ضعف المستويات الخارجية. تصل جسيمات PM10 إلى الجهاز التنفسي العلوي، بينما تخترق جسيمات PM2.5 عمق الرئتين.

تتفاقم تأثيرات الجسيمات بارتفاع الرطوبة ودرجة الحرارة، مما يسهل التصاق الميكروبات والمنتجات الثانوية الأيضية. يُجعل التشريح التنفسي الفريد للطيور (خاصة وجود الأكياس الهوائية) الطيور أكثر عرضة للملوثات المحمولة جواً. ومع ذلك، لا تزال الآليات الدقيقة لتأثير الجسيمات على الصحة غير مفهومة بشكل كافٍ.

 

٢. مصادر وتكوين الجسيمات الدقيقة
تنشأ الجسيمات من الريش، الفرشة، بلورات البول، والمخلفات. تولد الأنظمة القائمة على الفرشة جسيمات أكثر من الأنظمة الخالية منها. تشمل العناصر الكيميائية الرئيسية: الكربون، الأكسجين، النيتروجين، الفوسفور، الكبريت، الصوديوم، الكالسيوم، الألومنيوم، المغنيسيوم، والبوتاسيوم. يختلف تركيب الجسيمات حسب نوع الطيور، نظام الإدارة، التحكم البيئي، الموسم، ونشاط الطيور. تنتج دجاجات التسمين جسيمات أكثر مع تقدم العمر بسبب زيادة تساقط الريش وجفاف الروث. كما يرفع نشاط التغذية والإضاءة مستويات الجسيمات عبر إثارة الغبار المستقر.

 

٣. المخاطر الصحية للجسيمات على الجهاز التنفسي
تؤثر الجسيمات على الصحة التنفسية عبر ثلاث مسارات رئيسية:
• الاستنشاق المباشر، مسببًا تهيجًا في المسالك التنفسية.
• مركبات سامة (كالأمونيا) تُحدث التهابًا وخللاً مناعيًا.
• كائنات دقيقة وذيفانات داخلية محمولة على الجسيمات تؤدي للعدوى وتنشيط المناعة.
تصل جسيمات PM10 إلى الجهاز التنفسي السفلي في الطيور الكبيرة، بينما تؤثر جسيمات PM1 على الكتاكيت حديثة الفقس. تظهر الدراسات النسيجية آفات قصبية، تلف الغشاء المخاطي للقصبة الهوائية، وتغيرات مناعية. كما ترتفع مؤشرات الالتهاب مع التعرض للجسيمات، وتعزز المكونات المنشطة للمناعة (PAMPs) في الجسيمات الاستجابات المناعية وتُغير فسيولوجيا القلب.

 

٤. سُمية الأمونيا في الجسيمات
الأمونيا غاز قلبي سام شائع في حظائر الدواجن، خاصة شتاءً مع سوء التهوية. ترتبط بـPM2.5 لتعزيز سميتها. تُدهور الحواجز المخاطية، تُخل بالتوازن المناعي، تنشط مسار NF-κB، وتُحفز موت الخلايا المبرمج. تُظهر الدراسات ارتفاع أنواع الأكسجين التفاعلية (ROS)، انخفاض مضادات الأكسدة، وتغير التعبير الجيني في الأنسجة التنفسية.

 

٥. مخاطر الميكروبات والذيفانات الداخلية
تحمل الجسيمات بكتيريا، فطريات، وذيفانات داخلية تسبب التهابات تنفسية، حساسية، وسُمية مناعية. تشمل الممرضات: المتدثرة، المكورة العنقودية الذهبية، الليسترية، العقدية، والسالمونيلا. تساهم أبواغ فطرية (مثل الرشاشيات والفيوزاريوم) في الالتهاب الرئوي. تُنشط عديدات السكاريد الشحمية (LPS) من البكتيريا سلبية الغرام مستقبلات TLR4-CD14، محفزة إطلاق السيتوكينات وإتلاف الرئة. كما تفاقم السموم الفطرية الاضطرابات التنفسية والمناعية.

 

٦. الآليات الجزيئية للالتهاب الناجم عن الجسيمات
أ) مسار البالعات الكبيرة السنخية - أنواع الأكسجين التفاعلية (ROS): ينشط PM2.5 البالعات الكبيرة لإفراز سيتوكينات محفزة للالتهاب، يُحفز المسارات الحساسة للأكسدة (MAPKs, PI3K/Akt)، ويُسبب إجهادًا تأكسديًا. يؤدي تفعيل الجينات (مثل NLRP3, RIPK3) إلى التهاب وموت خلوي مُولد للالتهاب (pyroptosis). يُعزز إطلاق الكالسيوم من الشبكة الإندوبلازمية إشارات NF-κB.
ب) مسار TLR4 - NF-κB : ينشط PM2.5 مستقبل TLR4، مما يُعزز NF-κB ويرفع مستويات إنترلوكين-٦، إنترلوكين-٨، وعامل نخر الورم-ألفا (TNF-α). يساعد بروتين Nrf2 في تقليل الالتهاب عبر خفض الإجهاد التأكسدي. يتوسط كل من MyD88 و TRIP إشارات لاحقة.

 

٧. اختلال الميكروبيوم وتفاعلات الميكروبيوم-المستقلب
يُعطل التعرض للجسيمات ميكروبيوم الرئة والأمعاء، مُحدثًا اختلالات مناعية واستقلابية. تكشف دراسات الميكروبيوم-المستقلب روابط قوية بين التغيرات الميكروبية وإصابة الرئة. يزيد PM2.5 القابلية لمسببات الأمراض التنفسية مثل المكورة الرئوية. أظهرت البروبيوتيك إمكانية استعادة التوازن الميكروبي وتقليل الالتهاب.

 

٨. الخاتمة
مع توسع تربية الدواجن المكثفة، أصبح التعرض للجسيمات حتميًا. يُضعف PM2.5 الصحة التنفسية عبر استعمار الميكروبات، تنشيط المناعة، الإجهاد التأكسدي، والاختلال الاستقلابي. تعتمد الشدة على تركيز الجسيمات، مكوناتها، وظروف الإسكان. تتسبب الأمراض التنفسية المرتبطة بالجسيمات في خسائر اقتصادية كبيرة. يُعد رصد مستويات PM2.5 وتحديد المكونات السامة ضروريًا لتحسين صحة وإنتاجية الدواجن.

التوصيات

1. تطبيق مراقبة مستمرة لـ PM2.5.

2. تحسين التهوية، التحكم في الرطوبة، وإدارة الفرشة.

3. استخدام مضادات الأكسدة والبروبيوتيك.

4. إجراء دراسات آليية لسمية الجسيمات.

5. دمج رعاية الحيوان في تصميم الحظائر.