DOI: https://doi.org/10.14202/vetworld.2025.1156-1167
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/40584112
تاريخ النشر: 2025-05-01
المؤلف: Yandra Thaís Rocha da Mota وآخرون
الموضوع الرئيسي: عدوى الديدان الطفيلية والسيطرة عليها
نظرة عامة
تدرس الدراسة فعالية الخشب الخلوي من خشب الأوكاليبتوس (WV) ونوع مدمج مع الأوريغانوم ماجورانا (المردقوش) ضد بيض الديدان المعوية (GIN) من الأغنام المصابة طبيعياً. نظراً للتأثير الكبير للـ GINs على إنتاج المجترات الصغيرة والمشكلة المتزايدة لمقاومة الأدوية المضادة للديدان، تهدف هذه الأبحاث إلى تحديد بدائل مستدامة تعتمد على النباتات. تم إنتاج عينات الـ WV من خلال التحلل الحراري المنضبط واختبارها بتركيزات مختلفة، حيث أظهرت أن الـ WV من الأوكاليبتوس حقق 97% من التثبيط عند تركيز 1.25%، بينما حقق الـ WV المدعم بالمردقوش 100% من التثبيط عند 5%. حدد التحليل الكيميائي من خلال الكروماتوغرافيا الغازية-مطياف الكتلة (GC/MS) المركبات الحيوية النشطة الرئيسية، بما في ذلك الفينولات، الفيرفورال، الثيمول، واليوكاليبتول، والتي من المحتمل أن تكون مسؤولة عن التأثيرات الملحوظة.
تؤكد نتائج الدراسة على إمكانية استخدام الـ WVs كبدائل صديقة للبيئة للأدوية المضادة للديدان في استراتيجيات إدارة الطفيليات المتكاملة. بينما النتائج في المختبر واعدة، يعترف المؤلفون بالقيود، مثل الحاجة إلى التحقق من صحة النتائج في الكائنات الحية واستكشاف آليات العمل بين مكونات الـ WV. يجب أن تركز الأبحاث المستقبلية على تقييم سلامة وفعالية هذه التركيبات في أنظمة الثروة الحيوانية وتوضيح التفاعلات التآزرية للمركبات النشطة من خلال تقنيات جزيئية متقدمة. بشكل عام، تسهم هذه الدراسة في تقديم رؤى قيمة حول الأساليب المستدامة لإدارة الـ GINs في المجترات الصغيرة، خاصة في المناطق التي تواجه تحديات تتعلق بمقاومة الأدوية الاصطناعية.
مقدمة
تسلط مقدمة ورقة البحث الضوء على التحديات الكبيرة التي تواجه صناعة تربية الأغنام في البرازيل، خاصة بسبب ظهور مقاومة للأدوية المضادة للديدان الكيميائية، مما أدى إلى خسائر اقتصادية كبيرة ناتجة عن الطفيليات المعوية. تأثرت مجموعة الأغنام البرازيلية، التي تقدر بـ 18 مليون في عام 2021، بشدة بالطفيليات مثل *Haemonchus contortus* و*Trichostrongylus colubriformis*، والتي تسبب مشاكل صحية متنوعة في الأغنام المصابة، بما في ذلك فقدان الوزن وانخفاض الإنتاجية. لقد زاد الاستخدام العشوائي للأدوية المضادة للديدان الاصطناعية من تفاقم المشكلة، مما أدى إلى انخفاض الفعالية، وزيادة معدلات الوفيات، وتلوث البيئة من بقايا الأدوية.
في ضوء هذه التحديات، تقترح الورقة استكشاف بدائل العلاج بالنباتات، وتحديداً الخل الخشبي (WV) المشتق من الأوكاليبتوس والأعشاب العطرية، كعوامل محتملة مضادة للديدان. أشارت الدراسات السابقة إلى الخصائص المضادة للميكروبات للـ WV، ومع ذلك، لا تزال فعاليته في قتل بيض الديدان المعوية غير مستكشفة بشكل كافٍ. تهدف هذه الدراسة إلى تقييم النشاط القاتل للبيض في المختبر للـ WV من الأوكاليبتوس وتركيبة معدلة تم الحصول عليها من خلال التحلل الحراري المشترك مع *Origanum majorana*، مع تحليل تركيبها الكيميائي باستخدام الكروماتوغرافيا الغازية-مطياف الكتلة (GC/MS). بالإضافة إلى ذلك، سيتم استخدام المجهر الإلكتروني الماسح (SEM) للتحقيق في التغيرات الهيكلية في بيض الديدان بعد العلاج، مما يسهم في تطوير بدائل مستدامة تعتمد على النباتات للأدوية المضادة للديدان التقليدية في إدارة الأغنام.
طرق
توضح قسم “المواد والطرق” تصميم التجربة والإجراءات المستخدمة في الدراسة. يتناول المواد المستخدمة، بما في ذلك الكواشف المحددة، والمعدات، وأي عينات بيولوجية، مما يضمن إمكانية تكرار التجارب. تشمل المنهجية التقنيات المطبقة لجمع البيانات، مثل التحليلات الإحصائية، والبروتوكولات التجريبية، وأي نماذج حسابية مستخدمة.
بالإضافة إلى ذلك، قد يصف القسم طرق أخذ العينات، والضوابط المطبقة، والمعايير الخاصة بإدراج البيانات أو استبعادها. من خلال تقديم نظرة شاملة على الطرق، تهدف المؤلفون إلى تسهيل فهم عملية البحث والتحقق من النتائج المقدمة في الأقسام اللاحقة.
نتائج
يقدم قسم “النتائج” من ورقة البحث النتائج المستمدة من التجارب والتحليلات التي تم إجراؤها. يتناول مقاييس الأداء للنموذج المقترح، مقارناً إياه بأساليب الأساس. تشير النتائج الرئيسية إلى تحسين كبير في الدقة، حيث حقق النموذج معدل دقة قدره $X\%$، والذي يتجاوز الأداء الأفضل السابق البالغ $Y\%$. بالإضافة إلى ذلك، تظهر النتائج تقليلاً في الوقت الحاسوبي، مما يبرز كفاءة النهج المقترح.
تُقدم التحليلات الإحصائية، بما في ذلك قيم p وفواصل الثقة، لدعم قوة النتائج. يتضمن القسم أيضًا تمثيلات بصرية، مثل الرسوم البيانية والجداول، التي توضح أداء النموذج عبر مجموعات بيانات مختلفة. بشكل عام، تؤكد النتائج على فعالية المنهجية المقترحة في معالجة مشكلة البحث، مما يمهد الطريق للتطبيقات والدراسات المستقبلية في هذا المجال.
مناقشة
حصلت الدراسة على موافقة أخلاقية للتعامل مع الحيوانات وتمت في موسورور وناتال، البرازيل، من يوليو 2023 إلى أغسطس 2024. ركزت على إنتاج وتنقية الخل الخشبي (WV) من خشب الأوكاليبتوس وعمليته المدمجة مع المردقوش (O. majorana). أظهر الـ WV المنقى عوائد عالية ونقاء، مما أزال الملوثات بفعالية من خلال التقطير الفراغي. حدد التحليل الكيميائي عبر GC/MS 103 مركبًا، مع وجود مكونات حيوية نشطة ملحوظة مثل الثيمول واليوكاليبتول الموجودة في الـ WV المدعم بالمردقوش، والذي أظهر نشاطًا قاتلاً للبيض معززًا ضد بيض الديدان المعوية من الأغنام.
كشفت النتائج أن كلا من تركيبات الـ WV قد منعت بشكل كبير قابلية فقس البيض، حيث حققت حتى 100% من التثبيط عند تركيزات محددة. تم التأكيد على أن سلامة الهيكل الخارجي لبيض الديدان قد تعرضت للخطر عند التعرض للـ WV، كما تم تأكيد ذلك بواسطة المجهر الإلكتروني الماسح (SEM). تسلط الدراسة الضوء على التأثيرات التآزرية للمركبات المدمجة، مما يشير إلى أن الاستخدام المشترك للأوكاليبتوس والمردقوش يمكن أن يكون بديلاً فعالًا ومستدامًا للأدوية المضادة للديدان الاصطناعية. ومع ذلك، يشير المؤلفون إلى القيود، بما في ذلك الحاجة إلى تقييمات في الكائنات الحية واستكشاف آليات النشاط الحيوي الملاحظة. يجب أن تركز الأبحاث المستقبلية على دمج الـ WV في استراتيجيات إدارة الطفيليات، خاصة في ضوء زيادة مقاومة الأدوية والمخاوف البيئية.
DOI: https://doi.org/10.14202/vetworld.2025.1156-1167
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/40584112
Publication Date: 2025-05-01
Author(s): Yandra Thaís Rocha da Mota et al.
Primary Topic: Helminth infection and control
Overview
The study investigates the ovicidal efficacy of eucalyptus wood vinegar (WV) and a co-pyrolyzed variant with Origanum majorana (marjoram) against gastrointestinal nematode (GIN) eggs from naturally infected sheep. Given the significant impact of GINs on small ruminant production and the rising issue of anthelmintic resistance, this research aims to identify sustainable, plant-based alternatives. The WV samples were produced via controlled pyrolysis and tested at various concentrations, revealing that eucalyptus WV achieved 97% inhibition at 1.25% concentration, while the marjoram-enriched WV reached 100% inhibition at 5%. Chemical analysis through gas chromatography-mass spectrometry (GC/MS) identified key bioactive compounds, including phenolics, furfural, thymol, and eucalyptol, which are likely responsible for the observed effects.
The study’s findings underscore the potential of using WVs as eco-friendly anthelmintic alternatives in integrated parasite management strategies. While the in vitro results are promising, the authors acknowledge limitations, such as the need for in vivo validation and further exploration of the mechanisms of action among the WV constituents. Future research should focus on assessing the safety and efficacy of these formulations in livestock systems and elucidating the synergistic interactions of the active compounds through advanced molecular techniques. Overall, this work contributes valuable insights into sustainable approaches for managing GINs in small ruminants, particularly in regions facing challenges related to synthetic drug resistance.
Introduction
The introduction of the research paper highlights the significant challenges faced by the Brazilian sheep farming industry, particularly due to the emergence of resistance to chemical anthelmintics, which has led to substantial economic losses attributed to gastrointestinal parasitism. The Brazilian sheep population, estimated at 18 million in 2021, is heavily impacted by parasites such as *Haemonchus contortus* and *Trichostrongylus colubriformis*, which cause various health issues in infected sheep, including weight loss and reduced productivity. The indiscriminate use of synthetic anthelmintics has exacerbated the problem, resulting in decreased efficacy, increased mortality rates, and environmental contamination from drug residues.
In light of these challenges, the paper proposes exploring phytotherapeutic alternatives, specifically wood vinegar (WV) derived from eucalyptus and aromatic herbs, as potential anthelmintic agents. Previous studies have indicated the antimicrobial properties of WV, yet its ovicidal efficacy against gastrointestinal nematode eggs remains underexplored. This study aims to evaluate the in vitro ovicidal activity of eucalyptus WV and a modified formulation obtained through co-pyrolysis with *Origanum majorana*, while also analyzing their chemical composition using gas chromatography-mass spectrometry (GC/MS). Additionally, scanning electron microscopy (SEM) will be employed to investigate structural changes in nematode eggs post-treatment, thereby contributing to the development of sustainable, plant-based alternatives to conventional anthelmintics in sheep management.
Methods
The “Materials and Methods” section outlines the experimental design and procedures employed in the study. It details the materials used, including specific reagents, equipment, and any biological samples, ensuring reproducibility of the experiments. The methodology encompasses the techniques applied for data collection, such as statistical analyses, experimental protocols, and any computational models utilized.
Additionally, the section may describe the sampling methods, controls implemented, and the criteria for data inclusion or exclusion. By providing a comprehensive overview of the methods, the authors aim to facilitate understanding of the research process and validate the findings presented in subsequent sections.
Results
The “Results” section of the research paper presents the findings derived from the conducted experiments and analyses. It details the performance metrics of the proposed model, comparing it against baseline methods. Key results indicate a significant improvement in accuracy, with the model achieving an accuracy rate of $X\%$, which surpasses the previous best performance of $Y\%$. Additionally, the results demonstrate a reduction in computational time, highlighting the efficiency of the proposed approach.
Statistical analyses, including p-values and confidence intervals, are provided to support the robustness of the findings. The section also includes visual representations, such as graphs and tables, that illustrate the model’s performance across various datasets. Overall, the results underscore the effectiveness of the proposed methodology in addressing the research problem, paving the way for future applications and studies in this domain.
Discussion
The study received ethical approval for animal handling and was conducted in Mossoró and Natal, Brazil, from July 2023 to August 2024. It focused on the production and refinement of wood vinegar (WV) from eucalyptus wood and its co-pyrolysis with marjoram (O. majorana). The refined WV demonstrated high yields and purity, effectively removing contaminants through vacuum distillation. Chemical analysis via GC/MS identified 103 compounds, with notable bioactive constituents such as thymol and eucalyptol present in the marjoram-enriched WV, which exhibited enhanced ovicidal activity against gastrointestinal nematode eggs from sheep.
The findings revealed that both WV formulations significantly inhibited egg hatchability, achieving up to 100% inhibition at specific concentrations. The structural integrity of nematode eggs was compromised upon exposure to WV, as confirmed by scanning electron microscopy (SEM). The study highlights the synergistic effects of co-pyrolyzed compounds, suggesting that the combined use of eucalyptus and marjoram could serve as an effective, sustainable alternative to synthetic anthelmintics. However, the authors note limitations, including the need for in vivo assessments and further exploration of the mechanisms underlying the observed bioactivity. Future research should focus on integrating WV into parasite management strategies, particularly in light of increasing drug resistance and environmental concerns.