DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-024-67399-7
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/39122731
تاريخ النشر: 2024-08-09
المؤلف: Fatma S.O. Elkhateeb وآخرون
الموضوع الرئيسي: السيلينيوم في الأنظمة البيولوجية
نظرة عامة
تبحث هذه الدراسة في تأثير المكملات الغذائية مع جزيئات السيلينيوم النانوية (Nano-Se) على مقاييس الأداء المختلفة في دجاج التسمين. تم تخصيص 192 دجاجة من نوع كوب 500 بعمر يوم واحد إلى أربع مجموعات علاجية تتلقى Nano-Se بتركيزات 0 و0.2 و0.3 و0.4 ملغ/كغ على مدار تجربة تغذية لمدة 35 يومًا. أظهرت النتائج أن المكملات بتركيز 0.2 و0.3 ملغ/كغ عززت بشكل كبير الوزن الجسماني وزيادة الوزن مقارنةً بالمجموعة الضابطة وأعلى جرعة. بالإضافة إلى ذلك، تحسنت قابلية هضم المغذيات مع زيادة مستويات Nano-Se، خاصةً لمستخلصات الإيثر، بينما انخفضت مستويات الكوليسترول في المصل، والدهون الثلاثية، وإنزيمات الكبد، مما يشير إلى تأثيرات خافضة للدهون ومضادة للالتهابات.
كما سلطت النتائج الضوء على تحسينات في جودة اللحم، بما في ذلك انخفاض فقدان الطهي وزيادة قدرة الاحتفاظ بالماء، مع ملاحظة النتائج المثلى عند جرعة 0.3 ملغ/كغ. كانت هذه المستوى من المكملات مرتبطًا بتحسين احتفاظ السيلينيوم في الأنسجة وكيمياء الدم المواتية. وتخلص الدراسة إلى أن مكملات Nano-Se يمكن أن تعزز أداء النمو، وقابلية هضم المغذيات، والنشاط المضاد للأكسدة في دجاج التسمين، مما يضعها كإضافة غذائية واعدة. يُوصى بإجراء مزيد من الأبحاث لتوضيح الآليات الكامنة وراء هذه الفوائد واستكشاف الآثار الأوسع لـ Nano-Se على صحة وإنتاجية دجاج التسمين.
طرق البحث
في هذه الدراسة، تم استخدام 192 دجاجة من نوع كوب 500 بعمر يوم واحد للتحقيق في تأثيرات مستويات مختلفة من السيلينيوم النانوي (Nano-Se) في حميتها. تم اعتماد التصميم التجريبي من قبل لجنة الأخلاقيات في قسم إنتاج الحيوانات والدواجن بجامعة الوادي الجنوبي (SVU-AGRI-8-2020) وامتثل لإرشادات ARRIVE. تم تخصيص الصيصان عشوائيًا إلى أربع مجموعات علاجية، كل منها تتلقى حميات مكملة بـ Nano-Se بتركيزات 0 و0.2 و0.3 أو 0.4 ملغ/كغ، مع كل مجموعة تتكون من ستة مكررات من ثمانية صيصان. استمرت تجربة التغذية لمدة 35 يومًا وتم تقسيمها إلى ثلاث مراحل: البداية (1-12 يومًا)، النمو (13-23 يومًا)، والانتهاء (24-35 يومًا).
تضمنت الإعدادات التجريبية أقفاص ذات أرضيات سلكية في بيئة محكومة المناخ، حيث تم ضبط درجة الحرارة في البداية عند 32 درجة مئوية وتم تقليلها تدريجياً إلى 23 درجة مئوية، مع الحفاظ على الرطوبة النسبية بين 50% و70%. تم توفير إضاءة مستمرة خلال الأيام الثلاثة الأولى، تليها جدول إضاءة لمدة 23 ساعة لبقية التجربة. طوال فترة التجربة، كانت للصيصان وصول غير محدود إلى العلف والماء، ومن الجدير بالذكر أنه لم يتم تسجيل أي وفيات بين الطيور خلال فترة الدراسة. ضمنت هذه المنهجية الشاملة تلبية الاحتياجات الغذائية والبيئية لدجاج التسمين بشكل كافٍ، مما سمح بتقييم محكم لتأثيرات مكملات Nano-Se.
النتائج
كشفت نتائج التحليل النسيجي عن اختلافات واضحة في الهيستولوجيا المعوية والكبدية بين المجموعات العلاجية المختلفة. في المجموعة الضابطة، أظهر المجهر في الأمعاء تضخمًا طفيفًا في خلايا الكأس. بالمقابل، أظهرت دجاجات التسمين التي تم تكميلها بـ 0.2 ملغ/كغ من Nano-Se زوائد معوية متوسطة الطول، بينما أظهرت تلك التي تلقت 0.3 ملغ/كغ تحسينات ملحوظة في تضخم خلايا الكأس. عرضت المجموعة التي تم تكميلها بـ 0.4 ملغ/كغ من Nano-Se زوائد معوية طويلة مع تغييرات هيستولوجية طفيفة فقط.
ظل الهيستولوجيا الكبدية طبيعية عبر جميع المجموعات، بما في ذلك المجموعة الضابطة وتلك التي تم تكميلها بـ Nano-Se بتركيزات 0.2 و0.3 و0.4 ملغ/كغ، مما يشير إلى عدم وجود آثار سلبية على هيكل الكبد بسبب المكملات. تشير هذه النتائج إلى أن مكملات Nano-Se يمكن أن تؤثر بشكل إيجابي على شكل الأمعاء دون التأثير على صحة الكبد.
المناقشة
تسلط قسم المناقشة في ورقة البحث الضوء على تخليق وفوائد السيلينيوم العنصري الأحمر النانوي (Nano-Se) في حميات دجاج التسمين، مع التأكيد على إمكانيته في تعزيز أداء النمو ومؤشرات الصحة في دجاج كوب 500. توضح الدراسة أن دمج Nano-Se بمستويات مختلفة (0.2 إلى 0.4 ملغ/كغ) يحسن بشكل كبير الوزن الجسماني (BW) وزيادة الوزن الجسماني (BWG) ونسبة تحويل العلف (FCR)، خاصة عند مستوى المكملات 0.3 ملغ/كغ. تُعزى الآليات الأساسية إلى تنشيط السيلينوبروتينات والإنزيمات المشاركة في إنتاج هرمونات الغدة الدرقية، والتي تعتبر حيوية لتمثيل الطاقة والنمو بشكل عام. بالإضافة إلى ذلك، تفيد الدراسة بتحسن ملحوظ في معامل قابلية الهضم الظاهرة لمستخلص الإيثر (EE) مع زيادة مستويات Nano-Se، مما يشير إلى تحسين هضم الدهون وامتصاصها.
علاوة على ذلك، تشير الأبحاث إلى أن مكملات Nano-Se الغذائية تؤدي إلى تقليل كبير في مستويات الكوليسترول والدهون الثلاثية في المصل، إلى جانب تحسينات في علامات وظائف الكبد والكلى، مثل ALT وAST. ترتبط هذه التغيرات الكيميائية الحيوية بخصائص Nano-Se المضادة للأكسدة ودوره في تعديل تمثيل الدهون. كما تلاحظ الدراسة أنه بينما ظلت خصائص الذبيحة غير متأثرة بمستويات Nano-Se، تحسنت جودة اللحم، كما يتضح من انخفاض فقدان الطهي وزيادة قدرة الاحتفاظ بالماء. بشكل عام، تدعم النتائج استخدام Nano-Se كمصدر سيلينيوم عالي التوافر البيولوجي الذي لا يعزز فقط النمو والصحة في دجاج التسمين ولكن أيضًا يحسن جودة اللحم، مما يبرز قيمته في تغذية الدواجن.
DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-024-67399-7
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/39122731
Publication Date: 2024-08-09
Author(s): Fatma S.O. Elkhateeb et al.
Primary Topic: Selenium in Biological Systems
Overview
This study investigated the impact of dietary supplementation with nanoparticles of Selenium (Nano-Se) on various performance metrics in broiler chickens. A total of 192 one-day-old male Cobb 500 broilers were assigned to four treatment groups receiving Nano-Se at concentrations of 0, 0.2, 0.3, and 0.4 mg/kg over a 35-day feeding trial. Results indicated that supplementation at 0.2 and 0.3 mg/kg significantly enhanced body weight and weight gain compared to the control and the highest dosage. Additionally, nutrient digestibility improved with increasing Nano-Se levels, particularly for ether extracts, while serum cholesterol, triglycerides, and liver enzymes decreased, suggesting hypolipidemic and anti-inflammatory effects.
The findings also highlighted improvements in meat quality, including reduced cooking loss and enhanced water-holding capacity, with optimal results observed at the 0.3 mg/kg dosage. This level of supplementation was associated with better selenium retention in tissues and favorable blood biochemistry. The study concludes that Nano-Se supplementation can enhance growth performance, nutrient digestibility, and antioxidant activity in broiler chickens, positioning it as a promising dietary additive. Further research is recommended to elucidate the mechanisms underlying these benefits and to explore the broader implications of Nano-Se on broiler health and productivity.
Methods
In this study, a total of 192 one-day-old male broiler chickens (Cobb 500) were utilized to investigate the effects of varying levels of Nano-Selenium (Nano-Se) in their diets. The experimental design was approved by the South Valley University Department of Animal and Poultry Production’s Committee of Ethics (SVU-AGRI-8-2020) and adhered to the ARRIVE guidelines. The chicks were randomly assigned to four treatment groups, each receiving diets supplemented with Nano-Se at concentrations of 0, 0.2, 0.3, or 0.4 mg/kg, with each group consisting of six replicates of eight chicks. The feeding trial lasted for 35 days and was divided into three phases: starting (1-12 days), grower (13-23 days), and finisher (24-35 days).
The experimental setup included wire-floored cages in a climate-controlled environment, where the temperature was initially set at 32 °C and gradually reduced to 23 °C, with relative humidity maintained between 50% and 70%. Continuous lighting was provided for the first three days, followed by a 23-hour light schedule for the remainder of the trial. Throughout the experiment, the chicks had unrestricted access to feed and water, and notably, there were no recorded deaths among the birds during the study period. This comprehensive methodology ensured that the dietary and environmental needs of the broilers were adequately met, allowing for a controlled assessment of the effects of Nano-Se supplementation.
Results
The results of the histopathological analysis revealed distinct differences in intestinal and liver histology among the various treatment groups. In the control group, microscopy of the intestine showed modest goblet cell hyperplasia. In contrast, broilers supplemented with 0.2 mg/kg of Nano-Se exhibited moderate-length intestinal villi, while those receiving 0.3 mg/kg demonstrated significant improvements in goblet cell hyperplasia. The group supplemented with 0.4 mg/kg of Nano-Se displayed lengthy intestinal villi with only modest histological changes.
Liver histology remained normal across all groups, including the control and those supplemented with Nano-Se at concentrations of 0.2, 0.3, and 0.4 mg/kg, indicating no adverse effects on liver structure due to the supplementation. These findings suggest that Nano-Se supplementation can positively influence intestinal morphology without compromising liver health.
Discussion
The discussion section of the research paper highlights the synthesis and benefits of nano red elemental selenium (Nano-Se) in broiler diets, emphasizing its potential to enhance growth performance and health metrics in Cobb 500 broilers. The study demonstrates that the incorporation of Nano-Se at varying levels (0.2 to 0.4 mg/kg) significantly improves body weight (BW), body weight gain (BWG), and feed conversion ratio (FCR), particularly at the 0.3 mg/kg supplementation level. The underlying mechanisms are attributed to the activation of selenoproteins and enzymes involved in thyroid hormone production, which are crucial for energy metabolism and overall growth. Additionally, the study reports a notable improvement in the apparent digestibility coefficient of ether extract (EE) with increasing Nano-Se levels, suggesting enhanced lipid digestion and absorption.
Furthermore, the research indicates that dietary Nano-Se supplementation leads to significant reductions in serum cholesterol and triglyceride levels, alongside improvements in liver and kidney function markers, such as ALT and AST. These biochemical changes are linked to Nano-Se’s antioxidant properties and its role in modulating lipid metabolism. The study also notes that while carcass characteristics remained unaffected by Nano-Se levels, meat quality improved, evidenced by reduced cooking loss and enhanced water-holding capacity. Overall, the findings support the use of Nano-Se as a highly bioavailable selenium source that not only promotes growth and health in broilers but also enhances meat quality, thereby underscoring its value in poultry nutrition.