عوامل مؤثر بر باروری خروس‌های واحد مرغ مادر

چکیده
افزایش باروری و میزان تولید تخم‌مرغ نطفه‌دار، یکی از اصلی‌ترین دغدغه‌ها در صنعت مرغ مادر می باشد. تقریباً 70 درصد افت تولید در مراحل مختلف جوجه‌کشی مربوط به تخم‌مرغ‌های بدون نطفه و مرگ‌ومیر جنینی است. کاهش باروری در خروس های گله مادر به‌خصوص بعد از 50 هفتگی به‌عنوان عامل مهم دیگر در افت تولید گزارش شده است. کاهش قدرت باروری به عواملی ازقبیل سن، وزن و کیفیت منی نسبت داده می‌شود. عموماً مشکلات باروری انعکاسی از مسائل مربوط به خروس است. یکی از راه‌های بهبود باروری در خروس، داشتن اسپرم تازه و با کیفیت است که بر همین مبنا روش‌های گوناگونی توسعه‌یافته‌اند.

مقدمه

در چند سال اخیر، صنعت مرغ مادر گوشتی به‌طور قابل‌توجهی تغییر کرده است. اگرچه انتخاب ژنتیکی به همراه مدیریت، ضریب تبدیل غذایی و تولید گوشت را بهبود بخشیده اند؛ با این‌حال، در گله‌های مادر جوجه‌های گوشتی، ایجاد تأخیر در کاهش باروری مولدین نر و افزایش میزان تولید تخم‌مرغ نطفه‌دار، یکی از اصلی‌ترین دغدغه‌ها برای حفظ عملکرد تولیدمثلی در سطح بالا است. ازآنجایی‌که تنها 10 درصد از گله‌های مرغ گوشتی را خروس‌ها تشکیل می‌دهند، باروری آن‌ها بسیار مهم است. عمدتاً کاهش توانایی تولیدمثلی در خروس‌های مولد با رسیدن به سن 45-40 هفته‌ مشاهده می‌شود. کاهش در عملکرد تولیدمثلی منجر به کاهش تولید تخم‌های نطفه‌دار و درنهایت منجر به زیان اقتصادی در صنعت طیور می‌شود. رژیم غذایی غنی از اسیدهای چرب غیراشباع چندگانه (PUFAs) باعث افزایش تحرک و زنده ماندن اسپرم می‌شود. همچنین رشد بیضه و اسپرم زایی را در چندین گونه حیوان اهلی بهبود می بخشد. افزایش محتوای اسیدهای چرب غیراشباع چندگانه (PUFAs) در اسپرم باعث افزایش سیالیت غشای پلاسما می شود که برای لقاح مهم است. با این‌حال، اشکال عمده مصرف بالای اسیدهای چرب غیراشباع چندگانه در رژیم غذایی این است که سطح گونه‌های اکسیژن فعال را در بدن افزایش می‌دهد. افزایش سطح گونه‌های اکسیژن فعال به‌طور قابل‌توجهی بر باروری تأثیر می‌گذارد. پدیده پیری در خروس ها با بروز استرس اکسیداتیو در بیضه‌ها مرتبط است که به دلیل افزایش سطوح گونه‌های اکسیژن فعال ایجاد می شود. نسبت بالایی از PUFA در غشای پلاسمایی اسپرم وجود دارد و اسید چرب غیراشباع چندگانه اصلی در مایع منی خروس (22:4n-6، اسید دوکوزاترانوئیک) بسیار حساس به پراکسیداسیون می‌باشد. افزایش ظرفیت آنتی‌اکسیدانی مایع منی یک راهکار کاربردی برای بهبود باروری می‌باشد.

رابطه بین باروری و تغذیه در طیور

تولیدمثل یک عملکرد فیزیولوژیکی مهم در بدن حیوانات مزرعه و همچنین طیور است. تعامل بین تولیدمثل و تغذیه در طول لقاح و تشکیل تخم در مرغ و اسپرم‌زایی در خروس‌ها زمانی که بیشتر مواد مغذی برای حمایت از فعالیت‌های تولیدمثلی در طیور استفاده می‌شود، حیاتی است. تغذیه خوب باعث افزایش بهره‌وری و کارایی تولیدمثل حیوانات می شود. عوامل ژنتیکی، بیولوژیکی، محیطی و تغذیه‌ای بر عملکرد تولیدمثلی حیوانات تأثیر می‌گذارند. ارتباط بین تغذیه و تولیدمثل موضوعی است که در بین مرغداران، تولیدکنندگان خوراک، متخصصان تغذیه و فیزیولوژیست‌ها اهمیت و نگرانی روزافزونی دارد. به حداکثر رساندن عملکرد تولیدمثلی (باروری در نروماده، تعداد تخم، وزن و توده تخم‌مرغ و بقای نتاج) عمدتاً به مؤلفه‌های ژنتیک و تغذیه پرندگان بستگی دارد. به‌طورکلی، نشان داده شده است که تغذیه نامناسب باعث اسپرم‌زایی غیرطبیعی و کاهش قدرت باروری و جوجه ‌ریزی می‌شود. مستند شده است که مواد معدنی بر باروری مردان و تولیدمثل بعدی در انسان و حیوانات تأثیر می‌گذارد.

تأثیر مواد معدنی بر باروری

مواد معدنی برای عملکردهای مختلف فیزیولوژیکی در حیوانات ضروری هستند و تقریباً 5/3 درصد از وزن بدن حیوانات را تشکیل می‌دهند. ماکرومینرال‌ها (Macro minerals) که معمولاً به صورت درصدی از خوراک یا بافت بیان می‌شوند، عمدتاً در نقش‌های ساختاری شرکت می‌کنند. در مقابل، میکرومینرال‌ها (Micro minerals) یا مواد معدنی کمیاب، در غلظت‌های بسیار کم در بافت‌های حیوانی وجود دارند که تجزیه‌وتحلیل آن‌ها را به دلیل محدودیت‌های تجهیزات و تکنیک چالش‌برانگیز می‌کند (شکل 1).

شکل 1: مواد معدنی ضروری

علی‌رغم غلظت کم، میکرومینرال‌ها عملکردهای متنوع و ضروری را انجام می‌دهند. ماکرومینرال‌ها در سطوح بیش از mg/kg100 موردنیاز هستند، درحالی‌ که عناصر کمیاب در غلظت‌های کمتر از mg/kg 50 یافت می‌شوند. میکرومینرال‌ها کوفاکتورهای ضروری برای صدها آنزیم سلولی و فاکتورهای رونویسی در همه گونه‌های جانوری هستند و بنابراین در طیف گسترده‌ای از فرایندهای بیوشیمیایی (رشد و پاسخ ایمنی، توسعه و یکپارچگی بافت و استخوان، محافظت در برابر استرس اکسیداتیو و رشد و تقسیم سلولی) شرکت می‌کنند. باروری نرها یکی از عوامل مهم مؤثر بر بهره‌وری گله‌های پرورش‌دهنده است. مواد معدنی در باروری جنس نر بسیار مهم هستند. چند گزارش مشابه در مورد محتوای معدنی منی خروس و ارتباط آن با خصوصیات منی وجود دارد. مواد معدنی به طور قابل‌توجهی باروری جنس نر و تولیدمثل نتاج را تغییر می‌دهند. رایج‌ترین مواد معدنی آلی مورداستفاده عبارت‌اند از: روی (Zn)، مس (Cu)، آهن (Fe)، منگنز (Mn) و سلنیوم (Se). محققین گزارش کردند که عوامل استرسی مرتبط با استرس اکسیداتیو و آسیب به مولکول‌های مهم بیولوژیکی بر باروری و عملکرد تولیدمثلی در طیور تأثیر منفی می‌گذارند. مواد معدنی ناکافی در جیره می‌تواند تولید تخم‌مرغ و کیفیت پوسته را کاهش دهد و مرگ‌ومیر جنینی را افزایش دهد.

روی

روی (Zn)، حیاتی‌ترین ماده معدنی برای عملکرد جنسی مردان است و برای متابولیسم تستوسترون، رشد بیضه‌ها، تولید اسپرم، تحرک، شمارش، کاهش استروژن اضافی در بافت تناسلی جنس نر موردنیاز است. روی برای سنتز پروژسترون موردنیاز است و کمبود آن می‌تواند باعث ترشح بیش‌ازحد پرولاکتین شود. یک مطالعه نشان داده است که روی به محافظت از ساختار ماده ژنتیکی یا کروماتین DNA در هسته اسپرم کمک می‌کند. این ساختار برای لقاح موفق مهم است. افزودن روی به جیره جوجه‌های نر باعث افزایش غلظت و تحرک اسپرم شده است. همچنین، روی میل جنسی و قدرت باروری را افزایش می‌دهد. محققین گزارش کردند که برای عملکرد بهینه و جوجه آوری، جیره‌های مرغ‌های مولد قهوه‌ای باید حاوی mg/kg 180، روی باشد. کمبود روی در رژیم غذایی مولدین منجر به کاهش ظرفیت جوجه ریزی، افزایش مرگ‌ومیر جنینی و نفوذ کمتر اسپرم به داخل تخمک می‌شود. محققین گزارش کردند که روی برای تقسیم سلولی و تولید اسپرم زنده مهم است و مهم‌ترین ریز معدنی برای عملکردهای تولیدمثل مردان است. مکمل روی سبب بهبود بافت‌شناسی بیضه، باروری و کیفیت اسپرم در گله خروس‌های مرغ گوشتی می‌شود.

شکل 2: نقش‌ روی در بدن

منگنز

منگنز (Mn) برای تنظیم سطح قند خون، عملکرد سیستم ایمنی، تولید انرژی سلولی، تولیدمثل، هضم و رشد استخوان بسیار مهم است. علاوه‌براین، نقش مهمی در دفاع سلولی در برابر رادیکال‌های آزاد دارد و برای لخته شدن خون و هموستاز در کنار ویتامین K ضروری است. بسیاری از سیستم‌های مهم آنزیمی وابسته به منگنز هستند، ازجمله: لیازها، فسفوانول پیروات کربوکسیلاز و ترانسفرازها. کمبود منگنز در رژیم غذایی می‌تواند منجر به تأخیر در رشد، نقص‌های اسکلتی، کاهش رشد استخوان، ناهنجاری‌های هنگام تولد، کاهش باروری و اختلال در متابولیسم کربوهیدرات‌ها و لیپیدها شود که منجر به تحمل غیرطبیعی گلوکز می‌شود. منگنز برای متابولیسم لیپیدها، کربوهیدرات‌ها و اسیدهای آمینه ضروری است. گزارش شده است که مکمل غذایی منگنز به میزان mg/kg 90 از بروز اختلالات مختلف جلوگیری و رشد و نمو طبیعی جوجه‌های گوشتی را حفظ می‌کند. شواهد نشان داده است که مکمل منگنز به میزان mg/kg 12 در جیره غذایی جوجه‌های گوشتی به صورت آلی و معدنی برای عملکرد بهینه رشد کافی است. منگنز برای رشد مناسب استخوان، متابولیسم لیپید و کربوهیدرات، عملکرد سیستم ایمنی، عصبی و تولیدمثل در جوجه‌های گوشتی ضروری است. همچنین، فعال‌کننده آنزیم‌هایی است که در سنتز موکوپلی‌ساکاریدها و گلیکوپروتئین‌ها نقش دارد و به تشکیل ماتریکس آلی پوسته کمک می‌کند.

سلنیوم

سلنیوم (Se) یک عنصر کمیاب است و اغلب به‌عنوان مکملی برای حفظ عملکردهای تولیدمثل به رژیم غذایی حیوانات اضافه می‌شود. سلنیوم جزء سلنوپروتئین‌ها مانند گلوتاتیون پراکسیداز است که از اسپرم‌ها در برابر آسیب اکسیداتیو محافظت می کند. به خوبی شناخته شده است که ویتامین E با سلنیوم تعامل دارد و هر دو در حفظ عملکردهای تولیدمثل و همچنین در کاهش گونه‌های اکسیژن فعال (ROS) و تولید رادیکال‌های آزاد نقش دارند. سلنیوم هم منابع معدنی و هم منابع آلی دارد. سلنیوم غیر آلی دارای محدودیت‌هایی ازجمله سمیت بالقوه، برهمکنش با عناصر دیگر و ظرفیت محدود برای ذخیره است که منجر به دفع قابل‌توجهی می‌شود. همان‌طور که ذکر شد سلنیوم نقش مهمی در رشد بیضه ایفا کرده و از DNA اسپرم در برابر استرس اکسیداتیو محافظت می‌کند و با محافظت از سلول در برابر اکسیداسیون به پایداری کروماتین اسپرم کمک می‌کند که می‌تواند باروری را افزایش دهد. درنتیجه، ترکیب سلنیوم و ویتامین E با کاهش پراکسیداسیون لیپیدی باعث افزایش تجمع سلنیوم در مایع منی و بافت‌ها و همچنین بهبود پارامترهای تولیدمثلی در طیور می‌شوند. کمبود سلنیوم در رژیم غذایی باعث کاهش غلظت، تحرک و ظرفیت اسپرم در انسان، حیوانات آزمایشگاهی و حیوانات مزرعه ازجمله گونه‌های طیور می شود.

شکل 3: نقش‌ سلنیوم در بدن

مس

مس (Cu) یک عنصر ضروری در متالوآنزیم‌ها است که نقش اساسی در دفاع آنتی‌اکسیدانی، تنفس سلولی، متابولیسم لیپیدها و کربوهیدرات‌ها، تشکیل استخوان، عملکردهای ایمنی، توسعه بافت همبند، میلیناسیون نخاع و کراتینه شدن بافت دارد. همچنین یک پرو اکسیدان بوده که از سلول‌های زنده در برابر گونه‌های فعال اکسیژن محافظت می‌کند. مس به‌عنوان یک کوفاکتور آنزیم لیزیل- اکسیداز که در تشکیل پیوندهای متقاطع کلاژن موجود در غشای پوسته تخم‌مرغ نقش دارد، نقش مهمی ایفا می‌کند. آهن و مس ازجمله مواد معدنی مهمی هستند که نقش مهمی در باروری و بهره‌وری گله‌ها دارند. منگنز و مس محرک‌های قوی تحرک اسپرم هستند. مس یک کوفاکتور برای بسیاری از آنزیم‌ها ازجمله سیتوکروم c اکسیداز، سوپراکسید دیسموتاز، دیامین اکسیداز و تیروزیناز است. محققین نشان دادند که مس اثرات مثبت معنی‌داری بر حجم مایع منی دارد.

آهن

آهن (Fe) جزء هموگلوبین و میوگلوبین است و در اکسیداسیون، کاهش و انتقال الکترون‌ها نقش دارد که برای بسیاری از فرایندهای فیزیولوژیکی یکپارچه یک ارگانیسم ضروری است. آهن به‌عنوان یک ماده معدنی کمیاب در بسیاری از عملکردهای فیزیولوژیکی سلول‌ها نقش دارد که با اسپرم زایی و متابولیسم اسپرم مرتبط هستند. علاوه‌براین، ذکر شده است که آهن نقش مهمی در تولید طبیعی اسپرم و خصوصیات منی دارد. کمبود یا میزان بیش‌ازحد هر یک از مواد معدنی سبب اثرات نامطلوب بر روی دستگاه تناسلی شده که درنهایت منجر به کاهش باروری می‌شود. اطلاعات مربوط به مواد معدنی پلاسمای منی در خروس‌ها اندک است.

نتیجه‌گیری

تمام موجودات زنده برای زندگی به مواد معدنی نیاز دارند. این مواد به دسته ماکرو و میکرو طبقه‌بندی می‌شوند. برخی از این مواد معدنی به صورت طبیعی با مصرف خوراک تأمین نمی‌شوند و باید به فرمول جیره اضافه گردند تا رشد و تولید بهبود یابد. عملکرد کلی مواد معدنی ساختاری، فیزیولوژیکی، کاتالیزوری و هورمونی است. اگرچه مواد معدنی کمیاب نقش بسیار مهمی در علم تغذیه حیوانات دارند؛ اما در هر حال اغلب نادیده گرفته می‌شوند. دلیل اصلی این امر این است که تحقیقات بیشتر بر روی ماکرومینرال‌ها متمرکز شده است. بااین ‌حال، واضح است که مواد معدنی کمیاب عملکردهای غیرقابل‌جایگزینی در متابولیسم، پارامترهای تولید، حفاظت از سلامت، کیفیت محصول و همچنین بهبود در باروری مولدین انجام می‌دهند. در طیور، کمبود مواد معدنی را می‌توان با سرعت پایین جوجه‌کشی، رشد نامناسب اسکلتی، کاهش محتوای مواد معدنی جنین یا افزایش میزان مرگ‌ومیر مشخص کرد. درنتیجه با افزودن میکرومینرال‌ها به جیره گله‌های خروس‌های مولد، باروری و کیفیت اسپرم را می‌توان بهبود بخشید.

منابع

1. Barbarestani, S. Y., Samadi, F., Zaghari, M., Khademian, S., Pirsaraei, Z. A., & Kastelic, J. P. (2024). A review of antioxidant strategies to improve reproduction in aging male broiler breeders. GeroScience, 10.1007/s11357-024-01363-1. Advance online publication. https://doi.org/10.1007/s11357-024-01363-1
2. Ghaniei, A., Eslami, M., & BabaeiMarzango, S. S. (2018). Determination of calcium, magnesium, phosphorus, iron, and copper contents in rooster seminal plasma and their effects on semen quality. Comparative Clinical Pathology, 27(2), 427– https://doi.org/10.1007/s00580-017-2609-x
3. Genc, B. (n.d.). VITAMINS and MINERALS in POULTRY. https://doi.org/10.5281/zenodo.13984263.
4. Hassan, S., Hassan, F. ul, & Rehman, M. S. ur. (2020). Nano-particles of Trace Minerals in Poultry Nutrition: Potential Applications and Future Prospects. In Biological Trace Element Research (Vol. 195, Issue 2, pp. 591–612). Humana Press Inc. https://doi.org/10.1007/s12011-019-01862-9
5. Londero, A., Pires Rosa, A., Golin Luiggi, F., Oliveira Fernandes, M., Guterres, A., Moura, S. de, Hettwer Pedroso, N., & Santos, N. (2020). Effect of supplementation with organic and inorganic minerals on the performance, egg and sperm quality and, hatching characteristics of laying breeder hens. Animal Reproduction Science, 215. https://doi.org/10.1016/j.anireprosci.2020.106309.