1- مقدمه
ورم پستان در واقع پاسخ التهابی در غده پستان است که با تغییر ترکیب شیر، ظاهر پستان (قرمزی، گرمی، درد) و نشانههای عمومی مانند تب تظاهرمییابد. این بیماری، در صنعت گاوداری خسارتهای اقتصادی قابل توجهی از جمله کاهش تولید و کیفیت شیر، افت باروری، افزایش تلفات و هزینههای درمان ایجاد میکند. ورود پاتوژنها به غده پستان، علت اصلی بیماری شناخته میشود. با این وجود، پژوهشهای اخیر نشان میدهد تغذیه و میکروبیوم دستگاه گوارش و متابولیتهای آنها نیز نقش مهمی در بروز و شدت ورم پستان دارند. تغذیه نامناسب و ایجاد تعادل منفی انرژی، سیستم ایمنی را تضعیف کرده و حساسیت گاوها به بیماری را افزایش میدهد. این در حالی است که میکروبیوم روده در ارتقای سیستم ایمنی و مقاومت در برابر پاتوژنها مؤثر است. برهم خوردن تعادل میکروبیوم میتواند باعث نفوذ سلولهای التهابی، افزایش فعالیت آنزیمها و بالا رفتن نفوذپذیری سد خون – شیر شود و بدین ترتیب ورم پستان ایجاد یا تشدید گردد. روشهای متداول درمانی مانند استفاده گسترده از آنتیبیوتیکها میتواند تعادل میکروبی شیر را برهم زده و باقیمانده دارویی در شیر تهدیدی برای سلامت انسان ایجاد کند. در مقابل، افزودن ریزمغذیها، پروبیوتیکها، متابولیتهای میکروبی مانند اسیدهای چرب زنجیرکوتاه و مصرف رژیمهای پرفیبر میتواند شدت ورم پستان را کاهش دهد. مطالعات نشان دادهاند که اینولین از طریق تنظیم میکروبیوم و متابولیتها قادر به بهبود ورم پستان تحتبالینی است. با توجه به گرایش صنعت گاوداری به کاهش مصرف آنتیبیوتیکها، درک بهتر ارتباط تغذیه و میکروبیوم با ورم پستان اهمیت بیشتری پیدا نموده و یافتههای اخیر میتواند راهکارهای مؤثری برای پیشگیری و کنترل این بیماری ارایه دهد.
2- تغذیه و ورم پستان
تغذیه نقش مهمی در سلامت پستان دارد و بسیاری از مشکلات ورم پستان از کمبود انرژی و مواد مغذی آغاز میشود. پس از زایمان، نیاز گاو به مواد مغذی برای تولید شیر افزایش مییابد، اما مصرف خوراک در این زمان پایین است و گاو در «تعادل انرژی منفی» قرار دارد. این ناترازی انرژی باعث تضعیف سیستم ایمنی میشود و احتمال بروز ورم پستان را بالا میبرد. در چنین شرایطی، سطح بتا-هیدروکسیبوتیرات در خون افزایش مییابد و این موضوع عملکرد سلولهای ایمنی را کاهش میدهد. نوتروفیلها و ماکروفاژها که وظیفه نابودی باکتریها را دارند، در زمان کمبود انرژی قدرت فاگوسیتوز کمتری دارند و توانایی تولید کموکاینها نیز کاهش مییابد. بنابراین، سلولهای ایمنی کمتر و دیرتر به پستان آلوده میرسند و زمینه برای ایجاد عفونت فراهم میشود. گاوهایی که پیش از زایمان درگیر کیتوز هستند، بیشتر در معرض ورم پستان قرار دارند، زیرا کیتوز نشانهای از اختلالهای متابولیک گستردهتر است. کمبود ریزمغذیها نیز میتواند سیستم دفاعی پستان را تضعیف کند. این کمبود ممکن است موجب تغییر در پلاک کراتینی نوک پستان یا آسیب به یکپارچگی سلولهای اپیتلیال شود که هر دو نقش مهمی در جلوگیری از ورود باکتریها دارند. نیاز گاوهای شیرده به ویتامینها و مواد معدنی با عواملی مانند سن، بارداری، سطح تولید و رشد تغییر میکند. معمولاً مقدار ریزمغذی لازم برای حفظ عملکرد ایمنی بیش از مقداری است که تنها برای رشد یا تولید مثل کافی است. به همین دلیل ممکن است پیش از بروز نشانههای ظاهری کمبود، عملکرد شیردهی و سلامت افت کند.
3- ویژگیهای میکروبیوتا و متابولیتها در شیر، شکمبه و مدفوع گاوهای مبتلا به ورم پستان
مطالعات نشان میدهد که ابتلای گاو به ورم پستان موجب کاهش فعالیت، مدت زمان دراز کشیدن، مصرف خوراک، زمان صرف غذا و نشخوار میشود. همچنین، مقایسه گاوهای مبتلا با گاوهای سالم نشان میدهد که تنوع، غنای گونهها و فراوانی میکروبیوم روده در حیوانات بیمار کمتر است. این تغییرات ممکن است با کاهش مصرف خوراک و محدودیت تنوع رژیم غذایی مرتبط باشد. تحقیقات نشان دادهاند که در شیر و دستگاه گوارش گاوهای مبتلا، میزان باکتریهای بالقوه بیماریزا و ترکیبات التهابی افزایش یافته، در حالی که جمعیت باکتریهای مفید کاهش مییابد. این یافتهها نشان میدهد که تغییرات میکروبیوتا و متابولیتها میتوانند نقش مهمی در تشدید التهاب پستان و کاهش سلامت عمومی دام داشته باشند.
3-1- شیر
در گاو، ورم پستان توسط باکتریهای مختلفی ایجاد میشود که میتوان آنها را به سه گروه تقسیم کرد: باکتریهای عفونی مانند Staphylococcus و Streptococcus که معمولاً حین شیردوشی منتقل میشوند و میتوانند باعث عفونت مزمن شوند و یا با نفوذ به لایههای عمقیتر پستان، منجر به فیبروز و آبسه میشوند؛ باکتریهای محیطی مانند E. coli و Klebsiella که با ورود به پستان باعث التهاب میشوند و بخشی از آنها توسط بدن حذف میشود؛ و باکتریهای فرصتطلب مانند Pseudomonas spp که معمولاً روی نوک پستان زندگی میکنند و در صورت برهم خوردن تعادل طبیعی، بیماریزا میشوند. تحقیقات نشان دادهاند که در شیر گاوهای مبتلا به ورم پستان، سطح مواد شیمیایی التهابی و پپتیدها افزایش مییابد. برخی متابولیتها مانند سرامید و پروستاگلاندین F2α باعث تشدید التهاب و حساسیت پستان میشوند، در حالی که کاهش باکتریهای مفید مانند Bifidobacterium و Lactobacillus با کاهش متابولیتهای محافظتی همراه است. همچنین، متابولیتهای مرتبط با انرژی مانند اسید سیتریک و L-کارنیتین در زمان اوج عفونت کاهش مییابند، که نشان میدهد بدن انرژی زیادی برای مقابله با بیماری مصرف میکند. این تغییرات در شیر نشان میدهد که ورم پستان نه تنها سلامت پستان را تحت تأثیر قرار میدهد، بلکه میتواند بر وضعیت عمومی گاو و کیفیت شیر نیز اثر بگذارد.
3-2- شکمبه
در گاوهای مبتلا به ورم پستان، باکتریهای مرتبط با التهاب روده و دهان مانند Moraxella، Pasteurellaceae، Gastranaerophilales و Neisseria در شکمبه افزایش مییابند. Moraxella میتواند باعث التهاب روده و آسیب به دیواره شکمبه شود. همچنین، برخی باکتریهای فرصتطلب رودهای مانند Enterorhabdus در گاوهای مبتلا به ورم پستان تحت بالینی بیشتر دیده میشوند. در گاوهایی که ورم پستان آنها با اسیدوز تحت حاد شکمبهای (SARA) مرتبط است، باکتریهای درونزاد مانند Stenotrophomonas افزایش یافتهاند، که نشان میدهد برخی ورم پستانها ممکن است از باکتریهای طبیعی بدن ناشی شوند. همزمان، باکتریهای مفید شکمبه مانند Prevotella، Bifidobacterium و Butyrivibrio کاهش مییابند. این باکتریها معمولاً اسیدهای چرب کوتاهزنجیره تولید میکنند که به کنترل باکتریهای بیماریزا و تعدیل التهاب کمک میکنند. کاهش آنها باعث پایین آمدن غلظت این اسیدها و برهم خوردن تعادل میکروبیوم شکمبه میشود و میتواند شدت التهاب را افزایش دهد (Zhong et al., 2018).
3-3- مدفوع
مطالعات نشان میدهند که در مدفوع گاوهای مبتلا به ورم پستان بالینی، فراوانی باکتریهای بیماریزا مانند Escherichia–Shigella، Enterococcus، Streptococcus و Staphylococcus افزایش یافته است. در ورم پستان زیر بالینی، باکتریهای دیگری مانند Klebsiella، Corynebacterium و Paeniclostridium بیشتر مشاهده شدند. این باکتریها از جمله پاتوژنهای رایج ورم پستان و التهاب روده هستند و نشاندهنده ارتباط بین میکروبیوم روده و غده پستان است. در مقابل، باکتریهای مفید همزیست مانند Lactobacillus و Bifidobacterium در مدفوع و شیر کاهش نشان دادهاند. این باکتریهای مفید با تولید باکتریوسین و جذب نوتروفیلها، نقش مهمی در تقویت ایمنی غده پستان و مقابله با پاتوژنها دارند. کاهش شمار این باکتریها میتواند حساسیت به ورم پستان را افزایش دهد. علاوه بر تغییرات میکروبی، تغییرات متابولیکی نیز در جریان التهاب دیده میشود. این تغییرات شامل افزایش متابولیتهای التهابی مرتبط با اسید آراشیدونیک و اسید لینولئیک و کاهش متابولیتهای ضدالتهابی مانند اسیدهای صفراوی ثانویه است. این اسیدهای صفراوی ثانویه معمولاً با کمک باکتریهای مفید روده تولید میشوند و توانایی مهار التهاب را دارند. بنابراین، کاهش شمار باکتریهای مفید میتواند منجر به تشدید التهاب شود. همچنین، مسیرهای متابولیکی مرتبط با انرژی، اسید سیتریک، کارنیتین، پورین، پیریمیدین و ویتامینها در مدفوع گاوهای مبتلا کاهش یافته است. این یافتهها نشان میدهد که در گاوهای مبتلا به ورم پستان، دستگاه گوارش و شیر بهطور مشابه دچار تغییرات میکروبی و متابولیکی میشوند؛ بهطوری که با افزایش میکروبها و متابولیتهای بیماریزا و کاهش باکتریهای مفید و ترکیبات ضروری برای متابولیسم و تقویت ایمنی همراه است.
4- نقش میکروبیوم دستگاه گوارش در تنظیم ورم پستان
میکروبیوم دستگاه گوارش نقش مهمی در سلامت پستان و پاسخ ایمنی گاوها دارد. باکتریهای مفید موجود در شکمبه به حفظ یکپارچگی سد اپیتلیالی- عروقی کمک میکنند و از ورود پاتوژنها و متابولیتهای مضر به جریان خون جلوگیری میکنند. اما زمانی که تعادل میکروبی شکمبه به هم میخورد، اسیدیته و نفوذپذیری آن افزایش مییابد و ترکیباتی مانند لیپوپلیساکاریدها (LPS) میتوانند وارد خون شده و به غده پستانی برسند. این فرآیند باعث افزایش عوامل التهابی در پستان، مانند TNF-α، IL-1β، IL-6 و IL-8 میشود و ورم پستان را تحریک میکند. علاوه بر این، میکروبیوم روده میتواند به طور مستقیم محور روده- پستان را تحت تأثیر قرار دهد. باکتریها و متابولیتهای رودهای میتوانند توسط سلولهای ایمنی تکهستهای جذب شده و از طریق جریان خون یا گرههای لنفاوی به پستان منتقل شوند. مطالعات نشان دادهاند که انتقال میکروبیوتای مدفوع از گاوهای مبتلا به ورم پستان به حیوانات آزمایشی میتواند التهاب و نشانههای ورم پستان را ایجاد کند، در حالی که میکروبیوتای سالم چنین تأثیری ندارد. آزمایشها با استفاده از E. coli نشانهگذاریشده نیز نشان دادهاند که عدم تعادل روده باعث تسهیل حرکت باکتریها به پستان و تشدید ورم پستان میشود. به طور خلاصه، شواهد موجود نشان میدهد که اختلال در میکروبیوم گوارشی، نه تنها باعث افزایش ترکیبات التهابی مانند LPS میشود، بلکه میتواند از طریق محور روده- پستان به طور مستقیم منجر به ایجاد یا تشدید ورم پستان گردد. این یافتهها نقش کلیدی تعادل میکروبی در حفظ سلامت پستان و پیشگیری از بیماریهای التهابی را برجسته میکنند.
5- راهکارهای غیرآنتیبیوتیکی برای کنترل ورم پستان
اتخاذ رویکردهای غیرآنتیبیوتیکی نقش مهمی در پیشگیری و کاهش شدت ورم پستان دارد. این رویکردها شامل مصرف مکملهای غذایی مانند ریزمغذیها (سلنیوم، روی و مس)، ویتامینها (E، A و β-کاروتن)، پروبیوتیکها، متابولیتهای مشتق از میکروبیوم گوارشی مانند اسیدهای چرب کوتاهزنجیره یا رژیمهای غذایی غنی از فیبر است. مطالعات نشان دادهاند که اینولین میتواند نشانههای ورم پستان تحتبالینی را بهبود دهد.
5-1- ریزمغذیها و ویتامینها
ریزمغذیها و ویتامینها در تقویت سیستم ایمنی و مقاومت در برابر عفونتهای پستانی اهمیت زیادی دارند. ویتامین E که جزئی از غشاهای لیپیدی است، با محافظت از سلولها در برابر آسیبهای اکسیداتیو، عملکرد نوتروفیلها را تقویت میکند. سلنیوم نیز جزئی از آنزیم گلوتاتیون پراکسیداز است و کمبود آن میتواند فعالیت نوتروفیلها را کاهش دهد. روی برای حفظ یکپارچگی اپیتلیوم پستان و عملکرد سلولهای ایمنی حیاتی است. مصرف مکملهای روی میتواند تعداد سلولهای سوماتیک و سطح آمیلوئید A در شیر را کاهش دهد. مس نیز با خاصیت ضدباکتریایی خود از طریق تخریب اکسیداتیو لیپیدها، پروتئینها و DNA باکتریها، میتواند میزان ابتلا به ورم پستان ناشی از E. coli را کاهش دهد. ویتامین A در توسعه و بازسازی غدد پستانی و حفظ یکپارچگی مخاط اپیتلیوم اهمیت دارد. β-کاروتن علاوه بر کاهش تولید سوپراکسید در فاگوسیتها، دارای اثرات ضدالتهابی است و میتواند فعالسازی NF-kB و التهاب ناشی از LPS در سلولهای اپیتلیال پستانی را کاهش دهد. کمبود ریزمغذیها و ویتامینها میتواند ایمنی ذاتی پستان را تضعیف کرده و حساسیت به ورم پستان را افزایش دهد. بنابراین، در برنامههای پیشگیری و مدیریت تغذیه دامداریهای شیری، توجه ویژه به ریزمغذیها ضروری است.
5-2- پروبیوتیکها
پروبیوتیکها باکتریهای زندهای هستند که میتوانند تعادل میکروبی دستگاه گوارش را بازگردانده و ایمنی میزبان را تقویت کنند. مصرف باکتریهای لاکتیک مانند Lactobacillus salivarius و L. gasseri میتواند تعداد پاتوژنها در شیر را کاهش داده و نشانههای ورم پستان را تخفیف دهد. این باکتریها با تولید ترکیبات ضدباکتریایی مانند اسید لاکتیک و پراکسید هیدروژن و چسبندگی به سلولهای روده، اثر حفاظتی دارند. پروبیوتیکها همچنین پاسخ ایمنی پستان را تقویت میکنند؛ به عنوان مثال، Lactobacillus helveticus با افزایش IL-4 و IL-10 و کاهش INF-γ و IL-6، التهاب را کاهش میدهد. همچنین Lactobacillus casei التهاب روده و خون را کم کرده و آسیب به سلولهای پستان و فعالیت پروتئینهای التهابی را کاهش میدهد. در نشخوارکنندگان، ترکیب L. casei Zhang و L. plantarum P-8 باعث کاهش سلولهای سوماتیک و تقویت ایمنی شیر شده است. سازوکار پروبیوتیکها شامل مقابله مستقیم با پاتوژنها، تقویت سد اپیتلیالی و حمایت از پاسخهای ایمنی ذاتی و اکتسابی است. با وجود شواهد مثبت، هنوز نیاز به مطالعات بالینی بیشتر برای تأیید اثرات درمانی پروبیوتیکها وجود دارد.
5-3- اسیدهای چرب کوتاهزنجیر (SCFA)
عدم تعادل میکروبیوم گوارشی باعث کاهش سطح اسیدهای چرب کوتاهزنجیر مانند استات، پروپیونات و بوتیرات میشود، که در گاوهای مبتلا به ورم پستان و حیواناتی با شمار سلولهای سوماتیک بالا مشاهده شده است. این کاهش ممکن است با تغییر رفتار تغذیهای و کاهش مصرف خوراک مرتبط باشد. مطالعات نشان دادهاند که مکمل SCFA یا باکتریهای تولیدکننده آنها، مانند Clostridium tyrobutyricum، میتواند ترکیب میکروبی روده را بهبود بخشد و نفوذپذیری سد خون- شیر، فعالیت سلولهای التهابی و عوامل التهابی مانند TNF-α، IL-1β و IL-6 را کاهش دهد. مصرف پروپیونات و بوتیرات همچنین باعث تقویت اتصالات محکم بین سلولهای اپیتلیالی و مهار مسیر سیگنالدهی NF-kB شده، که در نهایت التهاب غده پستانی را کاهش میدهد. این یافتهها نشان میدهند که SCFA نقش محافظتی مهمی در ورم پستان دارند و میتوانند با تقویت سد خون- شیر، کاهش التهاب و تنظیم پاسخ ایمنی، بهعنوان یک رویکردی غیرآنتیبیوتیکی مؤثر برای کنترل ورم پستان مورد استفاده قرار گیرند.
5-4- الگوهای غذایی
رژیم غذایی نه تنها شکل و ترکیب میکروبیوم گوارشی را تعیین میکند، بلکه میتواند الگوی میکروبی و متابولیتهای غده پستانی را نیز تحت تأثیر قرار دهد. مطالعات نشان دادهاند که مصرف رژیمهای پر فیبر، با افزایش باکتریهای مفید مانند Lactobacillus و کاهش باکتریهای بالقوه بیماریزا، مقاومت غده پستانی در برابر عفونت را افزایش میدهد. این رژیم همچنین متابولیتهای ضدالتهابی مانند اسیدهای صفراوی ثانویه و مشتقات تریپتوفان را در غده پستانی افزایش میدهد و با مهار NF-kB و تقویت اتصالات محکم بین سلولهای اپیتلیالی، التهاب را کاهش میدهد. برعکس، رژیمهای پرچرب و غنی از اسیدهای چرب اشباع باعث اختلال در میکروبیوم، افزایش نفوذپذیری سد اپیتلیالی و تجمع عوامل التهابی میشوند. مصرف مکملهایی مانند روغن ماهی میتواند اثرات منفی رژیم پرچرب را کاهش دهد. در نشخوارکنندگان، استفاده از پریبیوتیکها مانند اینولین بهعنوان یک رویکرد تغذیهای مؤثر شناخته شده است. اینولین توسط میکروبیوم گوارشی تخریب شده و رشد باکتریهای مفید مانند Bifidobacterium و Lactobacillus را تحریک میکند، همچنین تولید SCFA (پروپیونات و بوتیرات) و اسیدهای صفراوی ثانویه را افزایش میدهد که خواص ضدالتهابی دارند. مطالعات نشان دادهاند که مصرف اینولین در گاوهای مبتلا به ورم پستان تحتبالینی باعث افزایش باکتریهای مفید در شیر و کاهش باکتریهای بیماریزا و متابولیتهای التهابی میشود. این تغییرات مشابه تغییرات میکروبیوم در دستگاه گوارش است و نشاندهنده ارتباط نزدیک روده و غده پستانی است. بنابراین، اصلاح رژیم غذایی با استفاده از الگوهای غذایی سالم و افزودنیهای پریبیوتیکی میتواند بهعنوان یک رویکرد جایگزین و مؤثر برای کنترل ورم پستان و بهبود سلامت غده پستانی در گاوهای شیری در نظر گرفته شود.
6- نتیجهگیری
ورم پستان همچنان یکی از مهمترین چالشها برای سلامت غده پستانی و کیفیت شیر در پستانداران محسوب میشود. با این حال، پاتوژنهای خارجی تنها عامل ایجاد بیماری نیستند؛ وضعیت تغذیهای و تعادل میکروبیوم گوارشی حیوان میزبان نیز نقش مهمی در بروز و شدت ورم پستان دارند. کمبود انرژی و ریزمغذیها میتواند عملکرد سلولهای ایمنی در غده پستانی را کاهش دهد و حساسیت به عفونت را افزایش دهد. همچنین، عدم تعادل میکروبیوم گوارشی میتواند بهطور مستقیم یا از طریق محور روده – پستان سبب ایجاد ورم پستان یا تشدید آن شود. تأمین مواد مغذی کافی، ویتامینها، ریزمغذیها و حفظ تنوع میکروبیوم برای سلامت پستان و ایمنی حیاتی است. این مداخلات تغذیهای میتوانند به کاهش نیاز به آنتیبیوتیکها و پیشگیری از ورم پستان کمک کنند. با این حال، مدیریت صحیح دامداری نیز ضروری است؛ فراهم کردن محیط تمیز و خشک و رعایت بهداشت پایه از جمله اقدامات کلیدی در پیشگیری از ورم پستان هستند. به همین دلیل، رویکرد جامع که تغذیه و مدیریت بهداشتی را در کنار هم قرار دهد، بهترین رویکرد برای کنترل و کاهش بروز این بیماری است.
منابع
Wang, Y., Zhao, Y., Tang, X., Nan, X., Jiang, L., Wang, H., … & Xiong, B. (2024). Nutrition, gastrointestinal microorganisms and metabolites in mastitis occurrence and control. Animal Nutrition, 17: 220–231.
