Kanatlı beslenmesinde doğal antioksidanların kullanılmasının; büyüme oranlarının yüksek seviyede tutulması, reprodüksiyon ve immun sistemin yeterliliği üzerine olumlu etkileri bulunmaktadır.
Çiftlik hayvanları ve kanatlı sağlığı, yetiştirilmesi ve hayvanların reprodüktif performanslarının devamında rasyonun esas önem teşkil ettiği konusunda inançlar artmaktadır. Pek çok rasyon faktörü arasından doğal antioksidanlar; hayvanlarda büyüme oranlarının yüksek seviyede tutulması, reprodüksiyon ve immun sistemin yeterliliği gibi konularda özel bir öneme sahiptir. Bu kavramlarla, antioksidanların serbest radikallerin ve toksik metabolitlerin etkilerinin azaltılması üzerine konular anlatılacaktır.
Antioksidanların korumasına ihtiyaç var.
Serbest radikaller bir veya daha fazla sayıda elektrondan oluşan tipik karakterde atomlardır. Serbest radikaller çoğunlukla oksijen ve nitrojenden meydana gelir. Bu yüzden reaktif oksijen türleri (ROS) ve reaktif nitrojen türleri (RNS) oldukları söylenebilir. Bu elementlerin her ikisi de esansiyeldir fakat bazı durumlarda reaktif yetenekleri sebebiyle yüksek stabilitede serbest radikallere dönüşerek, DNA, proteinler, lipidler veya karbonhidratlar gibi biyolojik molekülleri dejenerasyona uğratabilirler. Vücudun normal metabolik aktivitesi sonucu oluşturularak, immun sistemin yayılan mikroorganizmaları yok etme stratejisinin bir parçası olan serbest radikaller sebebiyle hayvan vücudu sürekli saldırı altındadır. Serbest radikallerin aynı zamanda fizyolojik mediyatör ve uyarı mekanizmalarında çalışan moleküller olduğunun görülmesi ilginçtir.
Hücreden serbest radikallerin tamamının uzaklaştırılması zararlı sonuçlara neden olabilir. İmmun sistemle ilişkili vakalarda, immun sistem hücrelerinin serbest radikaller üreterek bunları patojenleri yok etmek için kullanmaya başlaması durumu ciddileştirir. İlk kez 1878 yılında, laboratuvar hayvanlarıyla ilişkili çalışmada belirtildiği gibi “Canlı organizmalar için yüksek oksijen konsantrasyonları toksiktir.” Canlı organizmalar, hücrelerde devamlı üretilen serbest radikallerle başa çıkabilmek için spesifik antioksidan korunma mekanizmaları geliştirmiştir. Bu sistemler onların milyonlarca yıl öncesinde oksijen konsantrasyonlarının arttığı dönemlerde hayatta kalmasını sağladı ve genel bir terim olan “antioksidan sistemi” olarak adlandırıldı. Doğada antioksidan özellik taşıyan ve serbest radikalleri nötralize edebilen binlerce bileşik bulunur.
Bunlar, yağda çözünen (E vitamini, karotenoidler, koenzim-Q gibi) ve suda çözünen (askorbik asit, gluthanione, bilirubin, taurine gibi) veya besinler vasıtasıyla (mineraller, E vitamini, karoteneidler) alınabilir. Daha da önemlisi vücutta sentezlenebilen ve serbest radikallerle etkin şekilde başa çıkabilen bir dizi minerale bağlı antioksidan enzimleri vardır ancak bunların çalışması yemdeki mineral ko-faktörlere bağlıdır. Örneğin; selenosistein formundaki Se, glutathione preoksidazlar (GSH-Px) ve trioredoxin redüktaz (TR) adı verilen enzimlerin esansiyel bir parçasıdır. Zn, Cu ve Mn süperoksit dismutazlar (SOD) adı verilen bir diğer antioksidan enzim ailesinin parçalarını oluşturur. Demir de katalaz adı verilen antioksidan enzimin esansiyel bir parçasıdır. O yüzden yalnızca bu metallerin yeterli miktarlarda rasyonda bulunmasıyla hayvan vücudu antioksidan enzimleri sentezleyebilir. Bu elementlerin yokluğunda ise oksidatif stres meydana gelerek biyolojik moleküller ve membranları zarara uğrar.
Antioksidanların çalışma şekli
Biyolojik antioksidanlar, serbest radikaller veya prekursör metabolitlerle birleşerek onları daha az reaktif özellikte moleküllere dönüştürür ve biyolojik moleküllerin oksidasyonunu engeller veya geciktirir. Hayvan vücudundaki en önemli ve iyi karakterize olmuş doğal antioksidanlar, E vitamini ve C vitaminidir. Karotenoidler olarak bilinen bitkisel pigmentlerin antioksidan kapasitesi vardır. Koruyucu antioksidan bileşikleri; organellerde, hücre içi bölümlerde veya hücreler arası boşluklarda lokalize olarak maksimum hücresel korunmayı oluşturur. Aslında antioksidanların tümü takım halinde çalışarak, “antioksidan sistem olarak”, metabolizmadaki serbest radikaller ve toksik metabolitlerin dejeneratif etkilerinin önlenmesinden sorumludur. Bu takımdaki her üyenin ayrı bir görevi vardır ve üyeler antioksidan korunmasının maksimum etkinliği açısından hücrenin çeşitli bölgelerinde lokalize olurlar.
Örneğin; antioksidan savunmada, E vitamini “kumanda merkezi’, karotenoid “kommünikasyon servisi”, C vitamini “özel güçler” ve Se “idare başı” olsun. Bir bileşiğin yokluğunda diğerlerinin de etkinliğinin azaldığı durumlardaki yetmezliklerin kontrol altına alınabilmesi için antioksidan takımı serbest radikal seviyelerini kontrol altında tutmaya başlar. Örneğin; Askorbat, E vitamininin oksidasyon sonrası tekrar aktif olmasında yardımcı olabilir. Bireylerin rasyonlarında dengeli ve yeterli miktarlarda antioksidan bulunması, bu takımın üyeleri arasındaki ilişkilerin etkin hale gelmesini sağlar ve hatta bu antioksidanların düşük dozlarında bile E vitamini, selenyum gibi bileşenler aktif hale getirilebilir.
Antioksidan sistemin yüksek strese maruz kalarak serbest radikal üretimini önemli ölçüde arttırdığı durumlarda, eksternal yardım olmadan organ ve hücresel hasarların önlenmesi güçtür. Eksternal yardım özellikle selenyum gibi doğal antioksidanların yüksek oranda rasyonla ilave edilmesiyle yapılır. Beslenme uzmanlarına göre; hayvan vücudunda antioksidan takıma yardım gereken durumların ve bu yardımın ne kadar ekstra yem masrafına neden olacağının anlaşılması ciddi bir husustur çünkü antioksidanlar genellikle rasyonun pahalı bileşenlerini oluştururlar.
Kanatlı yetiştiriciliğinde olası stres koşulları aşağıda listelenmiştir:
Civcivlerin inkübatörden alınmasında gecikme: Yumurtalar sıcak mevsimlerde sık toplanmalıdır. Sürenin uzun olduğu zamanlarda lipid ve proteinlerde serbest radikal hasarları meydana gelebilir ve antioksidan koruması yapılması mantıklıdır.
İnkübasyon süresi geçmeden yumurtaların toplanarak depolanması durumunda özellikle yüksek seviyede PUFA’ları (Doymamış yağ asitleri) içeren yumurta membranlarında lipid peroksidasyonu oluşur. Diğer antioksidanlarla (E vitamini ve karotenoidler) kombine Se konsantrasyonlarının artırılmasıyla yumurtada meydana gelebilecek serbest radikal hasarlarının önüne geçilebilir.
Sıcaklık, nem ve karbondioksit konsantrasyonları, inkübasyon sırasında serbest radikal üretimine sebep olabilecek dokulardaki oksidasyon ve fosforilasyonun yanı sıra embriyonik gelişim üzerine etkilidir. Örneğin; inkübasyon periyodu süresince yüksek karbondioksit konsantrasyonlarının embriyo yaşamını tehdit ettiği konusunda veriler mevcuttur.
Embriyonik gelişimin 19. günü, lipid peroksidasyon riskinin yüksek olduğu bir noktadır. Bu aşamada civciv dokularına yüksek seviyelerde PUFA ‘lar bulunur. Aynı zamanda antioksidan rezervleri koruyucu aşamaya geçmek için yeterli seviyeye ulaşmamıştır. Gelişimin bu aşamasında, soluk borusu şekillenir ve dokulara giden oksijen miktarı artar. Yüksek sıcaklık, nem ve PUFA’ların varlığında, antioksidan oranının düşük olması durumunda lipid peroksidasyonuna duyarlılık artar.
Yumurtadan çıkma zamanı, civcivler için çevresel bir stres faktörü olarak değerlendirilir. Bu aşamada doğal antioksidan konsantrasyonları maksimum seviyededir, fakat dokularda yüksek oranda doymamış lipidler bulunur. Askorbik asit (E vitamini metabolizasyonunu sınırlayabilir) konsantrasyonlarının azaltıldığı yüksek sıcaklık ve nem koşullarında lipid peroksidasyon riski artar.
Civcivlerin inkübatörden alınmasında gecikme: Kanatlı türlerin heterojenitesine (yaşlı ırklardan elde edilen sürülerin yumurtalarında genç olanlara göre; küçük yumurtalarda büyük olanlara göre daha erken yumurtadan çıkma görülür) bağlı olarak bütün civcivler aynı zamanda yumurtadan çıkmayacağından, bazıları diğerlerinden 2-12 saat daha fazla inkübatörde kalabilir. Bu durum antioksidan savunma kapasitesini baskılar. Ayrıca, yumurtadan çıkma sonrası yem ve/veya su alımındaki herhangi bir gecikme performans parametrelerinin bazılarını olumsuz etkileyebilir ve metabolizma, serbest radikal üretimi ve antioksidan koruma sistemlerini kontrol eden enzimatik gelişmelerde bir gecikme meydana gelir.
Yumurtadan çıkan civcivlerin çiftliğe transportu başka bir stres kaynağıdır. Piliçlerin binlerce kilometre transport edildiği durumlarda oluşan stresin sıcaklık fluktuasyonu ve dehidrasyona bağlı olduğu düşünülür.
Optimal sıcaklığın altındaki kanatlı çiftlikleri: Soğuğa karşı tolerans, civcivlerin tüylerinin yanında Se’ye bağlı tiroid hormon aktivitesiyle de ilişkilidir.
Kanatlı kümeslerinde yetersiz ventilasyona dayalı; amonyak ve karbondioksit seviyelerin yüksek olması antioksidan sistem etkinliğini azaltabilir.
Enfeksiyonlarda, fagositoz yapan immun sistem hücreleri, internal patojenlerini öldürmek için serbest radikalleri de üretir. Antioksidan rezervleri yeterli antioksidanla dolu olmadığında, selüler membranlar ve önemli organeller, serbest radikal hasarına uğrayabilir. Bu yolla serbest radikaller tarafından immun sistem hücrelerinin etkinliği azaltılır. Ayrıca Se, antioksidan fonksiyonunun yanında immun sistem regülasyonunda da spesifik rol oynar.
Aşılama önemli bir stres faktörüdür. E vitamininin aşı adjuvantı olarak kullanıldığı bazı durumlarda, aşının etkinliğinin artmasına yardımcı olabilir.
Yemin kesilmesiyle tüy dökülmesinin uyarılmasında, kanatlıda çeşitli enfeksiyonlara karşı duyarlılığı artıran, heterofil enfeksiyonun düşmesi önemli bir stres faktörüdür.
Yemdeki mikotoksinler, yemde bulunan antioksidanların asimilasyonunu azaltır. Dolayısıyla serbest radikaller ve mikotoksin metabolitlerinin zararlı etkilerinden korunma için antioksidanlara gereksinim artar. Hububatların %25 inin mikotoksinlerle kontamine olduğu bilinir.
Yemdeki ağır metaller ve diğer toksik maddeler de (dioksin, pestisitler, fungisitler, herbisitler gibi), immun sistem etkinliğini azaltarak, reprodüktif performansı düşürerek oksidatif strese sebep olabilir ve bu durumda da antioksidan gereksinimi artar.
Yemde oksidasyona uğramış yağlar, serbest radikallerin salınımını artırarak intestinal baskı oluşturur ve dokulardaki hasarı önlemek için antioksidan gereksinimi artar. Tavukların rasyonunda, yüksek ısıdan geçirilmiş yağlar bulunduğunda açığa çıkan peroksitler oksidatif strese sebep olabilir.
Geniş çapta profilaktik medikasyon uygulanması, rasyondan antioksidan alımını sınırlandırabilir veya stres koşullarını artırabilir. Örneğin; monensin, tavuk karaciğerinde lipid peroksidasyonunu stimüle edebilir. Benzer şekilde, tavuklarda oral yolla furazolidone tedavisi uygulandığında E vitamini konsantrasyonu azalır ve karaciğerde lipid peroksidasyonu artar.
Rasyonda A vitamini fazlalığının oksidatif strese sebep olduğu, dokularda E vitamini ve karotenoid konsantrasyonlarının azalmasına yol açtığı ve dokunun lipid peroksidasyonuna duyarlılığını artırdığı kanıtlanmıştır.
Söz konusu potansiyel stres faktörleri, çiftlikten çiftliğe farklılık gösterebilir, serbest radikallerin aşırı üretilmesi sorunu ve antioksidan korunmasının kritik önemi temel faktörleri oluşturur.
Doğal antioksidanların kanatlı beslenmesinde kullanımında pratik uygulamalar
Doğal antioksidanlar ve onların doğru şekillerde uygulanmaları (kullanılan antioksidan formları ve uygulama yolu veya uygulama şekilleri), kanatlı yetiştiriciliği ve reprodüksiyon üzerinde oldukça büyük etkilere sahiptir.
Doğal antioksidanların fertilite üzerine etkisi
Kanatlı spermatozoonları, yapısal özellikleri ve kimyasal kompozisyonlarıyla benzersizdir. Kanatlı semenininde, spermatozoonların fosfolipid fraksiyonlarında yüksek oranda uzun zincir PUFA (Polyunsaturated-fatty-acids) lar bulunur. Spesifik membran özelliklerinin (akışkanlık, esneklik vb.) devamının sağlanmasında PUFA’lara yüksek oranda ihtiyaç vardır. Diğer taraftan, spermatozoonlar lipid peroksidasyonuna çok duyarlı hale gelir ve bu sebeple semen kalitesinin sürekliliğinde antioksidan koruması temel bir elementtir. E vitamini; 1922’de “reprodüksiyon vitamini” olarak tanımlanmıştır.
Günümüzde ise; E vitamininin spermatozoonlarda lokalize olduğu ve özellikle in vitro koşullarda semen manipulasyonlarına sebep olabilecek stres faktörlerinin varlığında (spermlerin dilusyonu, depolanması ve dondurulması…vb.) antioksidan özellik göstererek korunmayı sağladığı gibi çok sayıda veri elde edilmiştir. Ayrıca, semendeki yağ asitlerinde manipulasyonlar meydana gelen vakalarda da E vitamininin ekstra koruma sağladığı görüldü. Buna rağmen, bazı çalışmalarda yavru horozlarda E vitamini uygulamalarında doza bağlı olumsuz etkiler saptandı. Se takviyesinin, kanatlı semeninde antioksidan savunma mekanizmasını etkilediği bilinir. Ayrıca, Edens’in çalışmasında; yavru horozlar ekstra başka bir rasyon takviyesi almadan 0.28 ppm Se içeren bazal bir rasyonla beslendiğinde, yalnızca %57.9 normal spermatozoon olduğu ve %34.1’de çeşitli temel anomaliler görüldüğü tespit edilmiştir.
Rasyonda selenit formunda 0.2 ppm Se ilave edildiğinde, normal spermatozoonlar %89.4 oranına çıkarak, anomaliler %8.0 oranına düştü. Bunun yanında, yavru horozların rasyonuna aynı oranda organik formda Se eklendiğinde; semen kalitesinin daha çok geliştiği ve anomalilerin %0.9 oranlarına düştüğü, normal spermatozoonların oranının ise %98.7’ye çıktığı saptandı. Bu sonuçlar ışığında; Se takviyesi sırasında, Se’un rasyondaki formunun etkinlik üzerinde önemli olduğu ve selenite oranla organik Se formunun daha etkili olduğu söylenebilir. Organik selenyum, aynı zamanda fertiliteyi geliştirerek fertilite sürecini artırır.
Dişi tavuklarda yapılan preliminer incelemeler sonucu; E vitamini ve organik Se formlarının rasyona eklendiğinde yaşlanmaya karşı daha uzun süre fertilite sağladığı kanıtlandı. O yüzden, kanatlı spermatozoonlarının bu süreç boyunca stabil kalmalarını sağlayacak sistemlere sahip oldukları düşünülür. Aslında, son yıllarda yapılan çalışma bulgularına göre kümes hayvanlarının oviduktlarının utero-vaginal bölgesinde kompleks bir antioksidan sistemin varlığı tespit edildi. Erkek hindilerde, 0.3 ppm organik Se’un da antioksidan olarak etkili olabileceği varsayılabilir. Bir çalışmada; erkek hindilerin rasyonundaki organik Se, sodyum selenit (0.3 ppm) ile değiştirildi. 30 hafta beslenme sonrasında, semen örnekleri toplandı ve analiz edildi. Semenlerin depolanmasından 6 saat sonra kontrol grubunda motilite %8.7 oranında düşerken, selenyum ile beslenen erkeklerde motilite %3.95 oranında düştü. Kontrol grubundaki semenlerin fertilizasyon yeteneği %88 ve selenyum uygulanan gruptakilerin fertilizasyon yeteneğinin %90.5 oranında olduğu tespit edildi.
Doğal antioksidanların yumurtadan çıkma üzerine etkisi
Yumurtadan çıkma süreci oksidatif bir stres aşaması olarak tanımlanır. Bu sebeple, oksidatif stres sırasında antioksidanlarla oluşturulan savunma mekanizmasının artırılması yumurtadan çıkmayı geliştirir. E vitamini, karotenoidler, ve selenyum rasyondan yumurtaya ve gelişen embriyoya aktarıldığı kanıtlanmıştır. Yemden yumurtaya ve dolayısıyla gelişmekte olan embriyoya E vitamini aktarımında türe spesifik farklılıklar vardır. Tavuk, hindi, kaz ve ördek rasyonlarına eşit miktarda E vitamini eklendiğinde; en yüksek alfa-tokoferol konsantrasyonları piliç yumurtlarında ve piliç embriyonik dokularında tespit edildi. Piliç embriyonik dokularında artış gösteren E vitamini konsantrasyonu, dokuların lipid peroksidasyonuna duyarlılığının azalmasıyla ilişkili bulundu.
Benzer olarak piliç embriyosunda artan karotenoid konsantrasyonu, lipid peroksidasyonuna karşı dokuların duyarlılığını azalttı. E vitamininin koruyucu etkilerinin stres koşullarında da fark edilebilir olduğu açıktır. Rasyondan yumurtaya ve dolayısıyla gelişmekte olan embriyoya Se transferi konusunda günümüze kadar sınır sayıda araştırma yapıldı. Yalnızca organik selenyumun etkin şekilde transfer edilebildiği kanıtlandı. Selenyumun temel formu yumurtada semet olarak bulunur fakat, piliçler normalde bu bileşiği sentezleyemez. Selenyumdan zenginleştirilmiş ve normal bıldırcın yumurtalarına, 0.1 ppm Se rasyonu uygulandığında, yumurtadan çıktıktan sonraki 2 hafta boyunca dokularda Se konsantrasyonunun ciddi anlamda düştüğü saptanmıştır. Kanatlı yaşamının ilk günlerinde, rasyondan Se absorbsiyonu optimal seviyeye ulaşmamıştır ve piliçler embriyogenezis süresince rezervlerinde akümüle ettiklerini kullanırlar.