Document Type : Review Article
Authors
National Artemia Research Center, Iranian Fisheries Science Research Institute, Agricultural Research, Education and Extension Organization (AREEO), Urmia, Iran
Abstract
The rapid expansion of the aquaculture industry and the increasing density of production have exposed this sector to a serious challenge from infectious diseases. Although the widespread use of antibiotics and chemicals has been effective in the short term, it has entailed consequences such as microbial resistance, bioaccumulation, and environmental degradation. In this context, medicinal plants have emerged as a rich source of bioactive compounds with antimicrobial, anti‑inflammatory, and immunomodulatory properties. These plants can be useful as feed supplements for fish to stimulate immune function. Herbal extracts may exert positive effects on animal health through various mechanisms, rather than relying on a single mode of action. It has been shown that the use of medicinal plants as dietary additives enhances immune defence mechanisms. These phytobiological approaches hold promise for environmentally sustainable disease management strategies in aquaculture and support the shift in consumer attitudes towards a demand for safe and sustainable seafood. The benefits offered by herbal therapeutics position them as essential tools for the development of a sustainable and environmentally friendly aquaculture industry.
Highlights
Dosage and Administration Route: Determination of optimal consumption levels and comparison of methods (dietary supplementation versus bath treatment/immersion).
Pharmacokinetics and Tissue Residues: Investigation of drug behavior within the aquatic organism’s body and evaluation of the concentration and persistence time of residues in consumable tissues.
Synergistic Effects: Examination of the outcomes of simultaneous combination with probiotics and prebiotics.
Biosafety Assessment: Evaluation of the safety margin for the target aquatic species and other non-target organisms within the system.
Keywords
۱. بیان مسئله
آبزیپروری در دهههای اخیر بهعنوان یکی از سریعترین بخشهای تولید غذا در جهان رشد کرده و نقش مهمی در تأمین امنیت غذایی و پاسخگویی به تقاضای فزاینده برای پروتئینهای با منشأ آبزی ایفا میکند. با این حال، افزایش تراکم پرورش، تشدید تنشهای محیطی و گسترش سیستمهای تولید متراکم، بروز و انتشار بیماریهای عفونی را به یکی از مهمترین محدودیتهای توسعه پایدار این صنعت تبدیل کرده است (Carbone & Faggio, 2016; Pohlenz & Gatlin, 2014). بیماریهای ناشی از عوامل باکتریایی، ویروسی، قارچی و انگلی نهتنها موجب کاهش رشد، افزایش تلفات و افت بهرهوری اقتصادی میشوند، بلکه پایداری زیستمحیطی سامانههای آبزیپروری را نیز تهدید میکنند (Buchmann, 2022; Lieke et al., 2020).
در پاسخ به این چالشها، استفاده از آنتیبیوتیکها و ترکیبات شیمیایی برای پیشگیری و کنترل بیماریها بهطور گسترده رواج یافته است. با وجود اثربخشی نسبی این راهبردها، شواهد نشان میدهد که مصرف مداوم و گاه بیرویه این ترکیبات با پیامدهایی نظیر ظهور سویههای مقاوم به آنتیبیوتیک، تجمع بقایای دارویی در بافت آبزیان، اختلال در عملکرد سیستم ایمنی و آلودگی اکوسیستمهای آبی همراه است (Cabello, 2006; Reverter et al., 2014). این نگرانیها موجب شده است که توسعه جایگزینهای ایمن، پایدار و سازگار با محیطزیست به یکی از اولویتهای اصلی تحقیقات آبزیپروری تبدیل شود (Gabriel et al., 2015; Sakai, 1999).
در این میان، گیاهان دارویی و ترکیبات زیستفعال مشتق از آنها به دلیل دارا بودن خواص ضدمیکروبی، آنتیاکسیدانی، ضدالتهابی و تعدیلکننده سیستم ایمنی(شکل1)، بهعنوان گزینهای امیدبخش برای ارتقای سلامت آبزیان مطرح شدهاند (Effendi et al., 2022; Mansour et al., 2022). مطالعات متعدد نشان دادهاند که عصارهها، روغنهای اسانسی و متابولیتهای ثانویه گیاهی میتوانند مقاومت میزبان را در برابر عوامل بیماریزا افزایش داده، عملکرد رشد را بهبود بخشیده و وابستگی به داروهای شیمیایی را کاهش دهند (ِDawood et al., 2021; Hu et al., 2024; Pan et al., 2023). افزون بر این، استفاده از فرآوردههای گیاهی با رویکردهای نوین آبزیپروری پایدار همراستا بوده و با کاهش بار آلایندههای شیمیایی، به حفظ سلامت محیطزیست و ایمنی محصولات غذایی کمک میکند (Mansour et al., 2022; Lieke et al., 2020).
گون در طب سنتی چین و چریش و زردچوبه در هند به عنوان بخشی از طب سنتی هند(آیورودا) مورد استفاده قرار میگرفتند. در اروپای قرون وسطی، از داروهای طبیعی مانند سیر و آویشن برای بیماری شیگلا استفاده میشد. همه این شیوههای سنتی قدیمی سهم قابل توجهی در تعریف رویکردهای گیاهشناسی مدرن در تحقیقات آبزیپروری داشتهاند (Pérez-Llorén et al., 2021). استفاده از گیاهان دارویی در آبزیپروری به تدریج از شیوههای مرسوم از طریق یک فرآیند سیستماتیک به کاربردهای علمی تبدیل شده است.
با وجود افزایش چشمگیر مطالعات مرتبط با گیاهان دارویی در آبزیپروری، شواهد موجود همچنان پراکنده بوده و اطلاعات مربوط به مکانیسم اثر، دامنه فعالیت علیه گروههای مختلف عوامل بیماریزا و قابلیت کاربرد عملی این ترکیبات در سامانههای پرورش تجاری بهصورت یکپارچه جمعبندی نشده است (Effendi et al., 2022; Reverter et al., 2014). این شکاف دانشی، ارزیابی جامع ظرفیت واقعی گیاهان دارویی را برای جایگزینی یا کاهش مصرف داروهای شیمیایی با چالش مواجه کرده است. ازاینرو، هدف مطالعه حاضر مرور و تحلیل نظاممند نقش گیاهان دارویی و ترکیبات زیستفعال آنها در پیشگیری و کنترل بیماریهای باکتریایی، ویروسی، قارچی و انگلی در آبزیان، و تبیین سازوکارهای بالقوه آنها در بهبود سلامت، افزایش مقاومت بیماری و ارتقای پایداری تولید آبزیان است.
- راهکار
.1.1.2. عفونتهای باکتریایی در آبزیپروری
باکتریهای بیماریزا بار اصلی بیماری را در پرورش ماهی تشکیل میدهند. Aeromonas hydrophila ضایعات اولسراتیو[1] و اتساع شکم در کپورماهیان و تیلاپیا ایجاد میکند، در حالی که گونههای ویبریو[2] ضایعات پوستی، زخمها و تلفات بالا در ماهیان دریایی از جمله آزادماهی و هامور به بار میآورند (Effendi et al., 2020).
بیماری کلومناریس با عامل فلاوباکتریوم کلومناریس، بیشتر ماهیهای کپور، گربهماهی و تیلاپیا را تحت تأثیر قرار میدهد. علائم آن شامل ضایعات سفید یا زرد روی پوست است که در نهایت منجر به مرگ و میر میشود. درمانهای سنتی شامل آنتیبیوتیکهایی مانند پرمنگنات پتاسیم و اکسی تتراسایکلین است، اگرچه برگهای بادام هندی حاوی تاننهای ضد باکتری یک درمان طبیعی برای جلوگیری از تکثیر باکتریها و کمک به ارتقاء سلامت ماهی هستند (Nhinh et al., 2023). استرپتوکوکوزیس، به دلیل باکتری
-هایی مانند استرپتوکوکوس اینیایی و استرپتوکوکوس آگالاکتیه، ماهیهای گرمابی، از جمله ماهی تیلاپیا و قزلآلای رنگینکمان را مبتلا میکند. مننژیت، اگزوفتالمی و شنای نامنظم از علائم بارز این عفونت هستند که در صورت درمان دیرهنگام ممکن است کشنده باشند. استفاده از گیاهان دارویی، به ویژه آویشن با خواص ضد باکتریایی قوی، اکنون برای چنین کاربردهایی در حال بررسی استAl-Fattah et al., 2020). عفونت با سودوموناس در ماهیهای آب شیرین، از جمله ماهی قزلآلا، گربهماهی و کپور، ممکن است منجر به علائم مختلفی از جمله ضایعات و پوسیدگی شود. جایگزینهای گیاهی مانند عصاره زنجبیل به دلیل خواص ضد باکتریاییشان ارزشمند هستند (Barde, 2023). گیاهان دارویی در آبزیپروری شامل عصارههای گیاهی و روغنهای ضروری هستند که دارای خواص ضد میکروبی برای کنترل عفونتهای باکتریایی هستند ، وابستگی به آنتیبیوتیکها را تا حد زیادی کاهش میدهند و خطر گونههای مقاوم به آنتیبیوتیک را به حداقل میرسانند. علاوه بر این، محرکهای ایمنی متعددی در گیاهان دارویی وجود دارند که سلامت ماهی و مقاومت آنها در برابر بیماری را افزایش میدهند (Pan et al., 2023).
با وجود ادامه مصرف آنتیبیوتیکهایی مانند فنیکلها، سویههای مقاوم در حال گسترش هستند. شواهد جدید نشان میدهد که سیر (Allium sativum)- به واسطه آلیسین و ترکیبات گوگردی- رشد آئروموناس و ویبریو را مهار کرده و تلفات را کاهش میدهد (Espinoza et al., 2020; Moses et al., 2024). زردچوبه، غنی از کورکومینوئیدها، فعالیت ضدباکتریایی قابل مقایسهای ارائه میدهد (Espinoza et al., 2024; Mendivil Co., 2021). این ترکیبات گیاهی را میتوان به شکل پودر خشک در خوراک
یا به صورت عصاره آبی به کار برد. با این وجود، روابط دوز/پاسخ و سازوکارهای دقیق عمل هنوز به طور کامل مشخص نشدهاند.
2.1.2. آلودگیهای انگلی
مشکلات مربوط به انگلها، شامل کاهش رشد و مرگ و میر بالا است که تأثیر قابل توجهی بر آبزیپروری میگذارد. ارگانیسمهای مسئول این بیماریها شامل تکیاختهها، کرمهای روده و سختپوستان هستند(Buchmann , 2022).
ایکتیوفتیریازیس، لکههای سفید روی پوست، آبششها، دشواری تنفس و افزایش تولید مخاط ایجاد میکند. داروهای طبیعی که شامل عصارههای سیر و چریش هستند، با رویکردهای سازگار با محیط زیست در کاهش شدت این بیماری انگلی و کاهش کاربرد داروهای شیمیایی در حال آزمایش هستند ( Bula et al., 2023). گونههای تریکودینا، ماهیهای آب شیرین و دریایی را آلوده میکنند و باعث ترشح فراوان مخاط با آبششهای آسیبدیده، ساییده شده و تنفس سریع میشوند. انگلهای مونوژن اغلب در ماهیهای آب شیرین مانند کپور طلایی و تیلاپیا دیده میشوند که باعث پوسیدگی آبشش، تولید بیش از حد مخاط و رفتار شنای نامنظم و مرگ میشوند. درمانهای شیمیایی مانند محلولهای گیاهی طبیعی مانند انار یا سیر نیز دارای خواص ضد انگلی هستند که میتوانند برای حفظ سلامت روده مورد استفاده قرار گیرند(Hadeld and Clayton, 2021). کوپهپودهای انگلی[3] (Argulus and Lernaea spp.) ضایعات پوستی در سالمونماهیان و کپورماهیان ایجاد کرد و یکپارچگی اپیتلیوم را به خطر میاندازند و خطر عفونت ثانویه را افزایش میدهند. عصارههای سیر و افسنطین، چریش و زردچوبه[4] برای مدیریت پایدار انگلها با کاهش وابستگی به آفتکشهای سنتزی توصیه شدهاند (Ogaba et al., 2022, Piasecki et al., 2020). دانهی خربزه درختی یا پاپایا (Carica papaya) حاوی پاپائین[5] و کیموپاپائین[6]، اثربخشی خود را علیه ترماتودهای مونوژن و نماتودها نشان داده است (Anees et al., 2024; Radwan et al., 2023). با این حال، بیشتر مطالعات اثربخشی آزمایشگاهی را گزارش میکنند بدون آنکه پروتکلهای مزرعهای استانداردی ارائه دهند.
3.1.2. عفونتهای قارچی
اگرچه عفونتهای قارچی معمولاً سرایتکننده نیستند، اما میتوانند، به ویژه به عنوان عفونت ثانویه پس از آسیب باکتریایی یا ضربه، بسیار مخرب باشند. ساپرولگنیازیس[7]، ناشی از گونههای ساپرولگنیا (Saprolegnia spp.)، در ماهیان آبسرد شیوع دارد و با پلاکهای سفید پنبهای نمایان میشود (Sheikha and Mankod, 2021). برانکیومایکوزیس[8] (پوسیدگی آبشش) در کپور، به واسطه گونههای برانکیومایسس (Branchiomyces spp.)، موجب تنگی نفس و نکروز آبشش میگردد (Sheikha and Mankod, 2021) ترکیبات ضدقارچ گیاهی، از جمله عصارههای زردچوبه و چریش، اثربخشی قابل مقایسه با سولفات مس را بدون ماندگاری زیستمحیطی نشان دادهاند (Afshari et al., 2023). زنجبیل (Zingiber officinale) حاوی اوژنول[9] و لینالول[10] نیز خواص ضدقارچی و اشتهاآور دارد ((Naliato et al., 2021. خلأ اصلی مربوط به کاربرد این ضدقارچهای گیاهی در برنامههای جامع مدیریت کیفیت آب است.
4.1.2. بیماریهای ویروسی
عفونتهای ویروسی خسارات فاجعهباری ایجاد میکنند، با این حال هیچ داروی ضدویروسی تجاری برای آبزیپروری وجود ندارد. ویروس نکروز عفونی خونساز (IHN) در آزادماهیان، ویروس نکروز عفونی پانکراس (IPNV) در ماهی آزاد جوان، ویروس سپتیسمی خونریزیدهنده ویروسی (VHSV) در گونههای دریایی و آبشیرین، و ویرمی بهاره کپور (SVCV) در کپورماهیان همگی ویژگیهای مشترکی از جمله تلفات بالا (تا ۱۰۰٪ در IHN) ، فقدان داروهای ضدویروسی مؤثر، و اتکا به واکسیناسیون، امنیت زیستی و مدیریت کیفیت آب دارند (Afshari et al., 2023; Hillestad et al., 2021; Mohammadisefat et al., 2023; Pyecroft et al., 2022). گیاهان دارویی با خواص محرک سیستم ایمنی از جمله استراگالوس[11]، شیرینبیان[12] (Glycyrrhiza glabra) حاوی گلیسیریزین و فلاونوئیدها، چای سبز و جینسینگ برای افزایش دفاع ضدویروسی ذاتی در دست بررسی هستند (Chattaraj et al., 2022; Hu et al., 2024; Rajil et al., 2020; Wahab et al., 2021). یک خلأ قابل توجه وجود دارد: بیشتر مطالعات در مرحله پیشبالینی هستند و استانداردسازی دوز و تأیید ایمنی برای کاربرد تجاری را ندارند.
2.2. ترکیب و تحلیل سازوکارها و کاربردهای گیاهدرمانی
جدول ۱ عصارههای گیاهی مورد استفاده علیه عوامل بیماریزای اصلی در آبزیپروری را خلاصه میکند. سیر از طریق حمام غوطهوری، آئروموناس را مهار میکند؛ اکیناسه[13] (آلکامیدها[14]، پلیساکاریدها) به عنوان پودر خوراکی علیه ایکتیوفتریازیس[15] مصرف میشود؛ چریش به خوراک برای بیماری کلومناریس[16] افزوده میشود؛ زردچوبه (کورکومینوئیدها[17]) عفونت آئروموناس را هدف قرار میدهد؛ زنجبیل (جینجرول[18]، شوگائول[19]) در حمام برای بیماریهای گوارشی و پوستی به کار میرود؛ آلوئهورا[20] (پلیساکاریدها، آنتراکینونها[21]) پوسیدگی باله را درمان میکند؛ شیرینبیان (گلیسیریزین، فلاونوئیدها) در حمام برای ساپرولگنیازیس استفاده میشود؛ ریحان[22] (اوژنول، لینالول) و بابونه[23] (آپژنین[24]، کامازولن[25]) تریکودینیازیس[26] و انگلهای خارجی را هدف قرار میدهند؛ بادرنجبویه[27] (سیترونلال[28]، اسید رزمارینیک[29])، خربزه درختی یا پاپایا (پاپائین[30]، کیموپاپائین)، آویشن[31] (تیمول[32]، کارواکرول[33])، مریمگلی[34] (کافور[35]، اسید رزمارینیک[36]) و رزماری[37] (اسید رزمارینیک[38] ، ۱،۸-سینئول[39] ، کارنوزول[40]، اسید کافئیک[41])
مجموعه درمانی را کامل میکنند (Bharathi et al., 2021; Iqbal et al., 2024; Xia et al., 2020). سازوکارهای ضدباکتریایی شامل اختلال در غشا و مهار آنزیمی است؛ اثرات ضدانگلی از راه سمیت مستقیم و تحریک ایمنی عمل میکنند؛ فعالیت ضدقارچی به واسطه تخریب دیواره سلولی میانجیگری میشود؛ و اثرات ضدویروسی شامل مهار همانندسازی ویروس و تقویت پاسخهای شبیه اینترفرون است (Dawood et al., 2021; Hu et al., 2024). نعناع فلفلی(دارای منتول، منتون) برای درمان بیماری انگلی ایکتیوفتیریازیس، جنسینگ(دارای جینسنوزیدها، پلی ساکارید) برای درمان عفونت قارچی ساپرولگنیازیس و تقویت سیستم ایمنی ذاتی، پونه کوهی(دارای کارواکرول، تیمول) در درمان عفونت باکتریایی ناشی از آئروموناس، دارچین(دارای سینامالدئید، اوژنول) در درمان عفونت باکتریایی ویبریوز، قاصدک(دارای تاراگزاسترول، فلاونوئیدها) در درمان عفونت باکتریایی ناشی از فلاوباکتریوم ها، گل همیشه بهار(دارای لوتئین، زآگزانتین) و بومادران(دارای سسکوئیترپنها، لاکتونها، فلاونوئیدها ) در درمان بیماری انگلی ایکتیوفتیریازیس و افسنطین(دارای آرتمیسینین، سسکوئیترپنها) در درمان کرم های انگلی ابشش می توانند موثر باشند (Iqbal et al., 2024).
نتیجهگیری کلی این است که گیاهان دارویی کنترل چندهدفه و زیستتخریبپذیر بیماری را فراهم میکنند. با این حال، منابع علمی فاقد کارآزماییهای مقایسهای اثربخشی در برابر داروهای متداول و پروتکلهای عصارهگیری استاندارد هستند، خلأهایی که پژوهشهای آینده باید پر کنند. عصارههای گیاهی میتوانند رشد باکتریها را با قدرتی مشابه آنتیبیوتیکهای مصنوعی مهار کنند و به عنوان یک آنتیباکتریال طبیعی برای اهداف آبزی پروری، گزینهای سازگار با محیط زیست ارائه دهند (Xia et al., 2020). سیر به دلیل وجود ترکیبات فعال زیستی فراوان مانند آلیسین، آجوئن[42] و دیآلیل سولفید[43]، دارای خواص ضد باکتریایی قوی است. تولید آلیسین هنگام خرد شدن سیر میتواند رشد را سرکوب کرده و میزان مرگ و میر ناشی از بیماری توسط باکتریهایی مانند Aeromonas hydrophila و سویههایVibrio را در آبزی پروری کاهش دهد (Espinoza et al., 2020). زردچوبه سرشار از کورکومینوئیدها بود، در حالی که ترکیبات آلیسین و گوگرد موجود در سیر نشان دهنده اثر ضد باکتریایی بالایی است (Espinoza et al., 2020). این مواد طبیعی همچنین میتوانند به عنوان مکملهای غذایی در غذای آبزی پروری یا به عنوان عصارههای محلول در آب برای بهبود ایمنی و سایر عملکردهای متابولیکی در آبزی پروری استفاده شوند (Mendivil Co., 2021).
عصارههای ضد انگلی مشتق شده از گیاهان، جایگزین جدید و امیدوارکننده و ایمنی برای درمانهای شیمیایی در آبزیپروری ارائه میدهند. این رویکرد طبیعی میتواند بار انگلی را کاهش داده و وضعیت سلامت ماهی و همچنین میزان بقا را بدون آسیب به محیط زیست افزایش دهد، زیرا آنها به صورت شیمیایی سنتز نشدهاند (Dawood et al., 2021). عصاره آبی چریش را میتوان به صورت خوراکی یا مخلوط با غذای ماهی استفاده کرد و مستقیماً در مناطق آسیب دیده اعمال کرد. قارچکش ارگانیک چریش نیز فعالیت باکتریواستاتیک و ضد قارچی دارد. دانههای خربزه درختی یا پاپایا، بهویژه آنهایی که حاوی پاپائین و کیموپاپائین هستند، بهعنوان درمانهای ضد انگلی برای دامهای آبزیپروری، بهویژه علیه نماتدها و کرمهای نواری، بسیار مورد توجه بودهاند (Anees et al., 2024, Radwan et al., 2023).
گیاهان ضد قارچ در آبزیپروری نهتنها بهعنوان یک مکانیسم دفاعی در برابر قارچ عمل میکنند، بلکه شرایط بهتری را برای افزایش سلامت و بهرهوری ماهی فراهم میکنند (Bharathi et al., 2021). زنجبیل را میتوان بهصورت مایع یا مخلوط با غذای ماهی مصرف کرد. با توجه به مزایای آن بهعنوان یک رژیم غذایی آبزیپروری، دارای اثرات ضد قارچی و خواص گوارشی با طیف گسترده است. ترکیبات روغنی اوژنول و لینالول، به ریحان به عنوان یک گیاه ضد قارچ شهرت بخشیدهاند. اینها قارچکشهای قوی علیه عوامل بیماری زای ساپرولگنیایی تخم و ماهی هستند (Naliato et al., 2021). استفاده از گیاهان ضد ویروسی سرخارگل[44] در آبزیپروری، سیستم ایمنی را ، به ویژه در برابر هرپس ویروس گربه ماهی تقویت میکند و از تکثیر ویروس جلوگیری میکند. میتوان آن را به صورت عصاره یا مخلوط با غذای ماهی تجویز کرد و مزایایی مانند افزایش ایمنی ذاتی و سازگاری و کاهش عفونت را به همراه دارد (Hu et al., 2024).
شیرین بیان، یکی دیگر از گیاهان دارویی قدرتمند، حاوی گلیسیریزین[45] و فلاونوئیدها[46] است که خواص ضد ویروسی موثری مانند تبخال و آنفولانزا دارند. میتوان آن را به صورت خوراکی یا رقیق شده مصرف کرد تا تکثیر ویروس را مهار کرده و مکانیسم دفاعی را تحریک کند (Wahab et al., 2021).
- توصیههای ترویجی و جمع بندی
برای خروج از کاربردهای سنتی و تجربی و رسیدن به پروتکلهای علمی، پژوهشهای سیستماتیک در محورهای زیر ضروری است:
- تعیین دوز و شیوه تجویز: مشخصسازی سطوح بهینه مصرف و مقایسه روشها (افزودنی در جیره خوراکی در برابر حمامدرمانی/غوطهوری).
- فارماکوکینتیک و بقایای بافتی: بررسی رفتار دارو در بدن آبزی و ارزیابی میزان و زمان ماندگاری بقایا در بافتهای مصرفی.
- اثرات سینرژیک (همافزایی): بررسی نتایج تلفیق همزمان با پروبیوتیکها و پریبیوتیکها.
- ارزیابی ایمنی زیستی: سنجش حاشیه ایمنی برای آبزی هدف و سایر ارگانیسمهای غیرهدف در سامانه.
|
9
|
|
10
|
|
11
|
|
glabra (Licorice): A comprehensive review on its phytochemistry, biological activities, clinical evidence and toxicology. Plants. 10(12): 2751. doi: 10.3390/plants10122751.
Xia, Y-T, Chan GK-L, Wang H-Y, Dong TT-X, Duan R, Hu W-H et al. (2020) The anti-bacterial effects of aerial parts of Scutellaria baicalensis: Potential application as an additive in aquaculture feedings. Aquaculture. 526: 735418. doi: 10.1016/j.aquaculture.2020.735418.
|