دور البوليفينول في تنظيم بروتينات الصدمة الحرارية وميكروبات الأمعاء في عملية الفطام ، الجزء الثاني

الرجاء التواصلoscar.xiao@wecistanche.comللمزيد من المعلومات

4.1 إجهاد الفطام في الخنازير والحيوانات المجترة. تعاني خنازير الفطام من فترات مرهقة يمكن أن تغير وظائف الأمعاء والمناعة مما يؤدي إلى التأثير على صحة الحيوان.

تم استخدام أدوات متقدمة لتقليل إجهاد الفطام ؛ ومع ذلك ، هناك حاجة إلى مزيد من الفهم البيولوجي الجماعي لابتكار استراتيجيات لمكافحة إجهاد الفطام [62]. تشمل عوامل إجهاد الفطام التحديات الفسيولوجية والبيئية والاجتماعية التي تحدث عندما تنفصل الخنازير عن البذرة ، مما يجعلها عرضة للأمراض وفقدان الإنتاج [62]. يقوم الجهاز الهضمي بتشكيل وظائف مختلفة مثل هضم وامتصاص العناصر الغذائية ، وتوازن الكهارل ، وإفراز الإنزيمات الهاضمة ويعمل كحاجز ضد الجزيئات الضارة [62]. التغييرات المفاجئة في النظام الغذائي من الحليب إلى المواد الصلبة تجعل الخنازير عرضة لانخفاض معدلات النمو [62]. دراسة قام بها Mon-tagne et al. [63] أوضح أن تقليل تناول العلف أثناء الفطام قد يساهم في التهاب الأمعاء ، مما يؤثر على ارتفاع الزغابات وعمق القبو. تعاني الخنازير من انخفاض تناول العلف بسبب التغيرات في قدرة امتصاص الأمعاء الدقيقة [64]. علاوة على ذلك ، سلط راو [65] الضوء على العلامات المعوية المختلفة المرتبطة بإجهاد الفطام ، مما يقلل بشكل فعال من الاضطرابات الفسيولوجية المرتبطة بإجهاد الفطام. يرتبط إجهاد الفطام أيضًا بالإفراط في إنتاج ROS واستنفاد نظام مضادات الأكسدة [66]. تتداخل الحالة الهائلة لـ ROS مع الوظيفة الخلوية وبالتالي تؤثر على بروتينات TJ مما يؤدي إلى زيادة نفاذية الأمعاء [67]. علاوة على ذلك ، تم توثيق تأثير كبير لإجهاد الفطام في الخنازير بشكل جيد من خلال العديد من الدراسات [68-71].

الرجاء الضغط هنا لمعرفة المزيد

يعتبر إجهاد الفطام خطوة حاسمة في نظام تربية العجول ، مما يزيد من اكتساب الوزن الحي ويعزز نمو المعدة والأمعاء في مرحلة الفطام [72]. لذلك ، فإن وجود ضغوط الفطام [73] قد يؤثر على نظام إنتاج الأبقار الحلوب ويزيد من معدل وفيات العجول [74]. في الوقت الحالي ، تتوفر مؤلفات محدودة حول موضوع الاستجابات الفيزيولوجية والمنطقية والمناعية في لحوم البقر ومنتجات الألبان. أبرزت الدراسات أن إجهاد الفطام مع السكن المفاجئ قلل من إجمالي عدد الكريات البيض ، وانخفض في إنتاج المختبر من إنترفيرون جاما ، وعزز مستوى بروتينات المرحلة الحادة مقارنة بتأجيل السكن لمدة 35 يومًا بعد الفطام. علاوة على ذلك ، فإن الفترة الانتقالية في الأبقار العدلات المؤيدة للحشرات ، تثبط إنتاج الإنترفيرون y ، وتعزز مستوى بروتينات المرحلة الحادة التي تكون سائدة بعد فترة ما بعد الفطام. ومن ثم ، فهو قمع طويل الأمد في مؤشرات الاستجابة المناعية في العجول بعد الفطام بفترة وجيزة. يمكن استخدام هذه المؤشرات الحيوية المناعية في المستقبل للتنبؤ باحتمال حدوث إجهاد الفطام والتغلب على التهابات الجهاز التنفسي [75].

الرجاء الضغط هنا لمعرفة المزيد

تعتبر الطرق المحددة لتحسين صحة الأمعاء في فترة ما قبل الفطام ضرورية لتقليل ضعف العجول ضد الالتهابات المعوية. تحدد صحة الأمعاء العديد من العوامل التي تنسب إلى الحفاظ على حالة خالية من الأمراض في نظام الجهاز الهضمي [76]. يعد التعديل داخل ميكروبيوم الأمعاء عاملًا أساسيًا يساهم في وصف التأثير على صحة الأمعاء [76] ويعتبر بمثابة نافذة لتحسين صحة أمعاء ربلة الساق. تكون عجول الأطفال حديثي الولادة أكثر عرضة للإصابة بالتهابات معوية ، وهي سبب محوري لوفاة ربلة الساق ؛ لذلك ، من الضروري الاهتمام المناسب لتحسين صحة الأمعاء وخاصة صحة ربلة الساق [77]. لمزيد من الدراسات حول دور ميكروبيوتا الأمعاء في إجهاد الفطام لعجول الألبان ، تم تأجيل مقالة محددة جيدًا مسبقًا [77].

4.2 ميكروبيوتا الأمعاء وإجهاد الفطام.

في صناعة الخنازير ، يكون الجهاز الهضمي للخنازير حديثي الولادة عرضة للإسهال بعد الفطام [78 ، 79] وغير ذلك من الاضطرابات المعوية التي قد تؤثر بشكل مباشر على الامتصاص المعوي ، وإصابة حاجز الأمعاء ، والالتهاب ، والأضرار التأكسدية ، وتغير الاستجابة الميكروبية [62 ، 78]. كشفت الأدبيات السابقة أن الميكروبيوم المعوي أظهر دورًا حيويًا في الحفاظ على وظيفة الأمعاء وصحة المضيف ، بينما تمكن مجتمعات بكتيرية معينة القدرة على قمع العدوى / مسببات الأمراض وتعزيز مناعة الغشاء المخاطي [71]. ومن ثم ، فإنه يعتبر استراتيجية جديدة لتعديل ميكروبيوتا الأمعاء لتعزيز صحة الأمعاء.

ومع ذلك ، فإن إجهاد الفطام يقلل الثراء النوعي لمجموعة Lactobacillus ويعزز Clostridium spp. Prevotella spp. و Proteobacteriaceae و E. coli ، مما أدى إلى فقدان التنوع الميكروبي [80]. علاوة على ذلك ، أظهرت الخنازير المفطومة تنوعًا وتكوينًا لميكروبات الأمعاء ، والتي تتأثر إلى حد كبير بكمية ومصادر البروتينات أو الألياف التي يتم توفيرها للخنازير بعد الفطام [81]. يعتبر التفاعل بين المكونات الغذائية داخل خلايا الأمعاء ونبات الأمعاء الدقيقة أمرًا حيويًا بشكل أساسي لوظيفة الجهاز الهضمي [82]. وتجدر الإشارة إلى أن حوض التغذية أمر محوري لتجديد وانتشار الخلايا المعوية وجزء لا يتجزأ من المجتمع الميكروبي [83]. تمكن البكتيريا المسببة للأمراض من الاستفادة من العناصر الغذائية المناسبة التي لا يمكن تقويضها عن طريق البكتيريا المتعايشة ، وتعزز التعبير عن العوامل الخبيثة ، على سبيل المثال ، السالمونيلا ، والإشريكية القولونية المعوية التي تمتلك القدرة على استخدام الإيثانولامين كمصدر للكربون أو النيتروجين للحصول على الاستفادة من التغذية في بيئة تنافسية مع البكتيريا الأخرى [83 ، 84]. قد تستهلك الإشريكية القولونية النزفية المعوية الفركتوز لتحفيز نظام إفراز من النوع الثالث يفضل التصاق البكتيريا المسببة للأمراض لاستضافة الخلايا المعوية [85]. نتيجة لذلك ، تكون الخنازير الصغيرة المفطومة عرضة للالتهابات المعوية والإسهال بعد الفطام استجابةً للتكاثر المفاجئ للبكتيريا المسببة للأمراض ونقص التنوع الميكروبي [86]. خلصت نتائج أحدث مقال إلى أن البوليفينول هولي (HP) يمكّن من تخفيف الإصابة المعوية بوساطة LPS من خلال تعزيز أنشطة ديسكاريداز المعوية ، ووظيفة الحاجز ، وإنتاج الأحماض الدهنية قصيرة السلسلة (SCFA) وقمع الالتهاب المعوي [87]. دراسة بواسطة Liedel et al. [88] ، كشفت بعض المواد المضادة للأكسدة عن وجود علاقة مهمة مع البكتيريا المفيدة وعلاقة عكسية مع الإشريكية القولونية. ومع ذلك ، أشارت بعض المواد والبكتيريا إلى وجود علاقة في الموقع المقابل مع الخنازير.

5. البوليفينول ، وبروتينات الصدمة الحرارية ، والأمعاء

الميكروبات في إجهاد الفطام

تعمل الأساليب الغذائية على تعديل تعبير HSP في الجسم الحي وزيادة الاستجابة الصحية للمضيف من خلال استهداف استجابات مناعية محددة مثل Tregs. يؤدي التحريض الفموي للكارفاكرول في الفئران إلى تعزيز التعبير عن HSP70 في بقع باير و Tregs وتثبيط التهاب المفاصل المستحث في نموذج حيواني 89]. تم أيضًا توثيق العديد من المركبات الغذائية للتأثير على تعبير HSP في الجهاز الهضمي في المختبر وفي الجسم الحي [90-92]. تم توثيق أنثوسيانين سيانيدين -3- O- غلوكوبيرانوسيد وشكله aglycon ، سيانيدين كلو رايد ، لإظهار تأثيرات مضادات الأكسدة جزئيًا عن طريق التعبير المستحث عن HSP70 في خلايا Caco2 [93]. تم الإبلاغ عن نفس التأثير أيضًا باستخدام naringenin في 10-100 wM [94]. بالإضافة إلى ذلك ، فقد وثقت الدراسات في المختبر على polyphe-nols أن الفلافونويد كيرسيتين عند 30-100 ميكرومتر وأخرى مثل الفلافون عند 150 ميكرومتر ، kaempferol عند 100 ميكرومتر ، و genistein عند 100 ميكرومتر معروفة بأنها مثبطات قوية لـ iHSPs على وجه التحديد iHSP70 [95،96]. كما تم إثبات أن مستخلص بذور العنب (البوليفينول) يثبط iHSP70 في خط GECline البقري [97] ، مما يشير إلى تأثير سلبي للعديد من البوليفينول على iHSPs. إن تعبير HSP70 الذي يسببه الريسفيراترول يقلل من ارتفاع درجة حرارة استجابة الصدمة الحرارية ويجهز الخلايا للتغلب على التأثيرات المكتشفة لمستويات الإجهاد [98]. علاوة على ذلك ، يجلب ريسفيراترول GSH في شكل مخفض لقمع تلف الخلايا الليمفاوية بوساطة ROS [99] وتحسين H ، O ، تحديد بيروكس الدهون الناجم عن طريق خفض مستويات MDA وتعزيز نشاط SOD وتخفيف التعبير داخل الخلايا لـ ROS في Caco2 خلية [100]. تعتبر إشارات H O المستحثة بالريسفيراترول -1 أمرًا محوريًا للتعبير عن بروتينات TJ من خلال قمع نشاط PKCactivity والفسفرة P38 [100]. علاوة على ذلك ، فإن HSP المنطوي على الريسفر المعروف بأنه محفز للخلايا التائية التنظيمية المضادة للالتهابات لحماية سلامة الأمعاء. تحفيز HSP يمنع تحفيز NF-xB من خلال تنظيم IKB [101].

هناك العديد من العوامل التي يجب أن تشارك في تحفيز تعبير HSP في إنتاج الخنازير مثل درجة الحرارة العالية ، والنقل ، والفطام ، والتمارين الرياضية ، وتعرض الخلايا للسموم. إن HSPs مثل HSP27 و HSP60 و HSP70 غارقة في ظروف الإجهاد الحراري. يتم تعديل تعبير HSP في الجهاز الهضمي عن طريق الفطام ويعتمد على موقع GIT ومرحلة ما بعد الفطام. و HSP 70 وساهم في العديد من الوظائف الخلوية [103 ، 104]. من الجدير بالذكر أن iHSPs تنظم وظيفة الحاجز عن طريق التوسط لبروتينات TJ وعكس الإهانة الناجمة عن الإجهاد التأكسدي والالتهابي على الخلايا [26]. تعطي الخلايا الظهارية المعوية والقولون استجابات مماثلة ضد محفزات iHSP. يختفي iHSP المعوي في الحيوانات المالحة الخالية من الجراثيم [105106]. علاوة على ذلك ، تم توثيق المعرفة الشاملة حول التدخل الغذائي لبروتينات الصدمة الحرارية والأمعاء الميكروبية جيدًا بواسطة [51]. تتعرض الحيوانات لضغوط مختلفة أثناء تكيفاتها كما هو موضح في الشكل 2.

6. تنظيم البوليفينول في ضغوط الفطام

بوساطة Gut Microbiota

البحث التغذوي في تحسن مستمر مع إضافات الأعلاف الخاصة [107]. في الآونة الأخيرة ، اجتذب منتجو الأغذية والمستهلكون الاهتمام في الترويج لمضافات الأعلاف وإعطاء الأولوية للمركبات الطبيعية. تعتبر مادة البوليفينول عالية الفعالية وتعرض أنشطة مضادات الميكروبات [108] ، ومضادات الأكسدة [109 ، 110] ، ومضادة للفيروسات [11 لتر] وهي مجموعات كبيرة من المركبات النشطة بيولوجيًا الطبيعية التي نشأت من النباتات. المركبات المضادة للأكسدة غنية بالبوليفينول ، والتي يمكن أيضًا استخدامها لتخفيف الإجهاد التأكسدي في الحيوانات وتعزيز القدرة المضادة للأكسدة للمنتجات ذات الأصل الحيواني [112]. ومع ذلك ، يقترح بعض العلماء أن البوليفي نول ليس لديها القدرة المضادة للأكسدة في الجسم بسبب ضعف كفاءة امتصاصها ، ولكن يمكنهم أداء أنشطة بيولوجية أخرى من خلال التأثير على إشارات الخلية أو نواتج الأيض ثنائية الصغر [113]. على سبيل المثال ، يمكن أن يعمل الفلافونويد في مسار البروتين كينيز ومسار الليبيد كيناز للتأثير على السرطان وتطور أمراض القلب.

تم فك رموز المجتمع الميكروبي في الأمعاء جيدًا من خلال الدراسات السابقة [109،115]. تمت مناقشة المصادر المختلفة للبوليفينول النباتي أعلاه. تم الإبلاغ عن أن الروابط النشطة لهذه المركبات التي لوحظت في الدراسات المختبرية والحيوية لها أنشطة مضادة للأكسدة ومحفزة للمناعة ومضادة للالتهابات [116-120].

يوكوميا أولمويدس (الاتحاد الأوروبي) فلافون ، نبات عشبي صيني ، يحتوي على العديد من المركبات التي توفر آثارًا معززة للصحة [121]. تعتبر أوراق هذا النبات مصدرًا غنيًا للفلافونويدات [31،122] توفر تأثيرات مفيدة على الصحة عن طريق المسح المباشر للجذور الحرة ، وتثبيط السيتوكينات النفاذة عن طريق قمع ROS وأكسيد النيتريك ، وتقليل الجينات الالتهابية التي تشمل انزيمات الأكسدة الحلقية (COXs) والنيتريك المحرض. أكسيد سينثيز (iNOS) ، الإنزيمات المضادة للأكسدة المنتظمة ، معالجة عوامل النسخ مثل NF-xB و AP -1 ، وزيادة مسار إشارات Nrf2 [123 ، 124]. تم توضيح التأثير الوقائي في المختبر لـ Eucommia ulmoides flavones ضد تلف العين الناجم عن LPS (خط الخلايا الظهارية المعوية من الخنازير (IPEC-J2)) بشكل جيد بواسطة Hussain et al. [120]. قدم إدراج 10ug / mL EUF تأثيرات مفيدة على قابلية الخلية للتكاثر ، والتكاثر ، ودورة الخلية وموت الخلايا المبرمج ، والطاقة الحيوية للميتوكوندريا ، ومسار البروتين NF-xB. قام EUF بتنشيط PI3K / AKT والذي يعمل كمسار لبقاء الخلية والإشارة ، ويحسن الآثار السلبية لـ LPS ، ويعيد سلامة الخلايا المعوية. دراسة أخرى بواسطة Chun et al. [119] أظهر أن المكملات الغذائية من Eucommia ulmoides flavones (polyphenols) عززت أداء النمو في الخنازير المفطومة والتي تم تحديها مع نموذج ديكوات للإجهاد التأكسدي. المزيد من النتائج المثمرة المحددة من Eucommia ulmoides flavones من خلال تخفيف الإجهاد التأكسدي والالتهاب في مورفولوجيا الأمعاء ، وتقليل السيتوكينات الملتهبة ، وزيادة الاستجابة المضادة للأكسدة ، وزيادة ارتفاع الزغابات ، وارتفاع الزغابات ، وعمق سرداب في الخنازير المفطومة.

تم وصف التأثير الإيجابي لبوليفينول الشاي (TP) على نموذج معقد للديكات من الخنازير الصغيرة بعد الفطام جيدًا بواسطة Fiesel وآخرون. أظهرت النتائج أن TP الغذائي يخفف الإجهاد التأكسدي ويعزز أداء النمو إلى حد ما. تمت زيادة نسبة CD4b / CD8b مما يشير إلى استعادة الاضطراب المناعي الناجم عن الإجهاد التأكسدي. علاوة على ذلك ، خفض TP مستوى I -1 و IFN-y ، اللذين زادهما الإجهاد التأكسدي. ومع ذلك ، عزز TP تركيز المصل لـ IL -4 ، مما يشير إلى تغييرات في استجابة Thl إلى Th2. وهكذا ، أظهرت النتائج استجابة مناعة TP تجاه الإجهاد التأكسدي المفطوم.

بذور coix المرتبطة بعائلة Poaceae ، مصدر غني للمركبات الغذائية بما في ذلك البوليفينول ، ينشأ في الصين واليابان وتايلاند وبورما [126127]. أظهرت دراسة أجرتها شركة Dairy [128] أن مستخلص بذور coix عزز بشكل ملحوظ أداء النمو ، وعزز الكثافة و

طول الزغابات المعوية ، وزيادة وفرة البكتيريا والجنس Lactobacillus ، وانخفضت ثراء Prevo-tella في ميكروبيوتا الأمعاء. وبالتالي ، فهو مصدر محتمل لمكملات الأعلاف في إنتاج الخنازير. في دراسة سابقة ، استخدم Ishi-hara وزملاؤه [129] بذور العنب ومستخلص نبتة العنب (GSGME) أو القفزات المستهلكة (SH) لتعزيز أداء الحيوانات. في تجربته ، كشفت الخنازير التي عُرضت على مكمل GSGME أو SH عن زيادة مكاسب: نسبة العلف ، وانخفاض مستويات الأحماض الدهنية المتطايرة ، وانخفاض أعداد Streptococcus spp. و Clostridium Clostridium Clostridium XIVa في الكائنات الحية الدقيقة البرازية. علاوة على ذلك ، فإن مكملات كلا المجموعتين كان لها تعبير منخفض عن العديد من الجينات المسببة للالتهاب في الاثني عشر والدقاق والقولون. أظهرت دراسة أجراها Sarker et al. [130] أن البوليفينول النباتي يؤثر على حالة مضادات الأكسدة في الخنازير المفطومة. أبرزت النتائج أن مكملات البوليفينول النباتية المحسنة قد تعزز مضادات الأكسدة في البلازما عن طريق تقليل مستوى MDA. دراسات أخرى أجراها أوليفيرا وآخرون. [131] كشف أن البوليفي نولات المشتقة من النباتات لها تأثيرات مفيدة على صحة الأمعاء. تمت الإشارة أيضًا إلى أن مادة البوليفينول (ثفل التفاح والنبيذ الأحمر) تحتوي على محتويات أعلى من مركبات الفلافونويد ، ضمنًا كإضافة للأعلاف ، وتأثيرات مفيدة مفيدة على التشكل الزغبي والأنسجة اللمفاوية المرتبطة بالأمعاء (GALT) وقد تزيد من صحة الخنازير. دور البوليفينول في تنظيم ميكروبيوتا الأمعاء مذكور في الجدول 1.

في الوقت الحاضر ، تم توثيق الكثير من الدراسات حول إجهاد الفطام في الخنازير واستراتيجيات التدخل التغذوي الناجحة مع إضافات البولي فينول جيدًا ، ولكن للأسف ، لا توجد مثل هذه الأدبيات الواسعة في الجاموس والأبقار والماعز والأغنام. لقد بذلنا قصارى جهدنا لتعداد الأدلة التي تسلط الضوء على أهمية إجهاد الفطام والتدخل الغذائي المحتمل مع مادة البوليفينول لتحسين نمو الحيوانات وإنتاجها.

تم اقتباس هذه المقالة من Hindawi Oxidative Medicine and Cellular Longevity Volume 2021 ، معرف المقالة 6676444 ، 13 صفحة https://doi.org/10.1155/2021/6676444