نقش پلی فنول ها در تنظیم پروتئین های شوک حرارتی و میکروبیوتای روده در استرس از شیر گرفتن قسمت 2

لطفا تماس بگیریدoscar.xiao@wecistanche.comبرای اطلاعات بیشتر

4.1. استرس از شیر گرفتن در خوک ها و نشخوارکنندگان خوک‌هایی که از شیر گرفته می‌شوند دوره‌های استرس‌زایی را تجربه می‌کنند که می‌تواند عملکرد روده و ایمنی را تغییر دهد و در نتیجه بر وضعیت سلامت حیوانات تأثیر بگذارد.

ابزارهای پیشرفته برای به حداقل رساندن استرس از شیر گرفتن استفاده شده است. با این حال، درک بیولوژیکی جمعی بیشتری برای ابداع استراتژی هایی برای مبارزه با استرس از شیر گرفتن [62] مورد نیاز است. عوامل استرس از شیر گرفتن شامل چالش‌های فیزیولوژیکی، زیست‌محیطی و اجتماعی است که هنگام جدا شدن خوک‌ها از خروس رخ می‌دهد و در نتیجه آنها را در برابر بیماری‌ها و زیان‌های تولید آسیب‌پذیر می‌کند [62]. دستگاه گوارش عملکردهای مختلفی مانند هضم و جذب مواد مغذی، تعادل الکترولیت ها و ترشح آنزیم های گوارشی را انجام می دهد و به عنوان سدی در برابر مولکول های مضر عمل می کند [62]. تغییرات ناگهانی در رژیم غذایی از شیر به مواد جامد، خوک ها را مستعد کاهش نرخ رشد می کند [62]. مطالعه ای توسط Mon-tagne و همکاران. [63] نشان داد که کاهش مصرف خوراک در طول پس از شیر گرفتن ممکن است به التهاب روده کمک کند و بر ارتفاع پرز و عمق دخمه تأثیر بگذارد. خوک ها به دلیل تغییر در ظرفیت جذب روده کوچک، مصرف غذای کمی را تجربه می کنند [64]. علاوه بر این، رائو [65] نشانگرهای روده ای مختلف مرتبط با استرس از شیر گرفتن را برجسته کرد و به طور موثر اختلال فیزیولوژیکی مربوط به استرس از شیر گرفتن را کاهش داد. استرس از شیر گرفتن نیز با تولید بیش از حد ROS و کاهش سیستم آنتی اکسیدانی مرتبط است [66]. وضعیت بسیار زیاد ROS با عملکرد سلولی تداخل می‌کند و متعاقباً بر پروتئین‌های TJ تأثیر می‌گذارد که منجر به افزایش نفوذپذیری روده می‌شود [67]. علاوه بر این، تأثیر قابل توجه استرس از شیر گرفتن در خوک‌ها توسط مطالعات متعدد به خوبی ثبت شده است [{18}}].

لطفا برای دانستن بیشتر اینجا را کلیک کنید

استرس از شیر گرفتن یک مرحله مهم در سیستم پرورش گوساله است که افزایش وزن زنده را افزایش می دهد و رشد دستگاه گوارش را در مرحله از شیرگیری تقویت می کند [72]. بنابراین، وجود تنش های از شیر گرفتن [73] ممکن است بر سیستم تولید گاو شیری تأثیر بگذارد و مرگ و میر گوساله ها را افزایش دهد [74]. در حال حاضر، مقالات محدودی در مورد پاسخ های فیزیولوژیکی و ایمونولوژیکی در گوشت گاو و گوساله های شیری موجود است. مطالعات نشان داد که استرس از شیر گرفتن همراه با مسکن ناگهانی تعداد کل لکوسیت ها را کاهش داد، تولید اینترفرون گاما را در شرایط آزمایشگاهی کاهش داد و سطح پروتئین های فاز حاد را نسبت به تعویق نگهداری 35 روز پس از شیر گرفتن، افزایش داد. علاوه بر این، دوره گذار در گاوها باعث نوتروفیلی می شود، تولید اینترفرون-y را سرکوب می کند و سطح پروتئین های فاز حاد را که پس از دوره پس از شیر گرفتن شایع هستند، افزایش می دهد. از این رو، این یک سرکوب انتقال طولانی مدت در شاخص های پاسخ ایمنی در گوساله ها بلافاصله پس از شیر گرفتن است. چنین بیومارکرهای ایمنی را می توان در آینده برای پیش بینی وقوع احتمالی استرس از شیر گرفتن و غلبه بر عفونت های تنفسی مورد استفاده قرار داد [75].

لطفا برای دانستن بیشتر اینجا را کلیک کنید

روش های خاص برای بهبود سلامت روده در دوره قبل از شیرگیری برای کاهش آسیب پذیری گوساله ها در برابر عفونت روده ضروری است. سلامت روده عوامل متعددی را تعریف می‌کند که به حفظ وضعیت عاری از بیماری در سیستم GIT نسبت می‌دهند [76]. اصلاح در میکروبیوم روده یک عامل اساسی است که تأثیر آن را بر سلامت روده توصیف می کند [76] و به عنوان پنجره ای برای بهبود سلامت روده گوساله در نظر گرفته می شود. گوساله های نوزاد بیشترین آسیب پذیری را نسبت به عفونت های روده ای دارند که عامل اصلی مرگ گوساله است. بنابراین، توجه مناسب برای بهبود سلامت روده به ویژه سلامت گوساله مورد نیاز است [77]. برای مطالعات بیشتر در مورد نقش میکروبیوتای روده در استرس از شیر گرفتن گوساله‌های شیری، یک مقاله کاملاً تعریف شده ترجیح داده می‌شود [77].

4.2. میکروبیوتای روده و استرس از شیر گرفتن.

در صنعت خوک، دستگاه گوارش خوکچه های نوزاد مستعد اسهال پس از شیرگیری [78، 79] و سایر اختلالات روده ای است که ممکن است مستقیماً بر جذب روده، آسیب سد روده ای، التهاب، آسیب اکسیداتیو و تغییر پاسخ میکروبی تأثیر بگذارد [62، 78]. ادبیات قبلی نشان داد که میکروبیوم روده نقش پر جنب و جوشی را در حفظ عملکرد روده و سلامت میزبان نشان می دهد، در حالی که جوامع باکتریایی خاص ظرفیت سرکوب عفونت/عوامل بیماری زا و افزایش ایمنی مخاطی را قادر می سازند [71]. از این رو، استراتژی جدیدی برای مدولاسیون میکروبیوتای روده برای ارتقای سلامت روده در نظر می گیرد.

با این حال، استرس از شیر گرفتن غنای ویژه گروه لاکتوباسیلوس را کاهش می دهد و گونه های کلستریدیوم را افزایش می دهد. Prevotella spp. Proteobacteriaceae و E. coli که منجر به از بین رفتن تنوع میکروبی می شود [80]. علاوه بر این، خوک‌های از شیر گرفته شده تنوع و ترکیب میکروبیوتای روده را نشان داده‌اند، که تا حد زیادی تحت تأثیر کمیت و منابع پروتئین‌ها یا الیاف خوراکی است که به خوک‌های پس از شیرگیری ارائه می‌شود[81]. تعامل بین اجزای غذایی در سلول های روده و میکرو فلور روده اساساً برای عملکرد دستگاه گوارش حیاتی است [82]. شایان ذکر است که استخر تغذیه برای تجدید و تکثیر سلول های روده و بخشی جدایی ناپذیر از جامعه میکروبی حیاتی است [83]. باکتری های بیماری زا قادر به استفاده از مواد مغذی مناسبی هستند که نمی توانند از طریق باکتری های معمولی کاتابولیز شوند و بیان عوامل بیماری زا را تقویت می کنند، به عنوان مثال، سالمونلا و باکتری E.coli انتروهموراژیک دارای قابلیت استفاده از اتانول آمین به عنوان منبع کربن یا نیتروژن برای به دست آوردن مزایای تغذیه در یک محیط رقابتی با سایر میکرو فلورها [83، 84]. E. coli انتروهموراژیک ممکن است فروکتوز را برای تحریک سیستم ترشحی نوع III که به چسبیدن باکتری های بیماری زا به انتروسیت میزبان کمک می کند، مصرف کند [85]. در نتیجه، خوک‌های از شیر گرفته شده در پاسخ به تکثیر ناگهانی باکتری‌های بیماری‌زا و عدم تنوع میکروبی در برابر التهاب روده و اسهال پس از شیر گرفتن آسیب‌پذیر هستند [86]. یافته‌های جدیدترین مقاله نتیجه می‌گیرد که پلی‌فنل هالی (HP) از طریق تقویت فعالیت‌های دی ساکاریداز روده، عملکرد سد و تولید اسید چرب با زنجیره کوتاه (SCFA) آسیب روده‌ای با واسطه LPS را کاهش می‌دهد و التهاب روده را سرکوب می‌کند [87]. مطالعه ای توسط لیدل و همکاران [88]، برخی از مواد آنتی اکسیدانی ارتباط معنی داری با باکتری های مفید و رابطه نامطلوب با باکتری E.coli نشان دادند. با این حال، مواد و باکتری های خاص رابطه مخالف با خوک ها را نشان می دهد.

5. پلی فنول ها، پروتئین های شوک حرارتی و روده

میکروبیوتا در استرس از شیر گرفتن

رویکردهای غذایی بیان HSP را در داخل بدن تغییر می دهند و پاسخ سلامت میزبان را از طریق هدف قرار دادن پاسخ های ایمنی خاص مانند Tregs افزایش می دهند. القای خوراکی کارواکرول در موش باعث افزایش بیان HSP70 در تکه های Peyer و Tregs و مهار آرتریت القایی در مدل حیوانی 89 می شود. ترکیبات غذایی متعددی نیز برای تأثیر بر بیان HSP در دستگاه گوارش in vitro و in vivo [{3}}] مستند شده‌اند. آنتوسیانین سیانیدین{4}O-گلوکوپیرانوزید و شکل آگلیکون آن، سیانیدین کلرورید، برای نشان دادن اثرات آنتی اکسیدانی تا حدی از طریق بیان القایی HSP70 در سلول های Caco2 ثبت شد [93]. همین اثر همچنین با استفاده از نارینژنین در 10-100wM [94] گزارش شد. علاوه بر آن، مطالعات آزمایشگاهی روی پلی‌فنول‌ها نشان داده است که فلاونوئید کوئرستین در 30-100 میکرومولار و سایر موارد مانند فلاون در 150 میکرومولار ، کامفرول در 100 میکرومولار و جنیستئین در 100 میکرومولار به عنوان مهارکننده های قوی iHSP ها به ویژه iHSP70 شناخته شده اند [95،96]. همچنین نشان داده شد که عصاره هسته انگور (پلی فنل ها) iHSP70 را در GECline گاو [97] سرکوب می کند، که نشان دهنده تأثیر منفی چندین پلی فنل بر iHSP ها است. بیان HSP70 تحریک شده با رسوراترول، افزایش دمای پاسخ شوک حرارتی را کاهش می دهد و سلول ها را برای غلبه بر اثرات مخرب سطوح استرس آماده می کند [98]. علاوه بر این، رسوراترول GSH را به شکل کاهش یافته برای سرکوب آسیب سلولی ناشی از ROS [99] و بهبود پراکسیداسیون لیپیدی ناشی از H, O، از طریق کاهش سطح MDA و افزایش فعالیت SOD و کاهش بیان درون سلولی ROS در Caco2 به ارمغان می آورد. سلول ها[100]. سیگنال دهی HO{35}} ناشی از رسوراترول برای بیان پروتئین های TJ از طریق سرکوب فعالیت PKC و فسفوریلاسیون P38 بسیار مهم است[100]. علاوه بر این، HSP آترولاکتیو شده با رسور که به عنوان محرک سلول های T تنظیم کننده ضد التهابی شناخته شده است تا از یکپارچگی روده محافظت کند. تحریک HSP از طریق تنظیم IKB، تحریک NF-xB را مسدود می کند [101].

عوامل متعددی در تحریک بیان HSP در تولید خوک نقش دارند مانند دمای بالا، حمل و نقل، از شیر گرفتن، ورزش و قرار گرفتن سلول در معرض سموم. HSP ها مانند HSP27، HSP60 و HSP70 در شرایط تنش گرمایی غرق می شوند. بیان HSP در GIT با از شیر گرفتن اصلاح می شود و به محل GIT و مرحله پس از شیر گرفتن بستگی دارد. و HSP 70 و به عملکردهای سلولی متعددی کمک کردند [103، 104]. قابل توجه است که iHSP ها عملکرد سد را از طریق واسطه پروتئین های TJ و بازگرداندن توهین ناشی از استرس اکسیداتیو و التهابی روی سلول ها تنظیم می کنند [26]. سلول های اپیتلیال روده و کولون هر دو پاسخ های مشابهی در برابر محرک های iHSP می دهند. روده iHSP در حیوانات بدون میکروب ناپدید می شود [105،106]. علاوه بر این، دانش جامع در مورد مداخله غذایی پروتئین های شوک حرارتی و میکروبی روده به خوبی توسط [51] مستند شده است. همانطور که در شکل 2 نشان داده شده است، حیوانات در طول سازگاری خود استرس های متفاوتی را تجربه می کنند.

6. تنظیم پلی فنول ها در استرس از شیر گرفتن

با میانجیگری Gut Microbiota

تحقیقات تغذیه ای به طور مداوم با افزودنی های خاص خوراک در حال بهبود است [107]. اخیراً تولیدکنندگان و مصرف کنندگان مواد غذایی علاقه مند به ترویج افزودنی های خوراک و اولویت بندی ترکیبات طبیعی شده اند. پلی فنول ها بسیار مؤثر هستند و فعالیت های ضد میکروبی [108]، آنتی اکسیدانی [109، 110] و ضد ویروسی [11l] را نشان می دهند و گروه های بزرگی از ترکیبات زیست فعال طبیعی هستند که از گیاهان منشأ می گیرند. ترکیبات آنتی اکسیدانی غنی از پلی فنول ها هستند که می توانند برای کاهش استرس اکسیداتیو در حیوانات و افزایش پتانسیل آنتی اکسیدانی محصولات با منشاء حیوانی استفاده شوند [112]. با این حال، برخی از دانشمندان پیشنهاد می‌کنند که پلی‌فنول‌ها به دلیل کارایی جذب ضعیف، ظرفیت آنتی‌اکسیدانی در بدن ندارند، اما می‌توانند فعالیت‌های زیستی دیگری را از طریق تأثیر بر سیگنال‌دهی سلولی یا متابولیت‌های میکروبی انجام دهند[113]. به عنوان مثال، فلاونوئید می تواند در مسیر پروتئین کیناز و لیپید کیناز عمل کند و بر پیشرفت سرطان و بیماری قلبی تأثیر بگذارد.

جامعه میکروبی روده توسط مطالعات قبلی به خوبی رمزگشایی شده است [109,115]. منابع مختلف پلی فنل های گیاهی در بالا مورد بحث قرار گرفته است. فعالیت‌های پر جنب و جوش این ترکیبات که در مطالعات in vitro و in vivo مشاهده شده‌اند، فعالیت‌های آنتی‌اکسیدانی، تحریک‌کننده ایمنی و ضد التهابی دارند [116-120].

Eucommia ulmoides (EU)flavone، یک گیاه گیاهی چینی، حاوی ترکیبات متعددی است که اثرات افزایش دهنده سلامتی را ارائه می دهد [121]. برگ این گیاه منبع غنی از فلاونوئیدها است[31,122] که با از بین بردن مستقیم رادیکال های آزاد، مهار سیتوکین های التهاب زا از طریق سرکوب ROS و اکسید نیتریک، کاهش دهنده ژن های التهابی شامل niducooxygenase و cyclooxygenase، اثرات مفیدی بر سلامتی دارد. اکسید سنتاز (iNOS)، آنزیم های آنتی اکسیدانی تنظیم کننده، دستکاری فاکتورهای رونویسی مانند NF-xB و AP-1 و افزایش مسیر سیگنالینگ Nrf2[123، 124]. اثر محافظتی در شرایط آزمایشگاهی فلاون‌های Eucommia ulmoides در برابر آسیب سلول‌های سلولی ناشی از LPS (خط سلول‌های اپیتلیال خوک روده (IPEC-J2)) به خوبی توسط Hussain و همکاران نشان داده شده است. [120]. گنجاندن 10 میکروگرم در میلی لیتر EUF اثرات مفیدی بر روی زنده ماندن سلولی، تکثیر، چرخه سلولی و آپوپتوز، بیوانرژتیک میتوکندری و مسیر پروتئین NF-xB ارائه کرد. EUF PI3K/AKT را فعال کرد که به عنوان بقای سلولی و مسیر سیگنالینگ عمل می کند، اثرات منفی LPS را بهبود می بخشد و یکپارچگی انتروسیت را بازیابی می کند. مطالعه دیگری توسط Chun et al. [119] نشان داده است که مکمل غذایی فلاون های Eucommia ulmoides (پلی فنول ها) عملکرد رشد را در خوکچه های از شیر گرفته شده افزایش می دهد که با مدل diquat استرس اکسیداتیو به چالش کشیده شد. فلاون های Eucommia ulmoides نتایج مثمر ثمر بیشتری را از طریق تضعیف استرس اکسیداتیو و التهاب در مورفولوژی روده، کاهش سیتوکین های التهابی، افزایش پاسخ آنتی اکسیدانی و افزایش ارتفاع پرزها، ارتفاع پرزها و عمق کریپت در خوکچه های از شیر گرفته شده مشخص کردند.

اثر مثبت پلی‌فنول‌های چای (TP) بر روی مدلی از خوک‌های پس از شیر گرفتن با دیکوات به خوبی توسط فیزل و همکاران توضیح داده شده است. نتایج نشان داد که TP رژیم غذایی استرس اکسیداتیو را کاهش داده و عملکرد رشد را تا حدی ارتقا می‌دهد. نسبت CD4b/CD8b افزایش یافت که نشان دهنده بهبود اختلالات ایمنی ناشی از استرس اکسیداتیو است. علاوه بر این، TP سطح I{6}} و IFN-y را کاهش داد که با استرس اکسیداتیو افزایش یافت. با این حال، TP غلظت سرمی IL{8}} را افزایش داد که نشان دهنده تغییرات در پاسخ Thl به Th2 است. بنابراین، نتایج پاسخ تعدیل کننده ایمنی TP را نسبت به استرس اکسیداتیو از شیر گرفته نشان داد.

دانه کویکس مرتبط با خانواده Poaceae، منبعی غنی از ترکیبات غذایی از جمله پلی فنول ها، از چین، ژاپن، تایلند و برمه سرچشمه می گیرد[126,127]. مطالعه ای توسط Dairy [128] نشان داد که عصاره دانه کویکس به طور قابل توجهی عملکرد رشد را افزایش می دهد، تراکم و تراکم را افزایش می دهد.

طول پرزهای GIT، افزایش فراوانی باکتری‌ها و جنس لاکتوباسیلوس، و کاهش غنای Prevo-tella در میکروبیوتای روده. از این رو، منبع بالقوه مکمل خوراک در تولید خوک است. در مطالعه قبلی، ایشی هارا و همکاران [129] از دانه انگور و عصاره آرد مارچون انگور (GSGME) یا رازک مصرف شده (SH) برای افزایش عملکرد حیوانات استفاده کردند. در آزمایش او، خوک هایی که مکمل GSGME یا SH به آنها پیشنهاد شد، نسبت افزایش به غذا، کاهش سطح اسیدهای چرب فرار و کاهش تعداد استرپتوکوکوس spp. و Clostridium cluster XIVa در میکروبیوتای مدفوع را فاش کردند. علاوه بر این، مکمل هر دو گروه بیان کمتری از چندین ژن پیش التهابی در دوازدهه، ایلئوم و کولون داشت. مطالعه ای توسط Sarker و همکاران [130] نشان داد که پلی فنل های گیاهی بر وضعیت آنتی اکسیدانی خوکچه های از شیر گرفته شده تأثیر می گذارد. نتایج نشان داد که مکمل پلی فنل گیاهی بهینه ممکن است آنتی اکسیدان های پلاسما را با کاهش سطح MDA افزایش دهد. مطالعات دیگر توسط Oliveira و همکاران. [131] نشان داد که پلی‌فنول‌های مشتق شده از گیاه اثرات مفیدی بر سلامت روده دارند. همچنین نشان داده شد که پلی فنول ها ( تفاله سیب و شراب قرمز ) دارای محتوای بالاتری از فلاونوئیدها هستند که به عنوان یک افزودنی خوراک به کار می روند و اثرات مفیدی بر مورفولوژی پرزها و فعال سازی بافت لنفاوی مرتبط با روده (GALT) دارند و ممکن است سلامت خوک را افزایش دهند. نقش پلی فنول ها در تنظیم میکروبیوتای روده به خوبی در جدول 1 توضیح داده شده است.

در حال حاضر، مطالعات زیادی در مورد استرس از شیر گرفتن خوک‌ها و استراتژی‌های مداخله غذایی موفقیت‌آمیز آن‌ها با افزودنی‌های پلی فنل به خوبی مستند شده است، اما متأسفانه، چنین ادبیات گسترده‌ای در گاومیش، گاو، بز و گوسفند وجود ندارد. ما تمام تلاش خود را برای برشمردن شواهدی که بر اهمیت استرس از شیر گرفتن و مداخله غذایی احتمالی آن‌ها با پلی فنل‌ها برای بهبود رشد و تولید حیوانات تاکید می‌کنند، برشمردیم.

این مقاله از Hindawi Oxidative Medicine and Cellular Longevity Volume 2021، شناسه مقاله 6676444، 13 صفحه استخراج شده است https://doi.org/10.1155/2021/6676444