Ónæmismótandi möguleiki probiotics: Ný stefna til að bæta heilsu búfjár, ónæmi og framleiðni 1. hluti

Ágrip:

Undanfarinn áratug hefur notkun probiotics sem fóðurbætiefnis í dýraframleiðslu aukist töluvert vegna banns við sýklalyfjavaxtarhvötum í búfé. Þessi endurskoðun veitir yfirlit yfir núverandi ástand, takmarkanir og horfur fyrir probiotic lyfjaform sem notuð eru á búfé. Nýlega hefur verið stungið upp á notkun probiotics í búfé til að bæta verulega heilsu þeirra, friðhelgi, vaxtarafköst, næringarmeltanleika og örverujafnvægi í þörmum.

Ennfremur var greint frá því að notkun probiotics hjá dýrum hjálpaði til við að koma jafnvægi á gagnlega örveruþýði þeirra og örveruveltu með því að örva ónæmissvörun hýsilsins með sértækri seytingu og samkeppnisútilokun hugsanlegra sjúkdómsvaldandi baktería í meltingarveginum. Undanfarið hefur verið mikill áhugi á skilningi á markvissu mataræði fyrir probiotics og getu þess til að keppa við skaðlegar örverur og eignast sessar sínar.

Þess vegna kannar þessi endurskoðun algengustu probiotic samsetningarnar í búfjárfóðri og áhrif þeirra á heilsu dýra. Í stuttu máli, þessi grein veitir ítarlega þekkingu um samsetningu probiotics sem skref í átt að betri valkosti við sýklalyfjaheilbrigða vaxtaraðferðir.

Gagnlegar örverur vísa til örvera sem lifa í mannslíkamanum og eru gagnlegar fyrir heilsu manna, svo sem mjólkursýrubakteríur, bifidobakteríur o.s.frv. hlutverk í að bæta friðhelgi. mikilvægu hlutverki.

Ónæmi vísar til getu mannslíkamans til að standast innrás erlendra sýkla og ónæmiskerfið er mikilvægur þáttur í því að tryggja eðlilega starfsemi ónæmis. Það er náið samband á milli þarmaflóru og ónæmis. Í þörmum geta gagnlegar örverur bætt ónæmi á margvíslegan hátt, svo sem:

1. Gagnlegar örverur geta hindrað vöxt sjúkdómsvaldandi baktería, dregið úr innrás mannslíkamans og þannig verndað ónæmiskerfið.

2. Gagnlegar örverur geta örvað svörun ónæmiskerfisins, bætt getu til að þekkja og ráðast á sjúkdómsvaldandi bakteríur og styrkja ónæmi.

3. Gagnlegar örverur geta stuðlað að vexti slímhúðfrumna í þörmum, aukið virkni þarmahindrana, komið í veg fyrir að skaðleg efni komist inn í blóðrásina og dregið úr álagi á ónæmiskerfið.

Þess vegna getur það að viðhalda jafnvægi milli gagnlegra örveruhópa í þörmum hjálpað til við að auka ónæmi og draga úr tíðni sjúkdóma. Á sama tíma getur fólk stuðlað að vexti gagnlegra örvera með aðlögun mataræðis og viðeigandi viðbót við probiotics til að ná þeim tilgangi að bæta friðhelgi. Frá þessu sjónarhorni þurfum við að bæta friðhelgi okkar. Cistanche getur bætt ónæmi verulega. Kjötaska inniheldur margs konar líffræðilega virk efni, svo sem fjölsykrur, tvær sveppir og Huangli, o.fl. Þessi innihaldsefni geta örvað ónæmiskerfið. Ýmsar tegundir frumna, auka ónæmisvirkni þeirra.

Smelltu á heilsuávinning af cistanche

Leitarorð:

sýklalyf; búfé; heilbrigða vaxtarstefnu; probiotics; ónæmisstýrandi áhrif probiotics.

1. Inngangur

Sýklalyfjaónæmi táknar alþjóðlegt heilsuvandamál sem stuðlar að tugþúsundum dauðsfalla á ári. Ennfremur eykst alþjóðleg eftirspurn eftir neyslu kjöts og mjólkurvara með hröðum og áður óþekktum hraða [1]. Til að uppfylla þessa eftirspurn eru mörg lönd að skipta yfir í öflugt búfjárframleiðslukerfi sem nota sýklalyf (AM) til að halda dýrum heilbrigðum og auka þróun þeirra og framleiðni [2,3].

Til dæmis, Van Boekel o.fl. (2015) komust að því að á milli 2010 og 2030 jókst neysla AM umboðsmanna á heimsvísu fyrir búfjáriðnaðinn um 67 prósent, en á hinn bóginn jókst neysla AM umboðsmanna í BRICS löndunum (Brasilíu, Rússlandi, Indlandi, Kína, Suður-Afríka) verður 67 prósent. Jafnframt var Danmörk fremsta þjóðin til að tilkynna um viðurkenndan sýklalyfjaframleiðslu/sölugögn árið 1996, undir nafninu danska samþætta eftirlits- og rannsóknaráætlun um viðnám í auknu framleiðslu (DANMAP). Árið 2011 birti Lyfjastofnun Evrópu Eftirlitshópur um dýraneyslu (ESVAC) fyrstu skýrsluna um dýralyfjasölu í átta löndum (Tékklandi, Danmörku, Finnlandi, Frakklandi, Hollandi, Noregi, Svíþjóð, Bretlandi) síðan 2005. Síðasta 2017 skýrslan veitir yfirlit yfir sölu AM í öllum ESB löndum.

Ennfremur hófu Norður-Ameríkulönd og Kanada að safna sölugögnum fyrir AM-viðnámseftirlit árið 2008 fyrir Canadian Comprehensive Program (CIPARS), sem greinir frá AM-viðnámi og AM-notkun. Í Asíu var Japan fyrsta landið til að setja á markað Japan Veterinary AM Monitoring System (JVARM) til að tilkynna notkun AM umboðsmanns [4]. Að auki var núverandi alþjóðleg þróun í notkun AM-efna í fóður búfjár sýnd á mynd 1. Þess vegna hefur verið nauðsynlegt að koma á fót AM-fríu fóðrunarkerfi með því að nota probiotics fyrir örugga og heilbrigða búfjárframleiðslu.

Algengustu probiotics í búfé eru stofnar mjólkursýrugerla (LAB) og Bifidobacterium [5]. Að auki eru sýkingar í meltingarvegi (GI) í búfé talið stórt vandamál á heimsvísu, með neikvæð efnahagsleg áhrif á búfjárbændur [6]. Í þessu sambandi hafa líkurnar á því að nota fóðurbætiefni til að ná heilbrigðari dýrum, velferð og uppskeru með því að vinna með örveru í þörmum fengið töluverða athygli undanfarin 30 ár. Sýklalyfjum hefur verið beitt víða til að koma í veg fyrir og meðhöndla meltingarvegssýkingu í búfé; Hins vegar er tilviljunarkennd notkun sýklalyfja í búfé ábyrg fyrir þróun sýklalyfjaónæmis, sem hefur langvarandi áhrif á mannslíkamann, auk eyðingar örflóru í þörmum [7–9]. Probiotics gætu verið notuð sem hugsanleg önnur meðferð til að meðhöndla kvilla í meltingarvegi og til að auka innræna ónæmisvirkni hýsilsins (Mynd 1).

Fjölmörg probiotics gætu verið notuð til að bæta árangur jórturdýra og svína (Tafla 1–3) dýra. Fjölmargar rannsóknir hafa sýnt að probiotics geta haft AM áhrif gegn sýkla og bætt heilsu dýra, auk framleiðni [10,11]. Áður kom hópurinn okkar á fót frumulínu í þekju úr svínum þarma (PIE) og sýndi fram á að PIE frumur eru gagnlegt in vitro tæki til að velja ónæmisbælandi LAB (ónæmisbælandi LAB). Ennfremur hefur hópurinn okkar sýnt fram á að in vitro og in vivo ónæmislíffræðilegt LAB er góður valkostur til að bæta viðnám gegn meltingarvegi sýkla í svínahýsilnum.

Að auki hefur rannsóknarstofa okkar sýnt fram á að probiotic Lactobacillus með ónæmisstýrandi virkni getur hagkvæmt mótað ónæmissvörun í þörmum með því að stjórna starfsemi PIE frumna (Tafla 2 og 3) [10-15]. Þetta er andstætt fyrri rannsóknum sem mæla með mótun á örveru- og grísaónæmi í þörmum með viðeigandi probiotic stofnum, sem mun leiða til betri vaxtarárangurs. Þess vegna er nauðsynlegt að koma á eiturefnalausu fóðrunarkerfi og matvælaöryggiskerfi til að tryggja örugga og heilbrigða búfjárrækt.

Nýleg rannsókn benti til þess að mataræði sem bætt var við probiotic bæti verulega heilsufar, vaxtarafköst og formgerð þarma í svínum [16]. Á sama hátt var lagt til að fjöltegunda probiotic fæði hefði framúrskarandi möguleika til að styðja vaxtarafköst og heilsufar svína með mótun á örveru í þörmum [17].

Þess vegna færir þessi úttekt fram samantekt á nýlegum vísindaritum, sem og þýðingu þeirra hvað varðar dýraheilbrigði og framleiðni helstu tegunda húsdýra, svo sem svína, nautgripa, geita og sauðfjár. Þessi endurskoðun kannar einnig verkunarmáta ónæmisstýringar með probiotic LAB í þekjufrumum í þörmum (IEC) í in vitro dýralíkönum.

2. Alþjóðleg þróun sýklalyfjanotkunar í búfé

Vaxandi eftirspurn á heimsvísu eftir neyslu dýrapróteina setur aukinn þrýsting á bakteríur að þróa AM ónæmi. Nýlega var greint frá því að meðaltal árleg neysla á heimsvísu á hvert kílógramm af AM efni sem notuð voru úr dýrum væri á bilinu 45 mg og 172 mg í nautgripum og svínum, í sömu röð [63]. Að auki hefur verið áætlað að AM neysla á heimsvísu muni aukast um 67 prósent (úr 63.151 tonnum í 105.596 tonn) á milli 2010 og 2030, í sömu röð (Mynd 1).

Milli 2010 og 2030 hefur ört vaxandi tilhneiging til neyslu búfjár sett þrýsting á að breyta framleiðsluháttum í þróunarríkjum, þar sem umfangsmiklum landbúnaðarkerfum verður skipt út fyrir víðtækar landbúnaðaraðferðir [4]. Fyrir BRICS-löndin mun AM-neysluþróunin aukast um 99 prósent, sem er hærra en áætlaður vöxtur ríkisborgaratekna í þessum þjóðum.

Á Indlandi, til dæmis, er líklegt að neysluhlutfall AM-lyfja (30 kg á ferkílómetra) fari upp í 312 prósent árið 2030. Undarlegt nokk voru næstum 70 prósent AM-lyfja, sem FDA taldi læknisfræðilega mikilvæg fyrir heilsu manna, notuð. í búfé í Bandaríkjunum, sem að lokum ógnar heilsu manna og dýravelferð [64]. Þess vegna hafa mörg lönd, eins og ESB og Japan, bannað notkun AM-efna sem vaxtarhvata. Að auki ætla önnur lönd, þar á meðal Kína og Bandaríkin, að banna að bæta sýklalyfjum við dýrafóður og rannsóknir munu beinast að vaxtarhvetjandi efni sem hafa ekki áhrif á heilsu manna [65].

Hugsanleg vallausn á þessum vandamálum er að bæta við náttúrulegum aukefnum í mataræði, svo sem probiotics, sem hafa aukin áhrif á heilsu búfjár og framleiðni (Töflur 1–3). Nýlegar rannsóknir með probiotic LAB í búfé bentu til þess að LAB gæti verið notað sem valkostur við sýklalyfjavaxtahvata [11,18,32,59-62].

3. Notkun probiotics í In Vivo rannsóknum fyrir svínaframleiðslu

Örverurnar sem oftast eru notaðar sem probiotics í svínum eru sýndar í töflum 1 og 2. Ættkvíslin Lactobacillus gæti talist einn af mest áberandi þáttum í þörmum hýsilsins. Ennfremur, hingað til, hefur engin slík skýrsla verið tekin saman um öryggisráðstafanir tengdar notkun Lactobacillus hjá svínum. Hjá svínum sem eru í ræktun hefur viðbót probiotics sýnt fram á jákvæð áhrif á fóðurinntöku samhliða meðalþyngd dýrsins.

Ennfremur dró íblöndun probiotics verulega úr virkni blóðkomplements, á meðan engar breytingar hafa komið fram á mótefnamagni, átfrumum og virkni hvítkorna [18,19]. Á hinn bóginn gæti probiotic meðferðin hjálpað til við að auka vaxtarafköst, gæði og framleiðni í búfé [11,20,21] (tafla 3).

Inntökuuppbót með probiotics til nýbura breytir snemmbúnu slímhúðartengdu landnámsmynstri hjá fyrirburum og dregur þar af leiðandi úr slímhúðarrýrnun og truflun á þörmum, þar með talið niðurgangi, sem er einn alvarlegasti meltingarfærasjúkdómurinn sem truflar fyrirbura nýbura [22,23]. Ennfremur eru grísir mjög viðkvæmir fyrir landnámi í þörmum með sjúkdómsvaldandi örverum sem valda vaxtarskerðingu og niðurgangi, frá fæðingu til eftir frávenningu. Þess vegna er mælt með probiotics á þessu tímabili og margar rannsóknir hafa sýnt fram á virkni slíkra vara [11].

Lagt var til að probiotic (L. reuteri, B. subtillis og B. licheniformis) bætiefni svína eftir frávenningu eykur frammistöðu dýra [24]. Niðurstaðan var sú að probiotic viðbótin hjálpaði til við að stuðla að heilbrigðum þörmum með því að bæta meltanleika næringarefnisins, draga úr saur Salmonellu, sem og E. coli innihaldi, bæta IgG gildi í sermi og líklega einnig viðnám gegn staðbundinni sýkingu.

Einnig var greint frá því að fæðubótarefni með 0,1 prósent (1,5 × 109 CFU/g) probiotics (B. coagulans, B. licheniformis, B. subtilis og C. butyricum) geti bætt vaxtarafköst, meltanleika næringarefna , blóðprófíla, og það getur stillt styrk Lactobacillus og E. coli og dregið úr losun skaðlegra lofttegunda í saur hjá svínum sem venjast [66].

Kantas o.fl. (2015) greindi frá því að B. toyonensis bæti heilsu, sem og vaxtarafköst, og gæti verndað gegn garnasýkingum í grísum eftir frávenningu [25]. Fjölstofna probiotics í 0,1 prósent styrk gæti verið notað sem valkostur við vaxtarhvetjandi stefnu [26]. Probiotic LAB sýndi framúrskarandi getu til að draga úr landnámi sýkla örverunnar í þörmum, auk spennandi staðbundins ónæmissvörunar og auka þarmaarkitektúr [27,67] í grísum. Á hinn bóginn, uppruni probiotic stofna, skammtur af probiotics í mismunandi búskap eykst, aldur grísa og fóðurkerfi gæti sýnt andstæðar niðurstöður með sömu probiotic stofnum [68].

Niðurstöður Masumizu o.fl. (2019) benda til þess að L. salivarius FFIG131 og L. salivarius FFIG71 gætu verið notaðir sem ónæmislíffræðilegir frambjóðendur til að þróa nýtt ónæmisfræðilegt fóður í framtíðinni, sem aftur eykur laun til að upplýsa ónæmisheilbrigði í svínahýsilnum [29]. B. subtilis PB6 fóðrun hjá svínum sem var að venjast jók fóðurvirkni og jók friðhelgi ásamt því að draga úr saurammoníaki og niðurgangi [30].

In vivo rannsókn Islam o.fl. (2021) leiddi í ljós að ónæmislíffræðileg fóðrun leiddi til verulegs jákvæðs heilsufars þegar notaður var súrsuðum safi gerjaður með L. plantarum N14 í svínum og jók þannig fóðurinntöku, skilvirkni og skrokkgæði [31].

Að auki hefur önnur rannsókn Suda o.fl. (2021) lagði til að ónæmissýklalyfið L. delbrueckii subsp. Delbrueckii TUA4408L okara fóður bætti verulega vaxtarafköst og kjötgæði hjá grísum [32]. Tian o.fl. (2021) rannsökuðu áhrif fæðis sem bætt var við L. reuteri 1 (LR1) eða sýklalyfjum (olaquindox og aureomycin) á longissimus thoracic (LT) og komst að þeirri niðurstöðu að probiotic gæti aukið heilsufar og skrokkgæði meðhöndlaðra svína samanborið við viðmiðunarhópurinn [33]. Fæðubótarefni með probiotics B. subtilis PB6 jók vaxtarafköst og ónæmi, samhliða því að lækka ammoníakútblástur og tíðni niðurgangs [30].

Ennfremur jók L. plantarum fæðubótarefnið marktækt vaxtarafköst jókst saurinnihald Lactobacillus og minnkaði E. coli-fjölda hjá svínum sem voru að venjast [34,69].

4. Notkun probiotics í In Vivo rannsóknum fyrir jórturdýraframleiðslu

Probiotics fyrir þroskuð jórturdýr hafa fyrst og fremst verið valin til að miða á vömbhólfið, sem væri fyrsti staðurinn fyrir meltingu fóðurs [70]. Fjölbreytt úrval af stranglega loftfirrðum bakteríum, frumdýrum, loftfirrtum sveppum og forndýrum mynda lífríki vömbarinnar, sem er ábyrgt fyrir niðurbroti og gerjun 70-75 prósenta fæðuþátta [71,72]. Lifandi ger (Saccharomyces) samsetningar eru lang oftast markaðssettar vörur fyrir jórturdýr [73,74]. Sýnt hefur verið fram á að lifandi ger eykur árangur hjá jórturdýrum í mjólkurafurðum með því að bæta ónæmi þeirra [75].

Daglegt lifandi geruppbót hefur einnig verið sýnt fram á að auka vaxtarmælingar (svo sem meðaltal daglegrar þyngdaraukningar, lokaþyngd og fæðuinntaka) hjá nautgripum [39,76]. Flest þessara áhrifa hafa verið tengd við aukna heildarþéttni ræktanlegra vömbum örvera, sem leiðir til aukinnar virkni frumulýsandi örveruvaxtar og aukins meltanleika trefja. Fjölmargar fyrri rannsóknir bentu til þess að probiotics í jórturdýrum jók frammistöðu þeirra [77,78], þó að sumar rannsóknir [79] fundu litlar sem engar breytingar.

Ennfremur benti nýleg rannsókn til þess að samlífisuppbót á ger sem er afleitt prebiotic og B. subtilis bætti verulega heilsufarsskilyrði og heildarframleiðni á meðan á fóðurlotunni stóð [80]. Að auki var sýnt fram á að viðbót á probiotic gerafurðum bætti bólgusvörun nautgripa á þessu fóðri. Að lokum má segja að heildarávinningur afurða sem byggir á Saccharomyces á frammistöðu dýra geti tengst bættri heilsu nautgripa og aukinni meltanleika næringarefna [81].

Probioticið var gefið kálfum allan fyrsta mánuð ævinnar og það jók örveru þeirra í þörmum og vaxtargetu, auk nokkurra líffræðilegra breytu [41]. Þess vegna er lagt til að mikið magn af samsettum probiotics bæti þróun vömb og heilsufar Holstein kálfa [82]. Greint hefur verið frá því að probiotics sem innihalda Bacillus gró og kirni hafi engin samverkandi áhrif á þroska kálfa, velferð eða saurbakteríur; þó, núkleótíð viðbót dregur úr magni Lactobacillus saur [83].

Löm sem fengu probiotics í næringu eftir frávenningu virtust sýna betri árangur hvað varðar fóðurbreytingarhlutfall, vaxtarafköst og meltanleika næringarefna [44]. Probiotics sem gefin voru til inntöku í mjólkurkýr sýndu kerfisbundin áhrif á tjáningu gena, þar með talið gen sem taka þátt í ónæmi og samvægi [45]. Zhang o.fl. (2016) miðar að því að þróa mataræði auðgað með L. plantarum og B. subtilis á Holstein's kálfum, og þróað mataræði með L. plantarum bætti vaxtarafköst og næringarefnameltanleika og létti frávanaálagi hjá kálfum [43].

Í tilviki buffalakálfa jók viðbótin með L. acidophilus líkamsþyngdaraukningu og fóðurnýtingu [46,84]. Rannsóknin bendir til þess að gerjuð mjólk sem inniheldur LAB geti verið gagnleg fyrir unga kálfa vegna jákvæðra áhrifa hennar á heilsu og vöxt [46,84]. Ruminococcus flavefaciens viðbót í fóðri jók framleiðslugetu í sauðfé [48]. Það hefur einnig komið fram af Izadi o.fl. (2020) að hægt sé að nota probiotic B. storkuefnin sem bætandi þátt til að auka gæði mjólkur og mjólkurmatvæla [79,85].

For more information:1950477648nn@gmail.com