Polifenolių vaidmuo reguliuojant karščio šoko baltymus ir žarnyno mikrobiotą atjunkant stresą 2 dalis

Prašau susisiektioscar.xiao@wecistanche.comDaugiau informacijos

4.1. Kiaulių ir atrajotojų nujunkymo stresas. Atjunkomos kiaulės patiria stresinius laikotarpius, dėl kurių gali pakisti žarnyno ir imuninės sistemos funkcijos, o tai gali turėti įtakos gyvūnų sveikatos būklei.

Siekiant sumažinti nujunkymo stresą, buvo panaudotos pažangios priemonės; tačiau norint sukurti kovos su nujunkymo stresu strategijas, reikia daugiau kolektyvinio biologinio supratimo [62]. Atjunkymo streso veiksniai apima fiziologinius, aplinkos ir socialinius iššūkius, atsirandančius kiaulėms atsiskiriant nuo paršavedės, todėl jos tampa pažeidžiamos ligų ir produkcijos nuostolių [62]. Virškinimo trakto sistema atlieka įvairias funkcijas, tokias kaip virškinimas ir maistinių medžiagų įsisavinimas, elektrolitų pusiausvyra ir virškinimo fermentų sekrecija, ir veikia kaip barjeras nuo žalingų molekulių [62]. Dėl staigaus pieno raciono pakeitimo kietomis kiaulėmis kiaulių augimo tempai lėtėja [62]. Mon-tagne ir kt. [63] parodė, kad pašarų suvartojimo sumažinimas po nujunkymo gali prisidėti prie žarnyno uždegimo, turėti įtakos gaurelių aukščiui ir kriptos gyliui. Dėl pakitusios plonosios žarnos absorbcijos galios kiaulės suvalgo mažai pašarų [64]. Be to, Rao [65] pabrėžė skirtingus žarnyno žymenis, susijusius su nujunkymo stresu, veiksmingai sumažindamas fiziologinius sutrikimus, susijusius su nujunkymo stresu. Nujunkymo stresas taip pat yra susijęs su pertekline ROS gamyba ir antioksidantų sistemos išeikvojimu [66]. Didelė ROS būsena trukdo ląstelių funkcijai ir vėliau veikia TJ baltymus, todėl padidėja žarnyno pralaidumas [67]. Be to, reikšmingas nujunkymo streso poveikis paršeliams buvo gerai dokumentuotas daugybe tyrimų [68-71].

Norėdami sužinoti daugiau, spustelėkite čia

Nujunkymo stresas yra esminis žingsnis veršelių auginimo sistemoje, kuris padidina gyvojo svorio prieaugį ir skatina virškinimo trakto vystymąsi nujunkymo stadijoje [72]. Todėl nujunkymo įtampa [73] gali turėti įtakos melžiamų karvių auginimo sistemai ir padidinti veršelių mirtingumą [74]. Šiuo metu mėsinių ir pieninių veršelių fiziologinių ir imunologinių reakcijų tema yra ribota literatūra. Tyrimai atskleidė, kad stresas nujunkant jį kartu su staigiu laikymu sumažino bendrą leukocitų skaičių, sumažino gama interferono gamybą in vitro ir padidino ūminės fazės baltymų kiekį nei atidedant laikymą 35 dienoms po nujunkymo. Be to, karvių pereinamasis laikotarpis skatina neutrofiliją, slopina interferono gamybą ir padidina ūminės fazės baltymų kiekį, kuris vyrauja po nujunkymo laikotarpio. Vadinasi, tai ilgai trunkantis veršelių imuninio atsako rodiklių perėjimas iš karto po nujunkymo. Tokie imuniniai biomarkeriai gali būti naudojami ateityje prognozuojant galimus nujunkymo streso pasireiškimus ir įveikiant kvėpavimo takų infekcijas [75].

Norėdami sužinoti daugiau, spustelėkite čia

Siekiant sumažinti veršelių pažeidžiamumą nuo enterinių infekcijų, būtina taikyti specifinius žarnyno sveikatą gerinančius metodus prieš nujunkymą. Žarnyno sveikata apibrėžia kelis veiksnius, lemiančius ligos neapimtos būklės išsaugojimą GIT sistemoje [76]. Žarnyno mikrobiomo modifikacija yra esminis veiksnys, apibūdinantis poveikį žarnyno sveikatai [76] ir laikomas veršelių žarnyno sveikatos gerinimo langu. Naujagimiai veršeliai yra labiausiai pažeidžiami žarnyno infekcijų, kurios yra pagrindinė veršelių žūties priežastis; todėl reikia skirti tinkamą dėmesį žarnyno, ypač veršelių, sveikatai gerinti [77]. Tolesniems tyrimams dėl žarnyno mikrobiotos vaidmens pieninių veršelių nujunkymo streso atveju pirmenybė teikiama tiksliai apibrėžtam straipsniui [77].

4.2. Žarnyno mikrobiota ir nujunkymo stresas.

Kiaulių pramonėje naujagimių paršelių virškinimo traktas yra linkęs į viduriavimą po nujunkymo [78, 79] ir kitus žarnyno sutrikimus, kurie gali turėti tiesioginės įtakos absorbcijai žarnyne, žarnyno barjero pažeidimui, uždegimui, oksidaciniam pažeidimui ir pakitusiam mikrobų atsakui [62, 78]. Ankstesnė literatūra atskleidė, kad žarnyno mikrobiomas vaidina gyvybingą vaidmenį palaikant žarnyno funkciją ir šeimininko sveikatą, o specifinės bakterijų bendruomenės leidžia slopinti infekciją / patogenus ir sustiprinti gleivinės imunitetą [71]. Todėl ji svarsto naują žarnyno mikrobiotos moduliavimo strategiją, kad būtų skatinama žarnyno sveikata.

Tačiau nujunkymo stresas mažina specifinį Lactobacillus grupės turtingumą ir sustiprina Clostridium spp. Prevotella spp., Proteobacteriaceae ir E. coli, dėl ko prarandama mikrobų įvairovė [80]. Be to, nujunkytų paršelių žarnyno mikrobiotos įvairovė ir sudėtis labai priklauso nuo nujunkytų kiaulių maistinių baltymų ar skaidulų kiekio ir šaltinių[81]. Žarnyno ląstelėse esančių maistinių sudedamųjų dalių ir žarnyno mikrofloros sąveika iš esmės yra gyvybiškai svarbi virškinimo trakto funkcijai [82]. Verta paminėti, kad mitybos baseinas yra labai svarbus žarnyno ląstelių atsinaujinimui ir dauginimuisi ir yra neatsiejama mikrobų bendruomenės dalis [83]. Patogeninės bakterijos leidžia panaudoti tinkamas maistines medžiagas, kurios negali katabolizuotis per komensalines bakterijas, taip pat skatina virulentinių faktorių, pavyzdžiui, salmonelių, raišką, o enterohemoraginis E.coli turi galimybę naudoti etanolaminą kaip anglies ar azoto šaltinį, kad gautų mitybos nauda konkurencinėje aplinkoje su kita mikroflora [83, 84]. Enterohemoraginė E. coli gali vartoti fruktozę, kad paskatintų III tipo sekrecijos sistemą, kuri skatina patogeninių bakterijų sukibimą su šeimininko enterocitais [85]. Dėl to nujunkyti paršeliai yra pažeidžiami žarnyno uždegimo ir viduriavimo po nujunkymo, reaguodami į staigų patogeninių bakterijų dauginimąsi ir mikrobų įvairovės trūkumą [86]. Naujausio straipsnio išvadose daroma išvada, kad holly polifenolis (HP) leidžia susilpninti LPS sukeltą žarnyno pažeidimą, skatindamas žarnyno disacharidazės aktyvumą, barjerinę funkciją ir trumpos grandinės riebalų rūgščių (SCFA) gamybą bei slopina žarnyno uždegimą [87]. Liedel ir kt. atliktas tyrimas. [88], kai kurios antioksidacinės medžiagos atskleidė reikšmingą ryšį su naudingosiomis bakterijomis ir neigiamą ryšį su E.coli. Tačiau specifinės medžiagos ir bakterijos parodė priešingą ryšį su kiaulėmis.

5. Polifenoliai, šilumos šoko baltymai ir žarnos

Mikrobiota nujunkymo streso metu

Dietiniai metodai modifikuoja HSP ekspresiją in vivo ir padidina šeimininko sveikatos atsaką, nukreipdami į specifinius imuninius atsakus, tokius kaip Tregs. Geriamojo karvakrolio indukcija pelėms padidina HSP70 ekspresiją Peyerio pleistrai ir Treg ir slopina sukeltą artritą gyvūnų modelyje 89]. Taip pat buvo įrodyta, kad daugelis maistinių junginių turi įtakos HSP ekspresijai virškinimo trakte in vitro ir in vivo [90-92]. Įrodyta, kad antocianino cianidino -3-O-gliukopiranozidas ir jo aglikono forma, cianidino chloridas, turi antioksidacinį poveikį iš dalies dėl sukeltos HSP70 ekspresijos Caco2 ląstelėse [93]. Taip pat pranešta apie tą patį poveikį naudojant naringeniną 10-100wM [94]. Be to, polifenolių tyrimais in vitro buvo užfiksuota, kad flavonoidas kvercetinas yra 30-100 μM ir kiti, pvz., flavonas, esant 150 uM. Yra žinoma, kad 100 μM kaempferolis ir 100 μM genisteinas yra stiprūs iHSP, ypač iHSP70, inhibitoriai [95, 96]. Taip pat buvo įrodyta, kad vynuogių sėklų ekstraktas (polifenoliai) slopina iHSP70 galvijų GECline [97], o tai rodo neigiamą kelių polifenolių poveikį iHSP. Resveratrolio sukelta HSP70 ekspresija sumažina temperatūros kilimą reaguojant į šilumos šoką ir paruošia ląsteles įveikti neigiamą streso lygio poveikį [98]. Be to, resveratrolis sumažina GSH, kad slopintų ROS sukeltą ląstelių pažeidimą [99] ir pagerintų H, O sukeltą lipidų peroksidaciją, mažindamas MDA lygį ir padidindamas SOD aktyvumą bei sušvelnindamas tarpląstelinę ROS ekspresiją Caco2. ląstelės[100]. Resveratrolio sukeltas HO-1 signalizavimas yra labai svarbus TJ baltymų ekspresijai slopinant PKC aktyvumą ir P38 fosforilinimą[100]. Be to, resvero atroliu aktyvuotas HSP, kuris, kaip žinoma, yra priešuždegiminių reguliuojančių T ląstelių stimuliatorius, apsaugantis žarnyno vientisumą. HSP stimuliacija blokuoja NF-xB stimuliaciją reguliuodama IKB [101].

Kiaulių auginimui skatinant HSP raišką reikia atsižvelgti į kelis veiksnius, tokius kaip aukšta temperatūra, transportavimas, nujunkymas, mankšta ir toksinų poveikis ląstelėms. Tokie HSP, kaip HSP27, HSP60 ir HSP70, yra perpildyti karščio įtempimo sąlygomis. HSP raiška virškinimo trakte keičiama nujunkant ir priklauso nuo GIT vietos ir po nujunkymo stadijos [102]. Be to, HSP yra konservuoti baltymai, kurie parodė savo ekspresiją žarnyno epitelio ląstelėse, tokiose kaip HSP25, HSP27, ir HSP 70 ir prisidėjo prie daugelio ląstelių funkcijų [103, 104]. Pažymėtina, kad iHSP reguliuoja barjerinę funkciją tarpininkaudami TJ baltymams ir grąžindami įžeidimą, kurį sukelia oksidacinis ir uždegiminis stresas ląstelėse [26]. Tiek žarnyno, tiek storosios žarnos epitelio ląstelės reaguoja į panašius iHSP dirgiklius. Žarnų iHSP išnyksta gyvūnuose, kuriuose nėra mikrobų [105, 106]. Be to, išsamios žinios apie šilumos šoko baltymų ir žarnyno mikrobiotos intervenciją dietoje yra gerai dokumentuotos [51]. Gyvūnai adaptacijos metu patiria skirtingą stresą, kaip parodyta 2 paveiksle.

6. Polifenolių reguliavimas esant nujunkymo stresui

Tarpininkauja Gut Microbiota

Mitybos tyrimai nuolat tobulinami naudojant tam tikrus pašarų priedus [107]. Pastaruoju metu maisto gamintojai ir vartotojai susidomėjo pašarų priedų skatinimu ir pirmenybę teikia natūraliems junginiams. Polifenoliai yra labai veiksmingi ir pasižymi antimikrobiniu [108], antioksidaciniu [109, 110] ir antivirusiniu [11l] poveikiu ir yra didelės natūralių biologiškai aktyvių junginių grupės, kilusios iš augalų. Antioksidaciniuose junginiuose gausu polifenolių, kurie taip pat gali būti naudojami siekiant sumažinti gyvūnų oksidacinį stresą ir sustiprinti gyvūninės kilmės produktų antioksidacinį potencialą[112]. Tačiau kai kurie mokslininkai teigia, kad polifenoliai neturi antioksidacinių savybių organizme dėl prasto absorbcijos efektyvumo, tačiau jie gali atlikti kitą biologinį aktyvumą, paveikdami ląstelių signalizaciją arba mikrobų metabolitus[113]. Pavyzdžiui, flavonoidas gali veikti baltymų kinazės ir lipidų kinazės kelius ir paveikti vėžio ir širdies ligų progresavimą[114]. Kalbant apie polifenolių antioksidacinį aktyvumą, polifenolio apsauginis poveikis reguliavimui.

Žarnyno mikrobų bendruomenė buvo gerai iššifruota ankstesniais tyrimais[109,115]. Įvairūs augalų polifenolių šaltiniai buvo aptarti aukščiau. Pranešama, kad gyvybingas šių junginių aktyvumas, pastebėtas in vitro ir in vivo tyrimuose, turi antioksidacinį, imunitetą stimuliuojantį ir priešuždegiminį poveikį [116-120].

Eucommia ulmoides (EU) flavonas, Kinijos žolinis augalas, turi keletą junginių, kurie turi gerą poveikį sveikatai [121]. Šio augalo lapai yra turtingas flavonoidų [31,122] šaltinis, turintis teigiamą poveikį sveikatai, nes tiesiogiai pašalina laisvuosius radikalus, slopina uždegimą sukeliančius citokinus, slopindamas ROS ir azoto oksidą, mažina uždegiminius genus, apimančius ciklooksigenazes (COX ir azoto oksidus). oksido sintazė (iNOS), suaktyvina antioksidacinius fermentus, manipuliuoja transkripcijos veiksniais, tokiais kaip NF-xB ir AP-1, ir padidina Nrf2 signalizacijos kelią[123, 124]. Apsauginį Eucommia ulmoides flavonų poveikį in vitro nuo LPS sukelto enterocitų pažeidimo (žarnyno kiaulių epitelio ląstelių linijos (IPEC-J2)) gerai iliustruoja Hussain ir kt. [120]. Įtraukus 10 ug/mL EUF, buvo teigiamas poveikis ląstelių gyvybingumui, proliferacijai, ląstelių ciklui ir apoptozei, mitochondrijų bioenergetikai ir NF-xB baltymų keliui. EUF aktyvuotas PI3K / AKT, kuris tarnauja kaip ląstelių išgyvenimo ir signalizacijos kelias, pagerino neigiamą LPS poveikį ir atkūrė enterocitų vientisumą. Kitas Chun ir kt. tyrimas. [119] parodė, kad Eucommia ulmoides flavonų (polifenolių) papildymas pagerino nujunkytų paršelių, kuriems buvo pritaikytas oksidacinio streso diquat modelis, augimą. Eucommia ulmoides flavonai dar labiau patikslino vaisingus rezultatus, nes sumažina oksidacinį stresą ir žarnyno morfologinį uždegimą, sumažina uždegiminius citokinus, padidina antioksidacinį atsaką ir padidino nujunkytų paršelių gaurelių aukštį, gaurelių aukštį ir kriptos gylį.

Teigiamą arbatos polifenolių (TP) poveikį nujunkytų paršelių modeliui, kuriam buvo pritaikytas diquat, gerai aprašė Fiesel ir kt.[125]. Rezultatai parodė, kad su maistu gaunamas TP sumažino oksidacinį stresą ir tam tikru mastu skatino augimą. CD4b / CD8b santykis padidėjo, o tai rodo, kad atsigauna oksidacinio streso sukeltas imuninis sutrikimas. Be to, TP sumažino I-1 ir IFN-y lygį, kuriuos padidino oksidacinis stresas. Tačiau TP padidino IL-4 koncentraciją serume, o tai rodo Thl atsako į Th2 pokyčius. Taigi, rezultatai parodė TP imunomoduliacinį atsaką į nujunkytą oksidacinį stresą.

Coix sėklos, susijusios su Poaceae šeima, turtingu maistinių junginių, įskaitant polifenolius, šaltiniu, yra kilę iš Kinijos, Japonijos, Tailando ir Birmos[126,127]. Dairy atliktas tyrimas [128] parodė, kad kopūstų sėklų ekstraktas žymiai pagerino augimo efektyvumą, padidino tankį ir

GIT gaurelių ilgis, padidėjo Bacteroidetes ir Lactobacillus genties gausa ir sumažėjo Prevo-tella turtingumas žarnyno mikrobiotoje. Taigi tai yra galimas pašarų priedo šaltinis kiaulininkystėje. Ankstesniame tyrime Ishi-hara ir kt. [129] naudojo vynuogių sėklų ir vynuogių išspaudų ekstraktą (GSGME) arba panaudotus apynius (SH), kad pagerintų gyvūnų našumą. Jo eksperimento metu kiaulėms, kurioms buvo pasiūlytas GSGME arba SH priedas, nustatytas padidėjęs prieaugio ir pašaro santykis, sumažėjęs lakiųjų riebalų rūgščių kiekis ir sumažėjęs Streptococcus spp. ir Clostridium klasterio XIVa skaičius išmatų mikrobiotoje. Be to, abiejų grupių papildymas sumažino kelių priešuždegiminių genų ekspresiją dvylikapirštėje žarnoje, klubinėje žarnoje ir storojoje žarnoje. Sarker ir kt.[130] atliktas tyrimas parodė, kad augalų polifenoliai paveikė nujunkytų paršelių antioksidacinę būklę. Rezultatai parodė, kad optimizuotas augalų polifenolių papildymas gali sustiprinti plazmos antioksidantus, sumažindamas MDA lygį. Kiti Oliveira ir kt. tyrimai. [131] atskleidė, kad augalinės kilmės polifenoliai turi teigiamą poveikį žarnyno sveikatai. Taip pat buvo nurodyta, kad polifenoliai (obuolių ir raudonojo vyno išspaudos) turi didesnį flavonoidų kiekį, numanomą kaip pašarų priedą, ir teigiamai veikia gaurelių morfologiją bei su žarnyne susijusio limfoidinio audinio (GALT) aktyvaciją ir gali pagerinti kiaulių sveikatą. Polifenolių vaidmuo reguliuojant žarnyno mikrobiotą gerai aprašytas 1 lentelėje.

Šiuo metu daug tyrimų apie kiaulių nujunkymo stresą ir sėkmingas mitybos intervencijos strategijas naudojant polifenolio priedus yra gerai dokumentuota, tačiau, deja, tokios plačios literatūros apie buivolus, galvijus, ožkas ir avis nėra. Mes stengėmės išvardinti įrodymus, kurie pabrėžia nujunkymo streso svarbą ir galimą jų mitybą naudojant polifenolius, siekiant pagerinti gyvūnų augimą ir gamybą.

Šis straipsnis ištrauktas iš Hindawi Oksidacinės medicinos ir ląstelių ilgaamžiškumo tomo 2021 m., Straipsnio ID 6676444, 13 puslapių https://doi.org/10.1155/2021/6676444