प्रोबायोटिक्स की इम्यूनोमॉड्यूलेशन क्षमता: पशुधन स्वास्थ्य, प्रतिरक्षा और उत्पादकता में सुधार के लिए एक नवीन रणनीति भाग 2

5. पशुधन पशु मॉडल के रूप में सेल लाइनों का उपयोग करके प्रोबायोटिक्स का अनुप्रयोग (इन विट्रो अध्ययन)

विवो अध्ययनों से संकेत मिलता है कि प्रोबायोटिक्स का उपयोग सूअर, मवेशी, बकरी और भेड़ (तालिका 1 और 2) जैसे खेत जानवरों की मुख्य प्रजातियों के विकास प्रदर्शन, पोषक तत्व उपयोग, आंतों के माइक्रोबायोटा और आंत स्वास्थ्य में सुधार के लिए सफलतापूर्वक किया गया है। ऐसा माना जाता है कि कुछ कार्यात्मक फ़ीड जिनमें प्रोबायोटिक्स होते हैं, पैटर्न पहचान रिसेप्टर्स और जीआईटी में साइटोकिन के प्रेरण के माध्यम से उपकला कोशिकाओं, साथ ही प्रतिरक्षा सक्षम कोशिकाओं की प्रेरणा के माध्यम से आंतों की प्रतिरक्षा में सुधार करते हैं [86,87]। हालाँकि, फ़ीड इम्यूनोलॉजी के क्षेत्र में, खेत के जानवरों के लिए पर्याप्त आंत्र प्रतिरक्षा परीक्षण प्रणाली की अनुपलब्धता के कारण, मवेशियों में आंतों की प्रतिरक्षा के अंतर्निहित तंत्र के बारे में बहुत कुछ अज्ञात है।

उपकला कोशिकाएं शरीर में कोशिकाओं की सबसे बाहरी परत होती हैं, जो शरीर की सतहों और मार्गों को ढकती हैं और उन्हें पर्यावरण से बचाती हैं। वे हमें संक्रमण और चोट से बचाते हैं और हमारी प्रतिरक्षा प्रणाली का एक महत्वपूर्ण हिस्सा हैं।

उपकला कोशिकाएं विदेशी रोगजनकों के आक्रमण को रोकने के लिए बलगम और बलगम जैसे पदार्थों को स्रावित करके एक सुरक्षात्मक फिल्म बनाती हैं। इसके अलावा, उपकला कोशिकाएं रोगज़नक़ों को भी पहचान सकती हैं और फागोसाइटाइज़ कर सकती हैं, और सीधे तौर पर रोगज़नक़ों को खत्म करने में भूमिका निभा सकती हैं। यदि कोई रोगज़नक़ इन सुरक्षात्मक उपायों से बच जाता है और संक्रमण का कारण बनता है, तो उपकला कोशिकाएं साइटोकिन्स की एक श्रृंखला जारी करती हैं जो प्रतिरक्षा प्रतिक्रिया को ट्रिगर करती हैं। ये साइटोकिन्स श्वेत रक्त कोशिकाओं को संक्रमण स्थल की ओर आकर्षित करते हैं और रोगज़नक़ को साफ़ करने का काम करने के लिए उन्हें सक्रिय करते हैं।

इसके अलावा, उपकला कोशिकाएं मानव शरीर की प्रतिरक्षा विनियमन प्रक्रिया में भी भाग लेती हैं। वे विशिष्ट प्रतिरक्षा कोशिकाओं की गतिविधि को बढ़ाने या दबाने सहित विभिन्न साइटोकिन्स जारी करके प्रतिरक्षा कोशिकाओं के कार्य को नियंत्रित कर सकते हैं। इसलिए, उपकला कोशिकाओं का प्रतिरक्षा कार्य हमारे शारीरिक स्वास्थ्य के लिए महत्वपूर्ण है। इस दृष्टि से हमें अपनी रोग प्रतिरोधक क्षमता को बेहतर करने की जरूरत है। सिस्टैंच प्रतिरक्षा को बढ़ा सकता है, और मांस में पॉलीसेकेराइड मानव प्रतिरक्षा प्रणाली की प्रतिरक्षा प्रतिक्रिया को नियंत्रित कर सकता है, प्रतिरक्षा कोशिकाओं की तनाव क्षमता में सुधार कर सकता है और प्रतिरक्षा कोशिकाओं के जीवाणुनाशक प्रभाव को बढ़ा सकता है।

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परिणामस्वरूप, फार्म पशु मॉडल के लिए कार्यात्मक भोजन के प्रोबायोटिक पूरकता के लिए प्रोबायोटिक्स/इम्युनोबायोटिक मूल्यांकन प्रणाली विकसित करना महत्वपूर्ण है। इन परिस्थितियों में, हमारे समूह ने प्रोबायोटिक्स/इम्युनोबायोटिक्स और इम्युनोजेनेसिटी के मूल्यांकन के लिए पीआईई सेल मोनोलेयर्स में एंटी-इंफ्लेमेटरी प्रतिक्रियाओं का उपयोग करके पोर्सिन और बोवाइन इंटेस्टाइनल एपिथेलियोसाइट (पीआईई और बीआईई) सेल लाइनें विकसित कीं और पोर्सिन पीयर्स पैच प्रतिरक्षा कोशिकाओं के साथ एक सह-संस्कृति प्रणाली विकसित की। पेयर्स पैच कल्चर मॉडल (चित्र 2) [12,54,88-90]।

हमारे काम ने प्रदर्शित किया कि आंतों के एपिथेलियोसाइट्स (पीआईई, बीआईई) रोगजनकों और पोर्सिन/गोजातीय आंतों के उपकला कोशिकाओं (आईईसी) के बीच संबंधों के मूल्यांकन, प्रोबायोटिक/इम्यूनोबायोटिक सूक्ष्मजीवों के चयन के लिए और के मूल्यांकन के लिए इन विट्रो मॉडल सिस्टम में उपयोगी हैं। आईईसी में प्रोबायोटिक लैब द्वारा अंतर्निहित इम्यूनोमॉड्यूलेटरी तंत्र। वर्तमान में, हमारा अध्ययन और कुछ अन्य इन विट्रो अध्ययन कृषि पशुओं में प्रोबायोटिक्स की "स्वास्थ्य-सुधार" गतिविधियों के साथ-साथ प्रतिरक्षा-स्वास्थ्य को बढ़ावा देने वाले कारकों (तालिका 3) के प्रभावों का वर्णन करने पर केंद्रित हैं।

रोटावायरस संक्रमण से पहले एल. एसिडोफिलस (एलए) के साथ उपचार ने पीआरवी प्रतिकृति और पीआरवी संक्रमण के प्रति आईएल -6 प्रतिक्रिया को बढ़ावा दिया, जो दर्शाता है कि एलए का सहायक प्रभाव था। रोटावायरस संक्रमण के बाद, LGG थेरेपी ने IL -6 प्रतिक्रिया को कम कर दिया, जो IPEC-J2 सेल लाइन [50] में LGG के सूजन-रोधी गुणों को दर्शाता है। यह बताया गया कि एल. केसी एमईपी221106, टीएलआर{7}}मध्यस्थ प्रतिरक्षा प्रतिक्रिया [90] के माध्यम से पीआईई कोशिकाओं में एंटीवायरल प्रतिरक्षा प्रतिक्रिया को महत्वपूर्ण रूप से नियंत्रित करता है।

फ़ूजी एट अल. (2011) में पाया गया कि पीआईई सेल लाइन में, बी. ब्रेव एमसीसी-117 एंटरोटॉक्सिजेनिक ई. कोली (ईटीईसी) द्वारा उत्पन्न सूजन प्रतिक्रिया को प्रभावी ढंग से नियंत्रित कर सकता है। उन्होंने यह भी पाया कि एमसीसी -117 में उत्कृष्ट इम्यूनोरेगुलेटरी गतिविधि है, जो पीआईई को बदलने की तनाव की क्षमता और इम्यूनोलॉजिकल कोशिकाओं की बातचीत से जुड़ी हुई थी, जिसके परिणामस्वरूप नियामक टी कोशिकाओं की उत्तेजना हुई और ईटीईसी-प्रेरित आंतों की सूजन की रोकथाम हुई [12] ].

दूसरी ओर, एक अन्य अध्ययन से संकेत मिलता है कि एल. जेन्सेनी टीएल2937 ने ईटीईसी के कारण होने वाले प्रो-इंफ्लेमेटरी साइटोकिन्स और केमोकाइन अभिव्यक्ति को काफी कम कर दिया, जिससे सूजन संबंधी आंतों के विकारों की रोकथाम हुई [54]। इसके बाद, टोमोसाडा एट अल। (2013) से पता चला कि बी. लोंगम बीबी536 और बी. ब्रेव एम-16वी उपभेदों ने उपचारित पीआईई कोशिकाओं में इंटरल्यूकिन-8, इंटरल्यूकिन-6, और एमसीपी-1 की अभिव्यक्ति को कम कर दिया है। गर्मी से मारे गए ईटीईसी के साथ [10]।

इसी तरह, ताकानाशी एट अल। (2013) से पता चला कि एल. केसी ओएलएल2768 ने प्रो-इंफ्लेमेटरी साइटोकिन्स के उत्पादन को कम करके पीआईई कोशिकाओं में सूजन को कम कर दिया है [52]। इसके अलावा, अबेदी एट अल। (2013) ने प्रदर्शित किया कि एल. डेलब्रुइकी ने काको{5}} कोशिकाओं [51] का उपयोग करके आंत में ई. कोली संक्रमण को रोकने की उत्कृष्ट क्षमता प्रदर्शित की।

इसके अलावा, एल. जेन्सेनी टीएल2937 को टीजीफिन ईआईसी जैसे इम्यूनोरेगुलेटरी कारकों के उत्पादन को प्रोत्साहित करने और संक्रमण प्रतिरोध में सुधार करने और गैर-सुरक्षात्मक सूजन को कम करने के लिए आईईसी को कार्यात्मक रूप से संशोधित करने में सक्षम बताया गया है [11]। हमारे अध्ययन से पता चलता है कि बी. थर्मोफिलम के साथ पूरक आहार प्रतिरक्षा कोशिकाओं को इम्यूनोरेग्यूलेशन करने के लिए उत्तेजित करता है, जो इंगित करता है कि यह फ़ीड एएम फ़ीड सामग्री का उपयोग किए बिना पिगलेट के स्वास्थ्य को बढ़ाने में योगदान देने की संभावना है [55]।

कांग एट अल. (2015) ने संकेत दिया कि एल. रुमिनिस एसपीएम0211, बी. लोंगम एसपीएम1205, और बी. लोंगम 1206 इन विट्रो और विवो रोटावायरस प्रतिकृति को रोकने में कुशल हैं। इसके अतिरिक्त, यह सुझाव दिया गया था कि टाइप I IFNs [57] के विनियमन के माध्यम से प्रतिरक्षा प्रतिक्रिया के मॉड्यूलेशन के कारण प्रोबायोटिक्स के एंटीवायरल प्रभाव की उम्मीद की जा सकती है। एक अन्य अध्ययन में रोगजनक बैक्टीरिया ईटीईसी और वायरस (पॉली (आई: सी)) से चुनौती मिलने के बाद पीआईई कोशिकाओं में सूजन प्रतिक्रिया को लाभकारी रूप से नियंत्रित करने और पोर्सिन होस्ट में आंत प्रतिरक्षा को नियंत्रित करने के लिए एलएबी की क्षमता की सूचना दी गई है [29]।

एक अन्य हालिया अध्ययन से पता चला है कि एल. डेलब्रुइकी टीयूए4408एल ने टीएलआर-2 के माध्यम से पीआईई में ईटीईसी-प्रेरित सूजन प्रतिक्रिया को कम कर दिया और जब पीआईई कोशिकाओं को टीयूए4408एल [91] के साथ पूर्व-उत्तेजित किया गया तो ईटीईसी-प्रेरित सूजन साइटोकिन्स को डाउनरेगुलेट किया गया। कोबायाशी एट अल द्वारा एक हालिया अध्ययन। (2017) ने साबित किया कि बी. इन्फैंटिस एमसीसी12 या बी. ब्रेव एमसीसी1274 बीआईई कोशिकाओं में आरवी टाइटर्स को कम कर सकता है और जन्मजात प्रतिरक्षा प्रतिक्रिया को अलग-अलग नियंत्रित कर सकता है।

इसके अलावा, यह संकेत दिया गया कि जीवाणु उपभेदों ने आरवी-संक्रमित बीआईई कोशिकाओं में आईएफएन- जैसे एंटीवायरल कारक उत्पादन को बढ़ाया। इसके अलावा, हाल ही में हमने बताया कि एल. रैम्नोसस सीआरएल1505 और एल. प्लांटारम सीआरएल1506 इम्युनोबायोटिक उपभेद हैं जिनमें वायरल आंतों के संक्रमण के खिलाफ मजबूती बढ़ाने की क्षमता है, जैसा कि पीआईई [15] में दिखाया गया है।

पॉली (I: C) के साथ PIE सेल उत्तेजना ने IFN- और IFN, केमोकाइन, आसंजन अणु, साइटोकिन्स और प्रोस्टाग्लैंडीन बायोसिंथेसिस जीन के उत्पादन को बढ़ाया। सीआरएल1505 और सीआरएल1506 पीआईई कोशिकाओं में जन्मजात एंटीवायरल प्रतिरक्षा प्रतिक्रिया को नियंत्रित करते हैं और वायरल संक्रमण और विवो में सूजन संबंधी क्षति से बचाते हैं [92]।

कनमनी एट अल द्वारा एक और हालिया अध्ययन। (2018) ने प्रदर्शित किया कि एल. डेलब्रुइकी OLL1073R-1 पोर्सिन आंतों के उपकला कोशिकाओं में जन्मजात एंटीवायरल प्रतिरक्षा प्रतिक्रिया को नियंत्रित करता है [59]। आईडा एट अल द्वारा एक हालिया अध्ययन। (2019) ने प्रदर्शित किया कि पैराइमुनोबायोटिक बिफीडोबैक्टीरिया (बी. लोंगम बीबी536 और बी. ब्रेव एम-16वी) का उपयोग आंतों के संक्रमण प्रतिरोध को बढ़ाने के विकल्प के रूप में या सूजन को कम करने के लिए चिकित्सीय गियर के रूप में किया जा सकता है [60]।

मिज़ुनो एट अल. (2020) ने प्रदर्शित किया कि एल. प्लांटारम सीआरएल1506 ने आंतों की जन्मजात एंटीवायरल प्रतिरक्षा प्रतिक्रिया को महत्वपूर्ण रूप से बढ़ाया है [61]। स्लि ´ ज़ेव्स्का एट अल। (2021) ने प्रदर्शित किया कि नए ˙ लैक्टोबैसिलस उपभेद रोगजनक बैक्टीरिया के उपनिवेशण को कम करके आंतों के संक्रमण को रोकने में मदद कर सकते हैं [62]। परिणामस्वरूप, प्रोबायोटिक लैक्टोबैसिलस स्ट्रेन के उपयोग से पशु-व्युत्पन्न मांस और खाद्य उत्पादों की सुरक्षा और गुणवत्ता में सुधार हो सकता है। इसलिए, पिछले अध्ययनों से पता चलता है कि इम्यूनोबायोटिक्स/प्रोबायोटिक्स के उपयोग से विभिन्न स्वास्थ्य विकारों को रोकने और सुधारने के लिए इम्यूनोमॉड्यूलेशन की अच्छी क्षमता है।

इन विट्रो और इन विवो रिसर्च मॉडल में प्रोबायोटिक्स के उपयोग की सीमाएं

यह दिखाया गया कि इन विट्रो अध्ययनों में कई प्रकार की सीमाएँ हैं जिन पर विचार किया जाना चाहिए। उदाहरण के लिए, विभिन्न आईईसी से प्राप्त परिणामों को सावधानी से लिया जाना चाहिए क्योंकि सभी सेल लाइनों में समान गुण नहीं होते हैं। यह भी ध्यान देने योग्य है कि सांस्कृतिक परिस्थितियाँ कुछ आणविक लक्षणों को व्यक्त करने के तरीके को प्रभावित कर सकती हैं। विवो में प्रोबायोटिक क्रिया की आणविक व्याख्या प्रामाणिक प्रोबायोटिक्स की पहचान करने और रोग की रोकथाम और/या उपचार के लिए सबसे उपयुक्त प्रोबायोटिक्स के चयन में सहायता करेगी। फिर भी, यह निर्धारित करने के लिए आगे के अध्ययन की भी आवश्यकता है कि क्या पशु पोषण में उपयोग किए जाने वाले प्रोबायोटिक्स मानव खाद्य श्रृंखला में प्रवेश करते हैं और वे मानव स्वास्थ्य को कैसे प्रभावित करते हैं। 2 जानवरों का गर्भ सड़न रोकने वाली अवस्था में होता है, लेकिन जन्म के बाद युवा जानवर अचानक बैक्टीरिया और वायरस के संपर्क में आ जाते हैं।

रोगजनक बैक्टीरिया और वायरस से संक्रमण को रोकने के लिए, युवा पशुधन न केवल कोलोस्ट्रम से इम्युनोग्लोबुलिन और साइटोकिन प्राप्त करके बल्कि मां की योनि और दूध से स्वदेशी बैक्टीरिया भी प्राप्त करके प्रतिरक्षात्मक क्षमता विकसित करते हैं। उनमें से, यदि एएम एजेंटों के बिना जानवरों को पालने के लिए उपयोगी इम्युनोबायोटिक्स पाए जा सकते हैं, तो वे जानवरों के साथ-साथ मनुष्यों के लिए भी सुरक्षित होंगे। इसलिए, इम्युनोबायोटिक्स के रूप में लैक्टोबैसिलस को खोजने, उन्हें एएम विकल्प के रूप में उपयोग करने की संभावना को आगे बढ़ाने और मां से बच्चे तक स्थानांतरण मार्ग स्थापित करने के लिए एक इम्युनोबायोटिक्स लाइब्रेरी का निर्माण करने का प्रयास करने के लिए अधिक जांच की आवश्यकता होगी, जो कि ट्रांसलोकेशन मार्ग का प्रतिनिधित्व करेगा। माँ से बच्चे तक स्वदेशी जीवाणु।

प्रोबायोटिक एलएबी उपभेदों की कार्रवाई के तंत्र को स्पष्ट करने के लिए आगे के अध्ययन की भी आवश्यकता है - विशेष रूप से, जो पैटर्न पहचान रिसेप्टर्स (प्रोबायोटिक्स, डीसी और आईईसी के साथ सह-संस्कृति प्रयोग) के माध्यम से डीसी सक्रियण के माध्यम से एलएबी उपभेदों की इम्यूनोरेगुलेटिंग क्षमता से संबंधित हैं। जैसा कि 3डी मॉडल में होता है); 4 प्रोबायोटिक्स की खोज करना जिनका उपयोग इन विट्रो और इन विवो मॉडल का उपयोग करके विभिन्न संक्रामक रोगों की रोकथाम या उपचार में दवा के विकल्प के रूप में किया जा सकता है; 5 इम्युनोबायोटिक्स के साथ एक स्वस्थ विकास प्रणाली के विकास के लिए जीनोम संपादन और एआई/आईओटी प्रणाली जैसी नई तकनीकों की खोज करना।

6. पशुधन उत्पादन में प्रोबायोटिक्स का अनुप्रयोग

हाल के दशकों में, प्रोबायोटिक्स के क्षेत्र में नए दायरे को दर्शाने और संभावित प्रोबायोटिक रोगाणुओं की खोज के लिए कुछ अध्ययन आयोजित किए गए हैं। सन एट अल., (2021) के अनुसार, एल. एसिडोफिलस, एल. केसी, बी. थर्मोफिलम, और ई. फ़ेशियम से युक्त बहु-प्रजाति प्रोबायोटिक्स का उपयोग एंटरोटॉक्सिजेनिक ई. कोली (ईटीईसी) एफ18 प्लस के कारण होने वाले दस्त को कम करने के लिए सफलतापूर्वक किया गया था। नव दूध छुड़ाए सुअर में [93]। इसके अलावा, बहु-प्रजाति प्रोबायोटिक्स ने आंतों की सूजन, ऑक्सीडेटिव तनाव और रूपात्मक क्षति में कमी के माध्यम से विकास प्रदर्शन को बढ़ाने में मदद की। सोब्रिनो एट अल. (2021) सुअर उत्पादन में एएम विकल्पों का अध्ययन करने का प्रयास किया गया। उन्होंने सूअर के दूध से प्राप्त लिगिलेक्टोबैसिलस सालिवेरियस स्ट्रेन का उपयोग किया और इसे गर्भवती सूअरों और सूअरों को खिलाया।

परिणामों ने सुझाव दिया कि एंटीबायोटिक-प्रतिरोधी लैक्टोबैसिलस की उपस्थिति में उल्लेखनीय कमी आई, जो उपचार समूह में स्पष्ट हो गया [94]। हाल के अध्ययनों में, यह सुझाव दिया गया था कि प्रीवोटेला ने विकास प्रदर्शन और प्रतिरक्षा प्रतिक्रिया को बढ़ाकर सुअर उत्पादन में सकारात्मक परिणाम दिए हैं [95-98]। लैक्टोबैसिलस, एस्चेरिचिया, शिगेला और बैक्टेरॉइड्स छोटी आंत के माइक्रोबायोटा पर हावी होते हैं, जबकि दूसरी ओर, प्रीवोटेला नवजात चरण के दौरान बड़ी आंत के माइक्रोबायोटा पर हावी होते हैं।

इसके अलावा, प्रीवोटेला दूध छुड़ाने के बाद सुअर की छोटी और बड़ी आंतों पर हावी हो जाता है [99]। इसके अतिरिक्त, यह बताया गया कि गैर-डायरिया वाले पिगलेट में डायरिया वाले पिगलेट की तुलना में आंतों के प्रीवोटेला की मात्रा काफी अधिक पाई गई। सह-सहसंबंध नेटवर्क विश्लेषण [98] के अनुसार, पिगलेट के गैर-डायरिया माइक्रोबायोटा में प्रीवोटेलेसिया यूसीजी -003 प्रमुख जीवाणु था। एनजीओ एट अल. (2021) ने उच्च-केंद्रित फ़ीड छर्रों में एक नए प्रोबायोटिक (बी. एमाइलोलिकफ़ेसिएन्स एच57) का उपयोग किया जो अस्थिर फैटी एसिड उत्पादन को कम करता है और गोली फ़ीड में स्वाद को रोकता है। इससे जुगाली करने वाले जानवरों में अधिक आहार सेवन की सुविधा मिलती है [28]। अवायवीय कवक पर हाल के अध्ययनों में, यह प्रदर्शित किया गया कि यह पौधों की कोशिका दीवारों को दो तरीकों से नष्ट करके रूमिन फाइबर के उपयोग में अनिवार्य रूप से योगदान देता है, अर्थात, एंजाइमेटिक और यंत्रवत् [100,101]। उल्लेखनीय रूप से, चल रहे अन्वेषण ने जिद्दी फाइबर के लिए फंगल कैजाइम्स की आत्मीयता को दिखाया है, जो कि जुगाली करने वालों को कम गुणवत्ता वाला चारा खिलाए जाने पर अवायवीय कवक के विशिष्ट उपयोग को स्पष्ट कर सकता है।

इसलिए, इसका उपयोग जुगाली करने वालों के पोषण में संभावित प्रोबायोटिक के रूप में भी किया जा सकता है [102]। पशुधन पोषण में बीजाणु-आकार देने वाले प्रोबायोटिक जीवाणु के रूप में बी सबटिलिस के उपयोग पर अध्ययन ने कोई हानिकारक प्रभाव नहीं दिखाया है और प्रोबायोटिक के रूप में इसके उपयोग की व्यवहार्यता प्रदर्शित की है, मुख्य रूप से इसके प्रदर्शित एएम के कारण, कोशिका सुदृढ़ीकरण को कम करने और एंजाइमेटिक प्रदर्शित करने के कारण, और इम्यूनोमॉड्यूलेटरी क्रिया [103]। कैई एट अल द्वारा एक अध्ययन। (2021) में बताया गया कि एस. सेरेविसिया और सी. ब्यूटिरिकम और उनके मिश्रण ने पीएच को बढ़ाकर और ऑक्सीकरण को कम करके रूमेन की स्थिति को बढ़ाया और पूरकों की अवशोषण क्षमता को बढ़ाकर और वीएफए उत्पादन को और विकसित करके रूमेन परिपक्वता क्षमताओं को उन्नत किया; उस बिंदु से, गर्मी-तनावग्रस्त बकरियों के उत्पादन में और वृद्धि देखी गई [104]।

डेबरीमाइसेस हंसेनी भी स्थलीय और जलीय जानवरों दोनों के लिए एक नए संभावित प्रोबायोटिक के रूप में आकर्षण प्राप्त कर रहा है। डी. हैनसेनी की मौखिक डिलीवरी को प्रोबायोटिक विशेषताओं से जोड़ा गया है, जैसे इम्यूनोस्टिम्युलेटरी प्रभाव, आंत माइक्रोबायोटा विनियमन, कोशिका प्रसार में वृद्धि, विभेदन और पाचन क्रिया में सुधार। इसके बायोएक्टिव अणुओं की पहचान की गई है और उन्हें इसके इम्यूनोमॉड्यूलेटरी प्रभाव से जोड़ा गया है, जिसमें कोशिका दीवार के घटक और पॉलीमाइन्स [105] शामिल हैं। इसलिए, कई संभावित प्रोबायोटिक रोगाणुओं की अभी भी खोज की जानी बाकी है, जो पशुधन उत्पादन में विकासवादी भूमिका निभा सकते हैं।

7. पशुधन प्रोबायोटिक्स की क्रिया के तरीके

पशुधन प्रोबायोटिक्स के लिए कार्रवाई के कई प्रस्तावित तरीके हैं [106-114]। हालाँकि, प्रोबायोटिक्स के लिए प्रस्तावित कार्रवाई के प्रमुख तंत्रों पर निम्नलिखित खंडों में विचार किया गया है (चित्र 3 में संक्षेपित)।

1 जीआईटी की माइक्रोबियल आबादी में संशोधन: प्रोबायोटिक्स लैक्टोबैसिलस और बिफीडोबैक्टीरियम जैसे लाभकारी रोगाणुओं की आबादी को बढ़ा सकते हैं, जो बाद में निरोधात्मक रसायन बनाकर और बाध्यकारी साइटों के लिए प्रतिस्पर्धा करके हानिकारक बैक्टीरिया के विकास को प्रतिबंधित करते हैं [115,116]। 2 रोगजनक सूक्ष्मजीवों द्वारा उपनिवेशण को रोकने के लिए जीआईटी दीवार पर आसंजन: अधिकांश आंत्रीय रोगजनक आंतों के उपकला में उपनिवेश कर सकते हैं और परिणामस्वरूप बीमारी का कारण बन सकते हैं [117]। परिणामस्वरूप, लैक्टोबैसिलस आंत उपकला का पालन कर सकता है और ग्लाइकोकोन्जुगेट्स जैसे आसंजन रिसेप्टर्स के लिए रोगजनकों के साथ प्रतिस्पर्धा कर सकता है [118]।

लैक्टोबैसिलस और बिफीडोबैक्टीरियम में हाइड्रोफोबिक सतह परत प्रोटीन होते हैं जो पशु कोशिका की सतह का पालन करके गैर-विशेष रूप से बैक्टीरिया की सहायता करते हैं [119]। 3 एपिथेलियल बैरियर में वृद्धि: मॉडल जानवरों में प्रायोगिक अध्ययनों से पता चला है कि प्रोबायोटिक्स पी. एसिडिलैक्टिसी, दूध छुड़ाने के बाद के पिगलेट में एंटरोटॉक्सिजेनिक ई. कोलाई के मेसेन्टेरिक लिम्फ नोड्स में आंत के एपिथेलियम के स्थानांतरण की पारगम्यता को कम करके आंतों के अवरोध कार्य में सुधार करता है। ईटीईसी चुनौती के बाद नियंत्रण समूह [120]। हमारे वर्तमान निष्कर्ष बताते हैं कि एल. जेन्सेनी टीएल2937 डीएसएस-चुनौती वाली पीआईई कोशिकाओं में इंट्रासेल्युलर सीए2 प्लस फ्लक्स को कम करता है, जिससे तंग जंक्शन की जकड़न बढ़ जाती है [121]।

4 पोषक तत्वों के पाचन और अवशोषण में वृद्धि: इस मामले में, बीजाणु बनाने वाले बैक्टीरिया बाह्य कोशिकीय एंजाइमों के उत्पादन को बढ़ाते हैं, जो पोषक तत्वों के पाचन की सुविधा प्रदान करते हैं [122,123]। 5 आंत में पोषक तत्वों के लिए रोगजनक बैक्टीरिया के साथ प्रतिस्पर्धा: प्रोबायोटिक बैक्टीरिया तेजी से ऊर्जा स्रोतों का उपयोग करके पोषक तत्वों और अवशोषण स्थलों के लिए रोगजनक बैक्टीरिया के साथ प्रतिस्पर्धा कर सकते हैं, जिससे बैक्टीरिया के विकास के लॉग चरण को संभावित रूप से छोटा किया जा सकता है [116]। 6 रोगाणुरोधी पदार्थों का उत्पादन: कई प्रोबायोटिक बैक्टीरिया, विशेष रूप से वे जो लैक्टिक और एसिटिक एसिड का उत्पादन करते हैं, हानिकारक सूक्ष्मजीवों को दबा सकते हैं [124,125]। 7

रोगजनक सूक्ष्मजीवों में जीन अभिव्यक्ति में परिवर्तन: प्रोबायोटिक्स रोगजनक बैक्टीरिया के कोरम सेंसिंग को प्रभावित कर सकते हैं, जिससे उनकी रोगजनकता में परिवर्तन हो सकता है। एल. एसिडोफिलस ला-5 के किण्वन उत्पादों ने मानव एंटरोहेमोरेजिक ई. कोली सीरोटाइप O157:H7 द्वारा एक रासायनिक संकेत (ऑटोइंड्यूसर-2) के बाह्य कोशिकीय उत्पादन को काफी हद तक दबा दिया, जिससे विषाणुजनित जीन (LEE-) का निषेध हो गया। एंटरोसाइट विनाश का स्थान) इन विट्रो में अभिव्यक्ति [126]। 8 जीवाणु विरोध: प्रोबायोटिक सूक्ष्मजीव, एक बार आंत में स्थापित हो जाने पर, कार्बनिक अम्ल, हाइड्रोजन पेरोक्साइड, लैक्टोफेरिन और बैक्टीरियोसिन का उत्पादन कर सकते हैं, जो या तो जीवाणुनाशक या बैक्टीरियोस्टेटिक गुण प्रदर्शित कर सकते हैं [127]।

9 जीवाणुनाशक गतिविधि/जैव रूपांतरण: लैक्टोबैसिलस लैक्टोज को लैक्टिक एसिड में परिवर्तित करता है, कम। पीएच को ऐसे बिंदु पर लाएं जहां रोगजनक बैक्टीरिया जीवित न रह सकें। इसके अलावा, जीवित यीस्ट स्टार्च के टूटने से प्राप्त शर्करा को पचाने के लिए लैक्टिक एसिड-उत्पादक बैक्टीरिया के साथ प्रतिस्पर्धा करते हैं, जिससे रुमेन पीएच स्थिर होता है और एसिडोसिस का खतरा कम हो जाता है (128-130डी इम्यूनोमॉड्यूलेशन: हमारे अध्ययन से पता चला है कि इम्यूनोरेगुलेटरी कार्यों के साथ प्रोबायोटिक एलएबी लाभकारी हो सकता है) पीआईई कोशिकाओं के कार्यों को संशोधित करके आंत में प्रतिरक्षा प्रतिक्रिया को नियंत्रित करें [12,54,56]।

इसके अलावा, प्रोबायोटिक एलएबी मैक्रोफेज गतिविधि (54एल) को बढ़ाकर, स्थानीय एंटीबॉडी के स्तर को बढ़ाकर, सूजन-रोधी साइटोकिन्स (इंटरल्यूकिन (आईएल)10, इंटरफेरॉन (आईएफएन)-वाई) के उत्पादन को प्रेरित करके एक प्रतिरक्षा न्यूनाधिक के रूप में कार्य करने में सक्षम साबित हुआ है। बी, आईएल -1पी, टीजीएफ-बी), आईएल को कम करना -4, आईएल -6, आईएल -8, एमसीपी-, और हत्यारी कोशिकाओं को सक्रिय करना [11,32,54 ].

इम्यूनोमॉड्यूलेशन गुण तनाव पर निर्भर प्रतीत होते हैं, जिसका अर्थ है कि असमान प्रोबायोटिक्स में कार्रवाई के समानांतर तंत्र हो सकते हैं, जबकि एक ही तनाव में कार्रवाई के कई तंत्र हो सकते हैं। उदाहरण के लिए, बहुत सारे प्रोबायोटिक उपभेदों का जठरांत्र संबंधी मार्ग के माइक्रोबियल समुदाय पर तुलनीय प्रभाव पड़ता है, हालांकि कुछ प्रोबायोटिक्स की कार्रवाई के तंत्र ज्यादातर अज्ञात हैं। प्रदर्शन पर उनके प्रभाव के बारे में अधिकांश अध्ययनों में प्रोबायोटिक्स की कार्रवाई का सटीक तरीका अच्छी तरह से समझा नहीं गया है। इसलिए, मामले-दर-मामले आधार पर तंत्र का पता लगाया जाना चाहिए क्योंकि निकट संबंधी प्रोबायोटिक्स में कार्रवाई के विविध तरीके दिखाई देते हैं। प्रोबायोटिक प्रभाव मेजबान और प्रोबायोटिक सूक्ष्मजीव के बीच बातचीत का परिणाम है। परिणामस्वरूप, मेजबान-सूक्ष्मजीव अंतःक्रिया में अधिक शोध प्रोबायोटिक क्रिया के तरीके पर प्रकाश डाल सकता है। माइक्रोबियल पारिस्थितिकी अनुसंधान के लिए आणविक तकनीकों और जीनोम अनुक्रमण में तेजी से सुधार से कार्रवाई के प्रोबायोटिक तंत्र की हमारी समझ में काफी मदद मिलेगी।

8. निष्कर्ष

वर्तमान समीक्षा में, हमने पोषण, स्वास्थ्य, उत्पादकता और प्रोबायोटिक्स की कार्रवाई के तंत्र के संदर्भ में पशुधन पर एनजीपी सहित प्रोबायोटिक्स के प्रभावों का एक सिंहावलोकन प्रदान किया। आईईसी में प्रोबायोटिक एलएबी द्वारा इम्यूनोमॉड्यूलेशन के तंत्र के अध्ययन के लिए पशुधन पशु मॉडल की इन विट्रो प्रणाली पर अतिरिक्त ज्ञान भी चित्रित किया गया है। कई पशुधन प्रोबायोटिक्स को पशु के वजन में वृद्धि, फ़ीड रूपांतरण, पोषक तत्वों की पाचन क्षमता, आईजीजी, प्रतिरक्षा स्थिति, आंतों के माइक्रोफ्लोरा और आंत स्वास्थ्य (ई. कोली गिनती में कमी के साथ लैक्टोबैसिली में वृद्धि), आंतों की आकृति विज्ञान, दूध की उपज और गुणवत्ता, मांस में सुधार करने में प्रभावी पाया गया है। उत्पादन और शव की गुणवत्ता, और सुअर और जुगाली करने वाले पशुधन उद्योगों दोनों में रोगज़नक़ उपनिवेशण, तनाव और दस्त के जोखिम में कमी।

प्रोबायोटिक्स का उपयोग विकास प्रवर्तकों और विभिन्न संक्रामक रोगों की रोकथाम या उपचार में दवा के विकल्प के रूप में किया जा सकता है। अंत में, इस समीक्षा में हम यह भी सुझाव देते हैं कि इम्यूनोबायोटिक्स एलएबी पशुधन से आंतों के उपकला और प्रतिरक्षा कोशिकाओं में प्रतिरक्षा प्रतिक्रियाओं को नियंत्रित कर सकता है, यह सुझाव देते हुए कि स्वस्थ पशुधन को बढ़ावा देने के लिए जीनोम संपादन और एआई/आईओटी प्रणाली जैसी नई तकनीकों द्वारा कई संभावित प्रोबायोटिक्स की खोज की जा सकती है। एएम फ़ीड सामग्रियों का उपयोग किए बिना, जो अंततः दवा-स्वतंत्र स्वस्थ और उत्पादक पशुधन के साथ-साथ खाद्य जानवरों के लिए खाद्य सुरक्षा प्रणाली को बढ़ावा देगा।

लेखक का योगदान:

AKMHK और HK ने पांडुलिपि लिखी और संशोधित की। लेखन-मूल मसौदा तैयार करना, एमएसआरआर, और एचएमएम; लेखन-समीक्षा और संपादन, पर्यवेक्षण, जेवी, एकेएमएचके, और एचके; परियोजना प्रशासन, एचके; फंडिंग अधिग्रहण, एच.के. सभी लेखकों ने पांडुलिपि के प्रकाशित संस्करण को पढ़ लिया है और उससे सहमत हैं।

फंडिंग:

इस अध्ययन को जापान सोसाइटी फॉर द प्रमोशन ऑफ साइंस (जेएसपीएस) से वैज्ञानिक अनुसंधान के लिए अनुदान सहायता (ए) (19एच00965) और एनएआरओ बायोओरिएंटेड टेक्नोलॉजी रिसर्च एडवांसमेंट इंस्टीट्यूशन (अनुसंधान कार्यक्रम) की परियोजना से अनुदान द्वारा समर्थित किया गया था। नवोन्मेषी प्रौद्योगिकी का विकास, संख्या 01002ए), और जापान रेसिंग एसोसिएशन (जेआरए) पशुधन उद्योग संवर्धन परियोजना द्वारा हारुकी किताज़ावा को। इस अध्ययन को जूलियो विलेना को ANPCyT-FONCyT अनुदान PICT -2016-0410 और JSPS कोर-टू-कोर प्रोग्राम A (उन्नत अनुसंधान नेटवर्क) द्वारा भी समर्थित किया गया था, जिसका शीर्षक था "क्वांटम सुधार के लिए अंतर्राष्ट्रीय कृषि प्रतिरक्षा विज्ञान अनुसंधान-कोर की स्थापना"। खाद्य सुरक्षा में"।

संस्थागत समीक्षा बोर्ड वक्तव्य:

लागू नहीं।

सूचित सहमति वक्तव्य:

लागू नहीं।

डेटा उपलब्धता विवरण:

लागू नहीं।

हितों का टकराव:

सभी लेखकों के हितों का कोई टकराव नहीं है।

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