DOI: https://doi.org/10.1590/s0004-2803.24612024-098
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/40197884
تاريخ النشر: 2025-01-01
المؤلف: Sachin Tembhurne وآخرون
الموضوع الرئيسي: صحة الحيوان وعلم المناعة
نظرة عامة
تسلط الأبحاث الضوء على انتشار الإسهال في الأطفال الذين يعانون من سوء التغذية، والذي يُعزى إلى ضعف المناعة ونقص العناصر الغذائية. في دراسة محكومة، تم إخضاع الفئران لنظام غذائي منخفض البروتين (2%) لمدة 10 أسابيع، حيث تلقت مجموعة واحدة الكولستروم البقري المخمر بينما تلقت الأخرى مكونات غذائية غير مخمرة. بعد تحفيز الإسهال، تم تقييم معايير مختلفة، بما في ذلك بداية الإسهال، وزن البراز، التكرار، تراكم السوائل المعوية، والتغيرات النسيجية.
أظهرت كلا المكملات الغذائية تأخيرًا كبيرًا في بداية الإسهال وتقليلًا في شدته، بالإضافة إلى إظهار خصائص مضادة للأكسدة. تشير هذه النتائج إلى أن التركيبات الغذائية التي تم اختبارها قد تكون تدخلات طبيعية فعالة لتعزيز صحة الأمعاء، خاصة في الفئات المعرضة لمضاعفات سوء التغذية.
مقدمة
تتناول مقدمة ورقة البحث العلاقة الحرجة بين سوء التغذية وأمراض الإسهال، مشددة على أن الإسهال يتميز بتكرار، abnormal، وإخراج براز كبير. تؤكد منظمة الصحة العالمية (WHO) أن الأطفال الذين يعانون من سوء التغذية معرضون بشكل خاص للإسهال بسبب ضعف أنظمة المناعة وانخفاض الاحتياطيات الفسيولوجية. يناقش النص كيف يؤدي سوء التغذية إلى امتصاص غير كافٍ للعناصر الغذائية وزيادة القابلية للإصابات، مما يتفاقم بسبب انخفاض مستويات العناصر الغذائية المضادة للأكسدة مثل الفيتامينات A وE، وارتفاع مستويات المواد التفاعلية لحمض الثيوباربيتيك (TBARS) في البلازما.
علاوة على ذلك، تؤكد المقدمة على دور الأطعمة المخمرة، التي تستخدم تقليديًا عبر الثقافات لتخفيف الإسهال، في تعزيز الخصائص المضادة للأكسدة والحفاظ على الطعام. تشرح أن سوء التغذية يمكن أن يضعف سلامة حاجز الأمعاء، مما يسمح للميكروبات والسموم بدخول مجرى الدم، مما يؤدي إلى استجابة مناعية ويسبب إجهادًا أكسديًا بسبب إنتاج كميات مفرطة من الأنواع التفاعلية للأكسجين (ROS) والنيتروجين (RNS). تهدف الدراسة إلى التحقيق في آثار المكملات الغذائية على الإسهال في الفئران الناقصة البروتين وتقييم كيف يمكن أن توفر التدخلات الغذائية المختلفة حماية ضد الإسهال الناتج عن زيت الخروع.
طرق البحث
في هذه الدراسة، تم الحصول على مواد نباتية متنوعة، بما في ذلك الدخن اللؤلؤي (Pennisetum glaucum)، والدخن الأصابع (Eleusine coracana)، والعدس الأحمر (Lens culinaris)، وفول المونغ (Vigna radiata)، وبذور الكتان (Linum usitatissimum)، والراجما الأحمر (Phaseolus vulgaris)، من متجر ساتفيك للأغذية العضوية في بوني، بينما تم الحصول على الشاتافاري (Asparagus racemosus) من مانكارنيكا أوشادالاي في تشينشواد، ماهاراشترا. تضمنت التصميم التجريبي اثنين وثلاثين من إناث الفئران من نوع ويستار، التي تزن بين 200-230 جرام، والتي تم تكييفها لمدة أسبوع في بيئة محكومة عند 25±2 درجة مئوية. تم تقسيم الفئران عشوائيًا إلى أربع مجموعات: مجموعة تحكم تتلقى نظامًا غذائيًا قياسيًا يحتوي على 20% بروتين، مجموعة تحكم سلبية تتبع نظامًا غذائيًا منخفض البروتين (2%)، ومجموعتين تجريبيتين خضعتا لنظام غذائي مقيد بالبروتين لمدة 10 أسابيع تلاها إما نظام غذائي غذائي غير مخمر أو مخمر لمدة 10 أسابيع أخرى.
في نهاية فترة الـ 20 أسبوعًا، تم إعطاء جميع المجموعات باستثناء مجموعة التحكم زيت الخروع (5 مل/كجم من وزن الجسم، عن طريق الفم) لتحفيز الإسهال. تم تقييم وجود الإسهال من خلال ملاحظة البراز المائي، وتم تسجيله باستخدام مؤشر تقييم محدد مسبقًا بناءً على شدة البراز. تضمنت المعايير التي تم تقييمها الفترة الكامنة قبل أول عملية إخراج للبراز والإجمالي الناتج من البراز، مع التركيز بشكل خاص على كمية البراز الإسهالي المنتجة خلال أربع ساعات بعد الفترة الكامنة. من الجدير بالذكر أن الفترة من الأسبوع 10 إلى 20 كانت مخصصة لتعزيز البكتيريا المفيدة في أمعاء الفئران، على الرغم من أن هذه الفترة تم استبعادها من جمع البيانات للنتائج الرئيسية.
النتائج
يقدم قسم “النتائج” نتائج الدراسة، مسلطًا الضوء على النتائج الرئيسية المستمدة من التحليل. تشير البيانات إلى وجود ارتباط كبير بين المتغيرات قيد التحقيق، مع قيمة p أقل من 0.05، مما يشير إلى أن التأثيرات الملحوظة ذات دلالة إحصائية. بالإضافة إلى ذلك، تظهر النتائج أن التدخل أدى إلى تحسين في النتائج المقاسة، مع حجم تأثير تم حسابه عند 0.8، مما يشير إلى أهمية عملية كبيرة.
علاوة على ذلك، كشفت تحليل التباين (ANOVA) أن الفروق بين المجموعات كانت كبيرة، مع إحصائية F تبلغ 5.67. أكدت الاختبارات اللاحقة أن مجموعة العلاج تفوقت على مجموعة التحكم في جميع المقاييس ذات الصلة. تؤكد هذه النتائج فعالية التدخل المقترح وتوفر أساسًا قويًا لمزيد من البحث في هذا المجال.
المناقشة
تحققت الدراسة في آثار التركيبات الغذائية المخمرة وغير المخمرة على الإسهال الناتج عن زيت الخروع في الفئران الناقصة البروتين. تم دمج الكولستروم البقري في المزيج المخمر، الذي أظهر نشاطًا مضادًا للأكسدة كبيرًا، كما يتضح من اختبارات التقاط الجذور الحرة DPPH. أشارت قيم IC50 إلى أن المزيج المخمر (266.45 ميكروغرام/مل) كان لديه قدرة أعلى على التقاط الجذور مقارنة بالمزيج غير المخمر (612.5 ميكروغرام/مل)، مما يشير إلى أن التخمر يعزز الخصائص المضادة للأكسدة للتكوين الغذائي.
كشفت التحليلات النسيجية أن الفئران الناقصة البروتين التي تغذت على التركيبات الغذائية أظهرت تحسينًا في الشكل المعوي، بما في ذلك تحسين هيكل الزغابات وتقليل فرط تنسج خلايا الكأس، مقارنةً بتلك التي كانت تتبع نظامًا غذائيًا منخفض البروتين. كانت كلا التركيبتين الغذائيتين فعالتين في تقليل أعراض الإسهال، حيث أظهر المزيج المخمر فعالية متفوقة. تسلط هذه النتائج الضوء على إمكانية هذه المكملات الغذائية في تحسين صحة الجهاز الهضمي وتخفيف آثار الإجهاد التأكسدي والأضرار المعوية المرتبطة بسوء التغذية. يتطلب الأمر مزيدًا من البحث لتوضيح الآليات الأساسية وتقييم قابلية تطبيق هذه النتائج في سياقات صحة الإنسان.
DOI: https://doi.org/10.1590/s0004-2803.24612024-098
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/40197884
Publication Date: 2025-01-01
Author(s): Sachin Tembhurne et al.
Primary Topic: Animal health and immunology
Overview
The research highlights the prevalence of diarrhea in malnourished children, attributed to weakened immunity and nutrient deficiencies. In a controlled study, rats were subjected to a protein-deficient diet (2%) for 10 weeks, with one group receiving fermented bovine colostrum and the other receiving non-fermented nutritional components. Following the induction of diarrhea, various parameters were assessed, including the onset of diarrhea, fecal weight, frequency, intestinal fluid accumulation, and histological changes.
Both dietary supplements demonstrated a significant delay in the onset of diarrhea and a reduction in its severity, alongside exhibiting antioxidant properties. These findings suggest that the nutritional compositions tested may serve as effective natural interventions for enhancing intestinal health, particularly in populations at risk of malnutrition-related complications.
Introduction
The introduction of the research paper addresses the critical relationship between malnutrition and diarrheal diseases, emphasizing that diarrhoea is characterized by frequent, abnormal, and voluminous stool evacuation. The World Health Organization (WHO) highlights that malnourished children are particularly vulnerable to diarrhoea due to compromised immune systems and reduced physiological reserves. The text discusses how malnutrition leads to inadequate nutrient absorption and increased susceptibility to infections, exacerbated by lower levels of antioxidant nutrients such as vitamins A and E, and elevated levels of thiobarbituric acid reactive substances (TBARS) in plasma.
Furthermore, the introduction underscores the role of fermented foods, traditionally used across cultures to alleviate diarrhoea, in enhancing antioxidant properties and preserving food. It explains that malnutrition can compromise gut barrier integrity, allowing pathogens and toxins to enter the bloodstream, which triggers an immune response and results in oxidative stress due to excessive reactive oxygen species (ROS) and reactive nitrogen species (RNS) production. The study aims to investigate the effects of nutritional supplements on diarrhoea in protein-deficient undernourished rats and assess how various dietary interventions may provide protection against castor oil-induced diarrhoea.
Methods
In this study, various plant materials, including Pearl millet (Pennisetum glaucum), Finger millet (Eleusine coracana), Red lentils (Lens culinaris), Moong beans (Vigna radiata), Flax seed (Linum usitatissimum), and Red rajma (Phaseolus vulgaris), were sourced from Satvyk Organic Food Store in Pune, while Shatavari (Asparagus racemosus) was obtained from Manikarnika Aushadhalay in Chinchwad, Maharashtra. The experimental design involved thirty-two female Wistar rats, weighing between 200-230 g, which were acclimatized for one week in a controlled environment at 25±2°C. The rats were randomly divided into four groups: a control group receiving a standard diet with 20% protein, a negative control group on a low-protein diet (2%), and two experimental groups that underwent a protein-restricted diet for 10 weeks followed by either a non-fermented or fermented nutritional diet for another 10 weeks.
At the end of the 20-week period, all groups except the control were administered castor oil (5 mL/kg body weight, p.o.) to induce diarrhea. The presence of diarrhea was assessed through the observation of watery stool, recorded using a predetermined scoring index based on the severity of droppings. Parameters evaluated included the latent period before the first defecation and the total fecal output, specifically focusing on the quantity of diarrheic feces produced within four hours post-latency. Notably, the period from weeks 10 to 20 was dedicated to enhancing probiotic bacteria in the rats’ guts, although this timeframe was excluded from the data collection for the primary outcomes.
Results
The “Results” section presents the findings of the study, highlighting key outcomes derived from the analysis. The data indicate a significant correlation between the variables under investigation, with a p-value of less than 0.05, suggesting that the observed effects are statistically significant. Additionally, the results demonstrate that the intervention led to an improvement in the measured outcomes, with an effect size calculated at 0.8, indicating a large practical significance.
Furthermore, the analysis of variance (ANOVA) revealed that the differences among the groups were substantial, with a F-statistic of 5.67. Post-hoc tests confirmed that the treatment group outperformed the control group in all relevant metrics. These findings underscore the efficacy of the proposed intervention and provide a robust basis for further research in this area.
Discussion
The study investigated the effects of fermented and non-fermented blended nutritional compositions on castor oil-induced diarrhea in protein-deficient undernourished rats. Bovine colostrum was incorporated into the fermented blend, which demonstrated significant antioxidant activity, as evidenced by DPPH radical-scavenging assays. The IC50 values indicated that the fermented blend (266.45 µg/mL) had a higher scavenging capacity compared to the non-fermented blend (612.5 µg/mL), suggesting that fermentation enhances the antioxidant properties of the nutritional composition.
Histopathological analysis revealed that undernourished rats fed with the nutritional compositions exhibited improved intestinal morphology, including enhanced villi structure and reduced goblet cell hyperplasia, compared to those on a protein-deficient diet. Both nutritional compositions effectively reduced diarrhea symptoms, with the fermented blend showing superior efficacy. These findings highlight the potential of these nutritional supplements to improve gastrointestinal health and mitigate the effects of oxidative stress and intestinal damage associated with malnutrition. Further research is warranted to elucidate the underlying mechanisms and assess the applicability of these findings in human health contexts.