रुमेनमाइक्रोफ्लोरा और संबंधित माइक्रोबियल पाचन

Pashu Sandesh, 28 Feb 2023

डॉ. निष्ठा कुशवाह, डॉ. ज्योत्सना शक्करपुडे, डॉ. अर्चना जैन, डॉ. आम्रपाली भिमटे,

डॉ. कविता रावत, डॉ. श्वेता राजोरियाएवं डॉ. रंजीत आइच

पशु शरीर क्रिया एवं जैव रसायन विज्ञान विभाग पशु चिकित्सा एवं पशुपालन महाविद्यालय, महू

परिचय :-

जुगाली करने वाले पशु कार्बोहाइड्रेट जैसे लिग्निन, सेल्युलोज और हेमिसेल्युलोज वाले पौधों को खाते हैं, जिसको पचाने में वे संबंधित हाइड्रोलाइटिक एंजाइम का उत्पादन करने में असमर्थता के कारण स्वयं उपयोग करने में सक्षम नहीं होते। इसलिए सहजीवी सूक्ष्म जीव उनके आहार नाल में स्थापित हो जाते हैं सूक्ष्मजीव यौगिकों को स्वयं के लिए और साथ ही मेजबान पशु के लिए ऊर्जा उत्पन्न करने के लिए हाइड्रोलाइज कर सकते हैं। सामान्य तौर पर, बैक्टीरिया, प्रोटोजोआ, कवक और वायरसरूमेन में मौजूद होते हैं, जहां बैक्टीरिया कुल माइक्रोबियल समुदाय के लगभग 95% के लिए जिम्मेदार होते हैं और अधिकांश पाचन कार्य में योगदान करते हैं। यह वाष्पशील फैटीएसिड  जैसे  एसीटेट, ब्यूटायरेट, प्रोपियोनेट, फॉर्मिकएसिड, हाइड्रोजन, कार्बन डाइऑक्साइड, मीथेन और  उत्पन्न करता है।

माइक्रोबियल इंटरैक्शन :-

रुमेन के अंदर का बायोनेटवर्क पशुओं द्वारा अंतर्ग्रहण किए गए कार्बनिक पदार्थों के पूर्ण क्षरण के लिए जिम्मेदार है। कोई भी ऐसा जीव नहीं है जिसमें रूमेन में जटिल सबस्ट्रेट्स के पूर्ण क्षरण की क्षमता हो, सूक्ष्मजीवों का एक जटिल अनुक्रम रुमेन में सब्सट्रेट के सहकारी अपचय में भाग लेता है और किण्वक अंत उत्पादों का उत्पादन करता है। रुमेन में कवक और अन्य रोगाणुओं के बीच घनिष्ठ संबंध प्रतीत होता है क्योंकि कवक पौधों की कोशिका की दीवारों पर आक्रमण करने वाला पहला जीव प्रतीत होता है, जो बैक्टीरिया के किण्वन को शुरू करने और जारी रखने की अनुमति देता है। जटिल फीडस्टफ को साधारण शर्करा में तोड़ दिया जाता है, ले जाया जाता है, और माइक्रोबियल आबादी के अन्य सदस्यों द्वारा किण्वित किया जाता है जो बदले में खराब खाद्य पदार्थों के लिए जिम्मेदार अन्य बैक्टीरिया के लिए ब्रांच्ड-चेन फैटीएसिड, विटामिन या अन्य कॉफ़ैक्टर्स उत्पन्न करते हैं।

जुगाली करने वालों में पाचन तंत्र :-

जुगाली करने वालें पशु द्वारा खाया गया अधिकांश चारा रुमिनो-रेटिकुलम में पच जाता है। मुंह में पाचन मुख्य रूप से यांत्रिक होता है, जबकि रुमिनो-रेटिकुलम में, पाचन यांत्रिक और सूक्ष्मजीव के किण्वन द्वारा होता है। प्री-एबॉमसल भाग में मेजबान एंजाइमों का कोई महत्व नहीं है। जुगाली करने वाले की लार में कमजोर गतिविधि वाला लाइपेजएंजाइम मौजूद होता है जो कुछ शॉर्ट-चेन फैटीएसिड जैसे ब्यूटिरिकएसिड और कुछ हद तक कैप्रोइकएसिड को हाइड्रोलाइज करने में सक्षम है। इसकी भूमिका मुख्य रूप से पूर्व-जुगाली करने वाले चरण में लघु-श्रृंखला लिपिड के पाचन तक सीमित है। रुमेनडाइजेस्टा से 'बोलस' का उगलकर मुहमे आना एक प्रतिवर्त तंत्र है जो रुमेन के चक्रीय संकुचन पर आधारित होता है। आम तौर पर, फ़ीड को केवल थोड़ा चबाकर  खाया जाता है और बाद में फिर से उगलकर और चबाया जाता है। अच्छे से कटी हुई घास अगर पशु को दी जाए तो जुगाली करने का समय कम हो जाता है । जुगाली करने वाले पशु रुमेन और रेटिकुलम में मौजूद सूक्ष्मजीवों (बैक्टीरिया, प्रोटोजोआ और कवक) द्वारा किए गए किण्वक पाचन की मदद से अत्यधिक रेशेदार फ़ीड को पचाने में सक्षम होते हैं। पाचन कई कारकों से प्रभावित होता है जैसे रूमीनो-रेटिकुलम में फ़ीड का अवधारण समय, चबाना और लार का मिश्रण, डाइजेस्टा का ओमासम और पाचन तंत्र के निचले हिस्से में प्रवाह दर, लार की बफरिंग क्रिया और वाष्पशीलफैटीएसिड (वीएफए), अमोनिया, कार्बन डाइऑक्साइड और मीथेन जैसे मेटाबोलाइट्स को लगातार हटाना । फ़ीड की पचने योग्य ऊर्जा का लगभग 60% वीएफए से आता है और लगभग 30% जीवाणु कोशिका घटकों से आता है। 

अधिकांश वीएफए और अमोनिया मुख्य रूप से प्रसार द्वारा पूर्व-एबॉमसल डिब्बों की दीवारों के माध्यम से अवशोषित होते हैं, और गैसों CO2 और CH4 को इरेक्शन के दौरान हटा दिया जाता है। आहार की रासायनिक संरचना के आधार पर उच्चतम गैस उत्पादन भोजन के 1-2 घंटे बाद होता है। किण्वन के दौरान उत्पन्न गैसें भी श्वसन पथ में अवशोषित हो जाती हैं। लगभग एक तिहाई रूमिनलगैसें मुंह या नाक के माध्यम से निकलती हैं, और बाकी श्वासनली से समाप्त हो जाती हैं। किण्वन उत्पादों के एक भाग का उपयोग रूमेन के रोगाणुओं द्वारा उनकी पोषण आपूर्ति के लिए किया जाता है। ओमासम में प्रवेश करने वाले इंजेस्टा में बिना किण्वित फ़ीड अवशेष, अनअवशोषितकिण्वन उत्पाद और बड़े माइक्रोबियलबायोमास होते हैं। पाचन की लार, किण्वन, अवशोषण और प्रवाह की प्रक्रिया निरंतर होती है जबकि रुमिनेशन और डाइजेशन की प्रक्रिया आवधिक होती है। रुमिनो-रेटिकुलममे भोजन को आहार की प्रकृति के आधार पर लंबे समय तक (30-50 घंटे) तक बनाए रखा जाता है। सेल्युलोज, पौधे के ऊतकों का प्रमुख घटक, केवल रुमेनरोगाणुओं द्वारा अवक्रमित होता है, क्योंकि आवश्यक एंजाइम (सेल्युलेस) पशु द्वारा स्रावित नहीं होते हैं। इसलिए, पौधे के ऊतकों के क्षरण के लिए, जानवर पूरी तरह से रुमेनरोगाणुओं पर निर्भर है। लगभग 35-55% सेल्यूलोज और हेमिकेलुलोज का पाचन रुमेनरोगाणुओं द्वारा किया जाता है। 60% से अधिक स्टार्च भी रुमेनरोगाणुओं द्वारा पच जाता है। रुमेन में लगभग सभी शर्करा पच जाती है। 

निष्कर्ष :-

आहार संरचना में बदलाव करके या माइक्रोबियलपारिस्थितिकी तंत्र में बदलाव करके पशु उत्पादकता को बढ़ाया जा सकता है। रुमेनमाइक्रोबियलइकोसिस्टम का पाचन शरीर क्रिया विज्ञान को समझने पर महत्वपूर्ण प्रभाव पड़ता है। रुमेन में रोगाणुओं का उत्पादन बढ़ाना दूध उत्पादन को बढ़ाने की कुंजी है। चूंकि रुमेनफ़ाइब्रोलाइटिकएंजाइमों का एक समृद्ध स्रोत है जैसे सेल्युलेस, ज़ाइलनेज़ और β-ग्लूकेनेसेस, रोगाणुओं की उपस्थिति वाष्पशीलफैटीएसिड का उत्पादन करने के लिए फ़ीड को तोड़ती है, जिसका उपयोग गाय द्वारा रखरखाव और दूध उत्पादन के लिए ऊर्जा के रूप में किया जाता है। रोगाणु विशेष रूप से मिथेनोजेन्स की संख्या की स्थापना और रखरखाव आहार के प्रकार और स्तर और भोजन की आवृत्ति से प्रभावित होते हैं।