UPSC MainsANI-HUSB-VETER-SCIENCE-PAPER-I202515 Marks
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Q7.

रुमेन चयापचय पर आयनोफोर्स के प्रभावों की चर्चा कीजिए।

How to Approach

इस प्रश्न का उत्तर देते समय, सबसे पहले रूमेन चयापचय और आयनोफोर्स को परिभाषित करें। इसके बाद, आयनोफोर्स रूमेन के सूक्ष्मजीवों को कैसे प्रभावित करते हैं और इसके परिणामस्वरूप चयापचय में क्या बदलाव आते हैं, इसकी विस्तृत चर्चा करें। प्रभावों को सकारात्मक और नकारात्मक दोनों पहलुओं में विभाजित करें, जैसे फ़ीड दक्षता, मीथेन उत्सर्जन में कमी और पशु स्वास्थ्य पर प्रभाव। अंत में, एक संतुलित निष्कर्ष दें जिसमें आयनोफोर्स के स्थायी उपयोग पर ज़ोर दिया गया हो।

Model Answer

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Introduction

आयनोफोर्स ऐसे एंटीबायोटिक पदार्थ हैं जिनका उपयोग पशुधन पोषण में रूमेन चयापचय को संशोधित करने के लिए किया जाता है। ये यौगिक विशेष रूप से जुगाली करने वाले पशुओं, जैसे गाय, भेड़ और बकरी के पाचन तंत्र में मौजूद सूक्ष्मजीवों की गतिविधियों को प्रभावित करते हैं। रूमेन चयापचय पशुओं के लिए ऊर्जा उत्पादन का एक महत्वपूर्ण स्रोत है, जहाँ रेशेदार चारा सूक्ष्मजीवों द्वारा किण्वित होकर वाष्पशील वसीय अम्ल (VFA) और माइक्रोबियल प्रोटीन में परिवर्तित होता है। आयनोफोर्स इस जटिल प्रक्रिया को विनियमित करके फ़ीड दक्षता में सुधार, मीथेन उत्सर्जन में कमी और कुछ बीमारियों की रोकथाम में सहायक हो सकते हैं, जिससे पशुधन उत्पादन में आर्थिक लाभ होता है।

आयनोफोर्स, जैसे मोनेंसिन, लैसलोसिड और सालिनोमाइसिन, पशुधन उद्योग में व्यापक रूप से उपयोग किए जाते हैं ताकि रूमेन के भीतर सूक्ष्मजीवों की संरचना और कार्यप्रणाली को नियंत्रित किया जा सके। ये यौगिक विशेष रूप से ग्राम-पॉजिटिव बैक्टीरिया के खिलाफ प्रभावी होते हैं, जबकि ग्राम-नेगेटिव बैक्टीरिया पर इनका कम प्रभाव पड़ता है। इस चयनात्मक क्रिया के कारण रूमेन चयापचय में महत्वपूर्ण बदलाव आते हैं, जिनके पशु प्रदर्शन और पर्यावरणीय प्रभाव पर कई परिणाम होते हैं।

रूमेन चयापचय पर आयनोफोर्स के मुख्य प्रभाव

आयनोफोर्स रूमेन के भीतर कई महत्वपूर्ण चयापचय प्रक्रियाओं को प्रभावित करते हैं:

  • वाष्पशील वसीय अम्ल (VFA) उत्पादन में परिवर्तन:
    • आयनोफोर्स रूमेन में एसिटेट-उत्पादक बैक्टीरिया की वृद्धि को रोकते हैं और प्रोपियोनेट-उत्पादक बैक्टीरिया की वृद्धि को बढ़ावा देते हैं।
    • प्रोपियोनेट ग्लूकोज का अधिक कुशल पूर्ववर्ती है, जिससे पशु को ऊर्जा प्राप्त होती है, जबकि एसिटेट से ऊर्जा कम दक्षता से मिलती है।
    • इस प्रकार, प्रोपियोनेट के उत्पादन में वृद्धि से फ़ीड से ऊर्जा रूपांतरण दक्षता में सुधार होता है।
  • मीथेन उत्सर्जन में कमी:
    • रूमेन में मीथेन का उत्पादन मीथेनोजेनिक आर्किया (methanogenic archaea) द्वारा होता है, जो हाइड्रोजन का उपयोग करते हैं।
    • आयनोफोर्स कुछ हाइड्रोजन-उत्पादक बैक्टीरिया की गतिविधि को कम करते हैं, जिससे मीथेनोजेनिक आर्किया के लिए उपलब्ध हाइड्रोजन की मात्रा कम हो जाती है।
    • परिणामस्वरूप, मीथेन उत्सर्जन में कमी आती है, जो ग्रीनहाउस गैसों के शमन के लिए एक महत्वपूर्ण पर्यावरणीय लाभ है।
  • फ़ीड दक्षता में सुधार:
    • प्रोपियोनेट के बढ़े हुए उत्पादन और ऊर्जा के कुशल उपयोग से पशुओं की फ़ीड रूपांतरण दक्षता (Feed Conversion Efficiency) में सुधार होता है।
    • इसका अर्थ है कि पशु कम फ़ीड के साथ अधिक दूध या मांस का उत्पादन कर सकते हैं, जिससे उत्पादन लागत कम होती है।
  • रूमेन प्रोटीन किण्वन पर प्रभाव:
    • आयनोफोर्स कुछ रूमेन सूक्ष्मजीवों द्वारा आहार प्रोटीन के अत्यधिक क्षरण को कम करने में मदद करते हैं।
    • यह रूमेन से निकलने वाले "बायपास प्रोटीन" (bypass protein) की मात्रा को बढ़ाता है, जो सीधे पशु की छोटी आंत में अवशोषित होता है। यह पशु को उच्च गुणवत्ता वाला प्रोटीन प्रदान करता है।
    • इससे नाइट्रोजन उपयोग दक्षता में सुधार होता है और मूत्र के माध्यम से नाइट्रोजन के उत्सर्जन में कमी आती है, जो पर्यावरणीय प्रदूषण को कम करने में सहायक है।
  • लैक्रिक एसिडोसिस का जोखिम कम होना:
    • कुछ आयनोफोर्स रूमेन में लैक्टिक एसिड-उत्पादक बैक्टीरिया की वृद्धि को नियंत्रित करने में मदद करते हैं।
    • उच्च अनाज वाले आहार खिलाए जाने पर लैक्टिक एसिडोसिस (रूमेन पीएच में अचानक गिरावट) का जोखिम कम हो जाता है, जिससे पशुओं का स्वास्थ्य बेहतर होता है।
  • कॉक्सिडियोसिस की रोकथाम:
    • कुछ आयनोफोर्स में एंटी-कॉक्सिडियल गुण होते हैं, जो पशुओं में कॉक्सिडियोसिस जैसी परजीवी बीमारियों को रोकने में मदद करते हैं, विशेषकर बछड़ों और भेड़ों में।

आयनोफोर्स के प्रभावों का सारांश

प्रभाव तंत्र परिणाम
VFA संतुलन में परिवर्तन एसिटेट कम करना, प्रोपियोनेट बढ़ाना ऊर्जा उपयोग दक्षता में वृद्धि
मीथेन उत्सर्जन में कमी हाइड्रोजन उपलब्धता में कमी पर्यावरणीय प्रभाव कम होना
फ़ीड दक्षता में सुधार बेहतर ऊर्जा रूपांतरण अधिक दूध/मांस उत्पादन, कम लागत
प्रोटीन उपयोग दक्षता रूमेन प्रोटीन क्षरण में कमी बायपास प्रोटीन में वृद्धि, नाइट्रोजन उत्सर्जन में कमी
एसिडोसिस रोकथाम लैक्टिक एसिड बैक्टीरिया नियंत्रण पशु स्वास्थ्य में सुधार
कॉक्सिडियोसिस नियंत्रण एंटी-परजीवी गुण रोगों की रोकथाम

चुनौतियाँ और विचार

हालांकि आयनोफोर्स कई लाभ प्रदान करते हैं, लेकिन उनके उपयोग से जुड़ी कुछ चुनौतियाँ और विचार भी हैं:

  • एंटीबायोटिक प्रतिरोध: आयनोफोर्स का लगातार उपयोग एंटीबायोटिक प्रतिरोध के विकास में योगदान दे सकता है, जो मानव स्वास्थ्य के लिए चिंता का विषय है, हालांकि आयनोफोर्स और मानव चिकित्सा में उपयोग होने वाले एंटीबायोटिक्स के बीच सीधे क्रॉस-रेजिस्टेंस का प्रमाण सीमित है। FAO ने 2040 तक पशुओं में एंटीबायोटिक उपयोग में 30% वृद्धि की आशंका व्यक्त की है, जिससे यह मुद्दा और भी महत्वपूर्ण हो जाता है।
  • उपभोक्ता धारणा: कुछ उपभोक्ता पशुओं के आहार में एंटीबायोटिक योजकों के उपयोग को लेकर चिंतित रहते हैं, जिससे "एंटीबायोटिक-मुक्त" मांस और डेयरी उत्पादों की मांग बढ़ रही है।
  • नियामक ढाँचा: विभिन्न देशों में आयनोफोर्स के उपयोग को लेकर अलग-अलग नियम हैं, कुछ देशों में उनके उपयोग पर प्रतिबंध भी है।

Conclusion

संक्षेप में, आयनोफोर्स रूमेन चयापचय पर महत्वपूर्ण प्रभाव डालते हैं, जिससे वाष्पशील वसीय अम्ल के उत्पादन पैटर्न में बदलाव आता है, फ़ीड दक्षता में सुधार होता है, मीथेन उत्सर्जन कम होता है और कुछ बीमारियों की रोकथाम होती है। ये प्रभाव पशुधन उत्पादन के लिए महत्वपूर्ण आर्थिक और पर्यावरणीय लाभ प्रदान करते हैं। हालांकि, एंटीबायोटिक प्रतिरोध और उपभोक्ता धारणा जैसी चिंताओं को दूर करने के लिए उनके विवेकपूर्ण और जिम्मेदार उपयोग की आवश्यकता है। भविष्य में, पशुधन उत्पादकता और स्थिरता को बढ़ावा देने के लिए आयनोफोर्स के साथ-साथ अन्य नवीन पोषण रणनीतियों और प्रबंधन प्रथाओं पर ध्यान केंद्रित करना महत्वपूर्ण होगा।

Answer Length

This is a comprehensive model answer for learning purposes and may exceed the word limit. In the exam, always adhere to the prescribed word count.

Additional Resources

Key Definitions

रूमेन चयापचय
रूमेन चयापचय जुगाली करने वाले पशुओं के रूमेन (पेट का पहला खंड) में होने वाली जटिल जैवरासायनिक प्रक्रियाओं को संदर्भित करता है। इसमें सूक्ष्मजीवों द्वारा रेशेदार भोजन का किण्वन होता है, जिससे वाष्पशील वसीय अम्ल (VFA), माइक्रोबियल प्रोटीन और गैसें (जैसे मीथेन) उत्पन्न होती हैं, जो पशु के लिए ऊर्जा और पोषक तत्वों के मुख्य स्रोत होते हैं।
आयनोफोर्स
आयनोफोर्स ऐसे रासायनिक यौगिक हैं जो कोशिका झिल्ली के पार विशिष्ट आयनों के परिवहन को सुविधाजनक बनाकर काम करते हैं। पशु पोषण में, वे विशिष्ट रूमेन बैक्टीरिया की वृद्धि को चुनकर प्रभावित करते हैं, जिससे रूमेन चयापचय पैटर्न में बदलाव आता है और फ़ीड दक्षता में सुधार होता है।

Key Statistics

वैश्विक मीथेन उत्सर्जन का लगभग 32% पशुधन उत्सर्जन (गोबर और गैस्ट्रोएंटेरिक उत्सर्जन) से आता है, जिससे इसे कम करना जलवायु परिवर्तन शमन के लिए महत्वपूर्ण है। (स्रोत: दृष्टि IAS, अप्रैल 2022)

Source: दृष्टि IAS

खाद्य एवं कृषि संगठन (FAO) की एक रिपोर्ट के अनुसार, यदि समय रहते कार्रवाई न की गई तो पशुओं में एंटीबायोटिक का उपयोग 2040 तक 30% बढ़ सकता है। (स्रोत: FAO, 2025)

Source: FAO रिपोर्ट (2025)

Examples

मोनेंसिन का उपयोग

मोनेंसिन सबसे व्यापक रूप से उपयोग किए जाने वाले आयनोफोर्स में से एक है। डेयरी गायों में इसके उपयोग से फ़ीड दक्षता में 5-10% तक सुधार देखा गया है, जो प्रोपियोनेट उत्पादन में वृद्धि के माध्यम से होता है। यह मीथेन उत्सर्जन को 10-25% तक कम करने में भी मदद कर सकता है।

लैक्टिक एसिडोसिस का प्रबंधन

गोमांस पशुओं में, विशेष रूप से उच्च-अनाज वाले आहार खिलाए जाने पर, लैक्टिक एसिडोसिस एक आम समस्या है। आयनोफोर्स का उपयोग लैक्टिक एसिड-उत्पादक बैक्टीरिया को नियंत्रित करके रूमेन के पीएच को स्थिर करने में मदद करता है, जिससे एसिडोसिस के जोखिम को कम किया जा सके।

Frequently Asked Questions

क्या आयनोफोर्स के उपयोग से मानव स्वास्थ्य को कोई खतरा है?

आयनोफोर्स मानव चिकित्सा में उपयोग किए जाने वाले एंटीबायोटिक दवाओं से संरचनात्मक रूप से भिन्न होते हैं। वर्तमान वैज्ञानिक साक्ष्य आयनोफोर्स और मानव में नैदानिक रूप से महत्वपूर्ण एंटीबायोटिक प्रतिरोध के बीच सीधा संबंध स्थापित नहीं करते हैं। हालांकि, एंटीबायोटिक प्रतिरोध के समग्र जोखिम को कम करने के लिए विवेकपूर्ण उपयोग आवश्यक है।

आयनोफोर्स कैसे पर्यावरण पर सकारात्मक प्रभाव डालते हैं?

आयनोफोर्स पशुधन से मीथेन उत्सर्जन को कम करके पर्यावरण पर सकारात्मक प्रभाव डालते हैं, जो एक शक्तिशाली ग्रीनहाउस गैस है। इसके अतिरिक्त, वे फ़ीड प्रोटीन के उपयोग की दक्षता में सुधार करते हैं, जिससे नाइट्रोजन का उत्सर्जन कम होता है, जो जल प्रदूषण का एक स्रोत हो सकता है।

Topics Covered

पशुपालनपोषणरुमेन माइक्रोबायोलॉजीपशु आहारपशु शरीर क्रिया विज्ञान