बोरोन – महत्वपूर्ण ट्रेस खनिज

बोरोन – महत्वपूर्ण ट्रेस खनिज

के.एल. दहिया¹, यशवन्त सिंह² एवं शुभम नरवाल³

¹पशु चिकित्सक, पशुपालन एवं डेयरी विभाग, हरियाणा; email: drkldahiya@hotmail.com

²प्राध्यापक एवं प्रभारी, पशुधन फार्म परिसर/पशुधन उत्पादन प्रबंधन विभाग, पशु चिकित्सा विज्ञान महाविद्यालय, रामपुरा फूल, बठिंडा, (पंजाब)। email: ysinghvet@gmail.com

³विद्यार्थी, बी.वी.एससी. एण्ड ए.एच., भा.कृ.अनु.प.-भारतीय पशु चिकित्सा अनुसंधान संस्थान, इज्जतनगर (उत्तर प्रदेश)

बोरोन धातु के रूप-रंग का एक अधातु पदार्थ है जिसे रसायन विज्ञान में ‘बी’ के रूप में नामित किया गया है। जो उपभोग के विचार से शरीर में अतिसूक्ष्म मात्रा में पाया जाता है और ट्रेस/सूक्ष्म खनिज तत्व की श्रेणी में रखा गया है। यह पौधों, जानवरों और मनुष्यों के लिए एक आवश्यक पोषक तत्व है। बोरोन मानव और पशु शरीर में हर जगह पाया जाता है, लेकिन सबसे अधिक सांद्रता हड्डियों और दांतों के इनेमल में होती है। व्यापक रूप से बोरेट यौगिक बोरिक एसिड, सोडियम टेट्राबोरेट्स हैं जिन्हें बोरेक्स (सोहागा) और बोरोन ऑक्साइड भी कहा जाता है। बोरेट प्रकृति में मिट्टी, चट्टानों, सतही जल और समुद्र के पानी में पाए जाते हैं। सात से अठारह प्रतिशत पर्यावरणीय बोरोन कई ‘मानवजनित’ स्रोतों (उर्वरक, अपशिष्ट जल उपचार संयंत्र अवशेषों, और कोयले से चलने वाले बिजली संयंत्रों की राख) से प्राप्त होता है। बोरोन का उपयोग कई औद्योगिक क्षेत्रों में किया जाता है जिसमें कांच, चीनी मिट्टी की चीज़ें, साबुन, ब्लीच, डिटर्जेंट, अग्निरोधी, सौंदर्य प्रसाधन और कृषि शामिल हैं। इस कारण से, इससे बचना अपरिहार्य है, इसके लाभ और जोखिम मूल्यांकनों का अभी वैज्ञानिक शोध विषय है।

शरीर क्रिया विज्ञान संबंधी भूमिका

• विभिन्न शोधों के अनुसार बोरोन का खनिजों (कैल्शियम और फास्फोरस), विटामिन डी, एंजाइम (एल्डिहाइड डिहाइड्रोजनेज, ज़ैंथिन ऑक्सीडेज, साइटोक्रोम बी 5 रिडक्टेज), हॉर्मोन (इंसुलिन, एस्ट्रोजन, टेस्टोस्टेरोन, टी 3, टी 4), और प्रतिक्रियाशील (रिएक्टिव) ऑक्सीजन के चयापचय पर प्रभाव डालता है। इसके अतिरिक्त, बोरोन प्लाज्मा लिपिड प्रोफाइल, मस्तिष्क कार्य और गठिया में सुधार करने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है। कम बोरोन वाला आहार कई सामान्य स्वास्थ्य समस्याओं को जन्म देने और कैंसर के खतरे को बढ़ाने के लिए पाया गया है (Devirian & Volpe 2003, Ince & Arslan-Acaröz 2015)।
• मनुष्य और कम से कम कुछ जानवर सामान्य जैविक कार्यों को पूर्ण करने के लिए बोरोन का उपयोग करते हैं। इनमें कैल्शियम चयापचय, हड्डियों के विकास और रखरखाव, इंसुलिन चयापचय और जीवन चक्र के पूरा होने में भूमिकाएं शामिल हैं। इन प्रभावों के लिए जिम्मेदार जैव रासायनिक तंत्र को कम समझा जाता है लेकिन बोरोन जैव रसायन की प्रकृति बोरोन के साथ जटिल होने में सक्षम सेल सिग्नलिंग अणुओं के आगे लक्षण वर्णन का सुझाव देती है (Hunt 2012)।
• बोरोन स्वस्थ हड्डियों और जोड़ों के लिए महत्वपूर्ण है, संभवतः कैल्शियम, मैग्नीशियम और फास्फोरस की क्रिया और अवशोषण में योगदान देता है। इसके अतिरिक्त यह संभवतः कोशिका झिल्ली और झिल्ली से गुजरने वाले सिग्नलिंग मार्ग का कार्य करता है (Newnham 1994, Pizzorno 2015)।
• बोरोन लंबी हड्डी में ग्रोथ प्लेट की परिपक्वता को बढ़ाता है (Hunt et al. 1994)।
• मस्तिष्क की सक्रियता को बनाए रखने में बोरोन महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है। बोरोन की कमी के कारण मस्तिष्क में कैल्शियम, फॉस्फोरस और ताँबा की मात्रा बढ़ती है (Nielsen 1997) जिसकी अधिकता का नकारात्मक प्रभाव होता है।
• बोरोन स्टेरॉयड हार्मोन के चयापचय को प्रभावित करता है और संभवतः विटामिन डी को सक्रिय रूप में बदलने में भूमिका निभाता है। यह हड्डियों में कैल्शियम के अवशोषण और समावेश को बढ़ाता है। बोरोन नर सेक्स हार्मोन के स्तर को भी बढ़ाता है (Pizzorno 2015)।
• शोध बताते हैं कि बोरोन का सेवन यकृत ग्लाइकोलाइटिक पाथवे पर प्रभाव पड़ता है और इस प्रकार ऊर्जा सब्सट्रेट चयापचय को प्रभावित करता है। ऊर्जा चयापचय को प्रभावित करने वाले बोरोन के लिए साक्ष्य यह निष्कर्ष है कि बोरोन की कमी से चूजों में कोलेक्लसिफेरोल की कमी के कारण प्लाज्मा ग्लूकोज में वृद्धि होती है, और चूजों और चूहों दोनों में प्लाज्मा ट्राइग्लिसराइड्स कम हो जाते हैं (Nielsen 1997)।
• बोरोन पोषण प्रतिरक्षा प्रतिक्रिया या दाहक प्रक्रिया को प्रभावित कर सकता है। बोरोन की कमी बैक्टीरियल एंटीजन के साथ प्रतिरक्षित चूहों में एंटीबॉडी प्रतिक्रिया को कम करती है (Nielsen 1997)।
• बोरोन एक अज्ञात तंत्र के माध्यम से ऊतकों की एंटीऑक्सीडेंट रक्षा प्रणाली को मजबूत करने में सक्षम है जिसमें ऑक्सीडेटिव चयापचय में परिवर्तन शामिल हो सकते हैं (Ince & Arslan-Acaröz 2015)।
• पौधों में उष्मारोधी तनाव कारक के रूप में बोरोन की भूमिका की पहचान की गई है और पशुओं में भी इसके उपयोग का सुझाव दिया गया है। बोरोन के आहार पूरकता के जवाब में लिवर चयापचय भी डेयरी गायों में महत्वपूर्ण परिवर्तन पाये गये हैं (Abdelnour et al. 2018)।
• बोरोन भ्रूण के प्रसार और विकास का समर्थन करने के लिए महत्वपूर्ण है, कशेरुकियों के लिए किसी भी दर पर, कहीं भी बोरोन की कमी से ज़ेनोपस लाविस में आंत और परिगलित (नेक्रोटिक) डिंबों के विषम विकास का अनुपात बढ़ जाता है। इसके अतिरिक्त, मेटेड जेब्राफिश (डैनियो रेरियो) के विकास के प्रारंभिक चरण, बोरोन अक्षमता के लिए विशेष रूप से महत्वपूर्ण हैं (Rowe & Eckhert 1999, Fort et al. 1999)।
• प्रसवकालीन अवधि के दौरान डेयरी पशुओं के आहार में बोरोन पूरकता की प्रभावशीलता को चयापचय संबंधी विकार को रोकता है (Kabu & Akosman2013) और फ्लोराइड विषाक्तता को भी कम करता है (Bharti et al. 2008, Abdelnour et al. 2018)।

चयापचय

बोरोन ऊतकों में जमा नहीं होता है और स्वस्थ व्यक्तियों के रक्त में सांद्रता की अपेक्षाकृत कम सीमा में बना रहता है। आयनिक बोरोन आमतौर पर उच्च दक्षता के साथ जठरांत्र (गैस्ट्रोइंटेस्टाइनल ट्रैक्ट) से अवशोषित होता है। बोरिक एसिड खुले घावों और रक्तोदकीय गुहाओं (सीरस कैविटी) के माध्यम से भी अवशोषित होता है। समस्थिति (होमोस्टैसिस) को बनाए रखने के लिए मूत्र, पित्त, पसीना और सांस के माध्यम से उत्सर्जन प्रमुख तंत्र है (Samman et al. 1998)।

आहारीय स्रोत

बोरोन के स्रोत फल और सब्जियां हैं, फिर सोया और अखरोट, लेकिन इन खाद्य पदार्थों में बोरोन का स्तर मुख्य रूप से उस भूमि पर निर्भर करता है जिसमें उन्हें उगाया जाता है। बोरोन की महत्वपूर्ण मात्रा में वाइन, बीयर और सेब की ब्रांडी शामिल हैं। इनके अतिरिक्त बाजार में उपलब्ध सोहागा और बोरिक एसिड इसके मुख्य स्त्रोत हैं।

दूध में बोरॉन की मात्रा

दूध में बोरॉन की उपस्थिति को आहार में बोरॉन की मात्रा का प्रतिबिंब माना जाता है। बोरॉन 0.27 से 0.33 मिलीग्राम प्रति लीटर गाय के दूध में पाया जाता है (Anderson 1992)।

बोरोन की कमी के लक्षण

शरीर में बोरोन की कमी कैल्शियम और मैग्नीशियम के चयापचय को प्रभावित करती है, और इस प्रकार हड्डियों की संरचना, संयोजना (Composition), और ताकत को प्रभावित करती है। यह उन परिवर्तनों की ओर जाता है जो अस्थि सुषिरता (ऑस्टियोपोरोसिस) का संकेत देते हैं। यह कम अवशोषण और कैल्शियम और मैग्नीशियम के बढ़ते उत्सर्जन के कारण होता है। यदि बोरोन की कमी के साथ मैग्नीशियम की कमी हो तो यह ऑस्टियोपोरोसिस के उपचार में गंभीर आघात का कारण बनता है। पशुओं में बोरोन की कम खुराक का भ्रूण के विकास के शुरुआती चरणों पर प्रतिकूल प्रभाव पड़ा और साथ ही कुछ जीनों (Genes) के डाउन रेगुलेशन पर भी प्रतिकूल प्रभाव पड़ा जो गर्भावस्था की शुरुआत और भ्रूण के निर्माण को नियंत्रित करने से संबंधित हैं (Abdelnour et al. 2018)।

अधिमात्रा के लक्षण

बोरोन जानवरों के लिए अपेक्षाकृत कम विषाक्त होता है (Baspinar et al. 2017) लेकिन अत्यधिक बोरोन स्तर मानव और विभिन्न पशु प्रजातियों में कोशिका क्षति और विषाक्तता का कारण बनते हैं। मवेशियों में विषाक्तता के लक्षण दस्त, कमजोरी, गतिभंग, अवसाद के संकेत होते हैं, और आमतौर पर पीड़ित पशु कुछ घंटों के भीतर मर जाते हैं। दौरे जैसा व्यवहार और गर्भपात भी हो सकता है (Sisk et al. 1988)।

सुरक्षा विचार

लघु और दीर्घकालिक पशु अध्ययनों में, प्रति दिन 13 मिलीग्राम प्रति किलोग्राम से अधिक के स्तर पर बोरोन के मौखिक सेवन के परिणामस्वरूप विभिन्न प्रतिकूल प्रभाव हुए हैं। इन अध्ययनों में रिपोर्ट किए गए सबसे महत्वपूर्ण प्रतिकूल प्रभाव प्रजनन और विकासात्मक विषाक्तता थे। गर्भित चूहों में, आहार बोरिक एसिड (13 मिलीग्राम बोरोन प्रति किलोग्राम और अधिक) भ्रूण के विकास दोष और विकास दर में कमी का कारण बन सकता है। कुत्तों के अध्ययन में, बोरिक एसिड (29 मिलीग्राम बोरोन प्रति किलोग्राम प्रति दिन) के उच्च सेवन से वृषण अपक्षय (टेस्टीकुलर एट्रोफी) पाया गया और शुक्राणु उत्पादन में मामूली कमी आई है। दीर्घकालिक पशु अध्ययनों में कैंसरजन्यता का कोई सबूत नहीं पाया गया है, और उपलब्ध आंकड़ों से संकेत मिलता है कि बोरिक एसिड जीनोटॉक्सिक नहीं है  (Hathcock 2014)।

अनुशंसित दैनिक सेवन

एक सुरक्षित सेवन (यानी, एक संदर्भित खुराक) की गणना करने के लिए, अमेरिकी पर्यावरण संरक्षण एजेंसी (ईपीए) ने वियर और फिशर (1972) द्वारा रिपोर्ट किए गए कुत्ते के अध्ययन पर भरोसा किया और प्रति दिन 0.09 मिलीग्राम बोरोन प्रति किलोग्राम शारीरिक भार की दर से संदर्भित खुराक निर्धारित की है (Hathcock 2014)।

सारांश

मानव और पशु हड्डियों के विकास, खनिजकरण, कैल्शियम, फास्फोरस, और मैग्नीशियम चयापचय, ऊर्जा चयापचय, और एंजाइम सक्रियण को सक्षम करने पर बोरोन के प्रभाव वैज्ञानिक अध्ययनों से सिद्ध हुए हैं। बेशक अत्यधिक मात्रा में बोरोन का सेवन विषाक्तता का कारण है लेकिन इसकी कमी से होने वाले दुष्प्रभावों को देखते हुए और अधिक शोधों की आवश्यकता है। अतः बोरोन का उपयोग विवेकपूर्वक ही किया जाना चाहिए।

संदर्भ

1. Abdelnour, S.A., Abd El-Hack, M.E., Swelum, A.A., Perillo, A. and Losacco, C., 2018. The vital roles of boron in animal health and production: A comprehensive review. Journal of Trace Elements in Medicine and Biology, 50, pp.296-304. [Web Reference]
2. Anderson, R.R., 1992. Comparison of trace elements in milk of four species. Journal of Dairy Science, 75(11), pp.3050-3055. [Web Reference]
3. Baspinar, N., Basoglu, A., Semacan, A. and Gulersoy, E., 2017. Short term effects of dietary boron on mineral status in dairy cows. Int. J. Environ. Agric. Res.(IJOEAR), 3, pp.65-70. [Web Reference]
4. Bharti, V.K., Gupta, M. and Lall, D., 2008. Ameliorative effects of boron on serum profile in buffalo (Bubalus bubalis) fed high fluoride ration. Tropical animal health and production, 40(2), pp.111-116. [Web Reference]
5. Devirian T.A. and Volpe S.L., 2003, “The physiological effects of dietary boron,” Critical Reviews in Food Science and Nutrition; 43(2): 219-231. [Web Reference]
6. Boric Acid and Borates – Summary Report. Committee for Veterinary Medical Products. The European Agency for the Evaluation of Medicinal Plants. EMEA/CVMO/025/MRL [Web Reference]
7. Fort, D.J., Stover, E.L., Strong, P.L., Murray, F.J. and Keen, C.L., 1999. Chronic feeding of a low boron diet adversely affects reproduction and development in Xenopus laevis. The Journal of nutrition, 129(11), pp.2055-2060. [Web Reference]
8. Harper, B., Gervais, J. A., Buhl, K. and Stone, D., 2012. Boric Acid Technical Fact Sheet; National Pesticide Information Center, Oregon State University Extension Services. http://npic.orst.edu/factsheets/archive/borictech.html.
9. Hathcock, J.N., 2014. Excerpted from “Vitamin and mineral safety 3rd”. Published by Council for Responsible Nutrition (CRN), Washington, D.C. [Web Reference]
10. Hunt C.D., 2012, “Dietary boron: progress in establishing essential roles in human physiology,” Journal of Trace Elements in Medicine and Biology; 26(2): 157-160. [Web Reference]
11. Hunt, C.D., Herbel, J.L. and Idso, J.P., 1994. Dietary boron modifies the effects of vitamin D3 nutrition on indices of energy substrate utilization and mineral metabolism in the chick. Journal of bone and mineral research, 9(2), pp.171-182. [Web Reference]
12. Ince, S. and Arslan-Acaröz, D., 2015. An update on health effects of metalloid trace element: Boron. Aperito Journal of Drug Designing and Pharmacology, 2(1).: 113. [Web Reference]
13. Kabu, M. and Akosman, M.S., 2013. Biological effects of boron. Reviews of environmental contamination and toxicology, pp.57-75. [Web Reference]
14. Miller, H.F., 1964. Borax, Borates, and Other Boron-Carrying Compounds. Agronomy Notes. 157. Plant and Soil Science. 4-1964. University of Kentucky, UKnowledge. https://uknowledge.uky.edu/pss_notes/157
15. Newnham, R.E., 1994. Essentiality of boron for healthy bones and joints. Environmental health perspectives, 102(suppl 7), pp.83-85. [Web Reference]
16. Nielsen, F.H., 1997. Boron in human and animal nutrition. Plant and Soil, 193(1), pp.199-208. [Web Reference]
17. Rowe, R.I. and Eckhert, C.D., 1999. Boron is required for zebrafish embryogenesis. Journal of experimental biology, 202(12), pp.1649-1654. [Web Reference]
18. Samman S., et al., 1998, “The nutritional and metabolic effects of boron in humans and animals,” Biological Trace Element Research; 66(1-3): 227-235. [Web Reference]
19. Sisk, D.B., Colvin, B.M. and Bridges, C.R., 1988. Acute, fatal illness in cattle exposed to boron fertilizer. Journal of the American Veterinary Medical Association, 193(8), pp.943-945. [Web Reference]
20. Weir Jr, R.J. and Fisher, R.S., 1972. Toxicologic studies on borax and boric acid. Toxicology and applied pharmacology, 23(3), pp.351-364. [Web Reference]

 https://hi.vikaspedia.in/agriculture/crop-production/93892e92894d93593f924-91594091f-92a94d93092c902927928/92a94c92794b902-915947-93293f90f-90693593694d92f915-92a94b937915

Please follow and like us: