بخشی از مقاله
اخراًی چالش متابولیکی بیشبود مصرف نیتروژن - Excess dietary nitrogen - مورد توجه متخصصین تغذیه گاوهای شیری قرار گرفته است . - Reed et al., 2017 - این چالشعمدتاً براساس عدم توازن بهینه کمی و کیفی نیتروژن مصرف شده در مقایسه با خروج نیتروژن از بدن حیوان، براساس نیازهای هضمی و متابولیکی شکمبه و حیوان میزبان، بیان می شود . - Fernando et al., 2010 - تاکنون رهیافتهای کاربردی متفاوتی برای مدیریت مطلوب این چالش متابولیکی پیشنهاد داده شده است.
این رهیافتها عبارتند از: بهینه سازی غلظت نیتروژن جیره، توازن مطلوب بین نیتروژن قابل تجزیه در شکمبه و نیتروژن عبوری، همزمانی کمی بین منبع تأمین کننده ATP و نیتروژن قابل تجزیه در شکمبه، نسبت بهینه نیتروژن به ماده آلی قابل تخمیر در شکمبه و بهینه سازی ضریب مصرف اسیدهای آمینه موجود در پروتئین قابل متابولیسم Khafipour et al., 2009c; Henderson et al., 2015; با استفاده از این رهیافتها در تنظیم خوراکهای مناسب برای گاوهای شیرده می توان انتظار داشت که میزان تولید پروتئین میکروبی در شکمبه بیشینه شود و در این صورت هدر رفت نیتروژن از طریق آمونیاک تولید شده در کمینه مقدار آن قرار گیرد . - Aschenbach et al., 2009 ; Aschenbach et al., 2011 - از سوی دیگر آمونیاک پس از جذب در مقدار ایده آل در کبد به اوره تبدیل شده و با نرخ بیشینه خود از طریق بزاق و شبکه خونی لوله گوارشیمجدداً به شکمبه برای تولید پروتئین میکروبی بیشتر بازگشت داده شود.
در چنین وضعیتی و با عنایت به افزایش در تولید پروتئین میکروبی و بهینه سازی الگوی اسیدهای آمینه قابل جذب در روده باریک، میتوان انتظار داشت که جذب مصرف اسیدهای آمینه برای تولید شیر بیشتر افزایش یابد . - Charles et al., 2017 ; Nichols et al., 2018 - علاوه بر این، بهینه بودن الگوی اسیدهای آمینه باعث کاهش تولید دوباره آمونیاک ناشی از کاتابولیسم اسیدهای آمینه جذب شده و افزایش میزان نیتروژن غیر آمینی خون حیوان خواهد شد.
همچنین با عنایت به این رهیافتها، می توان تولید آمین های بیوژنیک مانند هیستامین در شکمبه را نیز مدیریت نمود. این آمینهاعمدتاً در شرایط نامطلوب افزایش غلظت پروتون در شکمبه به میزان بیش از حد تحمل شکمبه و حیوان میزبان تولید میشوند و در صورت جذب به جریان خون حیوان باعث کاهش فشارخون و کاهش نرخ جریان خون احشایی - نرخ جریان خون سیاهرگ باب کبدی - و ایجاد التهاب در حیوان میگردند. - Aschenbach et al., 2000; Humblet et al., 2006 -
تا کنون شواهد علمی قابل تأملی در خصوص ارتباط بین نشاسته قابل تخمیر شکمبهای و افزایش تولید پروتئین شیر به لحاظ تأثیر نشاسته قابل تخمیر بر افزایش تولید پروتئین میکروبی در شکمبه گزارش شده است . - Gott et al., 2015 - هرچند که در غالب این پژوهشها ارتباط بین افزایش در مصرف نشاسته با بازده تولید پروتئین میکروبی - گرم نیتروژن میکروبی نسبت به کیلوگرم ماده آلی قابل تخمیر - منفی بوده است. لذا همواره افزایش در مصرف نشاسته نمیتواند باعث کاهش چالش بیشبود مصرف نیتروژن در شکمبه شود.
از سویی دیگر افزایش در مصرف نشاسته موجب افرایش تجزیه باکتریهای گرم منفی در شکمبه میشود که نتیجه آن زیادی تولید لیپو پلیساکارید - LPS - در شکمبه را فراهم مینماید - Burrin and Britton, 1986; . - Malekkhahi et al., 2015; Danscher et al., 2015; Bilal et al., 2016 زیادی تولید این مولکول در شکمبه باعث افزایش التهاب بهصورت موضعی در لوله گوارشی و همچنین کبد حیوان میشود - Baumann. - and Gauldie, 1994; Gozho et al., 2007; Guo et al., 2017 یک چنین وضعیتی شرایطی را برای حیوان بهوجود میآورد که در نتیجه آن بازدهی مصرف خوراک برای تولید مواد مغذی در شیرکاهش یافته و از سوی دیگر هدررفت نیتروژن از طریق ادرار و مدفوع افزایش مییابد.
بنابراین عدم استفاده از اسکلت کربندار اسیدهای آمینه در شکمبه و روده بزرگ برای تولید ATP و یا تولید پروتئین میکروبی باعث ایجاد شرایط نامطلوب اسید-باز در شکمبه و روده بزرگ میشود که این کاهش فزایندهای برای تولید حیوان را ایجاد می نماید . - Gressley et al., 2011; Kaoutari et al., 2013 - هر چند که در خصوص تأثیر مستقیم بیشبود مصرف نیتروژن بر التهاب سیستماتیک حیوان و ایجاد فاز حاد اطلاعات جامعی هنوز در اختیار نیست.
شواهد علمی معتبری در خصوص باز ترشح اوره از شبکه خونی لوله گوارش به درون محتویات آن در هر یک از بخشهای آن بهویژه شکمبه و روده بزرگ وجود دارد. این اوره وارد شده به شکمبه توسط باکتریهایی که در لابلای اپیتلیوم شکمبه هستند و فعالیت اورهآزی بالایی دارند، به آمونیاک تبدیل میشود و در صورت مهیا بودن ATP، کهعمدتاً توسط تخمیر کربوهیدراتها در شکمبه تولید میشود،عمدتاً به پروتئین باکتریایی تبدیل میشود .
- Henderson et al., 2015; Plaizier et al., 2018 - این باکتریها شانس هضم در روده باریک را فراهم مینمایند. در صورتی که اوره وارد شده به روده بزرگ که می تواند در ساخت اسیدهای آمینه میکروبی شرکت نماید، بهدلیل عدم پتانسیل جذب اسیدهای آمینه میکروبی در این بخش از لوله گوارشی عمدتاً توسط مدفوع از دسترس حیوان خارج میشود . - Gressley et al., 2011; Gorka et al., 2017 - یک چنین وضعیتی چالش کمبود نیتروژن بهدلیل افزایش هدررفت نیتروژن قابل متابولیسم را در حیوان تشدید خواهد نمود.
بنابراین برای مدیریت بهینه مصرف نیتروژن در گاوهای شیرده، بایستی که چگونگی هضم این ماده مغذی در هر یک از بخشهای لوله گوارشی، امکان انتقال هضم بهدلیل شرایط خوراک مصرفی از نظر ویژگیهای فیزیکی و شیمیایی، و همچنین سوخت -ساز میکروبی آن به تفکیک هر یک از بخشهای لوله گوارشی و حیوان میزبان در مدلهای دینامیکی و یا شبه دینامیکی مورد عنایت قرار گیرد - Mojtahedi and . - Danesh Mesgaran, 2011; Malekkhahi et al., 2015; Malekjahani et al., 2017 بهعنوان مثال نمیتوان برای بازگو کردن بازدهی نیتروژن مصرفی در ارتباط با تولید شیر از مدلهای خطی مانند نسبت پروتئین شیر تولیدی به پروتئین خوراک مصرفی استفاده نمود. بلکه باید بازدهی به صورت سهمی از اثر مشترک بازدهی انرژی و نیتروژن نسبت به انرژی و نیتروژن قابل هضم بیان شود.
استفاده از روشهای نوین بازدهی مثل "اثر افزایشی مصرف خوراک " - Residual feed intake - نیز میتواند یکی از رهیافتهای شایسته در ارتباط با برونرفت چالش مصرف نیتروژن در گاوهای شیرده باشد . - Herd and Arthur, 2009 - در این روش از تفاصل مصرف خوراک یا پروتئین خوراک نسبت به مقدار پیش بینی شده در هر مقداری از شیر تولیدی استفاده میشود، و در گاوهایی که دارای اثر افزایشی منفی هستند، بیانگر کارآیی بهینه نیتروژن برای تولید شیر میباشند.
در صورتی که در حیوانهایی که این شاخص مثبت است، هدررفت نیتروژن همراه با چالش سوخت-ساز آن مشاهده میشود. مدلهای شبه دینامیکی ارزشیابی و بیان نیازهای گاوهای شیرده مانند سیستم پروتئین قابل متابولیسم - MPfim, ARC - ، سیستم پروتئین قابل هضم و جذب در روده باریک - DVE/OEB - و یا سیستم پروتئین قابل هضم در روده باریک - PDI - بهعنوان روشهای مناسب برای برون رفت از هدررفت مواد مغذی بهویژه نیتروژن معرفی شدهاند - Volden, 2011; Yu et al., 2013 ; Higgs et al., 2015 ; Van Amburgh et . - al., 2016 در سیستم پروتئین قابل متابولیسم، پروتئین قابل استفاده برای حیوان میزبان مجموعهای از پروتئین میکروبی قابل هضم و جذب، و پروتئین خوراک است که در شکمبه تجزیه نشده است .
در این سیستم پروتئین قابل تجزیه و عبوری - RUP,PDP - بهعنوان مفاهیمی مطرح میشوند که چگونگی استفاده از آنها تابع شرایط فیزیکی-دینامیکی شیرابه هضمی در شکمبه است - Mc Cormick et al., 1999 ; Kaufman et . - al., 2018 در سیستم پروتئین قابل متابولیسم نوین که توسط MPfim معرفی شد، شرایط دینامکی شیرابه هضمی، بهویژه شکمبه، تحت تأثیر اثر اندازه ذرات خوراک که شامل ذرات علوفهای و درشت، ذرات خرد و کوچک، و ذرات ریز و محلول است، قرار میگیرد . - Thomas, 2004 -
