تاثیر نیاسین و کولین در گاوهای پرتولید
- بسیاری از آزمایشات پیشنهاد می کنند استفاده از مکمل های کولین در گاوشیری ممکن است ابتلا به کبد چرب را کاهش و یا از بروز آن جلوگیری کند.
- آزمایشات میدانی هم در دورهی انتظار زایش و هم اوایل شیردهی نشان می دهد زمانی که گاوها با کولین محافظت شده از شکمبه مکمل سازی شوند، مصرف خوراک و تولید شیر تصحیح شده بر اساس چربی، افزایش و وقوع کتوز کاهش می یابد.
- به دلیل تخریب گسترده نیاسین در شکمبه تفسیر پاسخ های تولیدی به مکملسازی خوراکی نیاسین آزاد دشوار است.
- تحت بالانس منفی انرژی نیکوتینیک اسید ( فرمی از نیاسین) میتواند غلظت پلاسمایی NEFA را در گاو کاهش دهد.
- نیکوتینیک اسید ممکن است در آینده، زمانی که فرم محافظت شده از شکمبه آن مورد آزمایش قرار گرفت، در مدیریت تغذیه ای گاو شیری پیش از زایمان مفید باشد.
- نرخ تحویل اسید نیکوتینیکی که باعث کاهش غلظتهای متوسط NEFA می شود، باید در ابتدا شناسایی شود. ما همچنین باید راهکارهایی برای جلوگیری از بازگشت بیش از اندازه NEFA بعد از قطع تیمار در نظر بگیریم.
- تحقیقات همچنین اثرات هم افزایی بالقوه بین اسید نیکوتینیک و کولین در تعدیل متابولیسم لیپید گاوها پیش از زایش را تضمین میکند.
تخریب میکروبی و سنتز مواد مغذی، تخمین نیازهای نشخوارکنندگان به مواد مغذی را دشوار می کند. به دلیل عدم وجود اطلاعات و مدل ها میزان نیاز کولین و ویتامین های گروه B مقادیر نیاز به طور دقیق ارزیابی نشده است. در مورد ویتامینهای گروه B مسئله حائز اهمیت این است که مقدار سنتز میکروبی این گروه از ویتامینها و مقدار تأمین شده آنها از منابع خوراکی که از شکمبه عبور می کند، به اندازهای است که نیاز به اضافه کردن این ویتامینها در جیره را مرتفع می کند.
هنگامی که مقدار مصرف یک ماده مغذی به گاو شیری تعیین می شود، موارد قابل اندازه گیری های مهم و حیاتی همیشه تولید شیر یا مواد جامد شیر نیستند. بلکه این اثرات مکمل سازی باید بر سلامت و عملکرد تولید مثلی حیوان نیز در نظر گرفته شود.
اهداف این تحقیق بررسی نقش بالقوه نیاسین و کولین در جیره گاوهای شیری پر تولید است.
کولین
از کولین اغلب به عنوان یک ویتامین یا ریز مغذی یاد می شود. کولین برای بسیاری از گونه های جانوری از جمله بره ها و گوساله ها قبل از شروع فرایند نشخوار یک ماده مغذی ضروری است.
کولین به عنوان یک دهنده متیل در واکنش های بیوشیمیایی و به عنوان ماده تشکیل دهنده فسفاتیدیل کولین (PC) عمل می کند. متیونین به عنوان اهدا کننده متیل برای سنتز کولین عمل می کند؛ بنابراین کولین و متیونین می توانند نیازمندیهای یکدیگر را جبران کنند. کمبود کولین منجر به کبد چرب در حیوانات آزمایشگاهی می شود.
تخمین تخریب کولین شکمبهای 80-98 درصد است. سرنوشت اصلی کولین جیره تبدیل شکمبهای آن به تری متیل آمین و بدنبال آن تبدیل به متان است. تولید شکمبهای کولین بسیار ناچیز است.
مکملهای کولین محافظت شده، برای کاهش تخریب میکروبی در شکمبه و افزایش انتقال کولین به روده کوچک، تولید شده اند. نرخ تخریب کم در شکمبه زیست فراهمی پس از شکمبه را تضمین نمی کند.
اگر محافظت شکمبه ای ناکافی باشد، فقدان پاسخ لزوماً به معنی که پاسخ امکان پذیر نیست، نیست. وجود یک پاسخ درجاتی از محافظت و رهاسازی را نشان می دهد، با این حال میزان آن مشخص نیست.
تولید شیر
خلاصه ای از پاسخهای مربوط به تولید شیر یا ترکیبات آن در تصویر 1 نشان داده شده است. که در هر کدام، میانگین تیمار کنترل در برابر میانگین تیمار کولین رسم شده است.
میزان کلرید کولین استفاده شده در بیشتر مطالعات 15 گرم در روز بود، اگرچه ممکن است این مقدار در برخی از آزمایشات تزریق رودهای به 50 گرم نیز برسد.
در 16 مقایسه تیماری خلاصه شده در تصویر شماره 1، افزایش قابل توجهی در تولید شیر در 6 مقایسه و روندی به سمت افزایش در یک مقایسه وجود داشت.
پاسخ به کولین به تولید بالای شیر بستگی نداشت زیرا برخی از بزرگترین پاسخها از گاوهای متوسط تولید (30-35 کیلوگرم در روز) بدست آمد.
تصویر شماره 1
پاسخ تولید شیر، به عنوان تیمار شاهد در مقابل تیمار کولین، برای گاوهایی که با کولین محافظت شده تغذیه می‌شوند.
دلایل افزایش در تولید شیر یا تغییر در عملکرد شیر مشخص نیست، با این حال، ممکن است مربوط به وضعیت سایر دهندگان متیل (به عنوان مثال متیونین) یا کوفاکتورهای مربوط به متابولیسم کربن تک-متیل (فولیک اسید، ویتامین B12) باشد.
تخمین زده شده که در بزهای شیری 6 درصد از ذخیره کولین بدن از متیونین گرفته می شود و 28% ذخیره متیونین در بدن برای سنتز کولین استفاده می شود. تجویز 2 آمینو-2 متیل-1 پروپانول، مهارکننده سنتز کولین از متیونین، به گاوهای شیری باعث کاهش تولید شیر و چربی تصیح شده شیر در طول تزریق روده ای متیونین شد، اما در هنگام تزریق روده ای کولین این اتفاق رخ نداد.
این موضوع شواهدی دال بر اینکه متیونین در سنتز کولین در گاوهای شیری به عنوان دهنده متیل عمل می کند را ارائه می دهد.
خوراندن کولین محافظت شده از شکمبه در مقایسه با خوراندن متیونین محافظت شده از شکمبه باعث افزایش تولید شیر در اواخر مرحله شیردهی در گاوهای شیری یا گاوهای چند شکم زایش شد، این موضوع پیشنهاد می کند که کولین علاوه بر صرفه جویی در مصرف متیونین نقش دیگری هم دارد.
برخی از مطالعات اولیه بر این فرض بودند که مکمل کولین ممکن است سبب افزایش درصد چربی شیر شود. در این مطالعات پیشنهاد شد که “کولین به انتقال اسیدهای چرب آزاد از بافت چربی از مسیر کبد به غدد پستانی کمک می کند”.
تصویر شماره 2 خلاصه ای از پاسخ درصد چربی شیر را به کولین محافظت شده از شکمبه یا کولین تزریق شده به روده، نشان داده است. از خلاصه 12 مطالعه انجام شده متوجه می شویم که در 3 مطالعه درصد چربی به طور آماری افزایش یافته و در یک مطالعه تمایل به افزایش داشت.
جالب اینکه، در سه مطالعه با گاوهای تازه زا که میزان چربی شیرشان بالا (4.0%) و بسیج چربی در آنها زیاد بود، هیچ اثر تیماری وجود نداشت.
تصویر شماره 2
پاسخ چربی شیر، به عنوان تیمار کنترل در مقابل درمان کولین، برای گاوهایی که با کولین محافظت تغذیه می‌شوند.
پاسخ چربی شیر، به عنوان تیمار کنترل در مقابل درمان کولین، برای گاوهایی که با کولین محافظت شده از شکمبه تغذیه می‌شوند یا پس از شکمبه با کولین تغذیه می‌شوند.
پاسخ پروتئین شیر به مکمل کولین در تصویر شماره 3 خلاصه شده است. با توجه به توانایی بالقوه کولین در ذخیره متیونین، تعجب آور است که اثرات مثبت تیمار هرگز مشاهده نشد. در اکثر مطالعات وضعیت متیونین جیره توصیف نشده است.
تصویر شماره 3
پاسخ پروتئین شیر، به عنوان تیمار کنترل در مقابل درمان کولین، برای گاوهایی که با کولین محافظت شده تغذیه می‌شوند.
سلامت حیوان
همانطور که قبلاً ذکر شد، کولین ممکن است متیونین (یک دهنده متیل) که آمینو اسیدی برای سنتز پروتئین ( یک ماده تشکیل دهنده VLDL) است را ذخیره کند. کولین همچنین به عنوان پیش ماده برای سنتز فسفاتیدیل کولین( PC ) از دیگر ترکیبات VLDL، عمل می کند.
کبد چرب نوعی اختلال متابولیکی است که تا 50 درصد گاوهای پرتولید را در طی دوره انتقال درگیر می کند، و می تواند به طور بالقوه سلامت دام، تولید و تولیدمثل را به خطر بیاندازد.
کبد چرب هنگامی که غلظت اسید چرب غیر استریفیه شده پلاسما (NEFA) به دلیل کاهش مصرف خوراک و تغییر وضعیت غدد درون ریز در رابطه با شروع زایش و شیردهی، زیاد باشد ایجاد می شود.
تحقیقات انجام شده با نمونه گیری های مداوم از خون و کبد گاوهای هلشتاین پیش از زایش تجمع تری گلیسیرید( TAG ) کبدی را یک روز بعد از گوساله زایی نشان داده اند، که می تواند به دلیل افزایش سریع غلظت NEFA و کاهش مصرف خوراک قبل و در هنگام زایش باشد.
بنابراین اگر جریان کولین به روده گاو شیری پیش از زایمان، (زمانی که مصرف خوراک پایین و متابولیسم چربی بالا است) کافی نباشد، سنتز VLDL می تواند محدود و کبد چرب نیز می تواند حاصل شود.
تغذیه روزانه 15 گرم در روز کولین در فرم محافظت شده از شکمبه مانع ایجاد کبد چرب و احتمالاً باعث کاهش کبد چرب شد. طبق برخی از مطالعات استفاده از مکمل های کولین در طول محدودیت انرژی باعث کاهش TAG کبد پس از 10 روز شد (شکل 4).
NEFA پلاسما نیز با استفاده از کولین کاهش یافت (شکل 5) ، بنابراین تشخیص اینکه اثرات کولین بر TAG کبد به دلیل تاثیرات مستقیم بر روی کبد یا غیر مستقیم بر روی سطح پایینتر NEFA پلاسما بوده است یا نه ممکن نیست.
نتایج مربوط به TAG کبد یافته های اولین آزمایش را حمایت می کند و پیشنهاد می دهد که کمبود کولین ممکن است به کبد چرب منجر شود.
تصویر شماره 4
اثر مکمل کولین بر TAG کبد پس از 10 روز محدودیت خوراک گاوهای خشک (آزمایش 1؛ کوک و همکاران، 2007).
نیاسین
نیاسین پیش ماده کوآنزیم نیکوتین آمید آدنین دینوکلئوتید(NAD) است که هم در تعداد زیادی از واکنشهای اکسیداسیون احیا شرکت می کند، هم در مسیر آنابولیک (NADPH/NADP) و هم کاتابولیک (NADH/NAD). نیاسین در دو فرم رایج یافت می شود: نیکوتینیک اسید (NA) و نیکوتین آمید (NAM).
هر دو ترکیب خصوصیات تغذیه ای مشابهی دارند، و هر دو می توانند در سنتز NAD استفاده شوند اما ویژگیهای بیولوژیکی متمایزی دارند.
مطالعه اولیه در دهه 1960 نشان داد که نیکوتینیک اسید NA)) اثرات ضد لیپولیتیک در انسان دارد. چه مصرف خوراکی و چه تزریق داخل وریدی نیکوتینیک اسید منجر به کاهش چشمگیر و حاد غلظت NEFA پلاسما می شود، که به دنبال آن یک جهش بالاتر از سطح پایه و بازگشت بعدی به پایه وجود داشت.
در گاوهای شیری، مصرف خوراکی بولوسهای بزرگ NA سبب کاهش موقتی در غلظت NEFA و به دنبال آن یک بازگشت می شود.
دزهای دارویی NA مانع از لیپولیز در بافت چربی می شود، اما حداقل تأثیر مستقیم را بر متابولیسم اسیدهای چرب در گاو داشت. برگشت زمانی رخ می دهد که عملکرد NA در بافتهای چربی ، احتمالاً به دلیل پاکسازی خون ازNA، متوقف می شود.
نتیجه
مکملسازی جیره گاوهای شیری با کولین محافظت شده باعث بهبود تولید شیر در گاوهای متوسط تولید شد. تقریباً مدرکی دال بر اثرات مفید آن بر درصد چربی شیر وجود ندارد، این در حالی است که درصد پروتئین در تمام آزمایشات بررسی شده در این مطالعه بدون تغییر بود.
علاوه بر عملکرد تولیدی، مزایای بالقوه مکمل کولین بر تعدیل متابولیسم لیپید هم باید در نظر گرفته شود. یکسری از آزمایشات نشان می دهند که کولین مکمل شده از تجمع TAG در کبد جلوگیری کرده و باعث خروج TAG از کبد می شود.
مطالعات صورت گرفته با تعداد زیادی دام بزرگ نشان داد زمانی که دامها در طول دورهی انتظار زایش و هم اوایل شیردهی با کولین محافظت شده از شکمبه تغذیه می شوند، تولید مصرف خوراک و تولید شیر تصحیح شده افزایش و وقوع کتوزیس کاهش می یابد.
مطالعات گذشته در مورد مکملسازی نیکوتینیک اسید شامل به کارگیری آن به صورت بولوسهای خوراکی با دز بالا نیکوتینیک اسید بود که در شرایط تغذیه ای امکان پذیر نیست، یا NA به صورت خوراکی در جیره های دامها که تخریب گسترده یا تغییر شکل NA را بوسیلهی میکروبهای شکمبه به همراه داشت.
بنابراین امکان تخمین دقیق میزان NA رسیده به روده برای جذب، و تفسیر پاسخهای تولیدی به جیره مکمل شده با NA آزاد وجود ندارد.
مطالعات گذشته نشان داد که NA یک عامل ضدچربی سازی قدرتمند در گاو تحت شرایط بالانس منفی انرژی به خاطر محدودیت غذایی است. بعلاوه داده ها نشان می دهد که کاهش پایدار و مستمر NEFA پلاسما زمانی بدست می آید که ذخیره NA برای جذب بوسیله بخشهای پایینتر دستگاه گوارش حفظ شود.
ویژگیهای ضد چربی سازی نیکوتینیک اسید ممکن است در مدیریت تغذیهای گاوهای آبستن زمانی که شکل محافظت شدهی NA به کار می رود، مفید باشد. امکان دارد که کاهش غلظت NEFA پلاسما پروفایل متابولیکی گاو در دورهی انتقال را بهبود و از اختلالات متابولیکی مربوط به انرژی در رابطه با متابولیسم بیش از حد ذخایر چربی جلوگیری کند( ذخایر به عنوان مثال کبد چرب و کتوز).
با این حال ما باید در ابتدا نرخ توزیع NA که میزان متوسط لیپولیز و غلظتهای NEFA را افزایش می دهد را شناسایی کنیم، زیرا NEFA آمده از بافتهای چربی ذخایر مهم انرژی و نیز پیش ساز چربی شیر در اوایل شیردهی هستند. بعلاوه برای این منظور باید یک منبع نسبتاً پایدار از NA به منظور جلوگیری از بازگشت NEFA ناشی از NA حفظ شود.
تحقیقات در مورد اثرات هم افزایی بالقوه بین NA و کولین بر تعدیل متابولیسم لیپید گاوهای آبستن ضروری است. ویژگیهای ضد چربی سازی نیکوتینیک اسید می توانست برای جلوگیری از لیپولیزهای اضافی و بیش از حد در بافت چربی جلوگیری و در کم کردن میزان افزایش NEFA پلاسما در هنگام زایمان استفاده شود، در حالی که مکملسازی کولین امکان بهبود متابولیسم اسید چرب کبدی را بهبود و بنابراین تجمع TAG و وقوع کتوزیس را کاهش دهد.
