اهمیت توازن آمینواسید لایزین و متیونین در جیره گاو شیری

احتیاجات مواد مغذی-آمینواسیدها

چندین دهه است که محققان نشان داده اند که حیوانات به آمینو اسیدها برای ساخت پروتئین های بافتی،پروتئین های تنظیم کننده، پروتئین های محافظت کننده و ترشحی نیاز دارند و اینکه روزانه بایستی صدها مورد از این پروتئین ها ساخته شوند. همچنین مستند شده است که ترکیب آمینواسیدی هر پروتئین متفاوت بوده، و ساخت پروتئین به لحاظ ژنتیکی روندی از پیش تعیین شده است و ترکیب آمینواسیدی یک پروتئین هرزمانی که ساخته شود یکسان است. علاوه بر نقش آمینواسیدها در ساخت پروتئین، میتوانند هر جنبه ای ازمتابولیسم را در سلولهای زنده تحت تأثیر قرار دهند، آمینو اسیدها همچنین تنظیم کننده های مهم فرآیندهای فیزیولوژیکی و آسیب شناختی از جمله پاسخ های ایمنی محسوب می شوند که می تواند برای ساخت همه ترکیبات حاوی نیتروژن در بدن از جمله : هورمون ها، نوروترانسیمترهای عصبی،نوکلئوتیدها DNA و RNA ،هیستامین، پلی آمین هایی نظیر اسپرمین و اسپرمیدین و غیره مورد استفاده قرار گیرند. این مشاهدات به نقش مؤثر آمینواسیدها در متابولیسم کلی بدن و اهمیت بهینه سازی تغذیه آمینواسیدها بر سلامت، باروری و عملکرد تولیدی حیوان اشاره دارد. نهایتاً، از زمانی که اهمیت تغذیه ای آمینواسیدها شناخته شده است مشخص شده که برخی از آمینواسیدها نمیتواند توسط حیوان ساخته شوند، یا اینکه سرعت ساختشان برای ساخت پروتئین ها کافی نیست. این آمینو اسیدها، آمینو اسیدهای ضروری نامیده میشوند. بقیه آمینو اسیدها که برای ساخت پروتئین مورد نیاز می باشند می توانند توسط حیوان ساخته شوند که آمینو اسیدهای غیرضروری نامیده می شوند.

اهمیت توازن آمینو اسیدها در جیره گاوهای شیری

فراهم نمودن پروفایل متوازنی از آمینو اسیدهای ضروری قابل جذب، امکان تأمین احتیاجات آمینواسیدی با پروتئین غذایی کمتر را امکان پذیر می سازد. با استفاده انتخابی از مکمل های پروتئینی و منابع خوراکی که حاوی مقادیر بیشتری آمینواسیدهای محدود کننده نظیر لایزین و متیونین هستند احتیاجات آمینواسیدی در غلظت های پایین تری از پروتئین جیره تأمین خواهد شد. جیره های متوازن شده برای آمینواسیدها می توانند سبب صرفه جویی پروتئین غذایی جیره در گاوهای شیری شوند، اما بایستی توجه داشت که چنین کاهشی مربوط به بخش RUP خوراک است نه RDP .جیره های متعادل شده برای آمینواسیدها فرصتی را فراهم می کند تا مقادیر بیشتر یا مشابهی از اکثر آمینواسیدهای محدود کننده با کاهش یا غلظت مشابهی از RUP تأمین شود.

آمینو اسیدهای محدود کننده

لایزین و متیونین غالباً به عنوان دو آمینو اسید محدود کننده برای گاوهای شیرده در امریکای شمالی شناخته شده اند (2001, NRC .)پژوهشهای مختلف، چنین مشاهده ای را تأیید می کند . اینکه لایزین و متیونین دو اسید آمینه محدود کننده برای گاوهای شیرده محسوب می شوند نباید تعجب آورباشد زیرا غلظت آنها در پروتئین های خوراکی نسبت به آمینو اسیدهای موجود در باکتری های شکمبه یا شیر و پروتئین های بافتی کم تر است .

بسیاری از متخصصین تغذیه این نکته در ذهن شان تداعی شده که احتمالا هیستیدین نیز به عنوان آمینو اسید محدود کننده بالقوه مدنظر است. بهرحال، مطابق پژوهشها هیستیدین زمانی به عنوان اولین آمینواسیدها محدود کننده محسوب می شود که جیره های حاوی سیلاژ گراس و جو و یولاف با یا بدون پودر پربه عنوان تنها منبع RUP تغذیه شوند .

بر اساس غلظت های برآورد شده شورای ملی تحقیقات (2001 NRC )لایزین، متیونین و هیستیدین موجود در پروتئین قابل متابولیسم برای جیره های تغذیه شده در این آزمایشات با ارزیابی های مشابه جیره ای همراه بوده است که گاوها به افزایش سطح لایزین و متیونین در پروتئین قابل متابولیسم پاسخ داده یا پاسخی حاصل نشده است، که سبب شده است که محققان بر این باور باشند که ممکن است هیستیدین سومین آمینواسید محدود کننده در بعضی جیره ها باشد. به خصوص اینکه پودر خون تغذیه نشود و مقادیرقابل توجهی ذرت در جیره با محصولات گندم و جو جایگزین شود.

دلایل تأمین غلظت های بهینه لایزین و متیونین در پروتئین قابل متابولیسم برای گاوهای شیرده

1 -کاهش تجربه ریسک کمبود لایزین یا متیونین و یا هر دو و پیامدهای حاصله از کاهش ساخت پروتئین روی سلامت و باروری، رشد و تعادل نیتروژن، تولید شیر و اجزای آن و افزایش شانس درک پتانسیل ژنتیکی برای تولید و غلظت های اجزاء شیر. مقاله فعلی به اثرات متابولیکی کمبود آمینواسیدهای ویژه در گاوها، علاوه براینکه اثرات روی عملکرد شیردهی محدود می شود، اثرات گزارش شده کمبود لایزین و متیونین در خوک ها و طیور برای گاوهای شیرده نیز صدق می کند.

2 -تغذیه RUP پایین تر در گله به دلیل غلظت های پایین تر متیونین یا متیونین و لایزین در RUP و MP.

3 -افزایش بازده تبدیل RUP و MP به پروتئین شیر و به حداقل رساندن اتلاف نیتروژن غذایی

4 -افزایش درآمد بر هزینه خوراک (IOFC)و افزایش سودآوری گله

متوازن کردن جیره ها برای لایزین و متیونین

پنج استراتژی تغذیه ای مؤثر در متوازن کردن جیره از لحاظ لایزین و متیونین که به تولید کننده اجازه میدهد مزیتهای مورد انتظار خود را از متوازن کردن آمینواسیدها تحقق ببخشد:

1 .خوراک مخلوطی از علوفه های با کیفیت، غلات فرآوری شده و محصولات فرعی می باشد که ترکیبی ازکربوهیدراتهای قابل تخمیر و الیاف مؤثر فیزیکی را تأمین خواهد کرد که مصرف خوراک، تولید شیر وتولید پروتئین میکروبی را به حداکثر میرساند. پروتئین میکروبی دارای ترکیبی عالی از آمینواسیدها برای گاوهای شیرده می باشد. میانگین غلظت گزارش شده از لایزین و متیونین در پروتئین حقیقی باکتریایی به ترتیب 9/7 درصد و 6/2 درصد میباشد .غلظت لایزین و متیونین در پودر ماهی، غلظت لایزین در پودر خون، غلظت متیونین در یولاف، غلظت لایزین و متیونین در باکتری شکمبه، به مراتب بیشترین غلظت را نسبت به سایرخوراک ها دارا هستند.

2 .تغذیه کافی (نه بیش از حد) RDP به منظور تأمین احتیاجات باکتری شکمبه برای آمینو اسیدها وآمونیاک.

 تحقق مزایای خوراک متعادل شده از لحاظ کربوهیدراتهای قابل تخمیر برای به حداکثر رساندن تولید پروتئین میکروبی، نیازمند متوازن نمودن RDP جیره است. پروتئین قابل تجزیه در شکمبه دومین نیازعمده میکروارگانیسم های شکمبه میباشد. نیاز میکروارگانیسمها از طریق پپتیدها، آمینو اسیدها و آمونیاک برای سنتز پروتئین میکروبی تأمین می شود. مقدار RDP مورد نیاز در جیره با مقادیر کربوهیدرات های قابل تخمیر سنجیده میشود. مدلهای ارزیابی جیره در برآورد RDP خوراک ها و نیاز های حیوان متفاوت عمل می کنند. مدل NRC معموالً نیاز RDP را 15 تا 11 درصد ماده خشک جیره پیش بینی میکند.

تصمیم گیری نهایی بایستی بر اساس نظارت بر خوراک مصرفی، قوام مدفوع، نسبت های ماده خشک و  یا نیتروژن شیر به خوراک، غلظت چربی شیر و نیتروژن اوره ای شیر صورت گیرد. معمولا مقدار MUN مورد نظر dl/mg 15می باشد اما با تغذیه دقیق مقادیر کمتر از این در گاوهای با تولید بالا غیر معمول نیست. کاهش RDP خوراک، سبب کاهش هضم میکروبی  کربوهیدرات، مصرف خوراک، سنتز پروتئین میکروبی،تولید VFA و تولید شیر میگردد. کمبود RDP میتواند توانایی میکروارگانیسمها در تولیدمثل بدون تحت تأثیر قرار دادن توانایی هایشان در تخمیر کربوهیدراتها را سرکوب کنند. که این خود سبب کاهش نسبت مورد انتظارشیر به خوراک مصرفی به دلیل کاهش ساخت پروتئین میکروبی خواهد شد. همچنین تغذیه بیش از حد RDP ،باعث میشود غلظت آمونیاک شکمبه و به دنبال آن MUN افزایش یابد.که این نه تنها منجر به اتلاف RDP می شود بلکه شواهد نشان می دهد که می تواند جریان پروتئین میکروبی به روده کوچک را کاهش دهد.

3 .مکملهای پروتئین با لایزین بالا یا ترکیبی از مکمل پروتئینی با لایزین بالا و یک مکمل لایزین محافظت شده به منظور دستیابی به غلظتهایی از لایزین در MP برای رسیدن به غلظت های نزدیک بهینه احتیاجات:

تغذیه خوراک هایی با پروتئین بالا و لایزین کم نظیر گلوتن ذرت برای متعادل نمودن لایزین مناسب نیستند.در روش های مشابه تغذیه مقادیر بیشتر غلات تقطیری(DDGS) برای متعادل نمودن لایزین مناسب بوده و نیازمند تغذیه بیشتر RUP است که برای حمایت از تولید بیشتر پروتئین شیر مورد نیاز است.

4 .تغذیه ی مکمل متیونین محافظت شده در مقادیر مورد نیاز برای رسیدن به نسبت مناسب لایزین و متیونین درMP:

اغلب تغذیه ی یک مکمل متیونین محافظت شده در ارتباط با یک یا چند مکمل پروتئین با لایزین زیاد، برای دستیابی به نسبت لایزین به متیونین مناسب در MP ،لازم است .برای رسیدن به نسبت مطلوب پیش بینی شده لایزین به متیونین در MP و اطمینان کامل از استفاده لایزین در دسترس برای سنتز پروتئین مهم است که  تولید کننده برآوردی واقع بینانه از متیونین MP فراهم شده توسط محصول متیونین تغذیه شده داشته باشد.

RUP بیش از حد را تغذیه نکنید.

چندین عیب برای RUP بیش از حد وجود دارد. 1-کاهش غلظت لایزین و متیونین در MP: زیرا اغلب مکملهای RUP ،حاوی غلظت های کمی از لایزین و متیونین هستند).

2-کاهش شیر تولیدی : زیرا مازاد RUPمعمولا جایگزین کربوهیدراتهای تخمیر پذیر در جیره میشوند که این کربوهیدراتها سوبسترای اصلی برای سنتز ترکیبات شیر میباشند.

3-جیره گرانتر: اغلب منابع RUP گرانتر از منابع کربوهیدراتهای غیر الیافی هستند.

4-افزایش نیتروژن ادرار و مدفوع : به این خاطر که تبدیل پروتئین خوراک به پروتئین شیر کاهش مییابد.

مزایای توازن لایزین و متیونین در پروتئین قابل متابولیسم

توازن لایزین و متیونین درMP با استفاده از مراحل مشخص شده به چندین مزیت مهم هم در تحقیقات و هم در گزارشات فارمی منجر شده است این مزیت ها شامل:

1.افزایش میزان شیر تولیدی

 2.افزایش غلظت و میزان پروتئین و چربی شیر

3.کاهش نیاز به مکمل

 4.تغییرات قابل پیش بینی تر در تولید شیر و پروتئین شیر با تغییر در تأمین RUP

5.کاهش نیتروژن دفعی به ازای هر واحد شیر تولیدی یا پروتئین شیر

6 . بهبود سلامت دام و تولید مثل

 7 .افزایش سود آوری گله.

برجسته ترین مزیتهای بهبود تغذیه لایزین و متیونین، تأثیر بر عملکرد شیر دهی و نیاز به مکمل RUP است. افزایش غلظت اجزای شیر محسوس ترین و به طور کلی سریع ترین حالتی است که می تواند اتفاق بیافتد. افزایش درصد پروتئین شیر محسوس ترین پاسخ ها به تغذیه آمینواسیدی بهتر است. در مقدار شیری تولیدی نیز تغییراتفاق می افتد اندازه گیری این واکنش (افزایش شیر) گاهی اوقات سخت است زیرا متغیرهای زیادی در تولید شیر موثرند در حالیکه پروتئین شیر به مانند مقدار شیر، تحت تاثیر متغیرهای زیادی نیست تحقیقات نشان داده است که درصد کمی از گاوها با تولید بالا به این واکنش نشان می دهند.

افزایش تولید شیر نیز رخ خواهد داد. این پاسخ بعضی مواقع به خاطر تنوع بیشتر ذاتی در میزان تولید شیر نسبت به غلظت پروتئین شیر مشکل تر است لذا پژوهش ها نشان می دهند که درصد کم تری از گاوها به میزان بالاتر تولید شیر پاسخ می دهند. با این حال، هر دو پاسخ مورد انتظار خواهند بود. پژوهش های اولیه نشان می دهد تا 0/2 کیلوگرم در اوایل دوره شیردهی تولید شیر افزایش می یابد. افزایش تولید شیر در اوایل شیردهی ممکن است با افزایش پروتئین شیر همراه باشد و  یا نباشد که این بستگی به سطح لایزین و متیونین درپروتئین قابل متابولیسم برای حمایت تولید بالا دارد.

همان گونه که اشاره شد مزیت عمده جیره هایی که برای لایزین و متیونین متوازن شده اند کاهش سطح RUP جیره است در حالیکه دستیابی به سطوح اجزای شیر و میزان تولید شیر مشابه و یا بالاتر از حالت معمول خواهد بود. پژوهش ها نشان می دهند که در این حالت کاهش درصد RUP تا 2 درصد واحد ماده خشک جیره امکان پذیر می باشد. این تأیید می کند که گاوها به گرم آمینواسید نیاز دارند و نه گرم پروتئین قابل متابولیسم.