نیروی اسمولیت طبیعی برای مقابله با تنش گرمایی در نشخوارکنندگان مترجم: نیرالسادات نواب اصفهانی ((واحد علمی نشریه دنیای کشت و صنعت) دما و رطوبت بالا می‌تواند باعث ایجاد تنش گرمایی۱ در نشخوارکنندگان شود که اغلب خسارات اقتصادی را به صنعت دام وارد می‌کند. نشان داده شده است که بتائین۲ طبیعی به‌عنوان یک ترکیب متیل […]
نیروی اسمولیت طبیعی برای مقابله با تنش گرمایی در نشخوارکنندگان
مترجم: نیرالسادات نواب اصفهانی ((واحد علمی نشریه دنیای کشت و صنعت)
دما و رطوبت بالا می‌تواند باعث ایجاد تنش گرمایی۱ در نشخوارکنندگان شود که اغلب خسارات اقتصادی را به صنعت دام وارد می‌کند. نشان داده شده است که بتائین۲ طبیعی به‌عنوان یک ترکیب متیل دهنده۳ و یک ترکیب اسمولیت۴ می‌تواند با کاهش انرژی مورد نیاز در تنظیم فرایند اسمزی۵، عملکرد تولیدمثل حیوان را افزایش دهد.
«تنش گرمایی» عمده نگرانی دامداران در بخش دام، است. به‌عنوان‌مثال، در شرایط گرم و مرطوب، نشخوارکنندگانی که از بار حرارتی بیش‌ازحد رنج می‌برند، به‌منظور کاهش تولید حرارت متابولیک۶، کمتر خوراک می‌خورند که عواقبی همچون کاهش وزن، کاهش باروری و کاهش تولید شیر را در پی دارد.
در بین نشخوارکنندگان، گاوهای شیری نسبت به این شرایط حساسیت بیشتری دارند، زیرا به دلیل تولید شیر، انرژی متابولیکی بالایی دارند و برای ایجاد تعادل بین تولید شیر و از دست دادن گرمای بدن با مشکلات بیشتری مواجه هستند. تنش گرمایی همچنین با اثرگذاری منفی بر روی فولیکول‌سازی۷، بلوغ تخمک و همچنین رشد و بقای جنین باعث کاهش نرخ تولیدمثل در حیوان می‌شود. درواقع، تنش گرمایی مُخِلِ رفاه و آسایش حیوان است.
در سطح متابولیک، تنش گرمایی مولکول‌های وابسته با استرس مانند کورتیزول۸ را تحمل می‌کند که با تغییر وضعیت هورمونی مرتبط هستند و تداخل متابولیک را تغییر می‌دهند. با به خطر افتادن هموستاز فیزیولوژیکی، تغییرات مهمی در متابولیسم پروتئین و چربی رخ می‌دهد که بر تولید شیر، تولیدمثل و وضعیت سلامت دام (نشخوارکنندگان) تأثیر منفی می‌گذارد.
همان‌طور که قبلاً اشاره شد حیوان به‌منظور کاهش حرارت بدن از استراتژی کاهش مصرف خوراک استفاده می‌کند که این امر باعث کاهش تولید پروتئین و چربی، کاهش ذخیره چربی در بدن، کاهش تولید شیر می‌شود و به دنبال آن اسیدهای چرب از بافت چربی به حرکت درمی‌آیند که اگر بیش‌ازحد شود، این اسیدهای چرب مجدداً به تری گلیسیرید تبدیل شده و در کبد ذخیره می‌شوند و در صورت کاهش عرضه انرژی، بیماری کبد چرب۷ را ایجاد می‌کند.
تنش گرمایی همچنین تنوع باکتری‌های روده و ترکیبات آنها را کاهش می‌دهد و باعث تغییر در pH خون حیوان شده و عمل نشخوار را مختل می‌کند. اختلال در عمل نشخوار باعث کاهش هضم، جذب و تأمین مواد مغذی در حیوان می‌شود.
بنابراین، مدیریت تنش گرمایی در نشخوارکنندگان یک موضوع چندوجهی برای تولیدکنندگان دام است. جدا از بهبود شرایط اسکان (تهویه و عایق‌بندی خوب انبارها، سایه کافی)، باید استراتژی‌های تغذیه‌ای ایجاد شود که به گاوها در مقابله با شرایط سخت محیطی کمک کند.
دامداران از مکمل طبیعی بتائین به‌عنوان یک راه‌حل شناخته‌شده در کاهش تنش گرمایی استفاده میکنند.
بتائین – عملکرد دوگانه
ازآنجایی‌که نشخوارکنندگان نسبت به تنش گرمایی با کاهش مصرف خوراک برای کاهش تولید گرمای متابولیکی و حفظ دمای ثابت بدن پاسخ می‌دهند، مکمل‌هایی که قابلیت هضم و جذب خوراک را بهینه میکنند مورد نیاز است. بتائین چنین مکملی است. بتائین یک مشتق تری متیل از اسیدآمینه گلیسین۱۱ ((CH3)3NCH2COO) با دو نقش فیزیولوژیکی اصلی است که به‌عنوان یک اسمولیت و همچنین به‌عنوان یک متیل دهنده عمل می‌کند.
بتائین به‌عنوان یک اسمولیت، با حفظ مولکول‌های آب در سلول، از سلول‌ها در برابر کم‌آبی محافظت کرده و مصرف انرژی پمپ‌های یونی را کاهش می‌دهد.
بتائین به‌عنوان یک اهداکننده متیل، برخلاف کولین (متیل دهنده کلاسیک در تغذیه حیوانات)، سه گروه متیل را بدون نیاز به تبدیل، به چرخه ترانس متیلاسیون۱۲ می‌دهد.
ترانس متیلاسیون برای عملکرد سلول حیاتی است، گروه‌های متیل برای تشکیل کراتین، یک مولکول حیاتی در متابولیسم انرژی عضله یا فسفاتیدیل کولین۱۴، که جزء اصلی غشای سلولی است، استفاده می‌شود. این خواص اثرات بیولوژیکی بتائین را توضیح می‌دهد.
به‌طورکلی، مکمل بتائین، ازیک‌طرف، اثرات منفی کاهش عرضه انرژی را خنثی می‌کند و از سوی دیگر، امکان حفظ عملکرد را در هنگام استرس فراهم می‌کند.
بتائین با عمل هیدراته باعث کاهش مصرف انرژی شده و به متابولیسم گروه‌های متیل کمک می‌کند.
بتائین همچنین، به‌عنوان یک متیل دهنده مانع انباشت چربی در بافت کبد می‌شود، بنابراین، سلامت کبد حفظ‌شده و هضم فیبر راحت‌تر می‌شود و درنتیجه مصرف خوراک افزایش می‌یابد.
از دیگر مزایای مهم بتائین، کمک به رشد میکروب‌های هم‌زیست۱۵ جهت یکپارچگی و سلامت روده است. یک جمعیت میکروبی متنوع و فعال از محیط گوارشی محافظت کرده و از آسیب‌هایی مانند سوراخ شدن روده جلوگیری می‌کند.
پیش‌گیری از تنش گرمایی با یک عامل طبیعی
بتافین یک عامل طبیعی بتائین است که مستقیماً از ملاس و عصاره چغندرقند۱۶ پایدار (Beta vulgaris) استخراج می‌شود.
به‌عنوان یک افزودنی خوراکی در تغذیه دام استفاده می‌شود، عملکرد دوگانه آن می‌تواند به کاهش تنش گرمایی و حفظ تولید دام سودآور کمک کند.
شکل ۱- اثر مکمل بتافین بر تولید شیر، چربی شیر و بازده پروتئین شیر گاوهای «چرایی» تحت تنش گرمایی.
a,b مقادیر بدون بالانویس مشترک که به‌طور معنی‌داری متفاوت هستند (P<0.05).
تحقیقات نشان داده است که بتافین عملکرد گاو را به‌ویژه در تولید شیر در گاوهایی که در مراتع در معرض تنش گرمایی قرار می‌گیرند، بهبود می‌بخشد (شکل ۱).
این مطالعه به مدت ۲۲ روز در طول تابستان با گاوهای چرای آزاد تحت تنش گرمایی (هلشتاین × فریزین۱۷) تغذیه‌شده با کنسانتره، مرتع، و سیلو و/یا یونجه انجام شد.
بتائین طبیعی در دوز ۰ (شاهد) یا ۲ گرم بر کیلوگرم (بتافین) به رژیم غذایی کنسانتره اضافه شد که درمجموع تقریباً ۱۵ گرم در روز به دست آمد.
بتائین در رژیم غذایی باعث افزایش تولید شیر به میزان ۴/۶درصد شد (P<0.05) که درنتیجه ۴/۱ کیلوگرم شیر در روز در مقایسه با گاوهای بدون مکمل افزایش یافت. میزان چربی شیر (۴۸+ گرم در روز) و پروتئین (۴۲+ گرم در روز) به ترتیب ۵/۵درصد و ۲/۶ درصد نسبت به جیره شاهد افزایش یافت (۰۵/۰>P).
مزیت بتائین طبیعی برای تولیدمثل گاو نیز در کار آزمایی دیگری با گاوهای شیری تحت تنش گرمایی نشان داده شد (شکل ۲).
یک کار آزمایی چهارماهه بر روی گاوهای شیری (کاران فریس۱۸) که در معرض تنش گرمایی قرار داشتند، نشان داد که مصرف مکمل با بتافین در مقایسه با تیمار شاهد، زایش را از ۱۰۲ به ۳/۷۵روز کاهش داد.
یکی دیگر از شاخص‌های باروری تعداد سرویس در هر آبستنی است. بااین‌حال، درمان با بتائین طبیعی، تعداد سرویس را به ۲ سرویس به‌جای ۸۹/۲ در گروه کنترل یعنی به میزان ۸/۳۰ ٪ کاهش داد (P<0.05). این نتایج نشان می‌دهد که مکمل بتافین اثرات منفی تنش گرمایی را بر بازده تولیدمثل گاوهای شیری کاهش می‌دهد.
درنتیجه، بتائین تنها دهنده متیل رژیمی است که عملکردهای تنظیم‌کننده اسمزی را نیز تنظیم می‌کند.
شکل ۲- اثرات مکمل بتافین بر عملکرد تولیدمثلی گاوهای شیری تحت تنش گرمایی.
a,b مقادیر بدون بالانویس مشترک به‌طور معنی‌داری متفاوت هستند (P<0.05).
*شاخص رطوبت دما (THI) معیار تنش گرمایی است که حد بحران بالای THI برای گاو ۷۲ واحد است.
این ماده انرژی مورد نیاز را برای تنظیم اسمزی کاهش می‌دهد و با بهبود وزن بدن و همچنین ارزش غذایی و میزان تولید شیر، عملکرد حیوان را افزایش می‌دهد.
این ماده همچنین با کاهش انرژی مورد نیاز برای تنظیم اسمزی؛ مصرف خوراک را در حیوان بالا می‌برد که منجر به افزایش وزن و تولید شیر می‌شود.
ثابت شده است که مکمل بتائین طبیعی و بتافین یک راه‌حل مؤثر برای کاهش عواقب تنش گرمایی است که می‌تواند تولید شیر و باروری را در گاوهای شیری افزایش دهد.
پی‌نوشت:
- Heat Stress
- Betaine
- Methyl Donor
- Osmolyte
- Osmoregulation
- Metabolic Heat
- Folliculogenesis
- Cortisol
- Physiological Homeostasis
- Fatty Liver Disease
- Glycine
- Transmethylation
- Creatine
- Phosphatidyl Eholine
- Commensal Microbes
- Suger Beet Vinasse
- Holstein X Friesian
- Karan Fries
Reference:
International Topic 2022, Vol 21, No 2, Pages 9-10.
- نویسنده : نیرالسادات نواب اصفهانی
