کولین و متیونین برای گاوهای دوره انتقال

مقدمه

تحقیقات انجام شده در رابطه با کولین و متیونین روی دام ها به طور واضح نشان داده‌اند که ویژگی مشترک آنها دهندگی گروه متیل می باشد. در این زمینه، نظرهای بسیاری وجود دارد: به عنوان مثال، کولین می تواند متیونین را ذخیره کند، متیونین می تواند کولین را هزینه کند، اگر متیونین در خوراک اضافه شود، نیازی به تغذیه کولین نیست، کولین ماده مغذی مورد نیاز برای گاوهای انتقالی می باشد، کولین فقط برای گاوهای چاق و متیونین می توانند از کبد چرب جلوگیری کنند. این اظهارات عمدتاً بر اساس یافته های تحقیقات بر روی گوسفند می باشد. آیا درست است فرض کنیم که این اظهارات برای گاوهای شیری نیز صادق است؟ هدف این مقاله جدا کردن واقعیت از داستان است. به همين دليل مهم است که توجه داشته باشيم که کمبود اطلاعات در مورد ارتباط کولين-متیونين در حيوانات نشخوار کننده وجود دارد.

زیست شناسی مشترک کولین و متیونین

کولین و متیونین به طور گسترده در شکمبه تجزیه می شوند و از این رو باید آنها را به صورت اشکالی با حداقل تخریب شکمبه‌ای و در نتیجه افزایش جریان به روده تغذیه کرد. هر دو ترکیب شامل گروه های متیل (CH-3) هستند که مبنای اصلی آنها متابولیکی است. کولین جزئی از فسفاتیدیل کولین (PC) است که در هر غشای سلول های بدن وجود دارد و جزئی از غشای گلوبول چربی شیر است.

همچنین فسفاتیدیل کولین جزئی از لیپوپروتئین هایی است که مسئول انتقال چربی در کل بدن هستند. به دلیل اینکه فسفاتیدیل کولین جزئی از VLDL است، این ترکیب برای خارج کردن چربی از کبد ضروری است. کبد چرب یک نشانه کمبود کلاسیک کولین است و توسعه کبد چرب در 50 درصد گاوهای انتقالی به فقدان جذب کولین جیره در طول دوره انتقال نسبت داده می شود. گاوها می توانند فسفاتیدیل کولین را در داخل بافت های بدن بسازند و به وضوح امکان ساخت اندوژنوس کافی آن وجود دارد به جز در طول دوره انتقال، زمانی که بسیج اسید های چرب از بافت چربی قابل توجه است و برداشت اسیدهای چرب توسط کبد به طور چشمگیری افزایش می یابد. ساخت اندوژنوس فسفاتیدیل کولین با متیلاسیون فسفاتیدیل اتانول آمین بوجود می آید (شکل 1).

گروه های متیل برای این فرآیند می توانند از متیونین مشتق شوند. از این رو ارتباط متابولیکی نزدیکی این دو ترکیب در غیر نشخوارکنندگان مشاهده شده که متیونین می تواند به جای کولین یا کولین به جای متیونین مصرف شود.

یکی از کشفیات اخیر هیجان انگیز این است که بیان ژن می تواند با متیلاسیون DNA تنظیم شود. بنابراین، کولین و متیونین می توانند به طور بالقوه در تنظیم تعداد نامحدودی مسیرهای متابولیکی درگیر شوند.

در مقایسه با غیر نشخوارکنندگان، ارتباطات شناخته شده کولین و متیونین بسیار اندک است. مطالعه کلاسیک انجام شده امانوئل و کنلی (1984) در بز ها نشان داد که 28 درصد از متیونین برای ساخت کولین استفاده می شود و 6 درصد از ذخایرکولین از متیونین مشتق می شود. جالب توجه است که گروه های متیل کولین برای ساخت متیونین استفاده نمی شوند. شارما و اردمن (1988) پاسخ‌های تولید شیر بیشتری را در گاو های شیری در پی تزریق پس شکمبه ای کولین (در مقایسه با متیونین) در حضور مهار کننده متیلاسیون دریافت کردند که نشان می دهد گروه های متیل متیونین می توانند برای ساخت کولین استفاده شوند.

اثرات کولین و متیونین بر کبد چرب

از دیگر اثرات کولین و متیونین برای گاوهای دوره انتقال، افزایش برداشت اسید چرب توسط کبد از 100 به حدود 1300 گرم در روز، به دلیل بسیج اسید چرب، می‌باشد. اگر فسفاتیدیل کولین کافی برای ساخت VLDL جهت خروج اسید های چرب به شکل تری گلیسیرید وجود نداشته باشد، می‌تواند به کبد چرب منجر شود. بیشتر مطالعات (نه همه آنها) نشان می دهند که تغذیه کولین قبل و بعد از زایمان می تواند تجمع چربی در کبد را در طول دوره انتقال کاهش دهد.

در شش مطالعه ای که تا کنون انجام شده هیچ گزارشی در کاهش چربی کبد ناشی از مکمل متیونین گزارش نشده است. هر ادعایی که تغذیه متیونین محافظت شده می تواند جایگزین تغذیه کولین محافظت شده برای پیشگیری یا درمان کبد چرب شود اثبات نشده است. بر اساس وزن، کولین 3/4 برابر گروه متیل بیشتری نسبت به متیونین دارد، بنابراین ممکن است که دوزهای متیونین مورد استفاده در این مطالعات برای کاهش تجمع چربی در کبد کافی نباشد. توضیح دوم اینکه ممکن است نشخوارکنندگان در مقایسه با غیر نشخوارکنندگان از نظر متابولیسم فسفاتیدیل کولین متفاوت باشند.

اثرات کولین و متیونین بر تولید شیر

یک مطالعه فرا تحلیلی (متاآنالیز) با استفاده از سیزده مطالعه (Grummer, 2012) نشان می دهد که مکمل سازی کولین محافظت شده قبل از زایمان سبب افزایش مصرف ماده خشک در بعد از زایمان (730 گرم در روز)، تولید شیر (2/2 کیلوگرم در روز)، چربی شیر (12/0 گرم در روز) و پروتئین شیر (075/0 گرم در روز) گردید. پاسخ ها به مکمل کردن تا 120 روز پس از زایمان متغیر بود، اما هیچ اختلافی در پاسخ شیر گاو هایی که کمتر از سی روز پس از زایمان مکمل دریافت کرده بودند در مقایسه با گاوهای دریافت کننده مکمل به مدت 30 روز بعد از زایمان یا بیشتر مشاهده نشد.

جالب توجه است که هیچ یک از مطالعات عملکرد گاوها پس از دریافت مکمل را کنترل نکردند. با این حال، در یک مطالعه اخیر (زنوبی و همکاران، 2016) پس از پایان مکمل سازی، اثر تغذیه کولین محافظت شده بر تولید شیر مشاهده شد. تصور غلط و رایج این است که وقتی متیونین جیره غذایی متوازن نیست، گاوها فقط به کولین پاسخ می دهند. این به وضوح صحیح نیست. در آزمایشاتی که متیونین جیره متوازن گردید پاسخ شیر با پاسخ گرفته شده از فراتحلیل متناظر بود.

خلاصه ای از پاسخ های تولیدی با تغذیه متیونین محافظت شده یا آنالوگ های متیونین قبل و بعد از زایمان در جدول 1 آورده شده است. پاسخ های عملکرد شیر متفاوت بوده اند. درصد پروتئین شیر افزایش یافته است. پاسخ های چشمگیرتری در مطالعات اخیر از دانشگاه ایلینوی بوده است که در آن جیره ها بر اساس نسبت لیزین به متیونین کمتر از 3 در پروتئین قابل متابولیسم قابل متابولیسم فرموله شده بودند.

اثرات کولین و متیونین بر تولید مثل

مطالعات متعددی افزایش قابل توجه نرخ باروری در زمان تغذیه کولین محافظت مشاهده شده است(الریچز و همکاران، 2004، 29 در برابر 58 درصد؛ شهسواری 2012، 25 در برابر 40 درصد؛ زنوبی و همکاران، 2016، 24 در برابر 41 درصد). به هرحال، این مطالعات تعداد کمی از حیوانات (کمتر از 50 در هر تیمار) را مورد استفاده قرار داده است که این قدرت آماری را محدود می کند. مطالعه الریچ بهبود قابل توجهی را به دست آورد و مطالعه زنوبی گرایش به بهبودی نشان داد. دو مطالعه بزرگتر در مزارع تجاری افزایش عددی غیرمعنی دار (لیما و همکاران، 2012، 41 در مقابل 48 درصد، 165 گاو در هر تیمار) یا کاهش معنی دار (اماندسون، 2014، 46 درصد در مقابل 40 درصد، بیش از 900 گاو در هر تیمار) . مکانیسم عمل برای افزایش نرخ باروری شناخته شده نیست، اما ممکن است مربوط به نیاز کولین برای رشد جنین باشد.

تغذیه متیونین محافظت شده از زایش تا فلاشینگ، بیان ژن را در جنین تغییر می دهد. برخی تغییرات ژن ها به رشد جنین و پاسخ های ایمنی مربوط می باشد. زمانی که مادر با متیونین محافظت شده از سه هفته قبل از زایمان تا 30 روز بعد از زایمان تغذیه شد، جنین دارای محتوای لیپیدی بیشتری بود. محققان تصور می کنند که بهبود وضعیت انرژی جنین می تواند بقای جنین را تسهیل کند. اگرچه نرخ باروری اولین تلقیح تحت تأثیر قرار نگرفت، از دست رفتن جنین پس از اولین تلقیح با تغذیه متیونین محافظت شده از 31 تا 127 روز پس از زایمان (0 و 9/8 درصد برای کنترل) کاهش یافت. بیشتر مطالعات به منظور ارزیابی اثرات مکمل کردن متیونین در طول دوره انقال بر عملکرد تولید مثل مورد نیاز می باشند.

مقایسه کولین در برابر متیونین

از چهار مطالعه انجام شده با استفاده از یک طرح فاکتوریل (2 × 2، با 4 تیمار = کنترل، متیونین، کولین و متیونین + کولین) به منظور بررسی اثرات کولین محافظت شده و متیونین روی گاوهای انتقالی و همچنین تعیین اثرات مقابل بین دو ترکیب استفاده شد. اردلان و همکاران (2011) تیمارها را از 4 هفته قبل از زایمان تا 10 هفته بعد از زایمان تغذیه کردند و افزایش میزان مصرف ماده خشك (36/1 و 12/3 کیلوگرم در روز به ترتیب برای متیونین و کولین) را مشاهده نمودند، اما تنها كولین تولید شیر (9/2 کیلوگرم در روز) را افزایش داد.

سلطان و همکاران (2012) تیمارها را از زمان زایمان تا 96 روز پس از زایمان تغذیه کرد و افزایش مصرف ماده خشک برای کولین را مشاهده کردند، این افزایش زمانی که متیونین تغذیه نمی شد بیشتر بود (67/1 در برابر 27/0 کیلوگرم در روز). زمانی که متیونین تغذیه نمی شد، پاسخ تولید شیر به کولین بیشتر بود (9/1 در برابر 68/0 کیلوگرم در روز). سان و همکاران (2016) اثر متقابلی بین کولین و متیونین محافظت شده مشاهده نکردند. کولین مصرف ماده خشک، تولید شیر و درصد چربی شیر را افزایش داد، در حالی که متیونین مصرف مواد خشک، تولید شیر و درصد پروتئین شیر را افزایش داد.

در نهایت، ژو و همکاران (2016) هیچ اثری از کولین مشاهده نکردند. ولی اثرات زیادی از متیونین روی مصرف ماده خشك (08/2 کیلوگرم در روز)، شیر (4 کیلوگرم در روز) و درصد پروتئین شیر (08/0 واحد) مشاهده کردند. زمانی که تیمارها از 21 روز قبل از زایمان تا 30 روز بعد از زایمان به کار برده شد. اختلاف بین این این مطالعات، توضیحات را مشکل کرده است اما بخش قابل توجهی از این اختلافات می تواند تفاوت ها در جیره پایه، منبع و مقدار و طول دوره تغذیه و غیره باشد.

محققان ویسکانسین از کشت سلولی کبد به منظور بررسی اثرات متيونین و کولین در متابولیسم استفاده کردند. همان گونه که انتظار می رفت، افزایش غلظت متیونین در محیط کشت بیان متیونین سنتاز را کاهش داد، که این یک ژن مهم کنترل کننده تشکیل متیونین می باشد. کولین هیچ اثری نداشت. جالب توجه است که اضافه کردن متیونین هیچ اثری روی بیان فسفاتیدیل اتانول آمین N- متیل ترانسفراز (PEMT) نداشت، این یک ژن مهم در تنظیم متیلاسیون فسفاتیدیل اتانول آمین به فسفاتیدیل کولین می‌باشد. این می تواند یک دلیل باشد که چرا تغذیه گاوهای دوره انتقال با متیونین تجمع چربی در کبد را کاهش نمی دهد.

مطابق با این دیدگاه، مک کورت و همکاران (2015) نشان داد که متیونین VLDL را افزایش نمی دهد. این مطالعات برای اولین بار نشان داد که کولین باعث افزایش خروج VLDL از سلول های کبدی گاو می شود و تشریح می کند که چرا کولین محافظت شده در گاو های انتقالی، كبد چرب را كاهش می دهد. نهایتاً، تنش اکسیداتیو سلول های کبدی با کولین، و نه با متیونین کاهش یافت.

نتیجه گیری

شواهد محدود نشان می دهد که بین کولین و متیونین در گاوهای انتقالی ارتباطاتی وجود دارد. به وضوح کولین و متیونین مواد مغذی ضروری هستند و بایستی به گاوهای انتقالی به شکل محافظت شده تغذیه شوند. کولین و متیونین نقش های منحصر به فردی دارندو نمی توان به سادگی در جیره گاوهای دوره انتقال آنها را جایگزین هم کرد.

برای مثال متیونین درصد پروتئین شیر را افزایش می دهد اما کولین نه. بر عکس، کولین کبد چرب را کاهش می دهد اما متیونین در سطوح آزمون شده این قابلیت را ندارد. کولین تولید شیر را افزایش می دهد و متیونین نیز در مواردی این قابلیت را دارد، اما شواهد اولیه از اثرات تجمعی این دو حکایت نمی کند. اگرچه تحقیق بیشتری مورد نیاز می باشد. اما شواهد کافی وجود دارد که بسیاری از تصورات غلط که در صنعت گاو شیری شایع هستند را روشن کند.

دانلود مقاله