ال-ایزولوسین +K

بر اساس گزارش مؤسسه تحقیقاتی سیاست بین‌الملل غذا، پیش‌بینی می‌شود در سه دهه آینده جمعیت جهانی بیش از دو میلیارد نفر افزایش یابد. تأمین غذا برای این جمعیت به چالشی جدی تبدیل شده و نیازمند ایجاد سیستم‌های کشاورزی نوین است تا بتوانند در مقیاس جهانی، کارآیی و بازدهی مناسبی داشته باشند.
تأمین غذایی سالم، کافی و با کیفیت از جمله مسائل کلیدی در مسیر دستیابی به امنیت غذایی به شمار می‌رود. از طرفی، رشد اقتصادی و افزایش سهم مصرف محصولات دامی در سبد غذایی خانوارها، تقاضا برای این محصولات را به طور فزاینده‌ای افزایش داده است. از این رو، شناسایی چالش‌های موجود در زمینه تأمین تولیدات دامی برای حفظ امنیت غذایی از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است. به پیش‌بینی اتحادیه بین‌المللی صنعت خوراک 1(IFIF)، تولیدات صنعت دام و طیور تا سال 2050 به دو برابر خواهد رسید. یکی از چالش‌های اصلی پیش روی پرورش‌دهندگان دام و طیور، محدودیت دسترسی به منابع مواد اولیه برای تهیه خوراک و افزایش هزینه‌های تأمین این مواد، به خصوص منابع پروتئینی، می‌باشد.
در حوزه تغذیه دام و طیور، فراهم کردن آنالیز دقیق احتیاجات غذایی برای رشد سریع در دوره کوتاه پرورش، به عنوان یک اصل حیاتی در مدیریت تغذیه شناخته می‌شود. با این حال، در سال‌های اخیر، افزایش قیمت نهاده‌ها و محدودیت‌های تأمین آن‌ها به یکی از مسائل مهمی تبدیل شده که پایداری اقتصادی صنعت طیور، به ویژه در کشورهای در حال توسعه را تهدید می‌کند.
از این رو متخصصین تغذیه باید به طور مداوم توصیه‌های تغذیه‌ای و برنامه‌های تغذیه خود را برای به حداکثر رساندن تولیدات و خروجی‌های اقتصادی تطبیق دهند. این تصمیمات مدیریتی و تغذیه‌ای باید سویه حیوان (پتانسیل رشد یا تولید تخم)، شرایط محیطی و ترکیب خوراک را که همگی بر مصرف خوراک و در نتیجه عملکرد پرنده و بازده اقتصادی تأثیر می‌گذارند، در نظر بگیرند.
تنظیم خوراک با استفاده از الگوی پروتئین ایده‌آل، به تحقق این امر کمک شایانی نموده است. بررسی‌ها نشان می‌دهد که تهیه خوراک بر اساس این روش و کاهش سطح پروتئین خام می‌تواند به بهبود عملکرد و افزایش بازده تولید منجر شود. با این حال، ضروری است که نیازهای خوراکی پرندگان به اسیدهای‌آمینه تکمیلی به‌طور مستمر مورد ارزیابی قرار گیرد؛ زیرا حداقل احتیاجات می‌تواند بسته به ترکیب پروتئین جیره، نژاد پرنده، شرایط محیطی و اهداف تولیدی متغیر باشد.

ایزولوسین

اسیدآمینه های شاخه‌دار از جمله ایزولوسین (Ile)، لوسین (Leu) و والین (Val)، علاوه بر نقشی که به عنوان پیش ساز پروتئین در بدن طیور ایفا می‌کنند، در کنترل هموستاز انرژی، متابولیسم تغذیه، ایمنی و سلامت دستگاه گوارش در حیوانات تأثیر دارند. نیاز به آمینو‌اسیدهای شاخه‌دار تحت تأثیر عواملی همچون نوع جیــــره غذایی، نژاد و سن پرندگان قرار می‌گیرد. در مطالعات بسیاری مزایای استفاده از جیره‌های کم پروتئین همراه با مکمل آمینو اسیدهای شاخه‌دار برای کاهش هزینه خوراک، بهبود عملکرد و کاهش آثار سوء زیست محیطی حاصل از خوراک‌های حاوی سطوح بالای پروتئین خام (از جمله دفع نیتروژن) به اثبات رسیده است.
به جز سه اسید آمینه محدود کننده (متیونین، لیزین و ترئونین) در جیره‌های غذایی ذرت و کنجاله سویا برای طیور، (اسید آمینه‌های زنجیره‌ای شاخه‌دار) نیز می‌تواند محدودکننده باشند و در میان پژوهشگران درباره اینکه چهارمین اسید آمینه ضروری محدود کننده و دیگر اسید‌آمینه ضروری محدود کننده بعد از آن در جیره‌های غذایی طیور کدام هستند، بحث و تبادل‌نظر وجود دارد. برخی بر این باورند که ترتیب محدودکنندگی باید بر اساس غلظت پروتئین خام (CP) جیره غذایی و ترکیب مواد اولیه خوراک تعیین شود.
اسیدآمینه های شاخه‌دار به طور طبیعی بر مسیرهای متابولیک در بافت‌های غیر کبدی مانند عضلات اثرگذار هستند، این اسیدهای آمینه بدون اینکه متابولیزه شوند از کبد عبور می‌کنند و این ویژگی ممکن است به افزایش دسترسی آن‌ها برای سنتز پروتئین کمک کند. به همین علت غلظت آن‌ها در جریان خون پس از مصرف پروتئین به سرعت افزایش می‌یابد. این اسیدهای آمینه جذب شده به سرعت برای سنتز پروتئین در عضلات اسکلتی در دسترس قرار می‌گیرند.
هر سه اسید آمینه شاخه دار توسط یک مجموعه چند آنزیمی به نام α-کتو اسید دهیدروژناز شاخه‌دار 1(BCKDH) در میتوکندری کاتابولیز می‌شوند.
آمینو اسیدهای شاخه‌دار از نظر ساختاری زنجیره جانبی مشابهی دارند و به طور فعال توسط همان سیستم حامل، به سلول‌ها منتقل می‌شوند، اندام‌هایی مانند روده، کلیه، کبد و ماهیچه نقش مهمی در هموستاز و استفاده از آمینواسیدهای شاخه‌دار ایفا می‌کنند، بنابراین، سطوح بالاتر والین و ایزولوسین می‌تواند با لوسین برای انتقال به داخل سلول‌ها و کاهش اثرات منفی سطوح بالای لوسین بر عملکرد جوجه‌های گوشتی رقابت کند. علاوه بر این، مکمل‌های والین و ایزولوسین می‌توانند غلظت پلاسمایی این اسیدهای آمینه را که قبلاً از طریق فعال‌سازی کمپلکس آنزیمی BCKDH در نتیجه غلظت‌های بالای لوسین و کتو ایزوکاپروات KIC 2 اکسید شده‌اند، بازیابی کند.
متابولیسم اسیدآمینه های شاخه‌دار در ماهیچه‌های اسکلتی.(1) BCAA با α-کتوگلوتارات توسط ترانس آمیناز BCAA به گلوتامات تبدیل می‌شود. (2) دآمیناسیون گلوتامات منجر به تولید α-کتوگلوتارات و آمونیاک می‌شود. (3) در طول فعالیت بدنی، AMP از تخریب ATP در عضله اسکلتی تولید می‌شود. واکنش دآمیناز AMP عضلانی نیز آمونیاک تولید می‌کند. (۴) گلوتامین از آمونیاک و گلوتامات تشکیل می‌شود. واکنشی که توسط گلوتامین سنتتاز کاتالیز می‌شود. (۵) α-کتوگلوتارات تشکیل شده توسط گلوتامات دهیدروژناز می‌تواند به طور آناپلروتیک وارد چرخه TCA شود.
استفاده از مکمل اسید آمینه ایزولوسین می‌تواند یک راهکار مناسب برای حمایت از رشد جوجه‌های گوشتی با بهبود تعادل آمینو اسیدهای شاخه‌دار و مقابله با فعال‌سازی مسیر متابولیکی که تمام آمینو اسیدهای شاخه‌دار را اکسید می‌کند، در جیره‌های کم پروتئین باشد. اسیدهای آمینه جیره با سطوحی بیشتر از نیاز جوجه‌های گوشتی در جیره‌های پر پروتئین، اثر منفی سطوح بالای لوسین را کاهش می‌دهد و از این رو، نسبت‌های ایده‌آل آمینو اسیدهای شاخه‌دار در جیره‌هایی با سطوح پروتئین کافی با جیره‌های کم پروتئین متفاوت است. افزودن ایزولوسین در جیره‌های کم ایزولوسین موجب بازسازی عملکرد شده و نیاز بدن به این آمینواسید با N غیر ضروری جبران نمی‌شود.

ایزولوسین به عنوان یکی از اسیدهای آمینه محدود کننده در جیره غذایی، نقش مهمی در عملکرد رشد، تولید مثل، کیفیت گوشت، ظرفیت آنتی اکسیدانی دارد، همچنین به تنظیم ایمنی ذاتی و اکتسابی کمک می‌کند و تجمع چربی را کاهش می‌دهد. ترکیب سه آمینو اسید شاخه‌دار یک سوم کل پروتئین عضلانی را تشکیل می‌دهد این آمینواسیدها به تشکیل و توسعه عضله کمک می‌کنند. و نقش اساسی در جلوگیری از پروتئولیز تحت استرس گرمایی ایفا می‌کند. از این رو استفاده از جیره‌های کم پروتئین با اسیدهای آمینه متعادل در فرمولاسیون خوراک برای کاهش هزینه تولید و مقابله با تنش گرمایی در مناطق گرمسیری و نیمه‌گرمسیری اهمیت ویژه‌ای می‌یابد.
مصرف ناکافی آمینو اسیدهای شاخه‌دار می‌تواند منجر به اختلال عملکرد ایمنی، حساسیت به سالمونلا تیفی موریوم و کاهش تولید آنتی‌بادی، شود. کمبود اسیدهای آمینه مانند لیزین یا آمینو اسیدهای شاخه‌دار (لوسین، ایزولوسین، والین) می‌تواند باعث تحلیل تیموس شود.
متابولیسم آمینو اسیدهای شاخه‌دار یک اسکلت کربن و نیتروژن برای سایر اسیدهای آمینه به ویژه گلوتامین فراهم می‌کند و بنابراین از فعالیت ایمنی حمایت می‌کند. افزایش عرضه آمینو اسیدهای شاخه‌دار در مغز تجمع بالای گلوتامات را محدود می‌کند و از رسیدن این انتقال دهنده عصبی به سطح سمی جلوگیری می‌کند. علاوه بر این، آلانین و گلوتامین تولید شده توسط ترانس آمیناسیون آمینو‌اسیدهای شاخه‌دار از تجمع آمونیاک در عضلات جلوگیری می‌کند و آن را برای متابولیسم و دفع به کبد و کلیه منتقل می‌کند. آمینواسیدها بلوک‌های سازنده پپتیدهایی هستند که به صورت درون‌زا تولید می‌شوند و بنابراین می‌توانند اثرات ضد میکروبی داشته باشند. آمینواسیدهای شاخه‌دار می‌توانند استرس اکسیداتیو را با حذف گونه‌های فعال اکسیژن کاهش دهد و موجب ارتقا عملکرد سیستم ایمنی بدن شوند. دیفنسین‌ها یکی از بزرگترین گروه‌های پپتیدهای ضدمیکروبی موجودات زنده را تشکیل می‌دهند. این پپتیدهای کاتیونی غنی از سیستئین، در کشتن طیف وسیعی از میکروارگانیسم‌ها از جمله باکتری‌ها، قارچ‌ها و ویروس‌ها توانا هستند. به همین دلیل، بخش مهمی از سیستم ایمنی یک موجود زنده به شمار می‌روند. اما به‌طور فزاینده‌ای مشخص شده است که عمل ضد میکروبی تنها یکی از نقش‌های متعدد این پپتیدهای چندمنظوره است. دیفنسین‌های بتا همچنین در فرآیندهای دیگر مانند بهبود زخم و باروری نقش دارند.

ایزولوسین، به عنوان قوی‌ترین BCAA، می‌تواند تولید بتا دیفنسین‌ها را تحریک کند. مکانیسم دقیق این تأثیر به این صورت است که ایزولوسین ممکن است با فعال‌سازی مسیر سیگنالینگ Sirt1/ERK/90RSK به افزایش تولیـد بتا دیفنسین‌ها منجر شود. این مسیر سیگنالینگ در تنظیم پاسخ‌های ایمنی و التهابی نقش دارد و به نظر می‌رسد که این آمینو اسید با تحریک این مسیر، می‌تواند به بهبود عملکرد سیستم ایمنی و افزایش تولید پپتیدهای ضد‌میکروبی کمک کند. این ارتباط میان ایزولوسین و بتا‌دیفنسین‌ها نشان‌دهنده اهمیت این آمینو اسید در ارتقاء دفاع ایمنی بدن و مقابله با عفونت‌هاست. عملکرد گوشت سینه در جوجه‌های گوشتی در پاسخ به کمبود ایزولوسین کاهش می‌یابد، که نشان می‌دهد ایزولوسین برای تعدیل ترکیب بدن و عملکرد گوشت در جوجه‌های گوشتی مهم است. افزایش سطح ایزولوسین می‌تواند باعث بهبود عملکرد لاشه در جوجه‌های گوشتی شود.

اهمیت مکمل ایزولوسین

در دسترس بودن ایزولوسین فرصت جدیدی برای فرموله کردن جیره‌های غذایی کارآمدتر از طریق بهینه سازی پروفایل اسید آمینه ایده آل ارائه می‌دهد. بنابراین، قبل از تلاش برای کاهش غلظت پروتئین در جیره طیور، لازم است اطلاعات قابل اعتمادی در مورد نقش ایزولوسین در عملکرد سیستم ایمنی، عملکرد ایمنی روده، ظرفیت آنتی‌اکسیدانی و جمعیت میکروبی، بیان ژن آنزیم‌های آنتی اکسیدانی، سنتز گلوتامین، سد مخاطی روده داشته باشیم.

ایزولوسین +K

محصولات اسیدآمینه های +K حاوی آمینواسیدهای غنی شده با پتاسیم آلی و اسیدهای آلی هستند. یکی از ویژگی‌های بارز این محصولات این است که علاوه بر بهبود میزان جذب، سرعت جذب اسیدآمینه ها را نیز افزایش می‌دهند. اسیدهای آلی موجود در این محصولات می‌توانند به بهبود سلامت روده، افزایش تکثیر سلول‌های اپیتلیال، بهبود یکپارچگی روده، و افزایش ارتفاع پرزها و در نهایت منجر به افزایش سطح جذبی دستگاه گوارش شوند.
علاوه بر این وجود پتاسیم آلی در ترکیب محصولات آمینواسیدهای +K از دیگر ویژگی‌های این محصولات محسوب می‌شود. انتقال مواد در خلاف جهت شیب غلظت و شیب الکتریکی، نیازمند مصرف انرژی است که این انرژی از عملکرد پمپ‌های سدیم – پتاسیم ATPase تأمین می‌شود. جذب آمینواسیدها از لومن روده به خون توسط ناقل‌های پروتئینی در غشا از طریق هم انتقالی با پمپ سدیم-پتاسیم انجام می‌شود.
با توجه به اینکه جذب اسیدهای آمینه از روده به خون به صورت رسانش فعال انجام می‌شود و به انرژی نیاز دارد، وجود پتاسیم برای حفظ کارایی پمپ‌های سدیم-پتاسیم ATPase حیاتی است و این امر می‌تواند تأثیر مثبتی بر روند جذب این اسیدآمینه ها داشته باشد.

آنالیز ترکیبات موجود در ال-ایزولوسین +K