سنتز پروتئین میکروبی و متابولیسم ازت در شکمبه

سنتز پروتئین میکروبی و متابولیسم ازت در شکمبه

اسلاید 1: 1سنتز پروتئین میکروبی و متابولیسم ازت در شکمبهبه نام خداتغذیه نشخوار کنندگانمحمد خوروش

اسلاید 2: 2مدل های تغذیه ای پروتئین ساختار مشابه برای تمامی مدل ها در N ورودی ( پروتئین جیره ای، ازت باز گردشی و ازت آندوژنوس)اسیدآمینه های فراهمی برای دئودنوم از منشا : پروتئین میکروبی سنتز شده پروتئین جیره ای غیر قابل تجزیه پروتئین آندوژنوس

اسلاید 3: 3 متابولیسم ازت در شکمبه : به دو واقعه جدا از هم تقسیم می شود : تجزیه پروتئین در شکمبه (فراهمی ازت برای میکروارگانیسم ها) سنتز پروتئین میکروبیدر کل مقدار پروتئین میکروبی رسیده به روده کوچک بستگی به : فراهمی ملکول های غذایی برای میکروب های شکمبه استفاده از این ملکول ها دارد. پروتئین میکروبی

اسلاید 4: 4 از دو منبع : ازت غیر پروتئینی (ازت موجود در DNA، RNA، آمونیاک، اسید آمینه ها و پپتیدهای کوچک) پروتئین حقیقی که تجزیه پذیری اش تحت تاثیر فاکتورهای متفاوتی است. پروتئین تجزیه پذیر شکمبه ای (RDP) تجزیه شکمبه ای پروتئین :

اسلاید 5: 5 نوع پروتئین (حلالیت پروتئین و ساختار پروتئین) محصولات نهایی تولیدی (موثر بر پپتیدازها و دآمینازها). نرخ رقت شکمبه ای (اثر منفی) pH شکمبه ای و سوبسترا تقابلات غذایی فاکتورهای موثر بر تجزیه شکمبه ای پروتئین :

اسلاید 6: 6 فاکتورهای موثر بر تجزیه شکمبه ای پروتئین : PH شکمبه و سوبسترا PH ابتیمم برای آنزیم های پروتئولیتیک شکمبه ای از 5.5 تا 7 تجزیه پروتئین در انتهای پایینی PH کاهش می یابد (علت مستقیم و غیر مستقیم). تحقیقات Cardozo و همکاران (2000 و 2002)، 2dual continious culture، مقایسه جیره های با علوفه بالا با کنسانتره بالا، PH در رینج 4.9 تا 7 نتایج : تجزیه پروتئین در هر دو جیره با کاهش PH کاهش یافت. به رغم فعالیت پروتئولیتیک بالاتر در آمیلولایتیک ها در مقایسه با سلولایتیک ها، تجزیه پروتئین بدون توجه به PH در جیره با کنسانتره بالا کمتر بود، چرا؟؟؟ در کل اثرات ترکیبی PH و سوبسترا با تجزیه شکمبه ای پروتئین با جمعیت غالب میکروبی تفسیر می شود.

اسلاید 7: 7 فاکتورهای موثر بر تجزیه شکمبه ای پروتئین : تقابلات غذایی تجزیه پروتئین توسط آنزیم های پروتئولیتیک صورت می گیرد اما فعالیت آنزیم های دیگر؟؟؟ Assoumani و همکاران (1992) ثابت کردند نشاسته با تجزیه پروتئین تداخل دارد. در این تحقیقات افزودن آمیلاز تجزیه پروتئین را 6 تا 20 درصد افزایش داد. Debroas و Blanchart (1993) : پروتئولیز پروتئین باند با NDF بوسیله باکتری های پروتئولیتیک تنها بعد از دی پلیمرازسیون میکروبی سلولز شروع می شود. بنابراین، تجزیه پروتئین در شکمبه نیاز به چندین آنزیم پروتئولیتیک و غیر پروتئولیتیک و ترکیب چندین فعالیت میکروبی و آنزیمی برای حداکثر تجزیه پروتئین شکمبه ای نیاز است.

اسلاید 8: 8 گام های محدود کننده در تجزیه پروتئین در شکمبهCardozo et al. 2004

اسلاید 9: 9 تقسیم بندی باکتری های شکمبه بر اساس تفاوت منابع انرژی و ازته و کارایی رشدطبق مدل CNCPS استفاده کننده ها از کربوهیدرات ساختمانی (سلولایتیک ها) : تنها دیواره سلولی را تخمیر، استفاده از آمونیاک(NH3 ) بعنوان تنها منبع ازته، نیاز نگهداری پایین (0/05 گرم CHO به ازای هر گرم باکتری در حال ساخت) و رشد کند. آمیلولایتیک ها : تخمیر کننده کربوهیدرات های غیر ساختمانی (نشاسته، قند و پکتین)، استفاده از ازت آمونیاک، aa و پپتیدها بعنوان منابع ازته، نیاز نگهداری بالا (0/15) و رشد سریع (66 % از نیاز ازته از aa ها و پپتیدها). Butyrovibrio Fibrosolvent: هم تخمیر کننده سلولز و هم نشاسته، تولید کننده آمونیاک، سلولز را کندتر از دیگر سلولایتیک ها، در مدل CNCPSجز آمیلولایتک هاست.

اسلاید 10: 10 اهمیت آمونیاک در شکمبه تکامل همزیست بین میکروب های شکمبه و میزبان شان و همچنین همزیستی بین خود میکروب ها آمونیاک را ترکیب اصلی متابولیسم ازت در نشخوارکنندگان کرده است(Huntington et al. 1999). باکتری های سلولایتیک نیاز ازت شان را از آمونیاک تامین می کنند بنابراین لینکی بین منابع ازت و تخمیر فیبر وجود دارد. باکتری های شکمبه ای دارای افینیته بالا برای آمونیاک اند . تحقیقات Invitro برآورد کرده اند که نسبتی از پروتئین میکروبی که از آمونیاک حاصل می شود با منابع مختلف پروتئینی در رینج 40 تا 68 % بوده است (Brodrick and Hristove 1994).

اسلاید 11: 11 تقسیم بندی باکتری های شکمبه تولید کننده آمونیاک توسط Wallace (1996) تعداد بالا (>109*1) با فعالیت پایین (10 تا 20 mmol NH3/min/mg pr) B. Fibrosolvent ، M. Elsedeni ، P. Ruminocola ، S. Ruminantium و S. bovis تعداد پایین (107*1) و فعالیت بالا (300 mmol NH3/min/mg pr) Clostridium Aminophilium, C. Stricklandii , Peptostreptococous Anaerobiousکشف این سه گونه باکتریایی گرم مثبت توسط راسل و چن (1988 و 1989) انجام شد، پپتیدها و aaها تنها منبع انرژی شان است و رشد سریعی دارند.

اسلاید 12: 12 سه گونه باکتریایی که در سال 1989 کشف شدند : روی پپتیدها و اسیدآمینه ها رشد می کنند و NH3 را 20 با سریع تر از دیگر گونه ها تولید می کنند. نرخ سنتز پروتئین شان 10 تا 25 بار کمتر از نرخ تولید NH3 است و جمعیت شان در Invivo بالا نیست بنابراین این باکتری ها دارای اثر کوچکی بر روی تولید پروتئین میکروبی اند و در بیشتر موارد مضر اند. یونوفرها اثرشان بر روی متابولیسم ازت را از طریق همین مهار رشد این گونه ها می گذارند.

اسلاید 13: 13 گونه های باکتریایی درگیر در مسیر پروتئولیتیک شکمبه ای

اسلاید 14: 14 تفاوت ممانعت از فعالیت پروتئولیتیک در Continious Culture با Invivo Ferme و همکاران (2004) : ممانعت از فعالیت باکتری های اصلی تولید کننده آمونیاک منجر به کاهش غلظت ازت آمونیاکی در CC شد. Prevotella ruminantium و Prevotella bryantii در فرمنترهای CC شمار پروتوزوآها کمتر هستند اما در In vivo پروتوزوآها نقش مهمی در تجزیه پروتئین دارند.

اسلاید 15: 15 نقش پروتوزوآ در متابولیسم ازت شکمبه ایتوانایی بلع ملکول های بزرگ، pr، CHO و حتی باکتری های شکمبه ای (Vansoest 1992). اهمیت در ترن آور ازت در شکمبه و فراهم کننده پروتئین محلول برای رشد میکروبی پروتوزوآها حدود 40 % از بیومس میکروبی شکمبه را تشکیل می دهند (Russel و Rychilk 2001). به دلیل توانایی باقی ماندن انتخابی در شکمبه تنها 11 % از کل جریان CP به روده کوچک (طبق برآورد Ffoulkes و Leng (1989) بیشتر از 74% بیومس پروتوزوآیی هیچگاه شکمبه نگاری را ترک نمی کنند. توانایی استفاده از ازت آمونیاکی را ندارند برای همین بخشی از پروتئین نامحلول بلعیده شده به فرم محلول به شکمبه بر می گردانند (Oendera et al. 1997).

اسلاید 16: 16 نقش پروتوزوآ در متابولیسم ازت شکمبه ای پروتوزوآزدایی منجر به کاهش تجزیه پروتئین، غلظت پپتیدها و اسیدآمینه ها در شکمبه می شود. Demeyer و Fievez (2004)، غلظت پایین پپتیدها و اسیدآمینه ها می تواند رشد میکروبی را در جیره های غنی از نشاسته با ذرات نرم و کاهش PH شکمبه محدود کند. پروتوزوآزدایی کاهنده غلظت ازت آمونیاکی در شکمبه است (Eugene et al. 2004).

اسلاید 17: 17 جذب آمونیاک به دلیل پایین تر بودن PH فیزیولوژیک (2 واحد یا بیشتر) از Pka آمونیاک- آمونیوم، ضرورتا...جذب و انتشار آمونیاک در تمامی بخش های هضمی دستگاه گوارش نشخوارکنندگان صورت می گیرد. قبل از انتشار از اپیتلیوم دستگاه گوارش یون آمونیوم در دیواره دستگاه گوارش به آمونیاک تبدیل می گردد و به شکل آمونیاک به سلول های اپیتلیال انتشار می یابد و سپس دوباره به فرم آمونیوم پروتونه می شود. دیگر مکانیسم جذبی اش علاوه بر انتشار، انتقال با آنیون های بیکربنات و VFA است. مقدار ازت جذبی به فرم آمونیاک 16 تا 73 % از ازت مصرفی است که چندین برابر ازت جذبی به فرم aa هاست.

اسلاید 18: 18 ترکیب باکتریایی توسط فاکتورهای مختلفی همچون نرخ رشد، فاز رشد و محیط رشد تحت تاثیر قرار می گیرد. باکتری ها حاوی : 4/4 % Ash 12 % Fat21 % CHO 62/5 % CP فرضیات CNCPS : 50 تا 70 % از ازت میکروبی پروتئین در دسترس است. حدود 15 % از ازت میکروبی به فرم اسید نوکلئیک است. 25 % هم به دیواره سلولی باند است.

اسلاید 19: 19 ایراد وارده بر NRC 2001 در رابطه با ترکیب ازت باکتریایی فرض NRC این است که 80 درصد از ازت میکروبی به فرم اسیدآمینه هاست، آیا این فرضیه صحیح است؟؟؟ وضعیت فیزیولوژیک (اندازه و ترکیب ماکروملکولی) و رشد سلولی بیشتر تحت تاثیر نرخ فراهمی ملکول های غذایی هستند . ترکیبات سلولی همانند پروتئین، DNA و RNA پاسخ های نمایی به نرخ رشد می دهند. نرخ رشد بالاتر، تعداد بیشتری از سلول ها تقسیم می شوند در نتیجه دارای ترکیبات سلولی بیشتر و غشا و دیواره سلولی کمتری هستند. اثر فراهمی ازت و انرژی بر ترکیب میکروبی : در محدودیت CHO، باکتری ها ذخایر ناپایداری از ازت به شکل گلوتامین دارند. در محدودیت ازت در مقایسه با CHO باکتری ها تمایل به استفاده از CHO برای سنتز کپسول ها، پلیمرهای α دکستران-گلوکز داخل و خارج سلولی دارند.

اسلاید 20: 20 هضم فیبر و پاسخ سلولایتیک ها به افزودن aa ها و پپتیدها تحقیقات Atasoglu و همکاران (2001)رشد باکتریایی با افزودن aa ها یا پپتیدها به سلولایتیک ها و آمیلولایتیک ها افزایش یافته است.هضم فیبر با فراهمی aa ها و پپتیدها برای سلولایتیک ها در محیط کشت خالص افزایش یافت. تفسیر اثر : بدلیل بکارگیری مستقیم aa ها در پروتئین میکروبی افزایش فراهمی اسکلت کربنی که می تواند بعنوان منبع انرژی یا اسکلت کربنی برای aa جدید استفاده شود (Bryant et al. 1973). افزایش فراهمی اسیدهای چرب شاخه دار برای باکتری های سلولایتیک و برخی از اسیدآمینه های خاص بهرحال در غلظت تیپیک شکمبه ای پپتیدها و aa ها حدود 80 درصد از ازت سلولی از NH3 فراهم می شود. غلظت ابتیمم پپتیدها برای حداکثر سنتز پروتئین میکروبی ؟ 1.2گرم ازت پپتیدی به ازای هر kg از OM تخمیریBach et al. 2005

اسلاید 21: 21 تفاوت در قدرت سنتز اسیدآمینه ها توسط باکتری های شکمبه تحقیقات Atasoglu و همکاران (2004) : اعتقاد بر این که میکروب های شکمبه دارای نیاز مطلقی برای هر aa نیستند.کمبود برخی از اسیدآمینه ها (Lys)محدود کننده رشد باکتریایی هستند. باکتری های شکمبه دارای مشکل در سنتز Phe، Leu و Ile هستند. بنابراین اطمینان از فراهمی اسیدآمینه های خاصی ممکن است که رشد میکروبی بالاتری را در پی داشته باشد.

اسلاید 22: 22 مفید بودن اطلاعات MUN در رابطه با متابولیسم ازت در شکمبه رینج MUN شیر 10 تا 18 mg/dl است. MUN شاخصی از سطح آمونیاک در شکمبه است. MUN بالا می تواند نشان دهنده RDP بالا یا کربوهیدرات قابل تخمیر پایین باشد. در مدل Jonker و همکاران (1998)، از MUN برای پیش بینی دفع ازت ادراری و کارایی ازت در گاوهای شیری استفاده شده است. با داشتن اطلاعات پایه از سطح MUN یک گله طی چند سال متوالی قادر هستید هرتغییری در پروتئین جیره را در آن جستجو کنید (Robinson 2009).

اسلاید 23: 23 اهمیت پروتئین میکروبی پروتئین میکروبی، پروتئینی با کیفیت بسیار بالا برای دام که به مقدار بالایی در روده کوچک قابل هضم است. نرخ رشد میکروبی فراهمی اسیدآمینه ها برای نشخوار کننده را تحت تاثیر قرار می دهد بنابر این ماکزیمم کردن سنتز پروتئین میکروبی در شکمبه اهمیت دارد. حدود 50 تا 80 % از پروتئین فراهمی در روده کوچک منشا میکروبی دارد ( Storm and Orskov 1983).

اسلاید 24: 24 اهمیت پروتئین میکروبی برای نشخوارکنندگانسهم تئوریک محاسبه شده از کل نیاز پروتئینی گاوهای شیری با 3 کارآیی سنتز پرتئین میکروبیStern et al. 2006 اهمیت ابتیمم کردن سنتز پروتئین میکروبی در گاوهای شیری پر تولید وقتی تولید شیر افزایش می یابد مقادیر معنی داری از RUP ازمکمل های پروتئینی برای فراهم کردن نیازهای پروتئینی گاوهای شیری بایستی شکمبه را ترک کنند.

اسلاید 25: 25 اهمیت پروتئین میکروبی برای نشخوارکنندگانسهم تئوریک محاسبه شده از کل نیاز پروتئینی گاوهای پرواری با 3 کارآیی سنتز پرتئین میکروبی

اسلاید 26: 26 سهم تئوریک محاسبه شده برای گاوهای پرواری نشان دهنده : کارآیی های پایین تر برای MCP در رینج 20 تا 30 گرم ازت میکروبی به ازای هر کیلوگرم ماده آلی تخمیری در نظر گرفته می شود که احتمالا مرتبط با : جمعیت بالای باکتری های آمیلولایتیک سهم MCP به کل نیاز پروتئینی اختلاف چشمگیری در گاوهای پرواری در مقایسه با گاوهای شیری نشان می دهد (مرتبط با عدم افزایش DMI با افزایش ADG است). نتیجه گیری : در هر دو شرایط بایستی مقادیر قابل ملاحظه ای از مکمل های پروتئینی حاوی RUP بالا بایستی در جیره نشخوارکنندگان حضور داشته باشد.

اسلاید 27: 27 سنتز پروتئین میکروبی در شکمبه هدف نهایی از تغذیه مناسب شکمبه ای، ماکزیمم رشد میکروبی و مقدار RDP ای است که توسط سلول های میکروبی شکمبه استفاده می شود. ماکزیمم کردن برداشت ازت تجزیه پذیر شکمبه ای علاوه برفراهمی اسیدآمینه ها برای روده کوچک، دفع ازت را هم می کاهد. شکمبه محیطی بسیار پیچیده با گونه های میکروبی مختلف دارد که هر گونه ای نیازهای غذایی و متابولیسم متفاوتی دارد.

اسلاید 28: 28 دو دسته از عوامل که تبدیل ازت خوراکی به ازت میکروبی را تعیین می کنند : 1- چگونگی پروتئولیز در سطح خارجی(فراهمی ازت برای میکروارگانیسم ها) عوامل موثر بر ماندگاری پروتئین در شکمبه، حلالیت پروتئین، تشکیل کلونی روی ذرات پروتئینی، هدایت آنزیم های خارج سلولی روی ذره خوراک، استفاده از محصولات واسط یا نهایی حاصل از تجزیه پروتئین پروتئولیز با فراهم کردن نیتروژن آمونیاکی، اسیدآمینه ها، پپتیدها و اسیدهای چرب شاخه دار موثر بر نرخ رشد میکروبی پروتئولیز علاوه بر سنتز پروتئین میکروبی، مقدار و کیفیت RUP رسیده به دئودنوم را متاثر می کند.پروتئین میکروبی

اسلاید 29: 292- چگونگی تثبیت نیتروژن در پروتئین میکروبی مرتبط با عوامل داخلی همانند : نسبت باکتر های استفاده کننده از آمونیاک به نیتروژن آمونیاکی فراهمی ATP شرایط محیطی به لحاظ پتانسیل اکسیداسیون و احیا چگونگی دفع محصولات نهایی یا واسط حاصل از متابولیسم میکروبی اسمولاریته شکمبه دو دسته از عوامل که تبدیل ازت خوراکی به ازت میکروبی را تعیین می کنند : پروتئین میکروبی

اسلاید 30: 30 سرنوشت اسیدآمینه ها و پپتیدهای حاصل از فعالیت پروتئولیتیک خارج سلولی

اسلاید 31: 31 فاکتورهای موثر بر سنتز پروتئین میکروبی در شکمبه مقدار و نوع کربوهیدرات فراهمی همزمانی فراهمی ملکول های غذایی PH شکمبه نرخ رقت شکمبه ای فراهمی گوگرد

اسلاید 32: 32 فاکتورهای موثر بر سنتز پروتئین میکروبی در شکمبه مقدار و نوع کربوهیدرات فراهمی باکتری ها می توانند از CHO و Pr بعنوان منابع انرژی استفاده کنند. کربوهیدرات ها منبع انرژی برای سنتز باندهای پپتیدی را فراهم می کنند. CHO به آسانی قابل تخمیر (نشاسته و قندها) از دیگر منابع CHO (سلولز)در تحریک رشد میکروبی موثرترند (Stern and Hoover 1979). نتایج تحقیقات Invitro و Insitu تزریق مقادیر افزایشی از CHO به آسانی قابل تخمیر، غلظت ازت آمونیاکی را به دلیل بهبود جذب ازت توسط میکروب های شکمبه کاسته اند، اما نسبت مناسب NFC به ازت آمونیاکی؟ Stern and Hoover (1979) در PH کنترل شده در CC حداکثر رشد میکروبی را در نسبت 2 به 1 برای NFC به RDP گزارش کرد.

اسلاید 33: 33 فاکتورهای موثر بر سنتز پروتئین میکروبی در شکمبه همزمانی فراهمی ملکول های غذایی وقتی که سرعت تجزیه پروتئین از CHO بالاتر باشد مقادیر زیادی از N می تواند به فرم آمونیاک دفع گردد. نرخ تخمیر CHO بیش از تجزیه پروتئین باشد، سنتز پروتئین میکروبی کاهش می یابد(Nocek and Russell 1988).اگر هر دو منبع کند تجزیه شوند همزمان سازی انرژی و پروتئین اساس تئوریکی صحیحی دارد اما؟ DMI به دلیل پری شکمبه کاهش می یابد. برخی از خوراک ها هم ممکن است که از شکمبه گریخته و در بخش های پایین تر تجزیه شوند. Russell et al.1992 دلایل تاکید روی بحث همزمانی

اسلاید 34: 34 فاکتورهای موثر بر سنتز پروتئین میکروبی در شکمبه PH شکمبه ای در شرایط عملی کارایی سنتز پروتئین میکروبی در رینج وسیعی از PH نسبتا ثابت است. متا آنالایزیز انجام شده توسط St-Pierre et al. 2001 : رابطه ای بین pH با EMPS وجود ندارد.

اسلاید 35: 35 فاکتورهای موثر بر سنتز پروتئین میکروبی در شکمبه PH شکمبه ای رابطه معکوس بین ازت باکتریایی کل و PH شکمبه ؟؟؟ تفسیر : PHپایین شکمبه ای نتیجه تخمیر مقادیر زیاد OM بوده است، هنگامی که OM تخمیری کمیت اش افزایش یابد سنتز پروتئین میکروبی هم افزایش می یابد.

اسلاید 36: 36 فاکتورهای موثر بر سنتز پروتئین میکروبی در شکمبه نرخ رقت شکمبه ای در کل تغییرات نرخ رقت فازهای مایع و جامد شکمبه ای اثر مهمی روی تخمیر شکمبه ای و رشد میکروبی دارد. در کل تحقیقات Invitro نشان دهنده سنتز و EMPS بیشتر، با افزایش در نرخ رقت بخش مایع، جامد یا هر دو بوده اند. اگر نرخ رقت افزایش یابد، تجزیه شکمبه ای ماده آلی و فراهمی انرژی برای رشد میکروبی کاهش می یابد و جریان ازت باکتریایی مورد انتظار کاهش می یابد. تحقیقات Merg و همکاران (1999)، در Single CC، با افزایش نرخ رقت از .025 به 0.2 در ساعت، EMPS 2/2 برابر افزایش یافت اما جریان ازت میکروبی تنها 5/1برابر افزایش یافت. علت : کاهش ماده آلی هضم شده از 5/62 % به 44%

اسلاید 37: 37 فاکتورهای موثر بر سنتز پروتئین میکروبی در شکمبه نرخ رقت شکمبه ای مکانیسم های افزایش سنتز پروتئین میکروبی و EMPS با نرخ رقت بالاتر : انتخاب گونه های میکروبی با نرخ رشد بالاتر نسبت بالاتری از جمعیت میکروبی در فاز نمایی رشدبعلاوه نرخ رقت بالاتر زمان های ابقا پایین تری در شکمبه را در پی دارد که کاهنده لیز باکتریایی و شکار باکتری ها بوسیله پروتوزوآهاست (Stern and Hoover 1979 و Firkins et al. 1992).

اسلاید 38: 38روش های اندازه گیری سنتز پروتئین میکروبیروش های مستقیم بطور عمده از نشانگرها استفاده می شود: نشانگرهای خارجی : نیتروژن 15، گوگرد 33، فسفر 32 نشانگرهای داخلی : RNA، 2و 6 دی آمینو پملیک اسید (DAPA)، 2 آمینو اتیل فسفوئیک اسید (AEPA) و بازهای پورینی روش های غیر مستقیم استفاده از مشتقات بازها ی پورینی ادرار ترکیبات بنزنی موجود درادرار بعنون شاخص پروتئین میکروبی

اسلاید 39: 39روش های اندازه گیری سنتز پروتئین میکروبیروش های مستقیم بازهای پورینی متداولترین روش برای تخمین پروتئین میکروبی هستند. بیش از 5/98 % از پورین های خوراک در شکمبه تجزیه می شوند بنابراین بازهای پورینی رسیده به روده کوچک دارای منشا میکروبی هستند. = سهم نیتروژن میکروبی به کل نیتروژن ورودی به روده کوچکR1 = غلظت پورین در شیرابه روده باریک به نیتروژن R2 = غلظت پورین در باکتری های محتویات شکمبه به نیتروژن F = میزان جریان نیتروژن در ابتدای روده باریک

اسلاید 40: 40ایرادهای وارده بر تکنیک استفاده از مشتقات پورینی بطور مستقیم نیاز به دامی که در شکمبه دارای فیستولا و در روده باریک دارای کانولا باشد. نیاز به اندازه گیری نرخ جریان مواد مغذی که خطای تکنیکی این روش را می افزاید. در رسوب مرحله دوم هم باکتری و هم قارچ وجود دارد. اما نکته مهم در استفاده از این تکنیک امکان انجام این تکنیک در آزمایشگاه های تمام نقاط دنیا است. تکنیک N15 دقت بالاتری دارد اما برای اندازه گیری اش نیاز به سیستم های مدرن داریم.

اسلاید 41: 41روش های اندازه گیری سنتز پروتئین میکروبیروش غیر مستقیم روابط بین مشتقات پورینی اندازه گیری شده در ادرار با تولید پروتئین میکروبی رسیده به ابتدای روده باریک را تعیین کرده اند. مشتقات بازهای پورینی شامل آلانتوئین، اسید اوریک، گزانتین و هیپو گزانتین است. در بین مشتقات پورینی ادرار بیشترین غلظت مربوط به آلانتوئین است. این روش کم هزینه بوده و نیاز به دام فیستولادار و کانولا دار ندارد و نرخ جریان هم اندازه گیری نمی شود. این روش در ایران انجام شده است (به دلیل هزینه پایین)

اسلاید 42: 42 فرضیات NRC 2001 در برآورد سنتز پروتئین میکروبی TDN بعنوان شاخص غیر مستقیم برای سنتز پروتئین میکروبی NRC مقدار MCP برای هر kg از TDNمصرفی را 130 گرم فرض کرده است. همچنین RDP مورد نیاز را هم 18/1 برابر MCP برآورد کرده است. بنابر این دوحالت: RDP فراهم یا نه ؟؟؟

اسلاید 43: 43 ایرادهای وارده بر فرضیات NRC 2001 در برآورد سنتز پروتئین میکروبی رشد میکروبی در شکمبه بجای تخمین از روی کربوهیدرات قابل دسترس توسط TDN ثابت در نظر گرفتن بازده رشد میکروبی رابطه بین تولید میکروبی و انرژی مورد نیاز برای نگهداری میکروب بیان نشده است. عدم تقسیم بندی جمعیت میکروبی بر اساس نیاز ازته و انرژی و فعالیت متابولیکیعدم لحاظ همزمانی بین سرعت تخمیر کربوهیدراتها با تجزیه پروتئین تجزیه خوراک در شکمبه را ثابت در نظر گرفته بدون توجه به تغییر مصرف خوراک و عبور ایراد بر معادله رابطه TDN با سنتز پروتئین میکروبی (عرض از مبدا منفی)

اسلاید 44: 44 در تحقیقاتی که از مدل NRC 2001 برای برآورد سنتز پروتئین میکروبی استفاده کرده اند در مقایسه با تکنیک ازت نشان دار برآورد پایین تری کرده اند، چرا؟؟؟ (Brito et al. 2007) بازیافت پایین مشتقات پورینی ممکن است دلیل اصلی تخمین پایین سنتز پروتئین میکروبی به کمک NRC در تحقیقات باشد. بعلاوه بسیاری از فاکتورهایی که سنتز پروتئین میکروبی را متاثر می کنند همانند فرم فراهم ازت در شکمبه، منبع و مقدار CHO، مقدار و منبع چربی جیره، PH شکمبه ای و نرخ رقت را در نظر نگرفته است، که توجیه کننده تناقض بین برآوردها و مشاهدات Invivo را توجیه می کند. ایرادهای وارده بر فرضیات NRC 2001 در برآورد سنتز پروتئین میکروبی

اسلاید 45: 45 کارایی سنتز پروتئین میکروبی (EMPS) هدف نهایی از تغذیه مناسب شکمبه، ماکزیمم کردن رشد میکروبی و مقدار RDP که بوسیله سلول های میکروبی شکمبه استفاده می شود است. رایج ترین ارزیابی کارایی رشد میکروبی: برآورد گرم ازت میکروبی به ازای واحد انرژی فراهم شکمبه ای (کربوهیدرات قابل تخمیر) چرا انرژی؟؟؟ چون انرژی محدودکننده ترین فاکتور در رشد میکروبی است. هر چند که فاکتورهای مشابهی EMPS و سنتز کل پروتئین میکروبی را تحت تاثیر قرار میدهند اما این دو فاکتور همیشه جهت تغییرات مشابه هم ندارند؟؟

اسلاید 46: 46 کارایی سنتز پروتئین میکروبی (EMPS) EMPS نشانگر مفیدی از مقدار انرژی هدایت شده به سمت ابقا ازت در میکروب هاست. در پیش بینی ازت در دسترس استفاده شده توسط میکروب ها نا توان است. آنالیز رگرسیون توسط Bach et al. 2005 حساس نبودن EMPS به غلظت ازت آمونیاکی شکمبه را نشان می دهد.

اسلاید 47: 47روش محاسبه ENU توسط Griswold و همکاران (2003) ازتی است که پتانسیل استفاده بوسیله باکتری های شکمبه را دارد (RDP ، پروتئین آندوژنوس و ازت باز گردشی)کارایی استفاده از ازت (ENU)

اسلاید 48: 48کارایی استفاده از ازت (ENU)داده های حاصله از CC نشان دهنده افزایش ENU با کاهش تجمع ازت آمونیاکی در فرمنتر بوده اند. در تحقیق Griswold و همکاران (2003) مقدار ضریب تبیین، 78/0 بود که حمایت کننده از توانایی ENU در توصیف ازت برداشتی توسط میکروب های شکمبه است.

اسلاید 49: 49 رابطه کارایی سنتز پروتئین میکروبی با کارایی استفاده از ازت در یک نتیجه گیری کلی : EMPS شاخص قابل اعتمادی از استفاده از انرژی و ENU شاخص قابل اعتمادی از استفاده ازت در شکمبه است. تفسیر نمودار : اطمینان از فراهمی 42 گرم ازت به ازای kg ماده آلی تخمیری در شکمبه بایستی فراهم باشد. 42؟؟؟

اسلاید 50: 50 روش های تغییر همزمانی جیره ها تغییر اجزا جیره همزمان کردن منابع انرژی و ازت (Ana Rita et. al 2006) در برخی از تحقیقات میانگین PH تحت تاثیر قرار نگرفته در حالیکه غلظت VFA افزایش یافته است (استفاده بیشتر از ازت تجزیه پذیر را نشان می دهد). مورد انتظار : غلظت پایین تر آمونیاک شکمبه ای، تناقض در نتایج تحقیقات؟؟؟ به دلیل : اختلاف در سطح RDP فراهمی اختلاف در الگوی نمونه گیری از شکمبه تغییرات غلظت آمونیاک شکمبه ای علاوه بر تولید آمونیاک مرتبط با تغییرات حجمی شکمبه، نرخ جذب از طریق دیواره است.

اسلاید 51: 51 روش های تغییر همزمانی جیره ها تغییر اجزا جیره همزمان کردن منابع انرژی و ازت تحقیقات 1990 Herrera-Saldana et al. : تجزیه پذیری نشاسته در شکمبه بیشتر از تجزیه پذیری پروتئین استفاده از ملکول های غذایی را در شکمبه متاثر می کند. جیره های همزمان شده برای رهایی سریع انرژی و ازت کارایی بیشتر سنتز MCP نسبت به جیره های همزمان شده برای رهایی کند انرژی و ازت (ذرت و غلات عصاره گیری شده) و جیره های غیر همزمان (جو و غلات خشک عصاره گیری شده یا ذرت و کنجاله پنبه دانه) را در پی داشت. همچنین روی عملکرد هم پاسخ مثبت در این آزمایش مشاهده کردند.

اسلاید 52: 52 روش های تغییر همزمانی جیره ها تغییر اجزا جیره همزمان کردن منابع انرژی و ازت در بسیاری از تحقیقات عملکرد دام پاسخی به همزمانی جیره ها نداده است، دلایل : این عدم پاسخ تماما توسط اثر روی تخمیر شکمبه ای تفسیر نمی شود. تفسیر Casper و همکاران (1999) برای عدم پاسخ : اکثر تحقیقات روی دام های اواسط شیردهی انجام شده اند که دارای نیاز پروتئینی پایین تری بوده اند. مشکل در ارتباط با تغییر اجزا جیره : تشخیص این که افزایش سنتز MCP از طریق تغییر اجزا خوراک مرتبط با بهبود همزمانی یا مرتبط با دستکاری اجزا جیره مثل (سطح و نوع شان) بوده است.

اسلاید 53: 53 شاخص همزمانی چیست ؟؟؟ در بسیاری از تحقیقات انجام شده همزمانی دارای اثر متفاوتی بر روی تولید میکروبی و کارایی میکروبی بوده است زیرا همزمان سازی در یک رینج زمانی بسیار وسیع (روز) مورد بررسی قرار می گرفت و نه ساعت. اما Sinclair و همکاران (1995) : شاخص = 1 ، نشان دهنده همزمانی مناسب بین فراهمی ازت و انرژی در طول روز است. شاخص کوچکتر از 1، نشان دهنده عدم همزمانی است.

اسلاید 54: 54 تحقیقات Invitro در رابطه با بحث همزمانی در کل تحقیقات Invitro به عدم اهمیت همزمانی و مهم تر بودن انرژی از ازت اشاره کرده اند، چرا؟؟؟ (Ana Rita et. al 2006) تغییرات در نرخ تجزیه پذیری ازت بدلیل تغییر در منابع ازت می تواند تغییر در فراهمی aa ها را هم در پی داشته باشد. اگر انرژی و ازت همزمان نباشند هر گونه تغییری در نرخ عبور شکمبه ای کاهنده کارایی ازت و CHO است. در محیط های کشت ساده اثر فراوانی کوتاه مدت ازت براحتی قابل بررسی نیست چون شبیه سازی دفع ازت با جذب از دیواره شکمبه ممکن نیست. گاهی هم تجمع محصولات نهایی تخمیر، رشد باکتریایی را متاثر می کند.

اسلاید 55: 55 روش های تغییر همزمانی جیره ها تغییر در دفعات تغذیه جیره افزایش دفعات تغذیه بعنوان راهکاری برای غلبه بر مشکلات غیر همزمانی فراهمی ملکول های غذایی در شکمبه است. افزایش دفعات تغذیه از طریق کاهش نوسانات متابولیت ها شکمبه ای (NH3، VFA و LA) بطور تئوریک افزاینده کارایی استفاده از ملکول های غذایی در شکمبه است. اثرات دفعات تغذیه بر روی میانگین PH و نوسانات PH ! کاهش در نوسانات غلظت ازت آمونیاکی در جیره با دفعات بالای تغذیه مرتبط با افزایش استفاده از آمونیاک و کاهش مقدار آمونیاکی است که از دیوار شکمبه جذب می گردد که در دفع پایین ازت انعکاس می یابد.

اسلاید 56: 56کلام آخرتحقیقات بسیاری برای تغییر متابولیسم ازت در نشخوارکنندگان به جهت نگرانی از آلودگی های محیطی در آینده در دنیا صورت خواهد گرفت. از سویی تکنولوژی های ملکولی هم اکنون امکان بررسی دقیق پاسخ های میکروبی به محیط رشدشان را فراهم کرده اند که مطمئنا در آینده به هدف ابتیمم کردن تولید پروتئین میکروبی در نشخوار کنندگان کمک می کنند.

اسلاید 57: 57 فاکتورهای موثر بر انتخاب مکمل پروتئینی حین فرموله کردن جیره ها خوش خوراکی تجزیه پذیری شکمبه ای پروتئین کیفیت پروتئین جذب روده ای اسید آمینه هاهزینه هر واحد پروتئینی فراهمی و پایداری محصول اثرش روی عملکرد دام