نقش تغذیه درموجودات زنده برهیچ کس پوشیده نیست.هرموجود جانداردارای ویژگی دریافت انرژی ازمحیط اطراف خود وتغییروتبدیل ومصرف انرژی می باشد. چگونگی دریافت انرژی ومواد مغذی مورد نیازجهت مصرف انرژی وادامه حیات موضوع علم تغذیه می باشد،علم تغذیه ترکیبی ازدانش بیوشیمی و فیزیولوژی درجهت بررسی ویژگیهای مواد خوراکی و چگونگی استفاده ازآنها توسط دستگاه گوارش موجود زنده می باشد.
تغذیه فرآیندی است که درطی آن سلولهای بدن حیوان قابلیت استفاده ازمواد شیمیایی مورد نیاز خود را جهت انجام مطلوب واکنشهای متابولیکی و شیمیایی برای رشد، نگهداری (Maintenance)،کاروتولید دریافت می نماید. شناخت روابط بین مواد موجود در خوراک ها و نیاز سلولهای موجود زنده قبل از استفاده عملی و خوراک دادن، ضروری می باشد. در آغاز بررسی علم تغذیه نیاز به شناخت کلیه این روابط از نظر بیوشیمی و فیزیولوژی داریم.
بطور کلی مواد خوراکی، تشکیل دهنده غذا هستند و غذا ماده ای است که موجود زنده قادر به خوردن آن و سپس انجام مراحل هضم و جذب بر روی آن باشد. در اغلب غذاها، کلیه مواد شیمیایی موجود در غذا جهت موجود زنده قابل استفاده نیستند و مقداری از آن از طریق دستگاه گوارش دفع می گردد.در علوم دامی با توجه به هدف ما از پرورش دامها که ایجاد منابع غذایی با کیفیت جهت انسان میباشد و دیدگاه های اقتصادی نیز در آن حائز اهمیت میباشند. ضرورت شناخت فرآیندهای غذایی آشکار می باشد.در پرورش حیوانات اهلی قسمت اعظم هزینه تولید مربوط به هزینه تغذیه میباشد که در برخی از شاخه های دامپروری تا 80% از کل هزینه پرورش دام را هزینه تغذیه شامل میشود. بنابراین در شرایط متعارف مدیریت تغذیه بالاترین اهمیت اقتصادی را در پرورش دام به خود اختصاص می دهد.
هدف ما در بخش دامپروری تکمیل مواد موجود در خوراک جهت پاسخگویی دقیق به مجموع احتیاجات غذایی بدن دام می باشد. امروزه علاوه بر خوراکهای طبیعی جهت تکمیل جیره های غذایی به آنها مواد مصنوعی افزودنی مانند ویتامینها، نمک و اسیدهای آمینه مصنوعی نیز اضافه میکنیم اما هیچکس نمیتواند اطمینان داشته باشد که غذایی کاملاً مطابق با نیاز حیوان تهیه نموده است بلکه تلاش ما در جهت نزدیک کردن هرچه بیشتر ترکیب خوراک به نیاز دام میباشد.
ویژگی یک متخصص تغذیه موفق، شناخت دقیق مواد خوراکی و اثرات متقابل بین مواد خوراکی و نیز شناخت دقیق ساختار فیزیولوژیک و آناتومیک دستگاه گوارش دام میباشد. پس از شناخت مواد خوراکی و نحوه پاسخ دام به ماده خوراکی، متخصص تغذیه باید قادر باشد غذایی با کاملترین ترکیب و با حداقل هزینه جهت تولید باکیفیت و اقتصادی، تهیه نماید. روشهای تهیه خوراک و تنظیم جیره غذایی در ادامه دروس تغذیه مورد بررسی قرار خواهند گرفت.مواد مغذی(Nutrients) ترکیبات شیمیایی آلی و معدنی هستند که حاصل از فعالیتهای کاتابولیسم و آنابولیسم در موجودات زنده هستند و درصورتی که موجودی قادر به ساخت آن در بدن خود نباشد، جهت ادامه حیات نیاز به دریافت آن ماده مغذی از طریق خوراک دارد. از جمله مواد مغذی میتوان از آب، کربوهیدراتها، چربی ها، پروتئینها، املاح معدنی و ویتامینها را نام برد.دردرس اصول تغذیه دام به بررسی كليه این مواد مغذی خواهیم پرداخت.
بطورکلی بخش زراعت با هدف تولید مواد خوراکی جهت مصرف مستقیم توسط انسان و مصرف توسط بخش دامپروری به فعالیت تولید کشاورزی میپردازد. بخش عمده خوراکهای مورد استفاده در پرورش دام با منشاء گیاهی میباشند. گیاهان با استفاده از انرژی خورشید و فتوسنتز قادر به ساختن مواد مغذی مورد نیاز خود هستند و مواد مغذی تولید شده را در جهت ایجاد اندامهای گیاهی و به منظور تولیدمثل جهت تولید دانه ها استفاده مینمایند. این مواد مغذی ذخیره شده دربافتهای گیاهی، مورد استفاده دام قرارمی گیرد. معمولاً تراکم مواد مغذی موجود در دانه بیش از مواد مغذی ذخیره شده در سایر اندامهای گیاهی میباشد و دانه ها ارزش بیشتری در تغذیه دام دارند.مواد مغذی دریافتی توسط دامها جهت رفع نیازهای رشد، نگهداری و تولید مورد استفاده قرار می گیرد.
پروتئین ها نقش ساختمانی و نقش تنظیمی و نقش کاتالیتيک را در بدن برعهده دارند و از اسیدهای آمینه تشکیل شده اند که برخی از اسیدهای آمینه توسط بدن دامها قابل سنتز نیستند و باید از طریق خوراک وارد بدن شوند(اسیدهای آمینه ضروری).
کربوهیدراتها در بدن نقش ذخیره انرژی شیمیایی(گلیکوژن) و نیز انتقال انرژی شیمیایی در درون بدن را برعهده دارند.لیپیدها وظیفه ذخیره انرژی شیمیایی جهت بدن و نقش تنظیمی و نیز نقش در فراهم نمودن ویتامینهای محلول در چربی دارند.معمولاً عمده مواد خوراکی مورد مصرف در دامپروری دارای منشاء گیاهی هستند و بخش اندکی از منابع خوراکی از بقایای جانوران و محصولات فرعی تغذیه انسان فراهم میگردند. اما در هر دو بخش ترکیب مواد تشکیل دهنده خوراکها یکسان میباشد و به شکل زیر قابل طبقه بندی هستند. این نوع طبقه بندی در شناخت دقیق انواع مواد شیمیایی موجود درخوراکها حائزاهمیت است.
– مراحل جذب مواد مغذی: (Nutrient absorption)
جذب مواد مغذی شامل انتقال فرآورده های نهایی هضم از محوطه دستگاه گوارش به داخل خون یا لنف می شود. در تک معده ای ها محل اصلی جذب روده باریک می باشد. سطح روده باریک دارای چین خوردگیها و پرزهای فراوانی می باشد که به شکل زاویه انگشت مانند (Villi) در سطح روده قرار دارند و موجب افزایش سطح تماس مواد خوراکی هضم شده با روده می گردند.
جذب مواد مغذی به شیوه های مختلفی در روده انجام میشود:
الف) جذب بصورت غیرفعال (انتشار) (Passive transport) (Diffusion)
که نفوذ ملکولها از ناحیه با غلظت بالا به ناحیه با غلظت پایین می باشد و سرعت نسبتاً کمی دارد.
ب) جذب بصورت انتقال فعال (Active transport)
در این روش مواد مغذی با صرف انرژی از محوطه دستگاه گوارش به داخل سلولهای مخاطی روده وارد می شوند. عموم قندها و اسیدهای آمینه بصورت فعال جذب می گردند.
ج) در نوزادان تازه متولد شده عمل جذب مولکولهای اينيوگلوبرسين موجود در آغوز (کلستروم) بصورت بلعیده شدن دست نخورده (Pinocytosis) می باشد.
– جذب انواع بیومولکولها:
الف) کربوهیدرات ها:
همانگونه که اشاره گردید α–آمیلاز موجود در بزاق و لوزالمعده موجب شکسته شدن مولکولهای نشاسته و گلیکوژن و آزادسازی گلوکز می گردد. دی ساکاریدها نیز توسط آنزیمهای هیدرولیز کننده خود که از روده ترشح می شوند به مونومرهای تشکیل دهنده خود تبدیل شده و به شکل فعال و با صرف انرژی به درون سلولهای بافت مخاطی روده منتقل گردیده و سپس از طریق سیاهرگ کبدی (Portal vein) به کبد وارد می شود.
ب) چربی ها:
پس از جذب غیرفعال اسیدهای چرب و مونوگلیسیریدها به درون سلولهای اپيتليال (مخاطی) روده، در این سلولها مجدداً سنتز تری گلیسیرید صورت می گیرد و تری گلیسیریدهای تولید شده در سلولهای مخاطی معده به شکل ذرات کوچک کروی بنام کیلومیکرون به درون رگهای لنفی موجود در پرزهای روده وارد میشوند. چربیهایی که دارای اسیدهای چرب کوتاه زنجیر می باشند، میتوانند بدون تشکیل کیلومیکرون به سیاهرگ و جریان خونی منتقل شوند. درطیورعمده تری گلیسیرید به جریان خون سیاهرگی وارد می شود. به این نوع چربیها که به داخل سیاهرگ وارد میشوند پورتومیکرون (Portomicrons) می گوئیم.
ج) پروتئین ها:
پروتئینهای موجود درخوراک توسط فعالیت انواع آنزیمهای پپتیداز به اسیدهای آمینه و الیگوپپتیدهای کوچک تبدیل می شوند. الیگوپپتیدها به شکل فعال به سلولهای مخاطی روده وارد می شوند و توسط آنزیمهای دی پپتیداز و تری پپتیداز، هیدرولیز میشود و به اسیدهای آمینه تشکیل دهنده خود تجزیه می شوند.
اسیدهای آمینه به طریق فعال به سلولهای مخاطی روده جذب می گردند. جهت جذب اسیدهای آمینه خنثی، اسیدی یا بازی مکانیسمهای ویژه ای وجود دارد و اسیدهای آمینه هر گروه، در سرعت جذب با یکدیگر رقابت دارند.
باید توجه داشت که کل اسیدهای آمینه موجود در محوطه روده مربوط به پروتئینهای خوراک نیستند بلکه تعدادی از اسیدهای آمینه مربوط به آنزیمهای پروتئینی ترشح شده از دستگاه گوارش و دارای منشاء داخلی هستند اما این اسیدهای آمینه نیز همراه با اسیدهای آمینه خوراک جذب می گردند و به سیاهرگ کبدی منتقل می گردند.
د) مواد معدنی:
جذب مواد معدنی در روده به دو روش الف) انتشار و ب) جذب توسط مولکولهای حامل انجام می پذیرد.
کلسیم: حضور پروتئین ویژه ای بنام (Calcium binding protein) (CaBP) و با کمک ویتامین D3 (کوله کلسیفرول) در روده جذب می گردد. شرایط فیزیولوژیک دام، حضورسایرعوامل شیمیایی وعناصر معدنی از جمله فسفربرروی جذب کلسیم موثرمی باشد. مرغان تخمگذاردرحال تولید تخم مرغ جذب کلسیم بهتری نسبت به مرغان تخمگذارفاقد تولید تخم مرغ دارند. افزایش غلظت فسفر موجب کاهش جذب کلسیم و برعکس می گردد.
حضور ترکیبات شیمیایی مانند اسید فایتیک (Phitic acid) موجب به دام انداختن عناصر معدنی و عدم جذب این عناصر می گردد.
ﻫ) ویتامین ها:
ویتامینهای محلول در آب به دو شکل انتشار ساده و جذب توسط مولکولهای حامل در روده جذب می گردند. ویتامین B12 جهت جذب، نیاز به یک مولکول گلایکوپروتئین حامل دارد درمقابل اسید فولیک به راحتی به درون سلولهای مخاطی روده انتشار می یابد. ویتامینهای محلول در چربی همانند مولکولهای چربی به شکل انتشار به داخل سلولهای مخاطی روده وارد می شوند و سپس در داخل این سلولها با مولکولهای پروتئین ترکیب می شوند و به شکل مولکولهای لیپوپروتئین به جریان خون وارد می شوند.
هضم در نشخوارکنندگان (Digestion in Ruminants)
دام هایی مانند گاو و گوسفند دارای معده ای چهارقسمتی می باشند. این معده پیچیده موجب انجام تخمیرهایی میکروبی درشکمبه و نگاری می گردد و موجب هضم بخش قابل توجهی از مواد سلولزی موجود در خوراک می شود. به این ترتیب دامهای دارای معده چهارقسمتی قادرند که غذاهای شامل علوفه و موادخشبی با فیبر بالا که عمدتاً از پلی ساکاریدهای دارای پیوند β می باشند، تغذیه نمایند. این حیوانات همچنین قادر هستند خوراکهایی را که برای بار اول بلعیده می شوند را بالا آورده و پس از آغشته نمودن مجدد به بزاق و جویدن مجدد، دوباره بلع کنند. این عمل نشخوار(Rumination) نامیده می شود.