التمثيل الغذائي للمواد الحاملة للطاقة

التمثيل الغذائي للمواد الحاملة للطاقة

غالبا حيث تمثل

بالنسبة للطيور يستخدم عامل التصحيح ٠.٨٢٢كيلو كالورى الطاقة المكافئة لحمض اليوريك لكل جرام نيتروجين ،وقد يستخدم عامل ٠.٨٧كيلو كالورى لأنه يعطي متوسط محتوى الطاقة في البول تقر يبا لكل وحدة نيتروجين، نسبيا بين هذه العوامل للتصحيح بين الأنواع المختلفة لا بد من

وهناك فرق بسيط

أخذه في الاعتبار ،ولا بد من فحص هذه العوامل لتقيم صحتها.

الفاقد في الحرارة الفسيولوجية النافعة أو الفاقد في الطاقة القابلة للتمثيل

Heat increment (HI):

عبارة عن الزيادة في طاقة الإنتاج التالية لاستهلاك الغذاء عندما يكون الحيوان في ظروف وحالة المدى الحراري المحايد )أو الاتزان الحراري( Thermo neutral

أيضا ميتابوليزم العناصر

Environmentوتشمل زيادة ح اررة أو طاقة التخمر و الغذائية ،وهناك استهلاك قليل للطاقة في عمليات المضغ Mastiatingوهضم الغذاء .وهذه الطاقة مفقودة باستثناء إذا كانت ح اررة الظروف المحيطة أقل من الح اررة الحرجة ،وهذه الطاقة قد تستعمل لحفظ الجسم دافئ ،وبهذه الطريقة تصبح هذه الطاقة جزء من احتياجات الح اررة الصافية لحفظ الحياه )شكل رقم (٤٨

والمعادلة التالية لحساب :HI

HIللغذاء المأكول = الطاقة الناتجة عند تغذية الحيوان – الطاقة الناتجة من

الحيوان عند الصيام

في حالة عدم امكانية صيام الحيوان يمكن حساب طاقة الانتاج بالتغذية على مستوين أو اكثر من العنصر الغذائي المأكول وحساب الفرق في طاقة الانتاج ،وهذه المستويات المأكولة يجب أن تكون قريبة بعض الشئ من الاحتياجات الفعلية

للعمليات الفسيولوجية.

وبذلك يمكن تقدير أو حساب Heat incrementلعنصر ما وهذه تشير بالخطأ إلى ما يسمى Specific dynamic effectوهناك اصطلاح مرادف HI

-٧١٦-

المواد الحاملة للطاقة "-التمثيل الغذائي للطاقة" -تمثيل الطاقة وعلاقته بالتغذية هو Thermogenic action, Calorigenic effectواحيانا Specific dynamic effect

طاقة التخمر ):Heat of fermentation (HF

عبارة عن الطاقة الناتجة في القناة الهضمية نتيجة الفعل الميكروبى.

طاقة تمثيل العنصر الغذائي ):Heat of Nutrient Metabolism (HNM عبارة عن الطاقة الناتجة من استخدام العناصر الغذائية الممتصة.

الطاقة الصافية ):Net energy (NE

هي الفرق بين الطاقة القابلة للتمثيل )Heat increment (HI), (ME وتشمل كمية الطاقة المستخدمة سواء في حفظ الحياه فقط أو في حفظ الحياة والانتاج .ومن الممكن التعبير عن الطاقة الصافية بانها الطاقة الكلية المحتجزة في الانسجة أو في النواتج المتكونة علاوة على طاقة احتياجات حفظ الحياه ،وتحت الح اررة الحرجة فإن HIتعتبر جزء من الطاقة الصافية )شكل (٤٩ولذا فانه من الضرورى عند ذكر أو كتابة الطاقة الصافية ذكر العوامل المؤثرة عليها في حساباتها

أيضا

Functionsمثال ذلك الطاقة الصافية لحفظ الحياة والانتاج ) (NEm + Pو الطاقة الصافية لحفظ الحياه فقط ) ،(NEmالطاقة الصافية للإنتاج فقط )(NEp وهذه الرموز السفلية اسفل الحروف أو الأدلة تحت الحروف ضرورية لحساب الطاقة

الصافية المطلوبة دون ارباك.

الطاقة الصافية لحفظ الحياه ): Net energy for maintenance (NEm هي جزء من الطاقة الصافية تستهلك لحفظ الحيوان في اتزان حرارى ،وفي ذلك لا زيادة أو نقص في الطاقة في انسجة الجسم ،والطاقة الصافية لحفظ الحياه في حالة الحيوان المنتج قد تختلف عنها في حالة الحيوان غير المنتج وبنفس الوزن

أيضا إلى الاختلافات

الحي ،وذلك راجع إلى تغيرات في كميات الهرمونات الناتجة و في الأنشطة الاختيارية Voluntary activityوهذه الاختلافات قد توجه إلى حفظ

-٧١٧-

التمثيل الغذائي للمواد الحاملة للطاقة

الحياه وعمليات توجه عادة إلى احتياجات الانتاج.

الطاقة الصافية للإنتاج ):Net energy for production (NEp هي جزء من الطاقة الصافية ضرورية بالاضافة إلى احتياجات حفظ حياة الجسم المستخدم في العمل أو زيادة الانسجة )النمو أو انتاج الدهن( ،أو تكوين الجنين واللبن والبيض والصوف والشعر والفرو والريش ولابد من ذكر نوعيه المنتج

عند التقدير والحساب.

التمثيل القاعدي ):Basal metabolism (BM

هو التغير الكيماوي الحادث في خلايا جسم الحيوان في حالة الصيام وفي حالة الراحة عند استخدامه طاقة كافية للحفاظ على حيوية الانشطة الخلوية وعمليات التنفس والدورة الدموية والذى يتم قياسة بمعدل التمثيل القاعدى.

عند قياس التمثيل القاعدي لا بد أن يكون الحيوان تحت ظروف أساسية تعرف بانها تشمل حالة اتزان حرارى )تحت ظروف مدى حرارى محايد( وراحة وحالة Postabsorptive stateوفي حالة وعي Consciousnessوهدوء quiescence واسترخاء جنسى Sexual reposeوفي حالة المجترات قد يكون هناك صعوبة في التقدير خاصة عند الوصول لحالة Postabsrptive stateيفضل المصطلحات التالية )مع الاخذ في الاعتبار طول فترة الصيام(:

ح اررة الانتاج في حالة الصيام* fasting heat production :

* fasting heat Catabolism= FHP + urinary energy lost during fast طاقة أو ح اررة الهدم في حالة الصيام )ح اررة الانتاج في حالة الصيام +طاقة

البول المفقودة في حالة الصيام(.

يبيا ممكن اعتبارها من ٤٨

ملحوظة :يوخذ في الاعتبار طول فترة الصيام وتجر إلى ١٤٤ساعة بعد الاكل للوصول إلى نسبة تنفسية لغير البروتين المكافئة للنسبة وعمليا تكون فترة الصيام ٤٨إلى ٧٢ساعة بعد الأكل

التنفسية لهدم الدهن،

للحصول على قيم تمثيل الصيام.

-٧١٨-

المواد الحاملة للطاقة "-التمثيل الغذائي للطاقة" -تمثيل الطاقة وعلاقته بالتغذية طاقة النشاط الاختيارى ):Energy of voluntary activity (VA عبارة عن كمية الطاقة اللازمة للحيوان لامداده بالطاقة المحتاج اليها مثال ذلك الاستيقاظ والوقوف والحركة للحصول على الغذاء ،الرعى ،شرب المياه والاسترخاء.

)تراجع الطاقة الصافية لحفظ الحياه والفرق بين الحيوانات المنتجة وغير المنتجة(.

الطاقة اللازمة لحفظ الجسم دافي ):Heat to keep body warm (HBW هي الطاقة الاضافية اللازمة لحفظ جسم الحيوان دافئ عندما تكون ح اررة البيئة الحررة الحرجة ،ومن الممكن استخدام Heat increment

ا

المحيطة أقل من درجة

لهذا الغرض )شكل .(٤٨

تعرف درجة الح اررة الحرجة لحيوان يتغذى على عليقة معينة بانها درجة ح اررة الهواء المحيط اقل من طاقته الانتاجية تزيد اذا اصبحت البيئة المحيطة باردة.

شكل رقم ) (٤٨الطاقة اللازمة لحفظ الجسم دافئ

الطاقة اللازمة لحفظ الجسم بارد :Heat to keep body cool هي طاقة الزرق التي يستهلكها الحيوان عندما تكون درجة ح اررة الظروف المحيطة أعلى من المدى الحراري المحايد للحيوان ،وفرق درجة ح اررة الهواء الحرجة للحيوان فان معدل التمثيل يبقى ثابت مع ارتفاع درجة حرارة الهواء حتى يصبح الهواء ساخن ليزيد درجة ح اررة الجسم ،وهذا يسبب طاقة انتاجية عالية خلال سرعة عمليات الجسم الحيوية والتى تتضمن اللهث ،Pantingمعدل التنفس ،معدل نبض

جدا .اذا عانى الحيوان من

وضربات القلب بالرغم من أن الحيوان يكون ساخن

الح اررة لدرجة فقد الشهية فانه قد ينتج ح اررة كلية قليلة بسبب انخفاض .Heat increment

-٧١٩-

التمثيل الغذائي للمواد الحاملة للطاقة

طاقة الانتاج الكلية ):Total heat production (HP طاقة الانتاج الكلية لحيوان يستهلك غذاء في حالة ظروف محيطة ح اررية محايدة تجمع ) Heat incrementح اررة التخمر +ح اررة تمثيل العنصر الغذائي( + طاقة حفظ الحياه )التمثيل القاعدي +طاقة النشاط الاختياري(

HP = HI + BM + VA.

BMفي حالة الحيوانات المجترة قد يكون ح اررة الانتاج في حالة الصيام.

وتقاس الطاقة الانتاجية HPمباشرة أو غير مباشرة كلاريمتريا ،في حالة القياس بطريقة مباشرة تقاس HPباستخدام Animal calorimeterمسعر التنفس .أو المسعر الحراري والقياس بطريقة غير مباشرة يتم الحساب بالمعادلة التالية:

) HPكالورى( = O2) ٣,٨٦٦لتر( CO2)١,٢ +لتر( –) ٠,٢٢٩نتروجين

البول جم × ) ٠,٥١٨ – (٦,٢٥ميثان لتر(

هذه المعادلة ممكن استخدامها في حالة المجترات والحيوانات وحيدة المعدة والطيور مع حذف جزئية الميثان لقلته في حالة وحيدة المعدة والطيور.

وممن الممكن قياس HPباستخدام Comparative slaughter technique

والمعادلة التاليةHP = ME – NEp:

وباستخدام طريقة الذبح المقارن The comparative slaughterممكن قياس الطاقة الصافية للانتاج ) (NEpوتجارب التمثيل والهضم لتقدير الطاقة القابلة أيضا الطاقة الانتاجية ،ومن الممكن تقدير وحساب جزء الطاقة

للتمثيل MEو

الانتاجية الكلية المستخدم في حفظ الحياه ) (NEmبالتغذية على مستويين اواكثر مع

أيضا يمكن تقدير الطاقة الانتاجية من

عمل امتداد للنتائج إلى صفر طاقة مأكولة .و

ميزان الكربون والنتروجين بنفس الاسلوب.

-٧٢٠-

المواد الحاملة للطاقة "-التمثيل الغذائي للطاقة" -تمثيل الطاقة وعلاقته بالتغذية العلاقة بين درجة حرارة الظروف البيئية المحيطة والطاقة الانتاجية :Relation of environmental temperature to heat production يوضح شكل ) (٤٩توضيح مبسط للعلاقة الافتراضية بين درجة ح اررة الظروف المحيطة ومعدلات الطاقة الانتاجية للحيوانات ،وتختلف القيم الحقيقية مع نوعية

الحيوان ونوع العليقة المأكولة.

ومنطقة أو المدى الحراري المحايد The zone of thermal neutralityهي منطقة بين درجة الح اررة الحرجة ونقطة الارتفاع الحراري المفرط Hyper تبعا لكمية واتزان الغذاء المأكول والتى تعكس كمية Heat

،thermal riseوتختلف

incrementوتمثل درجة ح اررة الظروف المحيطة عندما لا يستخدم الحيوان الطاقة

ليحفظ جسمه دافئ ) (HBW = Oأو بارد ).(HBC = O

عندما تكون درجة ح اررة الظروف المحيطة أقل من درجة الح اررة الحرجة فيحالة الحيوان الصائم فان HIللغذاء تقل بالتناسب مع انخفاض الح اررة لأن جزء من هذه الح اررة تستخدم كجزء من الطاقة الصافية للحيوان .ويستخدم HIكاملة عندما تكون اقل ح اررة للحيوان الذى تم تغذيته ) (HI + AV + BMتقابل الاحتياجات الح اررية المنتظمة )شكل ) (٤٩لا يوضح (Aوهذه تحدث عند درجة الح اررة الحرجة في الحيوان الذى تم تغذيته ،واقل من درجة الح اررة الحرجة يزيد معدل الطاقة الانتاجية بالتناسب مع انخفاض درجة ح اررة الظروف المحيطة ويتبعها الاحتياجات

الح اررية المنتظمة.

أيضا مساحة توضح الطاقة الصافية للانتاج والتى تعتبر

يتضمن شكل ) (٤٩

جزء من الطاقة الكلية المأكولة المستخدمة في النمو وانتاج اللبن والبيض ،وخلال منطقة المدى الحراري المحايد فإن معدل الإنتاج )طاقة( يكون مستقل عن التغيرات

في درجة ح اررة البيئة المحيطة.

عند انخفاض درجة ح اررة البيئة المحيطة بالحيوان الذى تغذى ينخفض معدل الإنتاج )مع ثبات كمية الغذاء المستهلك( ،وعند استمرار انخفاض درجة الح اررة إلى ثلث درجة الح اررة الحرجة )اقل ح اررة للإنتاج( يقل الإنتاج إلى الصفر.

-٧٢١-

التمثيل الغذائي للمواد الحاملة للطاقة

شكل رقم ) (٤٩يوضح مساحة توضح الطاقة الصافية للإنتاج في شكل ) (٥٠توجد نقطة Cتتقاطع عندها خط الطاقة الصافية للإنتاج )خط علوى( مع خط احتياجات الطاقة ،وتحت هذه درجة الح اررة )اقل درجة ح اررة للإنتاج( يفقد الحيوان مواد الجسم ويجوع حتى الموت ورغم ذلك يأكل حسب قدرته وهذه القدرة غير كافية لمقابلة احتياجاته من الطاقة المنتظمة وعند زيادة درجة الح اررة المحيطة فوق المدى الحراري المفرط يكون الحيوان غير قادر على تشتيت أو يبدد الح اررة dissipate heatوينتهي ذلك بالموت ،وعمليا يقل استهلاك الحيوان الغذاء عادة عندما يزيد الح اررة إلى نقطة المدى الحراري المفرط.

ميزان الطاقة ):Energy balance (EB

هي العلاقة بين الطاقة الكلية للغذاء المأكول إلى الطاقة المفقودة في الإخراج، أيضا اصطلاح الطاقة المحتجزة Energy retentionويتم الحساب

ويطلق عليها

كما يلي:

EB = GEi – FE – UE – GPD – HP

ميزان الطاقة = الطاقة الكلية المأكولة – طاقة الزرق – طاقة البول – هضم

-٧٢٢-

المواد الحاملة للطاقة "-التمثيل الغذائي للطاقة" -تمثيل الطاقة وعلاقته بالتغذية

النواتج الغازية – طاقة الانتاج

ولدقة الحساب يجب طرح طاقة التنفس واف ارزات البشرة من الطاقة الكلية المأكولة ،فاذا كانت EBموجبة فان الحيوان يكون في حالة ميزان طاقة موجب واذا كانت سالبة فان الحيوان يكون في حالة ميزان طاقة سالب ،وفي حالة حفظ الحياة يكون = EBصفر .في حالة الحيوانات وحيدة المعدة والطيور فان النواتج الغازية

للهضم لا تؤخذ في الاعتبار.

ميزان الكربون ):(CB

هي العلاقة بين كربون الغذاء المأكول إلى الكربون المفرز في الإخراج ويحسب

كالتالي:

= CBمحتوى كربون الغذاء المأكول – الكربون في الروث والبول ومنتجات

الهضم الغازية وثاني أكسيد الكربون

ولدقة الحساب يجب طرح محتوى الكوبون في عمليات التنفس والإف ارزات من البشرة من محتوى كربون الغذاء ،فاذا كان CBموجب يكون الحيوان في ميزان كربون موجب ويحجز كربون في صورة أنسجة – أجنة – بيض – لبن وصوف.

واذا كانت المنتجات مثل البيض أو اللبن في حالة إنتاج مستمر فعادة يكون الجسم في حالة ميزان كربون مستمر ومع ذلك اذا فقد الحيوان وزنه يكون الجسم في حالة ميزان كربون سالب ،اذا كان ميزان الكربون سالب فان الحيوان يفقد كربون من جسمه ،وفي حالة الطيور والحيوانات وحيدة المعدة لا يؤخذ في الاعتبار نواتج

الهضم الغازية.

نسبة العنصر الغذائي إلى الكالورى :Nutrient to calorie ratio من المقبول أن احتياجات الحيوانات من الطاقة ومن العناصر الغذائية ترتبط ببعضها كميا ،وهذا لايعنى بالضرورة انها علاقة سبب وتأثير مباشر Direct cause – and effect relationولكن تعنى أن هناك اتزان مثإلى بينهم ،والإحتياج

-٧٢٣-

التمثيل الغذائي للمواد الحاملة للطاقة

منطقيا كمية الطاقة التي تمثل هي تقدير

لهذه العناصر الغذائية لتمثيل الطاقة تعتبر

لهذه الاحتياجات ،وبالتالى فمن المنطقى أن يعبر عن العناصر الغذائية بالوزن لكل وحدة طاقة يحتاجها ،مثال ذلك يقترح أن نسبة البروتين إلى الكالورى يعبر عنها بروتين بالجرام )نتروجين × (٦,٢٥لكل ١,٠٠٠كيلو كالورى طاقة قابلة للتمثيل )بروتين جم ١,٠٠٠ /كيلو كالورى .( MEاذا تم تصحيح MEبالنتروجين المحتجز أو المفقود من الجسم فان نسبة بروتين إلى الكالورى تكون بروتين بالجرام / ١,٠٠٠كيلو كالورى (MEnوهذه القياسات من السهل استخدامها في العناصر الغذائية الاخرى كالسيوم جم ١,٠٠٠ /كيلو كالورى أو ريبوفلافين جم ١,٠٠٠ /

كيلو كالورى.

اذا كان من المفضل التعبير عن التركيز بنسبة مئوية من العنصر الغذائي في وزن الغذاء أو مخلوط العلف أو العليقة من البداية حساب وزن الغذاء بوحدات الوزن بالجرام أو الكيلو ج ارم التي تمثل ١,٠٠٠كيلو كالورى MEأو الكيلو كالورى الكلى

الذى يحتاجه.

كمية العنصر الغذائي الذى يحتاجة لكل ١,٠٠٠كيلو كالورى MEأو احتياجات العنصر الغذائي الكلى يقسم على وزن الغذاء المحتوى ١,٠٠٠كيلو كالورى MEاويقسم على وزن الغذاء المحتوى Kcal MEالكلى ،ومن الممكن

توضيح تلك الحسابات كما في المثال التالى:

-٧٢٤-

المواد الحاملة للطاقة "-التمثيل الغذائي للطاقة" -تمثيل الطاقة وعلاقته بالتغذية جدول رقم ) :(٨٥احتياجات بقرة وزنها ٥٠٠كيلو جرام تنتج ٢٠كيلو جرام لبن يحتوى

%٤دهن زبدة٠

طاقة )(ME

بروتين مهضوم

فوسفور

وزن علف جاف:

١,٨٠٠كيلو كالورى /كجم

احتياجات البروتين المهضوم

احتياجات الفوسفور

كلى

لكل ١.٠٠٠كيلو كالورى ME

٢٩,١٨٠كيلو كالورى

١,٢٢٠جم

٤٦جم

١,٠٠٠كيلو كالورى

٤٢جم

١,٦جم

١٦,٢كجم

% ٧,٥

% ٠,٢٨

٥٦كجم

% ٧,٥

% ٠,٢٨

لتحويل البروتين المهضوم إلى بروتين خام ) %نسبة مئوية( يتم بالقسمة على معامل هضم البروتين مائة مرة ،ويفضل في حالة الدواجن حساب الاحتياجات على

بدلا من الأساس البروتين المهضوم.

أساس البروتين الخام الكلى

مسارات توزيع الطاقة الحقيقية : True energy – distribution scheme تحديد أساس توزيع مكونات الطاقة في المسارات الطبيعية موضحا في الشكل التالى ورغم عدم توفر طرق قياس وتحديد كل من مكونات الطاقة حتى الآن فهناك بعض الاصطلاحات المحدة وتعريفات مناسبة توخذ في الاعتبار ،ومن خلال نظام توزيع الطاقة الحقيقية يعتبر طاقة الروث التمثيلى وطاقة البول التمثيلى الداخلى

)الهدم الداخلى( جزء من احتياجات حفظ الحياه.

طاقة الروث التمثيلى ):Fecal energy, metabolic (FEm هي كمية الطاقة الموجودة في جزء الجسم التمثيلى في الروث )الكشطات المخاطية من الامعاء ،سوائل الهضم( والتى لا تأتى من بقايا الغذاء غير الممتص، وهذه الطاقة تقيس جزء من احتياجات حفظ الحياه والتى تستبدل باستمرا ،وحيث أن الحيوانات المنتجة تستهلك غذاء اكثر من الحيوانات غير المنتجة فان جزيئة طاقة الروث التمثيلى تكون اكبر مع ثبات القيم الهضمية للعليقة ،وعمليا هذا الفرق ممكن

-٧٢٥-