إنتاج الحمام

الهجرة

تمثيل الدهون كمصدر للطاقة.

مرحلة الهجرة :الطيران والتمثيل الكلى:

بمجرد أن يبدأ الطائر في التجهيز للهجرة وذلك عن طريق ترسيب كميات كبيرة من الدهون في اماكن التخزين ،فان مرحلة الطيران تتطلب حدوث تمثيل جزء من هذه الدهون المخزنة ويجب الاهتمام إلى عمليات التخزين كمصدر للانتاج والترسيب للاستفادة من الدهون أثناء الهجرة ،تتوقف بعض الطيور أثناء الهجرة بغرض تناول الغذاء وذلك لتعويض النقص الحادث في العناصر الغذائية المخزنة والتى تم استهلاكها أثناء الطيران ،زيادة المأكول تستمر طوال فترة الهجرة ومن ثم تسمح بزيادة سريعة في الوزن المكتسب لمجرد الوصول للمكان المهاجر اليه ولقد لوحظ في بعض الطيور أن الزيادة في الوزن قد وصلت %١٠من الوزن.

تكوين الدهون في الكبد:

تم ملاحظة زيادة في FASفي كبد العصافير الامريكية ذات العيون الداكنة أثناء الاسر والتى تبدأ مع الزيادة في الماكول قبل الهجرة والاستمرار في التسمين أثناء الهجرة الربيعية وبجانب زيادة المأكول فان الزيادة في تخليق الدهون بالكبد تسبب أيضا زيادة في اوزان الطيور المهاجرة وعلى هذا يجب توفير كميات كافية من

الغذاء في اماكن وصول هذه الطيور.

انزيم ) ALPLالانزيم المسئول عن تحلل الدهون في الانسجة الدهنية

(Adipose Tissue Lipoprotein Lipase

بناءا على ملاحظات حقلية أثناء الهجرة الخريفية تم التعرف على توفير الغذاء في اماكن انتهاء ومواصفات الجسم )مثل الوزن والدهون المخزنة( وتأثيرها على كفاءة الهجرة للطائر المنقط صائد الذباب .وعند اعادة تغذية الطيور فان عملية تواصل الهجرة تستمر ولكن يظهر فيما بعد زيادة في الوزن وكذلك زيادة في ترسيب

-١٥٧-

إنتاج الحمام

الدهون في الجسم ،ولقد تم اجراء العديد من القياسات لانزيم ALPLعلى الطيور المغردة في الحدائق ولوحظ أن نشاط هذا الانزيم تظل ثابته أثناء المراحل البدائية وأثناء الكميات المحدودة من الغذاء وايضا أثناء المراحل الاخيرة من اعادة التغذية، على الرغم من ملاحظة حدوث تغيرات في الدهون المترسبة ووزن الجسم في هذه الاوقات الا أن منحنى هذا الانزيم قد ظهر فقط أثناء المراحل الاولى من اعادة التغذية وعندما يكون معدلات ترسيب الدهن والزيادة في الوزن هى الاكثر حدوثا، لذلك يعتقد أن نشاط هذا الانزيم مقاوم للتغيرات في ترسيب الدهن ووزن الجسم فيما عدا أن يكون تقديم الطعام يعقب استنزاف اماكن تخزين الدهن ،ووجد أن هناك عوامل هرمونية وتمثيليلة هى التى تحدد مستويات نشاط هذا الانزيم الا انها غير معروفة بالنسبة للطيور المهاجرة وهذا يتطلب العديد من الدراسات.

-١٥٨-

الهجرة

شكل يوضح مصادر إنتاج واستهلاك طاقة الدهون في الطيور قبل وأثناء الهجرة

التحلل المائى للدهون:

أثناء الهجرة يتم تمثيل الدهون المخزنة وتحت ظروف معينة يتم استنزافها فعلى سبيل المثال أثناء الحث على الطيران في الحمام فان مستويات الاحماض الدهنية في الانسجة الدهنية تنخفض بينما يزداد تركيزها في البلازما والكبد والعضلات وهذه النتائج تشير إلى انطلاق الاحماض الدهنية من الانسجة الدهنية ثم انتقال هذه

-١٥٩-

إنتاج الحمام

الاحماض من خلال دورة تمثيلية إلى الكبد ثم إلى العضلات المسئولة عن الطيران وبقياس تحلل الدهون وذلك عن طريق تقدير انطلاق الجليسرول من اماكن تخزين الدهون في منطقة الترقوة في العصافير الامريكية في الاسر أثناء الهجرة الربيعية، تم اخذ عينات لطيور قبل وأثناء وبعد الطيران كمؤشر ب Zugunruheوجد أن التحلل الدهنى يزداد مع الاستمرار في الهجرة ولكنه يصل للمنحنى بعد ليلة واحدة من النشاط ،وهذه النتائج تعتقد أن تمثيل الاحماض الدهنية من الانسجة الدهنية يزداد من خلال الاستمرار في الهجرة وذلك حتى يمد الجسم بمستويات كافية من المواد التى تعتبر مصدر للطاقة أثناء الطيران ،وهذا المعدل لتحلل الاحماض الدهنية بالنسبة للعصافير الامريكية الاسيرة قد يكون اقل من معدل التحلل لنفس هذه الطيور الطليقة حيث يلزم لهذه الطيور الطليقة طاقة أعلى لتساعدها على الطيران، وبرغم ذلك فان العلاقة ما بين تحلل الدهون والاستمرار في الهجرة حافلة بالعديد من النتائج التى تشير إلى حدوث نشاط انزيمى في عضلات الجهاز الهيكلى للطيور والثدييات ،وقد قام العلماء بقياس الزيادة في مستويات هرمون النمو في البلازما وكذلك الاحماض الدهنية للحمام الذى تم طيرانه ٤٨كيلو متر ٨٠-٦٠ /دقيقة فوجدوا أن هرمون النمو AVPm Catecholaminesوالجليكوجين لهما فعل كعوامل محللة للدهون في الطيور ويعتقد أن زيادة تحلل الدهون عند الطيران بتأثر بتنوع الهرمونات ،والميكانيكية الاساسية لهذه العمليات تستحق الكثير من الاهتمام.

انزيم الليبوبروتين ليبيز في العضلات المسئولة عن الطيران )(MLPL وجد في العصافير الامريكية والتى تم اسرها أثناء الهجرة الربيعية أن منحنى هذا الانزيم يظهر عندما تبدأ الطيور الاستمرار في الهجرة وبمجرد تواصل الهجرة يزداد هذا الانزيم ويتبع ذلك انتاج احماض دهنية لتساعد العضلات في عملية الطيران ،وغير معروف على وجه الدقة العملية التنظيمية لهذا الانزيم الا انه عند اعطاء تركيزات فسيولوجية مرتفعة من الكورتكيسترون سبب زيادة في نشاط هذا

-١٦٠-

الهجرة

الانزيم في العضلات المسئولة عن الطيران كما أن الطيران يؤدى إلى زيادة تركيز الكورتكيسترون داخل الغدة الكظرية في العديد من أنواع الطيور المهاجرة .كما أن هرمونات النمو Catecholamines ،والاحماض الدهنية قد زادو في البلازما عقب الطيران في الحمام ،ومن ثم فان الطيران يرتبط بزيادة في نشاط MLPLفي العصافير الامريكية وربما يتأثر بأى من هذه الهرمونات أو عوامل التمثيل الغذائى،

وهذه النقطة تحتاج إلى العديد من الابحاث.

الاستنتاجات:

على مدار السنوات الحالية لوحظ أن هناك اهمال في دراسة العملية التنظيمية لتخزين الدهون وتمثيلها أثناء الهجرة ،وفهمنا للقواعد البيوكيمائية والفسيولوجية والهندسة الحيوية للتسمين أثناء الهجرة تقع في نطاق الدراسات التى أجريت منذ عشرات السنين ،وهناك مجهودات بذلت بخصوص هذه النقطة وتضمنت عمليات هضم الدهون الغذائية وتخليق الدهون بالجسم وترسيبها وتمثيل الدهون والاستفادة منها للطاقة في العديد من الطيور والثدييات المستأنثة ،وهذا المسح الدراسى أوضح وجود انظمة انزيمية والتى قد يكون لها دور تنظيمى لتمثيل الدهون أثناء الهجرة.

ولقد اشارت دراسات تجريبية على الأنواع المهاجرة من الطيور أن تنظيم تمثيل الدهون أثناء عملية الهجرة تتضمن العديد من العمليات والتى تتأثر بعوامل متعلقة بالكائن الحى وعوامل بيئية وبرامج فسيولوجية ووراثية ،وفى محاولات لمعرفة طبيعة هذه العوامل تم تقسيم فترة الهجرة إلى مرحلتين هما مرحلة ما قبل الهجرة )وتسمى مرحلة الامتصاص الكلى( ومرحلة الهجرة )وتسمى مرحلة التمثيل الكلى والاستفادة(، فوجد أن هناك عوامل يمكن التنبؤ بها مثل )فترة الإضاءة – برامج التنشئة الوراثية الداخلية( تؤثر على خصائص الهجرة عن طريق زيادة النشاط والتى تسبب زيادة الماكول والانتاج وتخزين الدهن ،هذه الانشطة تتضمن تخليق الدهن بالكبد بواسطة FASزيادة المأكول وزيادة ترسيب الدهن في الكبد والعضلات والانسجة الدهنية،

-١٦١-

إنتاج الحمام

وتحدث تغيرات مورفولوجية وبيوكيميائية في العضلات أثناء مرحلة ما قبل الهجرة وهذه التغيرات تتضمن زيادة في نمو عضلات الطيران ،وزيادة في اكسدة الاحماض الدهنية والسعة الهوائية الكلية لانتاج الطاقة ،العوامل الاولية التى تؤثر على هذه التغيرات غير معروفة على وجه الدقة ،وبمجرد أن يبدأ المرحلة الاخيرة لتجهيز الهجرة فان عوامل اضافية )الغذاء الماكول – حالة الجسم – الطقس – المرحلة القمرية( تؤثر في بداية الهجرة ،وعملية الطيران نفسها تعتبر عامل مؤثر وربما افراز هرمون مثل الكورتكسترون وهرمون النمو Catecholaminesتشجع تحلل وتمثيل الاحماض الدهنية من الانسجة الدهنية وايضا MLPLلزيادة ترسيب الاحماض الدهنية داخل العضلات لتوفير الطاقة اللازمة للطيران ،واخي ار فان الميكانيكية التى تنتهى عندها الهجرة وتتزامل مع الانشطة التمثيلية تظل غير معروفة.

التمثيل القاعدى للطاقة:

تستمد الحيوانات الطاقة اللازمة لها من الغذاء وذلك في صورة طاقة كيميائية، وتستعمل هذه الطاقة في اغراض العمل بصورة المختلفة ولكن في النهاية فان كل الطاقة المأخوذة تنتهى بأحد الاشكال الثلاثة (١) :طاقة كيميائية (٢) ،حركة

خارجية أو ) (٣ح اررة.

وتعتبر معرفة وتحديد الاستخدامات الاساسية للطاقة هى الخطوة الاولى والمدخل الاساسى لدراسة تمثيل الطاقة وذلك حتى يمكننا فهم كيفية الوصول بهذه الطاقة إلى احدى الصور الثلاث السابق الاشارة اليها .ويعتبر تكون وانتاج الح اررة أثناء تحولات الطاقة من صورة إلى اخرى هو القاعدة الاساسية مهما يكن الغرض المستعمل من اجله الطاقة ،فعلى سبيل المثال فان تحول مركب الجلوكوز بالجسم إلى ادينوزين ثلاثى الفوسفات ينتج عنه طاقة مفقودة في صورة ح اررة ،وبالمثل فان جزءا يسي ار من الطاقة الموجهة لتحريك العضلات باسخدام الادينوزين ثلاثى الفوسفات – هو الذى يظهر في صورة حركة بينما معظم الطاقة الناتجة من هذا

-١٦٢-

الهجرة

المركب تتحول إلى ح اررة.

وتستخدم الطاقة بصفة اساسية لاغراض المحافظة على الحياة والنمو والعمل الخارجى ،والعمل الخارجى هو عمل ميكانيكى يؤدى عن طريق تحريك الاطراف والرأس والجزع أو في تحريك اشياء خارج الجسم ،وعندما تستخدم طاقة الغذاء لاغراض العمل الخارجى فان الح اررة تتولد بالجسم كنتيجة لتحول الطاقة إلى حركة في العضلات الهيكلية ،وبالرغم من ذلك فان جزء من الغذاء المأكول يخرج من الجسم في صورة طاقة حركية ويستخدم بالتالى في آداء العمل.

المصير النهائى للطاقة:

اخذا في الاعتبار جميع استخداماتها ،فان الطاقة تدخل جسم الحيوان في صورة طاقة كيميائية والتى يكون مصيرها النهائى كما ذكر من قبل هو ح اررة وعمل وطاقة كيميائية ،وتعتبر الح اررة هى المنتج النهائى الرئيسى لجميع عمليات تحول الطاقة بالجسم ،وبالرغم من أن الكائنات لا تستطيع إستخدام الح اررة لأداء اى من العمليات الفسيولوجية ،فان الح اررة ليست بالضرورة عديمة الفائدة ،أن الح اررة الناتجة من عمليات التمثيل الغذائى تستخدم في حفظ جسم الحيوان دافئا ولكن الح اررة لا يمكن أن تستخدم كمصدر للطاقة لأداء العمل مثل انقباض العضلات وتوصيل

نبضات العصب أو في بناء جزيئات البروتين.

الحرارة وتمثيل الطاقة:

تعتبر ح اررة البيئة واحدة من اهم عاملين مؤثرين على معدل التمثيل الغذائى، ويعتمد تأثير ح اررة البيئة بصفة اساسية على مدى امكانية الحيوان تغيير ح اررة جسمه حسب التغيرات التى تحدث في ح اررة البيئة المحيطة.

ففى معظم الحيوانات والطيور والثدييات تكون درجة ح اررة الجسم مقاربة لدرجة ح اررة البيئة التى تعيش فيها وتختلف في حدود ضيقة باختلاف ح اررة البيئة ارتفاعا

-١٦٣-

إنتاج الحمام

أو انخفاضا ،وتحت ظروف معينة تقوم بعض الكائنات برفع درجة ح اررة جسمها لدرجة أعلى من درجة ح اررة الهواء أو الماء المحيط بها ومثل هذه الحالة تكون

مصحوبة عادة بارتفاع معدلات التمثيل الغذائى.

المجهود وتمثيل الطاقة:

أن مستوى النشاط الذى تؤدية جميع الحيوانات والطيور يعتبر عامل مؤثر جدا

على معدل الانتفاع من الطاقة.

-١المجهود وتمثيل الطاقة هوائيا:

أن زيادة النشاط العضلى بصفة عامة يتطلب في المقابل زيادة معدل امداد الجسم بالطاقة الكيميائية في صورة ادينوزين ثلاثى الفوسفات ،أن المجهود المبذول بواسطة الكائن الحى والذى يعتمد كلية على انتاج الادينوزين ثلاثى الفوسفات هوائيا يمكن الاشارة الية باسم " المجهود الهوائى" وعادة ما يمثل الجليكوجين والجلوكوز والاحماض الدهنية عنصر الوقود لعمليات الهدم اللاهوائى في العضلات .ويعتبر الأكسجين مهما وضروريا وبالتالى فان معدل عمليات انتاج الادينوزين ثلاثى الفوسفات هوائيا يعتمد على المعدل الذى تقوم عنده كل من الرئتين والجهاز الدورى بامداد العضلات بالاكسجن ،ويعتبر اقصى معدل لاستهلاك الأكسجين في الكائن الحى هو مقياس للمعدل الاعلى الذى عنده يمكن أن تكون عمليات الهدم هوائيا هى مصدر الطاقة اللازمة لآداء المجهود .ويزداد المعدل الاقصى لاستهلاك الأكسجين بصفة عامة بزيادة المجهود الجسمانى ،فمثلا في الإنسان غير المعتاد على آداء بعض التدريبات الرياضية فان صغار السن البالغين من المحتمل أن يكونوا قادرين على الوصول بمعدل استهلاك الأكسجين من ١٢-١٠مرة أعلى من المعدل القاعدى ،بينما يزداد هذا المعدل ليصل إلى ٢٠-١٦مرة في البالغين المعتادين على ممارسة التدريبات الرياضية ،كما أن الافراد تختلف فيما بينها اختلافا جوهريا

-١٦٤-

الهجرة

في المعدلات القصوى لاستهلاكهم للاكسجين وهذه المعدلات القصوى تميل إلى الانخفاض كلما تقدم العمر وذلك حتى بالنسبة للافراد التى تحافظ على نفس مستوى

النشاط.

-٢المجهود وتمثيل الطاقة لا هوائيا:

أن تحلل الجلوكوز لا هوائيا يقوم بامداد العضلات بالقدرة على تكوين الادينوزين ثلاثى الفوسفات في غياب الأكسجين ،وتعتمد ميكانيكة تحلل الجلوكوز على إستخدام كل من الجلوكوز والجليكوجين ويكون المنتج النهائى لهذه العملية هو

حمض اللاكتيك والادينوزين ثلاثى الفوسفات.

ومن المعروف أن حمض اللاكتيك لا يفرز ولكن وقتما يتكون ويتراكم ليصل إلى مستويات حرجة فان الجسم يقوم بالتغلب على هذه الحالة بواسطة التعب أو الارهاق حتى يتجنب تكون المزيد من حمض اللاكتيك ،ولهذا السبب فان عدد جزيئات الادينوزين ثلاثى الفوسفات التى يتم انتاجها بواسطة التحلل اللاهوائى للجلوكوز تعتبر محدودة للغاية إذا ما قورنت بتلك الناتجة من عملية التحلل الهوائى حيث أن نواتج التحلل الهوائى لا تحتوى على حمض اللاكتيك ولكنها تتكون من ماء وثانى اكسيد الكربون بجانب الادينوزين ثلاثى الفوسفات بطبيعة الحال.

وبالرغم من امكانياته المحدودة في امداد العضلات بالطاقة في صورة الادينوزين ثلاثى الفوسفات فان التحلل اللاهوائى للجلوكوز من الممكن أن يكون حيويا وضروريا بجانب انتاج الطاقة هوائيا وذلك من ناحيتين ،فمن الناحية الاولى عندما يتم انتاج الادينوزين ثلاثى الفوسفات هوائيا بالمعدل الاقصى ،فان الانتاج اللاهوائى يتدخل لفترة محدودة من الوقت ويساعد في رفع معدلات انتاجة وذلك يساعد على آداء مجهود عضلى لدرجة أعلى من التى يسمح بها الانتاج الهوائى

وحدة.

ومن ناحية ثانية ،فان معدلات انتاج الادينوزين ثلاثى الفوسفات لاهوائيا من

-١٦٥-

إنتاج الحمام

الممكن أن ترتفع وتزداد بصوره لحظية وبشكل لا يمكن التوصل له في حالة الانتاج الهوائى له ،حيث أن معدل انتاجة في العضلات يعتمد بشكل مباشر في الحالة الاخيرة على قدرة الدورة الدموية على توفير الأكسجين اللازم لعملية الأكسدة – ومن المعروف أن زيادة امداد الأكسجين تتم بصورة تدريجية بعد بداية بذل المجهود ،وهذا بطبيعة الحال يختلف عن تحلل الجلوكوز لاهوائيا حيث أن الاخير لا يعتمد على آداء الدورة الدموية بهذه الطريقة فحينما يحتاج الفرد إلى آداء مجهود مفاجئ ومكثف فان التحلل اللاهوائى للجلوكوز يقوم بامداد العضلات بكمية كبيرة من الادينوزين ثلاثى الفوسفات حتى تأتى فرصة للانتاج الهوائى لكى يبدأ .واقصى كمية من الادينوزين ثلاثى الفوسفات يمكن انتاجها لا هوائيا في الم ةر الواحدة ،ومن الممكن زيادتها بنسبة تتراوح بين %٧٠و %٨٠من خلال آداء تدريبات المجهود ،وبالتالى فان الفرد تصبح له القد ةر على استغلال كل من خاصية التحلل اللاهوائى للجلوكوز وفى نفس الوقت الاستمتاع بالقد ةر العالية للانتاج الهوائى للأدينوزين ثلاثى الفوسفات.

ويظل الكائن الحى في حالة احتياج للاكسجين بدرجات متزايدة حتى إذا توقف عن بذل المجهود نتيجه لتراكم حمض اللاكتيك بالجسد كأحد نواتج احتراق الجلوكوز لا هوائيا واحتياج الجسم إلى طاقة للتخلص منه ،ويعتبر ذلك هو السبب الذى يجعل التنفس سريعا لفترة بعد آداء مجهود يكون مصدر الطاقة اللازمة لة ناتجا من تحلل الجلوكوز لا هوائيا ،وقد وجد انه من الممكن زيادة كمية الأكسجين التى يحتاج اليها الجسم للتخلص من حمض اللاكتيك بطريقتين :استعمال الأكسجين الاحتياطى بالجسم واستخدام مركب فوسفات الكرياتين الغنى بالطاقة والذى يوجد بالعضلات، ومن الجدير بالذكر أن الطاقة الناتجة من كلا من المصدرين الاخيرين اقل كثي ار من تلك التى يمكن انتاجها بواسطة التحلل اللاهوائى للجلوكوز.

-٣تحولات الطاقة أثناء آداء المجهود:

يعتبر انتاج الادينوزين ثلاثى الفوسفات هوائيا هو مصدر الطاقة الاساسى

-١٦٦-