ماذا يحدث للبروتين المتحاشي في الأمعاء الدقيقة للمجترات؟

يقوم كرش البقرة بتكسير جزء كبير من البروتين الموجود في العلف قبل وصوله إلى الأمعاء، لكن البروتين الذي يهرب من هذا التكسير هو المكان الذي تتولى فيه إنزيمات الجهاز الهضمي للحيوان المهمة. بالنسبة لأخصائي التغذية، السؤال هو ماذا يحدث لذلك البروتين المتحاشي بمجرد وصوله إلى الأمعاء الدقيقة: ما هي الإنزيمات التي تعمل عليه، وما هو الشكل الذي تغادر به الأحماض الأمينية، وكم منها يصبح قابلاً للاستخدام.

رؤية كروبنتا

بالنسبة لأخصائيي التغذية، النقطة العملية هي أن البروتين الذي يهرب من الكرش يكون ذا قيمة فقط إذا هضمته الأمعاء الدقيقة. يرتبط عمل الببتيداز في الاثني عشر والصائم بتوفر الأحماض الأمينية، ولكن حجم هذا الارتباط لبروتين متحاشٍ معين يجب أن يأتي من القياس. عندما يتم الإبلاغ عن البروتين غير المتحلل في الكرش (RUP) لبروتين ما، فإن قابلية الهضم المعوي ومعدل العبور الكامن وراءه يوضحان كمية الأحماض الأمينية القابلة للامتصاص، لذا يجب فحص كلتا القيمتين قبل مقارنة المنتجات.

من الكرش إلى الأمعاء الدقيقة

البروتين غير المتحلل في الكرش (RUP)، ويسمى أيضًا البروتين المتحاشي أو UDP، هو الكسر الذي يهرب من التحلل الميكروبي في الكرش ويستمر إلى المنفحة والأمعاء الدقيقة. في المنفحة، يعمل الحمض على تغيير طبيعة بنية البروتين ويبدأ البيبسين في تقطيعه إلى قطع أصغر. ثم يحدث الهضم الرئيسي في الأمعاء الدقيقة، حيث تعمل الإنزيمات على تقسيم البروتين إلى ببتيدات وأحماض أمينية حرة يمكن لجدار الأمعاء امتصاصها. تهدف المعالجات الوقائية مثل تفاعلات مايلارد المتحكم بها إلى الحفاظ على البروتين سليمًا في الكرش مع تركه مفتوحًا لهذه الخطوات اللاحقة، ولكن المعالجة المفرطة يمكن أن تقلل من قابلية الهضم المعوي أيضًا.

أي الببتيدازات تقوم بالمهمة

يتم الهضم في الأمعاء الدقيقة على مرحلتين عريضتين. تقوم الإندوببتيدازات البنكرياسية مثل التربسين والكيموتريبسين بتقطيع البروتينات في المواقع الداخلية وتنتج ببتيدات أقصر. ثم تقوم الإكسوببتيدازات وإنزيمات الحافة الفرشية على سطح البطانة المعوية بقص هذه الببتيدات إلى أحماض أمينية حرة وببتيدات صغيرة، بشكل أساسي ثنائية وثلاثية الببتيدات، والتي تمتصها ناقلات في الخلايا المعوية.

يتأثر إنتاج الببتيداز بالنظام الغذائي. في دراسة على الفئران تم مراجعتها في أحد المصادر، أفرزت الحيوانات التي تغذت على نظام غذائي منخفض البروتين كمية أقل من التربسين والكيموتريبسين البنكرياسي مقارنة بالحيوانات التي تغذت على نظام غذائي عالي البروتين، مما يشير إلى أن إمداد الإنزيم يتكيف مع حمل البروتين.^[1] هذا اكتشاف في القوارض ولا يثبت نفس التكيف في الماشية.

وقد تم إجراء أعمال هضمية أخرى في أنظمة غير المجترات. فحصت دراسة تجريبية نشاط إنزيم الحافة الفرشية على بروتين مصل اللبن المتحلل مائيًا غير المهضوم وعلى عصارات معوية محاكاة.^[2] وهي تأتي من نموذج غذائي وليس بروتين علفي ولا تصف هضم المجترات.

ما يمكن أن تظهره أدلة المجترات وما لا يمكن أن تظهره

بالنسبة لعلف المجترات، السؤال العملي أضيق من بيولوجيا الببتيداز العامة: ما هي كمية البروتين غير المتحلل في الكرش الذي يصل إلى الاثني عشر يتم هضمه وامتصاصه. تقاس قابلية الهضم المعوي في الأبقار المزودة بقنوات اثني عشرية، على سبيل المثال بتقنية كيس النايلون المتنقل، حيث يتم تحضين البروتين في الأمعاء ويتم قياس البقايا غير المهضومة. والنتيجة هي قيمة قابلية الهضم المعوي للكسر غير المتحلل في الكرش، يتم الإبلاغ عنها كنسبة مئوية مقربة. إنه وصف تجريبي، وليس قيمة للتركيبة.

لم يتم إثبات النشاط الكمي للببتيداز ضد بروتينات متحاشية محددة في الماشية، ولم يتم إثبات تأثير المعالجة الحرارية أو معالجة مايلارد على وصول الإنزيم في أمعاء المجترات أيضًا. الآلية العامة مفهومة، ولكن حجم التأثير لبروتين محمي معين يجب أن يأتي من قياسات في الجسم الحي. اختبارات الإنزيم في المختبر لا تعكس بشكل موثوق النتائج في الموقع للبروتينات المحمية بتقنية مايلارد، حيث تميل إلى المبالغة في تقدير حماية الكرش.

من البروتين غير المتحلل في الكرش إلى البروتين الأيضي

البروتين غير المتحلل في الكرش (RUP) لا يكون ذا قيمة إلا إذا هضمته الأمعاء. البروتين الذي يحتوي على نسبة عالية من البروتين غير المتحلل في الكرش وقابلية هضم معوية منخفضة يوفر القليل من الأحماض الأمينية القابلة للاستخدام. تجمع أنظمة التقييم مثل نظام DVE/OEB الهولندي بين التحلل في الكرش، وقابلية الهضم المعوي، ومعدل مرور مفترض (Kp) في قيم التركيبة، ويمكن مقارنة البروتين غير المتحلل في الكرش المحسوب بين المنتجات فقط عند نفس Kp. يوفر البروتين الميكروبي أيضًا حصة كبيرة من الأحماض الأمينية التي تصل إلى الأمعاء، لذا فإن البروتين المتحاشي الإضافي يضيف قيمة بشكل رئيسي عندما يحتاجه العلف.

نقاط عملية للحصة

عند مقارنة بروتينين محميّين، تحقق مما إذا كانت قيم البروتين غير المتحلل في الكرش (RUP) تستخدم نفس معدل العبور (Kp) وما إذا كانت قابلية الهضم المعوي مذكورة إلى جانب ذلك. المعالجة المفرطة تقلل كلاً من الحماية وقابلية الهضم، لذا فإن رقم الحماية المرتفع بدون بيانات قابلية الهضم يعطي صورة غير كاملة عن الأحماض الأمينية التي تصل إلى الأمعاء.

ملخص تقني

يتم هضم البروتين المتحاشي الذي يغادر الكرش في الأمعاء الدقيقة بواسطة الإندوببتيدازات البنكرياسية مثل التربسين والكيموتريبسين، ثم بواسطة الإكسوببتيدازات وإنزيمات الحافة الفرشية التي تطلق الأحماض الأمينية والببتيدات الصغيرة للامتصاص. يجب قراءة البروتين غير المتحلل في الكرش (RUP)، وقابلية الهضم المعوي، ومعدل العبور المفترض معًا.

أُعدّ هذا المقال بمساعدة الذكاء الاصطناعي وراجعه فريق التحرير في كروبنتا. وهو معلومات عامة وليس استشارة مهنية.