نوع مقاله : بهداشت و بیماری های دام های بزرگ
نویسندگان
1 دانش‌آموخته دانشکده دامپزشکی، دانشگاه ارومیه، ارومیه، ایران
2 گروه بیماری‌های درونی و کلینیکال پاتولوژی، دانشکده دامپزشکی دانشگاه ارومیه، ارومیه، ایران
3 گروه علوم دامی، دانشکده کشاورزی دانشگاه ارومیه، ارومیه، ایران
چکیده
کلیدواژه‌ها
عنوان مقاله [English]
نویسندگان [English]
BACKGROUND: The decreases in insulin sensitivity and extensive perinatal lipolysis are common causes of metabolic diseases related to energy metabolism in ewes.
OBJECTIVES: The present study was designed to study the effect of organic zinc on glucose metabolism and insulin resistance indices in early lactating ewes.
METHODS: 18 Ghezel ewes were divided into three groups based on organic zinc supplementation, including CTR: (basal diet without Zinc), LZn: (basal diet supplemented with 30 mg Zn/kgDM) and group 3, HZn: (basal diet supplemented with 300 mg Zn/kgDM).
RESULTS: The results of this study showed no significant differences between the experimental groups in glucose, NEFAs, BHB, cholesterol, triglyceride, and insulin concentrations. Furthermore, the effect of zinc on the insulin to glucose ratio was not significant among the experimental groups (p < /em>>0.05). Supplementation of zinc-methionine significantly increased serum zinc concentration in ewes (p < /em><0.001). The area under the curve (AUC60, AUC120) was the highest for the control group and LZn and the lowest for HZn group (p < /em><0.05). The rate of glucose clearance in zinc-methionine supplement recipients was higher compared to the control group. The time to reach half maximal glucose concentration in zinc treated ewes was significantly lower than that of the control group (p < /em><0.001), indicating an improvement in insulin sensitivity and glucose metabolism.
CONCLUSIONS: Our findings indicate that Zinc is effective in improving the NEB and preventing insulin resistance in early lactation. It is possible that in sheep, the tissue responsiveness to insulin is enhanced with dietary Zn supplementation, and present findings suggest that dietary Zn-Met may improve energy balance and insulin resistance in lactating ewes.
کلیدواژه‌ها [English]
تولید شیر بلافاصله پس از زایمان یکی از فاکتورهای خطر بروز توازن منفی انرژی در نشخوارکنندگان محسوب میشود. این روند توازن منفی به همراه پایین بودن میزان خوراک مصرفی در اوایل شیرواری به دلیل وضعیت فیزیولوژیک خاص حیوان در این دوره و دریافت جیرههای نامتعادل از نظر محتوای فیبر، انرژی و مواد معدنی خطر ابتلا به ناهنجاری‌های متابولیکی را افزایش میدهد. افزایش اسیدهای چرب غیراستریفیه یک معیار اندازهگیری مقدار تجزیه چربی‌ها در بافتهای چربی یا متابولیسم چربی بدن در شرایط توازن منفی انرژی میباشد. توالی رخدادها شامل کاهش گلوکز و انسولین، افزایش متابولیسم چربی و بالا رفتن اسیدهای چرب غیراستریفیه خون میباشد. فرکانس‌های سیری ایجاد شده توسط اکسیداسیون کبدی اسیدهای چرب غیراستریفیه که توسط عصب واگ به مراکز سیری هیپوتالاموس انتقال مییابد، میتواند به عنوان مکانیسم غالب کنترل کننده میزان خوراک مصرفی در دوره انتقال تبدیل شود (3). بنابراین می‌توان گفت کنترل سرعت لیپولیز، کارایی اکسیداسیون اسیدهای چرب در کبد و طول مدت قرارگیری حیوان در تعادل منفی انرژی و وضعیت لیپولیتیک، میتواند عاملی اساسی در کاهش بروز ناهنجاری‌های متابولیکی باشد (3،34).
وضعیت لیپولیتیک چند هفته قبل از زایش با کاهش همزمان غلظت انسولین پلاسما و کاهش حساسیت بافت چربی و عضله به انسولین شروع شده و تا چندین هفته پس از زایش ادامه دارد (15). کاهش حساسیت بافتها به انسولین احتمالاً توسط افزایش تدریجی هورمون رشد، افزایش سیتوکین‌های پیش التهابی نظیر فاکتور نکروز توموری آلفا (TNF-α) حاصل از جفت و بافت چربی و افزایش غلظت اسیدهای چرب غیر استریفیه (NEFA) پلاسما ایجاد میشود. سیگنال‌های مربوط به آبستنی و یا شیرواری، لیپولیز را برای عرضه NEFA به عنوان یک سوخت برای کبد و بافتهای خارج کبدی آغاز می‌کنند و از این طریق در مقدار گلوکز مورد نیاز برای تولد جنین و یا تولید شیر صرفه جویی می‌کنند (11).
برداشت NEFA توسط کبد با غلظت آنها درخون متناسب است. غلظت بیش از حد تری گلیسیرید کبدی نتیجه افزایش NEFA خون است که به اختلال در وظایف کبد و کاهش گلوکونئوژنز و بنابراین کاهش بهبود غلظتهای گلوکز و انسولین خون به حالت طبیعی منجر میشود که وضیعت لیپولیتیک را بیشتر توسعه میدهد (1). به علت اینکه کبد نشخوارکنندگان ظرفیت محدودی برای خروج تری گلیسرید به صورت لیپوپروتئین‌های با چگالی بسیار پایین دارد (9)؛ بنابراین محدود کردن لیپولیز هدف اصلی انتقال موفقیتآمیز از دوره آبستنی به دوره شیردهی است. از این رو تنظیم دقیق متابولیسم گلوکز و چربی در بدن دام به منظور سازگاری متابولیک در این دوره ضروری است. مقاومت انسولینی یا عدم پاسخ بهینه بافتهای هدف به انسولین، یکی از سازگاری‌های مهم نشخوارکنندگان در دوره انتقال است. همانطوری‌که در بالا اشاره شد ایجاد مقاومت انسولینی خفیف در دوره انتقال میتواند گلوکز، اسیدهای آمینه و اسیدهای چرب بیشتری را در اواخر آبستنی به جفت و در اوایل زایش به غدد پستانی سوق دهد؛ اما مقاومت انسولینی شدید میتواند با ایجاد اختلال در تنظیم فرایندهای طبیعی بافت چربی، منجر به بالا رفتن غیرطبیعی اسیدهای چرب غیر استریفیه در خون شود (12). استراتژی‌های تغذیه‌ای ممکن است بتواند با بهبود حساسیت انسولینی، فراخوانی چربی را از ذخایر بدنی محدود کرده و وقوع بیماری‌های متابولیکی مرتبط با متابولیسم انرژی دوره انتقال را کاهش دهد.
روی به عنوان یک عنصر ضروری برای عملکرد بسیاری از آنزیمهای دخیل در تقسیم سلولی و سنتز DNA و پروتئین لازم است. کاهش سطح سرمی روی باعث اختلال‌های متعددی میشود که از بین عوارض درون ریز آن می‌توان به هیپوگنادیسم و اختلال تحمل گلوکز اشاره کرد. عنصر روی برای سنتز، ذخیرهسازی و ترشح انسولین ضروری است. با کاهش سطح روی سرم، کاهشی در ترشح انسولین و حساسیت بافتهای محیطی به انسولین دیده میشود. مطالعات اخیر نقش روی را به عنوان یک پیامبر ثانویه داخل سلولی در کنترل سیگنالینگ انسولین و تنظیم گلوکز خون برجسته کرده است (26). استفاده از ترکیبات روی در علم پزشکی نوین به منظور درمان کمبود روی و نیز برای بهبود کاهش روی در بیماری دیابت نوع یک در سال‌های اخیر توجه بسیاری از متخصصین تغذیه را به خود جلب کرده است. نتایج به دست آمده از بررسیهای متعدد، دسترسی زیستی بالای منابع آلی روی را در مقایسه با ترکیبات غیر آلی آن و نیز ذخیرهسازی بهتر این منابع را در بدن نشان میدهند (27،38،41). لذا تحقیق حاضر با هدف مطالعه اثر استفاده از روی آلی (Zn-Met) بر متابولیسم گلوکز و شاخصه‌های مقاومت به انسولین در میشهای اوایل دوره شیرواری طراحی شده است.
این پژوهش در گوسفندداری دانشکدة کشاورزی دانشگاه ارومیه انجام شد. همه میشها دو هفته پیش از قوچ اندازی به روش سیدرگذاری (CIDR; Eazi-Breed CIDR; Pharmacia and Upjohn Pty Limited, Rydalmere, Australia) و تزریق عضلانی 400 واحد هورمون (PMSG, Intervet Inc., Millsboro, DE) همزمان فحل و به صورت کنترل شده قوچ اندازی شدند.
در این تحقیق 18 رأس میش آبستن نژاد قزل با میانگین وزن 7±61 کیلوگرم، جهت عادت پذیری با شرایط آزمایش، محیط و جیره از 4 هفته مانده به تاریخ احتمالی زایمان بطور تصادفی در 3 گروه (هر گروه 6 راس) و در جایگاههای انفرادی قرار گرفتند.
دوره اصلی آزمایش در این مطالعه بلافاصله پس از زایمان میشها شروع شده و به مدت 3 هفته ادامه داشت. میزان احتیاجات غذایی دوره آبستنی و شیرواری میشها براساس جداول (2007) NRC, تنظیم و به صورت تغذیه آزاد (2 درصد باقیمانده خوراک)، روزانه در دو وعده صبح و عصر در اختیار میشها قرار گرفت (جدول 1)، (29). جیرههای آزمایشی از نظر تمام مواد مغذی یکسان بوده و فقط مقادیر مختلف روی (Zn) از منبع آلی روی؛ زینک-متیونین (Zn-Met)، ZnM, Zinpro; Corporation, Eden Prairie, MN, USA)) از شرکت سنا دام پارس تهیه و به آنها افزوده شد. بر این اساس گروههای مورد آزمایش به صورت زیر تعریف شدند؛
گروه (1): جیره پایه (TMR) بدون افزودن روی (روی به میزان صفر میلیگرم به ازای کیلوگرم ماده خشک) = (CTR)، گروه (2): جیره پایه به همراه مکمل روی به میزان احتیاجات (روی به میزان 30 میلیگرم به ازای کیلوگرم ماده خشک خوراک) = (LZn) و گروه (3): جیره پایه به همراه مکمل روی با میزان بالا (روی به میزان 300 میلیگرم به ازای کیلوگرم ماده خشک خوراک) = (HZn).
میزان روی جیره پایه در حد 3 میلیگرم به ازای ماده خشک خوراک توسط جیره تأمین و با استفاده از روش جذب اتمی تأیید شد. میزان احتیاجات میش براساس توصیههای (2007) NRC تعیین شد (29). خونگیری از دام‌ها بصورت هفتگی و 3 ساعت پس از مصرف خوراک وعده صبح در روزهای صفر، 7، 14 و 21 پس از زایمان انجام گرفت. نمونههای خون بدون ماده ضد انعقاد پس از انتقال به آزمایشگاه، به مدت 20 دقیقه سانتریفیوژ شده (با سرعت 3500 دور در دقیقه) و سرم آنها جدا گردید. نمونههای سرم جهت ارزیابی روی (Zn)، گلوکز، اسیدهای چرب غیر استریفیه (NEFA)، بتا هیدروکسی بوتیرات (BHB)، تریگلیسیرید، کلسترول و انسولین تا زمان اندازهگیری، در دمای 20 - درجه سانتیگراد نگهداری شدند. پس از 21 روز از شروع درمان، با تزریق سرم دکستروز 50 درصد بر اساس پروتوکلهای استاندارد (24) میزان شاخصهای مقاومت به انسولین شامل؛ مساحت سطح زیر منحنی (Area under the curve)، (AUC) تا دقیقه 60 و 120 (AUC60, AUC120)، نرخ پاکسازی گلوکز، زمان رسیدن به سطح پایه و زمان لازم برای رسیدن غلظت به نصف توسط آزمون تحمل گلوکز (IVGGT) انجام گرفت.
به طور خلاصه آزمایش تحمل گلوکز درون وریدی با تزریق گلوکز (25/0 گرم به ازای هر کیلوگرم وزن بدن با استفاده از سرم دکستروز 50 درصد با سرعت 5-4 میلیلیتر در دقیقه) انجام گرفت. متعاقب تزریق گلوکز نمونههای خون به صورت پیوسته از 15 دقیقه قبل از شروع تزریق تا 3 ساعت پس از آن جمع‌آوری شد. خونگیری متعاقب تزریق درون وریدی گلوکز در زمان‌های 15-، 0، 5، 10، 15، 20، 25، 30، 45، 60، 75، 90، 120، 150 و 180 نسبت به زمان تزریق انجام گرفت.
غلظت بتاهیدروکسی بوتیرات (BHB) و اسیدهای چرب غیراستریفیه (NEFA) سرم با استفاده از کیت‌های تجاری (Randox Laboratories Ltd, Ardmore, UK) اندازهگیری شدند. در نمونههای سرم ذخیره شده، گلوکز، تری گلیسرید، کلسترول و روی با استفاده ازکیتهای تجاری (شــرکت پارس آزمون، ایران) و با استفاده از آنالایزر بیوشیمی (Technicon, RA-1000, Tarry town, USA)، و انسولین با استفاده از کیت تجاری (Insulin AccuBind® ELISA; Monobind Inc. Lake Forest, USA) و به روش آنزیم ایمنواسی (ELISA, Biotek-Eon reader plate) مورد سنجش قرار گرفتند. میزان روی خوراک به روش طیف سنج جذب اتمی مجهز به سیستم کوره گرافیتی (Shimadzu AA6800, Tokyo, Japan) اندازه گیری شد.
آزمایش تحمل گلوکز وریدی (IVGTI) در روز 21 آزمایش انجام شد. پس از اندازهگیری گلوکز در خون دادههای مربوط به آن در نرم افزار 1/9 SAS مورد بررسی قرار گرفت. از رویه NLIN برای پردازش منحنی‌های گلوکز در مدت ۶٠ دقیقه آزمایش تحمل گلوکز با استفاده از فرمول زیر استفاده شد (19).
F(t) = A × e (-k×t)
در این معادله F(t) غلظت متابولیت در زمان t میباشد. A بیشترین مقدار گلوکز میباشد. K هم ضریب تابعیت را تشکیل میدهد. هر دو برآورد A و K محاسبه شد. نرخ پاکسازی که مشخص کننده سرعت پاک شدن از خون است به صورت زیر محاسبه شد (19):
Clearance rate (CR; ٪/min) ={(ln[ta] − ln[tb])/(tb − ta)} × ١٠٠
نیمه عمر یا زمان رسیدن به نصف حداکثر غلظت از فرمول زیر محاسبه میگردد (19):
(T1/2; min) = {[ln(2)]/CR} × 100)
در معادلات بالا [ta] غلظت متابولیت در زمان (ta) و [tb] غلظت متابولیتها در زمان (tb) میباشد. مساحت زیر منحنی از گلوکز با (AUC) نشان داده میشود. پس از رسم منحنی گلوکز این شاخص با استفاده از مساحت ذوزنقه و جمع مقادیر ۶٠ دقیقه اول و دوم (AUC60, AUC120) محاسبه شد. مقدار گلوکز پایه بر اساس مقادیر زمان‌های ١۵ –محاسبه شد. بیشترین مقدار گلوکز بر اساس مقادیر اولین خونگیری پس از تزریق در نظر گرفته شد.
طرح آماری مورد استفاده: دادهها با طرح تصادفی با اســتفاده از مدل خطی عمومی (MIXED) نرم افزار SAS نسخه 1/9 تجزیه و تحلیل شد. اندازه‌گیری‌های مکرر از Mixed برای دادهها (گلوکز و انسولین پلاسما در طول IVGTT) که در رابطه با زمان ســاخته شده بودند (رویه دادههای تکرار شونده در زمان) استفاده شد. حداقل مربعات محاســبه شــد و برای تفاوتها آزمون LSM مــورد آزمایش قرار گرفت. تفاوتهای معنیدار بین تیمارها در سطح (05/0>P) در نظرگرفته شد.
میانگین و خطای استاندارد متابولیتهای خون در سه گروه از میشهای شیروار در 3 هفته ابتدای شیرواری در جدول 2 نشان داده شده است.
در مطالعه حاضر استفاده از روی آلی (Zn-Met) تأثیری بر میزان شاخصهای مرتبط با انرژی شامل؛ مقادیر گلوکز، اسیدهای چرب غیر استریفیه، بتاهیدروکسی بوتیرات، کلسترول و تری‌گلیسرید و نیز عیار انسولین و مقادیر روی سرم خون میشهای مورد مطالعه نداشت (05/0P>). با این‌حال تمایل عددی به کاهش غلظت NEFA و BHB در گروههای تحت درمان با Zn-Met دیده میشود (جدول 2). همچنین در این جدول کاهش معنیدار مقادیر NEFA و BHB در تمام گروهها با افزایش تعداد روزهای شیرواری مشهود است (001/0>P).
مقادیر گلوکز پلاسما با درمان، زمان و اثرات متقابل زمان و درمان تحت تأثیر قرار نگرفت. همچنین اثر روی بر نسبت انسولین به گلوکز در بین گروههای آزمایشی غیر معنیدار بود (05/0<P).
غلظت انسولین خون نیز با درمان، زمان و اثرات متقابل زمان و درمان تحت تأثیر قرار نگرفت (05/0<P). تجویز Zn-Met به صورت خوراکی و روزانه، افزایش معنیداری (001/0>P) را در غلظت روی سرم خون میشهای دریافت کننده مکمل ایجاد نمود، که در گروه HZn بیشتر از گروه LZn بود (جدول 2).
متعاقب انفوزیون وریدی گلوکز (IVGGT) مقادیر پایه گلوکز (زمان 15- دقیقه) در گروه کنترل از 45/17±69 به 45/5±17/76 در دقیقه 150 پس از تزریق رسید. مقادیر گلوکز به لحاظ عددی در گروههای تحت درمان با روی نسبت به گروه کنترل کمتر بود. مساحت سطح زیر منحنی (AUC60, AUC120) برای گروه کنترل و LZn بیشترین و برای گروه HZn کمترین مقادیر را نشان داد (05/0>P) (جدول 3).
نرخ پاکسازی گلوکز در میشهای دریافت کننده مکمل Zn-Met نسبت به گروه کنترل از مقادیر بیشتری حمایت میکرد (001/0>P) (جدول 3). زمان لازم برای رسیدن غلظت به نصف در میشهای دریافت کننده مکمل روی بهطور معنیداری کمتر از گروه کنترل بود (001/0>P) (جدول 3).
همانطور که در نمودار 1 مشاهده میشود به استثنای گروه LZn، غلظت گلوکز تا دقیقه 150 پس از تزریق گلوکز به حد پایه نرسیده است. این شاخص در گروه LZn در دقیقه 90 پس از تزریق درون وریدی گلوکز بدست آمده است (نمودار 1).
به عبارت بهتر نتایج حاصل از تجزیه آماری نشان داد که غلظت گلوکز پایه قبل از IVGTT در تیمارهایی که روی دریافت میکردند نسبت به گروه کنترل تفاوت معنیداری نداشت (05/0<P)، (نمودار 1). نرخ پاکسازی گلوکز توسط مکمل روی، بهبود یافته و منجر به نرخ پاکسازی بالاتر و منجر به زمان کوتاهتر برای رسیدن به نصف حداکثر غلظت گلوکز و زمان برای رسیدن به سطح پایه گردید (جدول 3) (نمودار 1).
در بررسی حاضر بـا تـوجه به اینکه میشها در شرایط نسبتاً خوبی نگهداری مـیشـدند و جیـرة آنهـا شامل علوفه با کیفیت مناسب (یونجه خشـک) و کنسانتره مرغوب بود، علائمی از مسمومیت آبستنی در میشهای مـورد آزمـایش دیـده نشـد، میـزان گلوکـز خـون بین سه گروه تفاوت معنیداری نداشت، بنابراین میشها در تمامی گروههای مورد مطالعه توانسته بودند گلوکز که سوخت اصلی جنین مـیباشـد را تأمــین کنــند. در بررسیهای دیگر نیز میشهایی که در شـرایط نامناسب غـذایی قرار داشتند، توانسـته بودند با صـرفه جویی گلوکز و تکیه بیشتر به پیش مادههای گلوکزساز از منابعی غیر از جیره (به طور عمده امینواسیدهای داخلی) گلوکز خون را ثابت نگه داشته و مقادیر مورد نیاز برای جنین یا تولید شیر را تأمین کنند (31).
در مطالعه حاضر با افزایش تعداد روزهای شیرواری سطح NEFA و BHB خون روند کاهشی دارد. پیشتر به اثرات مهاری اسیدهای چرب آزاد روی مصرف گلوکز اشاره شده است. اسیدهای چرب آزاد می‌توانند غلظت گلوکز پلاسما را با تحریک گلوکونئوژنز از طریق مکانیسمهای مختلفی افزایش دهند که شامل، افزایش بروز ژن آنزیمهای گلوکونئوژنیک، افزایش اکسیداسیون کبدی FFAs که منجر به افزایش تولیدNADH ، استیلکوآ و ATP میشود و نیز القای مقاومت به انسولین میباشد (40). هرچند که مقادیر بالای اسیدهای چرب غیراستریفیه در ابتدای زایمان تأثیری بر میزان گلوکز و یا انسولین میشهای مورد مطالعه نداشت. با این حال با کاهش مقادیر NEFA، افزایش عددی مقادیر انسولین سرم خون دیده میشود. در این رابطه در مطالعهای روی گاوهای شیری حوالی زایمان، Kerestes و همکاران در سال 2009 نشان دادند که غلظت اسیدهای چرب غیر استریفیه به طور معنیداری با ترشح کمتر انسولین در ارتباط است (25). مطالعات دیگر نیز کاهش ظرفیت ترشحی انسولین از پانکراس با افزایش سطح NEFA در گاوهای شیری را نشان دادند (6). بنابراین، این احتمال وجود دارد که در مطالعه حاضر کاهش غلظت FFAs در دوره پس از زایمان منجر به افزایش ترشح انسولین از پانکراس شده باشد.
مطالعات متعددی نشان دادهاند که عنصر روی نقش مهمی در سنتز، ذخیرهسازی، ترشح و بهبود عملکرد انسولین دارد و کمبود آن با مقاومت به انسولین مرتبط است (28). γ PPAR (Peroxisome Proliferator-Activated Receptor) یکی از گیرندههای داخل هستهای میباشد که عمدتاً در بافت چربی بیان میشود و فعالیت آن با تحریک ناقل گلوکز وابسته به انسولین (GLUT4)، افزایش بیان آدیپونکتین و افزایش حساسیت به انسولین همراه است (18). نقش مهم روی در ساختار پروتئینهای دارای انگشت روی (zinc-finger proteins)، در تنظیم فعالیت و عملکرد PPARγ به اثبات رسیده است (35). در بافت چربی و عضله، انسولین با فراهم کردن سوبسترای اسید چرب از طریق تحریک فعالیت لیپوپروتئین لیپاز (LPL) سبب تشویق سنتز تری‌گلیسرید میگردد. همچنین انسولین از طریق کاهش سطح cAMP و ممانعت از فعالیت پروتئین کیناز A و لیپاز حساس به هورمون باعث کاهش لیپولیز میگردد (5).با این‌حال در مطالعه حاضر علی‌رغم افزایش سطح روی در میشهای تحت درمان با Zn-Met و افزایش عددی میزان انسولین، تغییرات معنیداری در عیار انسولین خون دیده نمیشود. توجه به این نکته ضروری است که کاهش غلظت اسیدهای چرب غیر استریفیه در واقع انعکاسی از وضعیت روبه بهبود انرژی در میشهای مورد مطالعه با افزایش تعداد روزهای شیرواری است که به دلیل کاهش تولید شیر و افزایش مصرف خوراک میباشد و نیز نکته حائز اهمیت در این مساله توجه به نقش روی در بهبود وضعیت انرژی حیوان میباشد. مطالعات نشان دادهاند که در کمبود روی سلول، بیان PPARγ هم در سطح mRNA و هم در سطح پروتئین بهطور معنیداری کاهش و با مکمل روی افزایش مییابد (42) و همچنین فعال شدن PPARγ با افزایش بیان آدیپونکتین همراه است (18،36). بنابراین شاید مکمل Zn-Met در مطالعه حاضر باعث فعال شدن PPARγ در بافت چربی شده و در نتیجه ترشح آدیپونکتین و سطح سرمی آن را افزایش داده است و این نیز با تحریک سوخت گلوکز و اکسیداسیون اسیدهای چرب از طریق فسفوریلاسیون و فعال کردن AMP کیناز در عضلات و کبد باعث افزایش برداشت گلوکز شده است که پیشتر توسط Okamoto و همکاران در سال 2006 توضیح داده شده است (30). به همین دلیل شاهد بهبود وضعیت انرژی در میشهای تحت درمان با Zn-Met خواهیم بود که این موضوع با کاهش بیشتر مقادیر BHB در این گروهها در مقایسه با گروه کنترل تأیید میشود.
آزمایش تحمل گلوکز داخل وریدی (IVGTT) برای ارزیابی سنتز و ترشح انسولین توسط پانکراس در نشخوارکنندگان انجام شده است (4،11،14). اساساً IVGTT عملکرد اولیه سلولهای بتا (beta cells) را برای تولید انسولین ارزیابی میکند. الگوی پاسخ گلوکز سرم به تزریق درون وریدی گلوکز متعاقب IVGTT در مطالعه حاضر شبیه به الگوی گزارش شده در سایر مطالعات است (13،14،20). در تحقیق حاضر نرخ پاکسازی گلوکز متعاقب آزمایش IVGTT در دامهای تحت درمان با روی بیشتر بود. مقادیر بالای نرخ پاکسازی گلوکز در گروههای تحت درمان با روی، احتمالاً مربوط به غلظتهای پایینتر انسولین، یا توسعۀ مقاومت به انسولین یا به احتمال فراوان مربوط به هر دو عامل فوق در میشهای گروه کنترل میباشد (33). در آزمایش تحمل گلوکز، غلظتهای پایه و حداکثر، نرخ پاکسازی سرم، نیمه عمر، زمان رسیدن به غلظت پایه، سطح زیر منحنی برای گلوکز سرم و نسبت گلوکز سرم به انسولین سرم، فراسنجههای لازم جهت ارزیابی تحمل گلوکز میباشد (19). با این حال اطلاعات حاصل از آزمایش تحمل گلوکز به سادگی قابل تفسیر نمیباشد، برای مثال در طول آزمایش تحمل گلوکز مشخص نیست که آیا افزایش نرخ پاکسازی گلوکز سرم در نتیجه افزایش مصرف گلوکز است یا کاهش تولید گلوکز. در این مورد نسبت مولار انسولین سرم به گلوکز یا نسبت نرخ پاکسازی آنها در مقایسه با نرخ پاکسازی گلوکز سرم شاخص بهتری برای مقاومت به انسولین میباشد (39). بررسی حاضر نشان داد که جیره حاوی Zinc- Met با میزان بالا از نظر آماری سطح زیر منحنی گلوکز کمتری نسبت به گروه کنترل و گروه LZn دارد. سطح زیر منحنی (AUC) گلوکز بالاتر در گروههای کنترل و LZn، نسبت به میشهای گروه HZn نشاندهنده عدم کارایی انسولین برای پاک کردن میزان مشابه گلوکز در این گروهها بوده، لذا ممکن است نشاندهنده درجهای از مقاومت به انسولین باشد.
پاکسازی گلوکز پس از IVGTT نتیجه مصرف گلوکز توسط بافتهای محیطی، جذب روده، تولید گلوکز در کبد و دفع آن از طریق کلیه است. همچنین مصرف گلوکز توسط غده شیری در اوایل شیردهی به طور قابل توجهی افزایش مییابد (21)، و میزان مصرف گلوکز از گردش خون بستگی به میزان تولید شیر دارد. گرچه گلوکونئوژنز کبدی در گاوهای اوایل شیرواری افزایش مییابد (22)، افزایش غلظت انسولین در نتیجه IVGTT باعث کاهش میزان گلوکونئوژنز در سلولهای کبدی میشود (8). در مطالعه حاضر تجزیه و تحلیل شاخصهای مقاومت به انسولین نشان داد که مقادیر سطح زیر منحنی گلوکز در گروه کنترل به طور معنیداری بیشتر از تیمارهای تحت درمان با Zn-Met بود. این یافته یک حالت مقاومت به انسولین و کاهش پاکسازی گلوکز توسط بافتها را نشان میدهد. بنابراین، بهنظر میرسد که افزایش غلظت روی سرم خون با افزایش ترشح انسولین از پانکراس و یا با افزایش حساسیت بافتی به انسولین در بهبود وضعیت سطح انرژی میشهای شیروار مؤثر بوده باشد. همانطور که اشاره شد در این مطالعه، نرخ پاکسازی گلوکز متعاقب تزریق درون وریدی گلوکز معنیدار است؛ افزایش میزان پاکسازی گلوکز از خون در نتیجه افزایش انسولین ناشی میشود (17). لذا می‌توان چنین نتیجه‌گیری نمود که مصرف گلوکز خون توسط بافتهای محیطی در میشهای دریافتکننده روی بیشتر از گروه کنترل تحت تأثیر واقع شده است.
عموماً افزایش سطح انسولین خون، سبب کاهش فعالیت انسولین در سطح گیرنده و پس از گیرنده میگردد (5). در مقاومت به انسولین کبدی، افزایش سطح انسولین خون با عدم توانایی انسولین در کاهش تولید گلوکز در کبد مرتبط است. در مقاومت به انسولین بافت محیطی، افزایش سطح انسولین خون با نقص مصرف و اکسیداسیون گلوکز در عضله و سلولهای بافت چربی و عدم توانایی در کاهش آزاد شدن اسیدهای چرب از بافت چربی مرتبط میباشد (37). بنابراین نتیجه حاصل از مطالعه حاضر بروز مقاومت به انسولین بافت محیطی را به ویژه در میشهای گروه کنترل نشان میدهد. مطالعات نشان میدهند که در گاوهای شیروار، مقاومت به انسولین گاهی اوقات به معنی کاهش ترشح انسولین پانکراس است (21). با این حال در مطالعه حاضر مقادیر گلوکز نسبت به مقادیر اولیه میشهای گروه کنترل 5 و 10 تا 30 دقیقه پس از IVGTT به عنوان تأیید توانایی گلوکز برای تولید و انتشار انسولین از سلولهای اندوکرین بتای پانکراس در میشهای دریافت کننده Zn-Met میباشد.
Bossaert و همکاران در سال ٢٠٠٩ گزارش کردندکه سطوح گلوکز خون در دقایق مختلف خونگیری آزمایش IVGTT متأثر از گلوکز تزریقی، گلوکز تولیدی از منشأ درونی، گلوکز جذب شده از روده، دفع گلوکز کلیوی و جذب گلوکز توسط بافتهای حساس به انسولین (بافت ماهیچه اسکلتی و آدیپوز) میباشد (7). میزان اینفیوژن گلوکز بر مبنای مقالات مقدار 25٠ میلیگرم گلوکز به ازای هر کیلوگرم وزن بدن با اعمال محرومیت ٢٠ ساعتی از خوراک استفاده شد (23،32). از آنجایی که حدوداً تا ٢ ساعت پس از ارائه گلوکز، سطح آن در خون بایستی به سطح اولیه رسیده باشد (32)، آزمایش تا دقیقه ١8٠ ادامه یافت. De koster و همکاران در سال 2013 گزارش کردند هرچه زمان بیشتری طول بکشد تا میزان گلوکز خون به حد طبیعی خود برگردد، بافتهای بدن حالتی مقاوم به انسولین دارند. در حالت مقاومت به انسولین انتظار میرود نرخ پاکسازی پایین، سطح زیرمنحنی گلوکز زیاد و زمان رسیدن به نصف حداکثر غلظت گلوکز یا زمان رسیدن به غلظت پایه گلوکز بیشتر باشد (12). با درنظر گرفتن این شاخصها به نظر میرسد که حالت بهبود حساسیت به انسولین در میشهایی که زینک متیونین مصرف کرده بودند ایجاد شــده اســت. لذا به نظر میرسد اســتفاده ازمکمل روی بتواند وضعیت متابولیسم گلوکز را در بدن بهبود دهد.
الگوی افزایش قابل توجهی از انسولین و قند خون پس از تزریق گلوکز در گاوهای شیری اوایل دوره شیردهی گزارش شده است (21،33). در آزمایش آنها، گلوکز در 4 ساعت به طور معنیداری در سطوح بالاتر از مقادیر خط پایه باقی مانده بود. این یافتهها نشان میدهد که مقاومت به انسولین در گاوهای اوایل شیردهی وجود دارد. بر اساس این یافته و بر اساس نتایج حاضر، به نظر میرسد که واکنش ترشح انسولین به گلوکز و همچنین حساسیت به انسولین در بافتهای محیطی ممکن است در طول اوایل شیرواری کاهش یابد. به عبارتی کاهش نرخ پاکسازی ترشح گلوکز پس از زایمان به علت افزایش مقاومت به انسولین است که با تشدید لیپولیز از آدیپوسیتها مشخص میشود، این یافته در مطابقت با سایر مطالعات قبلی میباشد (21،33).
متابولیتهای انسولین و لیپید نسبتاً رابطهی معکوسی با هم دارند (6). انسولین با مهار لیپولیز، تحریک لیپوژنز و با افزایش استفاده از کتون بادیها در بافتهای محیطی اثر آنتیکتوژنیک دارد (8). علاوه بر این، انسولین فعالیت آنزیمی کبدی را برای استریفیه کردن مجدد NEFA به تری اسیل گلیسرول افزایش میدهد (16). همچنین انسولین اکسیداسیون NEFA در سلولهای میتوکندری کبدی را به واسطه کاهش فعالیت پالمیتوئیل ترانسفراز-1 (CPT-1) و درنتیجه کاهش جذب میتوکندریایی NEFA کاهش میدهد (43). NEFA و BHB به طور کلی پاسخ انسولین و گلوکز را به خطر میاندازند. NEFA نه تنها منجر به بروز اختلال در چندین مسیر انسولین میشود، بلکه میتواند منجر به اختلال در تولید انسولین پانکراس نیز گردد. نشان داده شده است که NEFA رابطه منفی با AUC انسولین و سطوح پیک، بدون تأثیر روی پارامترهای گلوکز در گاوهای پس از زایمان دارد (6). افزایش تریگلیسیرید و بویژه سطح NEFA عامل تشدید کننده مقاومت به انسولین است و میتواند توسط تزریق نیکوتینیک اسید کاهش یابد (32). همچنین در مطالعهای نشان داده شده است که هیپرلیپیدمی تجربی با استفاده از غلظت بالای NEFA سبب مقاومت به انسولین در گوسفندان میشود (2). Hayirli در سال 2006 گزارش داد که غلظت بالای NEFA سبب کاهش استفاده از گلوکز در بافتها، کاهش تعداد گیرنده GLUT4 و اختلال در مسیرهای سیگنالینگ انسولین داخل سلولی در بافتهای کبد و محیطی میشود (20). کاهش در غلظت گلوکز اولیه، انتشار گلوکز و انسولین و میزان پاکسازی گلوکز در عین حال افزایش آزادسازی چربی و کتوژنز، نشانههایی از مقاومت به انسولین در نشخوارکنندگان به دلیل مواجهه با سوء تغذیه و کتوزیس ناشی از آن است. یافتههای حاضر کاهش مقادیر NEFA و BHB را به لحاظ عددی در گروههای تحت درمان با Zn-Met به ویژه در گروه دریافت کننده میزان بالا نشان میدهد که احتمالاً دلیلی بر بهبود پاسخ به انسولین در گروههای تحت درمان با روی میباشد.
نتیجه گیری: یافتههای تحقیق حاضر نشان میدهند که مکمل غذایی زینک-متیونین به ویژه با میزان بالا (300 میلیگرم به ازای ماده خشک خوراک)، در بهبود بالانس منفی انرژی و جلوگیری از مقاومت به انسولین در میشهای شیروار پس از زایش مؤثر بوده و این احتمال وجود دارد که پاسخ به انسولین در میشها در کنار استفاده از مکملهای حاوی روی بهبود پیدا کند.
بدینوسیله نویسندگان از دانشکدهی دامپزشکی دانشگاه ارومیه، جهت تأمین منابع مالی این تحقیق، کمال تشکر را دارند. همچنین نویسندگان مراتب تشکر و قدردانی خود را از شرکت سنا دام پارس از بابت حمایت در تأمین مکمل زینک-متیونین اعلام میدارد.
بین نویسندگان تعارض در منافع گزارش نشده است.
References
', './data/jvr/coversheet/cover_fa.jpg'))