پیشساز گلوکز در تغذیه گاوهای شیری بهخصوص در دوره انتقال نقش قابلتوجهی در کاهش فشارهای متابولیکی دارد چرا که گلوکز یکی از کلیدیترین متابولیتها در بدن گاوهای شیری محسوب میشود و نقشمحوری در تأمین انرژی، سنتز لاکتوز، عملکرد سیستم ایمنی و فرایندهای تولیدمثلی ایفا میکند. در این بازه تغییرات شدید هورمونی، فیزیولوژیکی و تغذیهای به طور همزمان رخ میدهد و حیوان در معرض اختلالات متابولیکی متعددی قرار میگیرد.
در اواخر آبستنی و اوایل شیردهی، نیاز انرژی گاو به طور قابلتوجهی افزایش پیدا میکند، درحالیکه مصرف ماده خشک به دلایل مختلفی از جمله کاهش ظرفیت شکمبه، تغییرات هورمونی و استرسزایش، کاهش پیدا میکند. این ناهماهنگی بین مصرف و نیاز انرژی منجر به بروز تعادل منفی انرژی (Negative Energy Balance, NEB) میشود. یکی از پیامدهای اصلی NEB، افزایش استفاده از ذخایر چربی بدن است که میتواند بروز بیماریهای متابولیکی نظیر کتوز و کبد چرب را زمینهسازی کند و باعث کاهش عملکرد سیستم ایمنی و سیستم تولیدمثلی شود.
برخلاف حیوانات تک معدهای که قادرند بخش عمدهای از گلوکز موردنیازشان را مستقیم از خوراک مصرفی دریافت کنند، در نشخوارکنندگان، اغلب کربوهیدراتهای خوراک در شکمبه تخمیر شده و به اسیدهای چرب فرار تبدیل میشوند. در نتیجه تأمین گلوکز در گاوهای شیری وابسته به فرایند گلوکونئوژنز است. استفاده هوشمندانه از پیشسازهای گلوکز بهعنوان یک تصمیم تغذیهای مؤثر میتواند نقش مهمی در بهبود وضعیت متابولیکی، افزایش بهرهوری تولیدی و ارتقای سلامت کلی گاوشیری ایفا کند.
پیشساز گلوکز چیست؟
اصطلاح «پیشساز گلوکز» به مواد غیر کربوهیدراتی اطلاق میشود که قابلیت تبدیل به گلوکز از طریق فرایند گلوکونئوژنز را دارند. بهطورکلی، این فرایند در کبد انجام میشود و کلیهها سهم اندکی در آن دارند. برخلاف تصور رایج هر منبع انرژی الزاماً منبع گلوکونئوژنیک محسوب نمیشود.
مهمترین پیشسازهای گلوکز در گاوهای شیری عبارتاند از:
پروپیونات: اصلیترین پیشساز گلوکز که از تخمیر نشاسته و برخی قندها در شکمبه تولید میشود. پروپیونات جذب شده در کبد ابتدا در چرخه کربس به مالات و سپس اگزالواستات تبدیل شده و در نهایت اگزالواستات وارد چرخه گلوکونئوژنز شده و به گلوکز تبدیل میشود.
اسید پروپیونیک: یکی از پیشساز مهم گلوکز در نشخوارکنندگان اسید پروپیونیک است که در اثر تخمیر کربوهیدراتها در شکمبه تولید میشود. این اسید با ازدستدادن یک پروتون به پروپیونات تبدیل شده که پیشساز گلوکونئوژنز در کبد هست.
لاکتات: حاصل متابولیسم بیهوازی و برخی از مسیرهای تخمیری است. لاکتات در کبد و تا حدی در کلیهها از طریق چرخه کوری به گلوکز تبدیل میشود.
گلیسرول: بخشی از مولکول تریگلیسرید که در شکمبه تبدیل به پیروات که پیشساز پروپیونات است شده.
آمینواسیدهای گلوکوژنیک: بهویژه آلانین و گلوتامین که در شرایط کمبود انرژی نقش مهمی ایفا میکنند. در کبد، گروه آمینی اسیدهای آمینه گلوکوژنیک جذب شده ابتدا از اسکلت کربنی آن جدا شده و اسکلت کربنی که پایه اصلی تولید گلوکز است به یکی از واسطههای چرخه کربس (پیروات، اگزالواستات، آلفا-کتوگلوتارات، سوکسنیل-CoA و فومارات) تبدیل شده و در نهایت اگزالواستات تولیدی در چرخه کربس وارد چرخه گلوکونئوژنز شده که به تولید گلوکز منجر میشود.
ورود این ترکیبات به مسیر گلوکونئوژنز تحتتأثیر وضعیت هورمونی دام قرار دارد. در دوره انتقال، کاهش انسولین و افزایش گلوکاگون شرایط را برای افزایش تولید گلوکز کبدی فراهم میکند، مشروط بر آن که پیشسازهای گلوکز به مقدار کافی در دسترس باشند.
مونو پروپیلن گلیکول: یکی از پیشسازهای در نشخوارکنندگان است که پس از مصرف به سرعت بخشی از آن در شکمبه تبدیل به پروپیونات شده و بخشی هم مستقیما و بدون تخمیر به کبد وارد شده، تبدیل به لاکتات شده و سپس به گلوکز تبدیل میشود.
وانگ و همکاران (2025)
نیازهای تغذیهای در دوره انتقال
دوره انتقال یکی از حساسترین مراحل زندگی گاوشیری از نظر متابولیکی است. در هفتههای پایانی آبستنی، مصرف ماده خشک معمولاً تا حدود ۳۰ درصد کاهش پیدا میکند؛ کاهشی که نتیجه ترکیبی از عوامل فیزیکی مانند بزرگشدن جنین، تغییرات هورمونی بهویژه افزایش استروژن، و شرایط مدیریتی است. همزمان با زایش و شروع شیردهی، نیاز به انرژی و بهخصوص نیاز به گلوکز به طور ناگهانی افزایش مییابد.
در زمان زایش، نیاز گاو به گلوکز بیش از دوبرابر میشود، زیرا غدد پستانی برای تولید لاکتوز – عامل اصلی تعیینکننده حجم شیر – به مقدار زیادی گلوکز نیاز دارند. اگر گلوکز کافی در دسترس نباشد، تولید شیر مستقیماً محدود میشود. در چنین شرایطی، گاو وارد تعادل منفی انرژی شده و برای جبران کمبود انرژی، به استفاده ذخایر چربی بدن روی میآورد.
استفاده از چربی باعث افزایش غلظت اسیدهای چرب غیر استریفیه (NEFA) در خون میشود. ورود مقادیر زیاد NEFA به کبد، ظرفیت متابولیکی آن را تحتفشار قرار داده و میتواند منجر به تجمع چربی (کبد چرب) و افزایش تولید اجسام کتونی شود. بالارفتن سطح اجسام کتونی، بهویژه بتاهیدروکسیبوتیرات (BHBA)، خطر بروز کتوز بالینی و تحت بالینی را افزایش میدهد.
کبد در این دوره نقش کلیدی در حفظ تعادل انرژی دارد. فراهم بودن پیشسازهای کافی برای تولید گلوکز به کبد کمک میکند تا بهجای اتکا به متابولیسم شدید چربی، از مسیرهای کارآمدتر گلوکونئوژنز استفاده کند. این موضوع نهتنها فشار متابولیکی بر کبد را کاهش میدهد، بلکه برای حفظ عملکرد مناسب سیستم ایمنی و باروری دام نیز اهمیت زیادی دارد.
اثرات پیشسازهای گلوکز
- قند خون و پروفایل متابولیک
مصرف منظم و هوشمندانه پیشسازهای گلوکز منجر به افزایش قابلتوجه غلظت قند خون میشود، بهویژه هنگامی که این ترکیبات در دوزهای مناسب نوشیدنی یا مخلوط در جیره غذایی داده شود. افزایش گلوکز به کاهش استفاده از چربی بدن و در نتیجه کاهش غلظت NEFA و اجسام کتونی منجر میشود که نشاندهنده بهبود وضعیت انرژی دام است.
- تخمیر شکمبه
راهبردهای تغذیهای که منجر به افزایش پروپیونات در شکمبه میشوند، به طور عمومی کارایی تخمیر را بهبود میبخشند. افزایش نسبت پروپیونات به استات با اضافهکردن ترکیباتی مثل گلیسرول و پروپیونات، باعث هدایت بیشتر انرژی به سمت تولید گلوکز در کبد میشود.
تصور میشود که این تغییرات به کاهش انتشار متان و افزایش تولید پروتئینهای میکروبی کمک میکند. بااینحال، مصرف سطوح بالای ترکیبات گلوکوژنیک قابل تخمیر میتواند pH شکمبه را کاهش داده و هضم فیبر را مختل کند؛ بنابراین، تعیین سطح مناسب مصرف از اهمیت بالایی برخوردار است.
راهکارها و افزودنی های خوراک موثر در تولید متان در نشخوارکنندگان
- مصرف ماده خشک
اثر پیشسازهای گلوکز بر مصرف ماده خشک بسته به نوع، ترکیب و روش مصرف متفاوت است. برخی از پیشسازها، ممکن است به دلیل طعم یا اثرات اسمزی، مصرف خوراک را به طور موقت کاهش دهند، درحالیکه ترکیب آنها در قالب جیره کامل مخلوط (TMR) عموماً اثر منفی قابلتوجهی بر مصرف ماده خشک ندارد.
بهبود وضعیت متابولیکی ناشی از مصرف پیشسازهای گلوکز میتواند به طور غیرمستقیم به حفظ مصرف پایدار ماده خشک در اوایل شیردهی کمک کند؛ موضوعی که نقش مهمی در کاهش شدت NEB دارد.
- تولید شیر و ترکیب شیر
افزایش دسترسی به گلوکز موجب افزایش سنتز لاکتوز در غدد پستانی میشود که مستقیماً با افزایش حجم شیر تولیدی در ارتباط است. این اثر بهویژه در هفتههای ابتدایی شیردهی که گاو بیشترین محدودیت گلوکز را تجربه میکند بسیار اهمیت دارد. بهبود تعادل انرژی همچنین میتواند باعث افزایش تولید پروتئین شیر در نتیجه افزایش جریان پروتئین میکروبی به روده شود. در برخی موارد، کاهش نسبت استات به پروپیونات ممکن است منجر به کاهش جزئی درصد چربی شیر شود، اگرچه این اثر معمولاً وابسته به ترکیب کلی جیره و سطح تولید گاو میباشد.
- فیزیولوژی و سلامت حیوان
پیشسازهای گلوکوژنیک با کاهش NEFA و اجسام کتونی، خطر بروز بیماریهای متابولیکی نظیر کتوز و کبد چرب را کاهش میدهند. غلظت مناسب گلوکز خون نقش مهمی در عملکرد سیستم ایمنی دارد و میتواند موجب بهبود عملکرد نوتروفیلها و کاهش حساسیت دام به عفونتهایی مانند متریت شود. علاوه بر این، کاهش فشار متابولیکی بر کبد باعث افزایش تابآوری متابولیکی گاو در دوره انتقال میشود و به حفظ سلامت عمومی دام کمک میکند.
- تولیدمثل و باروری
عملکرد محور هیپوتالاموس – هیپوفیز – تخمدان بهشدت تحتتأثیر وضعیت انرژی و دسترسی به گلوکز قرار دارد. کمبود گلوکز و NEB شدید میتواند منجر به تأخیر در بازگشت فحلی، اختلال در رشد فولیکولها و افزایش بروز مشکلاتی مانند کیستهای تخمدانی شود.
مطالعات نشان دادهاند که مصرف پیشسازهای گلوکز میتواند زمان تا اولین تخمکگذاری بعد از زایش را کاهش داده و نرخ آبستنی را افزایش دهد. همچنین موجب بهبود تعادل انرژی جهت تولید پروژسترون میشود که برای حفظ آبستنی ضروری است.
نتیجهگیری
پیشسازهای گلوکز نقش اساسی در تأمین نیازهای متابولیکی، تولیدی و تولیدمثلی گاوهای شیری، بهویژه در دوره انتقال، ایفا میکنند. استفاده هوشمندانه از ترکیباتی نظیر پروپیونات، گلیسرول، لاکتات و اسیدهای آمینه گلوکوژنیک، با افزایش گلوکونئوژنز کبدی، شاخصهای متابولیکی خون را تثبیت میکند و کاهش استفاده بیش از حد چربی، خطر بروز کتوز و کبد چرب را کاهش میدهد.
علاوه بر بهبود تولید شیر و مصرف ماده خشک، استفاده از پیشسازهای گلوکز بهعنوان یک راهبرد تغذیهای موجب ارتقای سلامت کبد، تقویت سیستم ایمنی و بهبود عملکرد تولیدمثلی میشود. در مجموع، شواهد علمی موجود از کاربرد پیشسازهای گلوکز بهعنوان ابزاری کارآمد برای افزایش تابآوری گاوهای شیری در دوره انتقال و ارتقای سیستم تولید شیر حمایت میکنند، مشروط بر آن که این ترکیبات در چارچوب یک جیره غذایی متعادل و مدیریت شده مورداستفاده قرار گیرند.
منابع
- Wang, G., Zhu, Y., Feng, D., Yao, J., Cao, Y., & Deng, L. (2025). Hepatic gluconeogenesis and regulatory mechanisms in lactating ruminants: A literature review. Animal Research and One Health, 3(3), 230–239.
- Zhang, J., Zhang, X., Liu, H., Wang, P., Li, L., Bionaz, M., Lin, P., & Yao, J. (2024). Altered bile acid and correlations with gut microbiome in transition dairy cows with different glucose and lipid metabolism status. Journal of Dairy Science.
- El-Kasrawy, N. I., Swelum, A. A., Abdel-Latif, M. A., Alsenosy, A. E.-W. A., Beder, N. A., Alkahtani, S., Abdel-Daim, M. M., & Abd El-Aziz, A. H. (2020). Efficacy of different drenching regimens of gluconeogenic precursors during transition period on body condition score, production, reproductive performance, subclinical ketosis and economics of dairy cows. Animals, 10(6), 937.
