اثرات چهار سطح تعادل اسید و باز جیره غذایی بر خصوصیات فیزیکی و مکانیکی و شیمیایی استخوان های گوساله های نر هلشتاین

● چکیده
در تحقیق حاضر اثرات چهار سطح تعادل اسید و باز جیره غذایی بر خصوصیات فیزیکی و مکانیکی و شیمیایی استخوان های گوساله های نر هلشتاین مورد بررسی قرار گرفت.بدین منظور آزمایشی در قالب طرح بلوک های تصادفی با چهار جیره غذایی (از جیره ۱تا۴ به ترتیب حاوی سطوح ۰ و۱۵۰, ۳۰۰و۴۵۰ میلی اکی والان( Na+K )-Cl در کیلوگرم ماده خشک جیره)و۶بلوک وزنی (چهار گوساله با وزن مشابه در هر بلوک) انجام گرفت.
کلیه اجزاء جیره غذایی و مواد مغذی به جز عناصرسدیم , پتاسیم و کلر مشابه بودند و جیره های غذایی به صورت کاملا" مخلوط و به طور آزاد وانفرادی دراختیار گوساله ها قرار گرفت و در پایان دوره ۱۵۰روز آزمایش گوساله ها ذبح شدند و خصوصیات فیزیکی و مکانیکی و شیمیایی استخوان مچ پا مورد مطالعه قرار گرفت.بر اساس نتایج حاصل از این تحقیق میانگین درصد کلسیم در خاکستر, نیرو, ممان خمشی و مدول الاستیسیتی در بین جیره های غذایی اختلاف معنی داری را نشان داد ( ۰۵/۰< p) .
جیره غذایی یک دارای بالاترین درصد کلسیم خاکستر , مقاومت و ممان خمشی بود. همچنین جیره غذایی دو بالاترین تنش و جیره یک پایین ترین تنش را دارا بودند.
بالاترین مقدار مدول الاستیسیتی مربوط به جیره سه و پایین ترین مقدار مربوط به جیره چهار بود. میانگین درصد خاکستر ونیز درصد عناصر فسفر, سدیم, منیزیم و پتاسیم موجود در خاکستر در بین جیره های غذایی تفاوت معنی داری را نشان نداد. بنابراین با توجه به نتایج این تحقیق استفاده از جیره های با تعادل اسید و باز ۱۵۰ میلی اکی والان در کیلوگرم ماده خشک می تواند باعث بهبود خصوصیات فیزیکی و مکانیکی (استحکام و انعطاف پذیری ) و شیمیایی استخوان گردد.
● مقدمه
استخوانها اسکلت ساختمان بدن هستند که به خاطر نفوذ پذیری نسبی و مقاومت به پوسیدگی حتی در حیوان زنده آنرا بافت مرده می نامند. با وجود دینامیک بودن استخوان,نسبت به تنشهای خارجی وداخلی ،آناتومی و رفتارش را تغییر می دهد و سلولهای استخوان بوسیله یونها و فاکتورهای تغذیه ای تحت تاثیر قرار می گیرند. مقاومت شکنندگی استخوان توسط متخصصین تغذیه دام به عنوان معیاری برای تعیین قابلیت دسترسی حیاتی مواد معدنی و احتیاجات دام مورد استفاده قرار می گیرد ضمن اینکه رشد مناسب اسکلت, ضامن رشد و تولید و عملکرد تولید مثلی آینده حیوان بخصوص در حیوانات داشتی خواهد بود(۲و۶ ).
انواع متفاوتی از آزمونها برای تعیین مقاومت استخوان مورد استفاده قرار می گیرد که برای فهم کامل و معنی و استفاده از آن به عنوان یک معیار عکس العمل , لزوم دانستن اصول مهندسی مورد استفاده برای محاسبه مقاومت مواد برای متخصصین تغذیه ضروری است(۱و۲). متداولترین آزمونها برای ارزیابی خواص مکانیکی استخوان آزمون خمیدگی است آزمایشاتی که در آزمون خمیدگی تعیین می گردند عبارتند از :
ممان خمشی كه بطور ساده عبارت است از نیروی بکار رفته به استخوان که برای مسافت یا طولی که آن نیرو به کار رفته است تصحیح می شود و برحسب واحدهای نیرو و مسافت ( کیلوگرم درسانتیمتر ) اندازه گیری می شود ومحاسبه آن مقایسه بین استخوانهای با طولهای متفاوت را امکانپذیر می سازد.تنش كه به صورت نیرو در واحد سطح استخوان تعریف می شود ونه تنها مساحتی که نیرو بکار می رود بلکه همچنین شکل ژئومتریکی این ناحیه را نیزدرمحاسبه مدنظر قرارمی دهد .
تغییرطول نسبی كه عبارت است ازنسبت بین طول اولیه وتغییردرطول درنتیجه اعمال نیرو . ومدول الاستیسیتی مقدارتوانایی استخوان برای برگشت به شکل اولیه بعد ازتغییرشکل درنتیجه اعمال نیرومیباشد ونشاندهنده مقداردرجه استحکام استخوان است(۱و۲).
با توجه به اینکه خواص مکانیکی استخوان به مقدارزیادی تحت تاثیرتغذیه وتعادل اسید و بازجیره قرارمیگیرد وبا توجه به نقش توازن اسید وبازجیره برمیزان معدنی شدن استخوان ودرنتیجه برخصوصیات مکانیکی وشیمیایی استخوان,درتحقیق حاضراثرات سطوح مختلف اسید وبازجیره برخصوصیات فیزیکی وشیمیایی استخوان مورد بررسی قرار گرفت.
مواد و روشها ۲۴ گوساله نرهلشتاین وبا میانگین وزن اولیه (۲۸/۵۱ + ۲۱۷ ) کیلوگرم انتخاب شدند وبا توجه به اختلاف وزن بین گوساله ها به شش گروه ( بلوک ) وزنی تقسیم شدند وهرگروه وزنی بصورت تصادفی به چهار جیره غذایی با تعادل بر اساس میلی اکی والان (Na+K)-Cl درکیلوگرم ماده خشک جیرهاسید وباز( ۰و ۳۰۰۱۵۰ و۴۵۰){میلی اکی والان (Cl)-(Na+K) درکیلو گرم ماده خشک جیره}منتسب گردید.
جیره ها ازنظردرصد مواد خوراکی ونیز کلیه مواد مغذی به غیرازعناصر سدیم وکلریکسان بودند وبرای دسترسی به نسبتهای مناسب تعادل اسیدوبازاز نمکهای بیکربنات سدیم وکلریدآمونیوم استفاده گردید(جدول۱). طول دوره اصلی آزمایش ۱۵۰ روزبود وگوساله دسترسی آزاد به آب وجیره کاملاً مخلوط را داشتند .
پس ازاتمام دوره آزمایش گوساله ها کشتارشدند وخصوصیات فیزیکی و مکانیکی( قطرخارجی،قطرداخلی،ممان خمشی،تنش،ممان اینرسی،تغییرطول نسبی،مدول الاستیسیتی )و شیمیایی استخوانهای مچ پا تعیین گردید.برای اندازه گیری خصوصیات مکانیکی استخوان از دستگاه آزمون خمیدگی instron)) مدل ۱۱۸۶ وبا میزان تغییرشکل ۵ میلیمتر در دقیقه استفاده گردید و بعد از شکستن استخوان, قطرهای داخلی وخارجی عمود وموازی در جهت نیرو با استفاده از کولیس اندازه گیری شد. مواد معدنی استخوان نیزبه روش (AOAC) وبا استفاده ازدستگاه جذب اتمی تعیین گردید.طرح آماری مورد استفاده دراین تحقیق طرح بلوکهای کامل تصادفی با استفاده از چهارجیره غذایی وشش گروه (بلوک) وزنی بود. تجزیه داده هاومقایسه میانگینها با استفاده ازبرنامه نرم افزاری SAS)) انجام گرفت.
● نتایج و بحث
میانگین خصوصیات شیمیایی وفیزیکی استخوان مچ پا درجدول۲ نشان داده شده است براساس نتایج مندرج دراین جدول درصد عناصر معدنی درخاکستربغیراز کلسیم ونیز ممان اینرسی ، تغییرشکل و تغییرطول نسبی در بین گروههای آزمایشی اختلاف معنی داری را نشان نداد. میانگین کلسیم موجود درخاکستر ، نیرو، ممان خمشی و مدول الاستیسیتی دربین جیره های غذایی اختلاف معنی داری را نشان می دهد (۰۵/۰>P ).
جیره غذایی یک دارای بالاترین درصد کلسیم خاکستر(۹/۳۶)، مقاومت(۱۹۳۵ کیلوگرم) و ممان خمشی (۹۶۵۷ کیلوگرم برسانتیمتر) می باشد. همچنین جیره غذایی دو بالاترین تنش(۲/۲۴۳۷) وجیره غذایی یک پایین ترین مقدارتنش (۸/۲۲۱۴ کیلوگرم برسانتی مترمربع) را دارا بودند.
بالاترین مقدار مدول الاستیسیتی مربوط به جیره سه با (۵۳۶۳۳) وپایین ترین مقدار مربوط به جیره چهاربا(۵۲۷۷۹ کیلوگرم برسانتی مترمربع) بود ومیانگین درصد خاکسترونیز درصد عناصر فسفر، سدیم، منیزیم و پتاسیم موجود درخاکستر دربین جیره های غذایی تفاوت معنی داری را نشان نداد.
علت وجود درصد بالای کلسیم دراستخوان گوسالِِِه های تغذیه شده با جیره حاوی تعادل اسید وباز صفر، اسیدی شدنPH شکمبه و روده می باشد که باعث افزایش قابلیت هضم و افزایش جذب کلسیم می شود همچنین با تاثیربرترشح هورمون پاراتیروئید باعث افزایش جذب کلسیم ومواد معدنی از روده می شود که بدنبال آن باعث رسوب نسبتهای بالای کلسیم وفسفردراستخوان وکلسیمی شدن ماتریکس آلی استخوان می گردد وبدلیل رشد بیشتراستخوان باعث بالا رفتن ممان اینرسی می شود(۳) وبالاتربودن مدول الاستیسیتی درگوساله های تغذیه شده با تعادل اسیدوباز ۳۰۰ ، احتمالاً بدلیل پایین بودن ممان اینرسی وپایین بودن مقدار کلسیمی شدن ماتریکس معدنی در فضای داخلی استخوان می باشد(۷).

منابع
۱. Crenshaw, T.D, E.r.Poe, A.J.Lewise ,B.D.Moser , and D.G. Olson.۱۹۸۱. Influence of age, sex and calcium and phosphours level on the mechanical properties of various bones in swine. J.Anim.Sci.۵۲:۱۳۱۹
۲. Crenshaw,T.D.,E.r.Poe, A.J.Lewis, B.D.Moser.۱۹۸۱. Bone strength as a trail for assessing mineralization In swin : A critical review of techniques involved .J.Anmin .Sci.۵۳:۸۲۷
۳.Ross, J.G., .w. Spears, and J.D.Garlich . ۱۹۹۴. Dietary electrolyte balance effects on performance and metabolic characteristics in finishing steers . J.Anmin .Sci.۷۲ :۱۶۰۰-۱۶۰۷
۴. Spears , J. W., E . B . Kegley , and J . D Ward . ۱۹۹۵ . Influnce of cation – anion balance and supplemental salt level on performance of growing and finishing steers. J . Anim . Sci . ۷۳.( Suppl.): (Abs.)
۵.Tucker ,W. B.,G.A.Harrison,and R.W.Hemken.۱۹۸۸. Influnce of dietary cation-anion balance on milk, blood,urine,and rumen fluid in lactating dairy cattle .J. Dairy Sci.۷۱:۳۴۶-۳۵۴
۶.Underwood, E J. ۲۰۰۴. The mineral nutrition of livestock.C.B.Common wealth Agriculture Bureaux, London.
۷.Williams, S. N. ,L. A. Lawrence, L. R . McDowell , N. S . Wilkinson, P.W. Ferguson,and A.C.Warnick.۱۹۹۰. Criteria to evaluate bone mineralization in cattle. Effect of dietary phosphorus on chemical , physical , and mechanical properties .J . Anim. Sci. ۶۹:۱۲۳۲-۱۲۴۲

منبع : علوم دام