أساسيات الحد من الأحماض الأمينية

في البروتين الغذائي، تسمى الأحماض الأمينية غير الكافية نسبيًا وفقًا لاحتياجات جسم الإنسان وعلاقتها التناسبية بالأحماض الأمينية المقيدة. يشير الحد من الأحماض الأمينية إلى الأحماض الأمينية التي تكون نسبة كمية الأحماض الأمينية الأساسية الموجودة في علف أو حصة معينة إلى كمية الأحماض الأمينية الأساسية البروتينية التي تحتاجها الحيوانات منخفضة. نقص هذه الأحماض الأمينية يحد من توفر الحيوان للأحماض الأمينية الأساسية وغير الأساسية الأخرى.

في عملية الامتصاص والهضم والاستفادة، تحتاج الأحماض الأمينية إلى نسبة معينة حتى يتم امتصاصها والاستفادة منها بشكل كامل. وعندما يكون حمض أميني معين في طعام معين بعيد عن الوصول إلى هذه النسبة، مهما كان محتوى البروتين مرتفعا، فإنه لن يتمكن من ممارسة مزاياه. هذا الحمض الأميني هو حمض أميني مقيد. على سبيل المثال، الميثيونين الموجود في الفاصوليا والليسين الموجود في الحبوب هما من الأحماض الأمينية المحددة لكل منهما.

يُعرف أيضًا الحمض الأميني الأكثر انخفاضًا بالحمض الأميني المحدد الأول. وفقا للتشبيه ذو الدرجة المنخفضة، هناك الحمض الأميني المقيد الثاني، والحمض الأميني المقيد الثالث، وهكذا. بعض الأحماض الأمينية تكون غير موجودة بشكل عام في العلف، ولا يمكن تحويلها أو تصنيعها بواسطة أي حمض أميني، مما يحد من تغذية البروتين. بالنسبة للبط البياض، الميثيونين هو الحمض الأميني المحدد الأول، والليسين هو الحمض الأميني المحدد الثاني، والتربتوفان هو الحمض الأميني المحدد الثالث. على سبيل المثال، في نظام غذائي معين، تكون الأحماض الأمينية الأخرى وفيرة، لكن الميثيونين يمكنه تلبية 60% فقط من المتطلبات، ويمكن لجميع الأحماض الأمينية استخدام 60% فقط. أما الـ 40% المتبقية فتتبلل في الكبد وتتحول إلى اليوريا، التي تفرز مع البول، مما يؤدي إلى هدر البروتين.

غالبًا ما يشار إلى الليسين أو الميثيونين أو التربتوفان على أنها الأحماض الأمينية المحددة الأولى والثانية والثالثة في بروتين العلف. استخدام الأحماض الأمينية الأخرى والقيمة البيولوجية للبروتينات محدودة. عند صياغة النظام الغذائي، يتم أخذ متطلبات الأحماض الأمينية المحددة الأول والثاني والثالث في الاعتبار أولاً. وفيما يلي مقدمة موجزة عن عملية التمثيل الغذائي للأحماض الأمينية المحددة الثلاثة:

ليسين

يتم استقلاب اللايسين في الجسم لإنتاج الجلوتاريل-CoA (أسيتو أسيتيل-CoA). قد يكون لعملية التمثيل الغذائي الإضافية لـ acetoacetyl-CoA منفذين، أحدهما هو توليد الأسيتيل-CoA، والآخر هو توليد كمية صغيرة من Q-ketoglutarate للمشاركة في عملية التمثيل الغذائي.

ميثيونين (حمض أميني يحتوي على الكبريت)

هناك ثلاثة أحماض أمينية تحتوي على الكبريت في الماشية والدواجن، وهي السيستين والسيستين والميثيونين (ميثيونين)، والتي يتم استقلابها أخيرًا إلى توراين. يمكن للأحماض الأمينية المحتوية على الكبريت أن تولد البيروفات أثناء عملية الهدم، لذا فهي أحماض أمينية منتجة للسكر، ويتأكسد الكبريت الموجود فيها إلى حمض الكبريتيك، ولهذا السبب يتم إنتاج حمض الكبريتيك أثناء تحلل البروتين.

التربتوفان

بعد الأكسدة ونزع الكربوكسيل، يتحول التربتوفان إلى 5-هيدروكسي تريبتامين، الموجود في أنسجة المخ، وتوجد أيضًا كمية صغيرة في الجهاز الهضمي والدم. وتتمثل وظيفتها الفسيولوجية في تقليص الأوعية الدقيقة وزيادة ضغط الدم، كما أنها ناقل عصبي. يمكن أن يؤدي عدم تنظيم استقلاب التربتوفان إلى خلل في الجهاز العصبي. بعد أكسدة التربتوفان، يمكن أيضًا تحويله إلى حمض النيكوتينيك. النياسين هو مقدمة لتخليق ثنائي النوكليوتيد نيكوتيناميد الأدينين (NAD) ونيكوتيناميد الأدينين ثنائي النوكليوتيد (NADP). NAD و NADP هما الإنزيم المساعد للهيدروجين اللاهوائي الذي يشارك في تفاعلات الأكسدة والاختزال المختلفة في الجسم.

الأحماض الأمينية المحددة المستخدمة على نطاق واسع في صناعة الأعلاف هي بشكل رئيسي الميثيونين والليسين. بالإضافة إلى ذلك، يتم أيضًا استخدام التربتوفان والثريونين والفالين وما إلى ذلك في إنتاج الأعلاف المركبة.