العلاقة بين البروتينات والببتيدات والأحماض الأمينية
البروتينات: جزيئات وظيفية كبيرة تتكون من طي سلسلة واحدة أو أكثر من سلاسل البولي ببتيد في هياكل ثلاثية الأبعاد محددة من خلال الحلزونات والصفائح وما إلى ذلك.
سلاسل البوليببتيد: جزيئات تشبه السلسلة تتكون من اثنين أو أكثر من الأحماض الأمينية المرتبطة بروابط ببتيدية.
الأحماض الأمينية: هي اللبنات الأساسية للبروتينات، ويوجد منها أكثر من 20 نوعًا في الطبيعة.
باختصار، تتكون البروتينات من سلاسل بولي ببتيدية، والتي بدورها تتكون من الأحماض الأمينية.
عملية هضم وامتصاص البروتين في الحيوانات
المعالجة الفموية المسبقة: يتم هضم الطعام فيزيائيًا عن طريق المضغ في الفم، مما يزيد من مساحة سطح الهضم الإنزيمي. ولأن الفم يفتقر إلى الإنزيمات الهاضمة، تُعتبر هذه الخطوة هضمًا ميكانيكيًا.
الانهيار الأولي في المعدة:
بعد دخول البروتينات المجزأة إلى المعدة، يُحللها حمض المعدة، كاشفًا عن الروابط الببتيدية. ثم يُحلل البيبسين البروتينات إنزيميًا إلى بولي ببتيدات جزيئية كبيرة، والتي تدخل بدورها إلى الأمعاء الدقيقة.
الهضم في الأمعاء الدقيقة: يُحلل التربسين والكيموتربسين في الأمعاء الدقيقة البوليببتيدات إلى ببتيدات صغيرة (ثنائية أو ثلاثية الببتيدات) وأحماض أمينية. تُمتص هذه الببتيدات بعد ذلك في الخلايا المعوية عبر أنظمة نقل الأحماض الأمينية أو نظام نقل الببتيدات الصغيرة.
في تغذية الحيوانات، تُحسّن كلٌّ من العناصر النزرة المخلبة بالبروتين والعناصر النزرة المخلبة بالببتيدات الصغيرة التوافر الحيوي للعناصر النزرة من خلال عملية الاستخلاب، إلا أنهما يختلفان اختلافًا كبيرًا في آليات امتصاصهما واستقرارهما وحالات تطبيقهما. يُقدّم ما يلي تحليلًا مقارنًا من أربعة جوانب: آلية الامتصاص، والخصائص الهيكلية، وتأثيرات التطبيق، والحالات المناسبة.
1. آلية الامتصاص:
| مؤشر المقارنة | العناصر النزرة المخلبية بالبروتين | العناصر النزرة الصغيرة المخلبة بالببتيد |
|---|---|---|
| تعريف | تستخدم المُخلِّبات البروتينات الجزيئية الكبيرة (مثل البروتين النباتي المُحلَّل، وبروتين مصل اللبن) كناقلات. تُشكِّل أيونات المعادن (مثل Fe²⁺ وZn²⁺) روابط تناسقية مع مجموعتي الكربوكسيل (-COOH) والأمينو (-NH₂) في بقايا الأحماض الأمينية. | يستخدم ببتيدات صغيرة (مكونة من ٢-٣ أحماض أمينية) كناقلات. تُشكل الأيونات المعدنية مُخلّبات حلقية أكثر استقرارًا، خماسية أو سداسية الأعضاء، مع مجموعات أمينية، ومجموعات كربوكسيلية، ومجموعات سلسلة جانبية. |
| طريق الامتصاص | تتطلب تحللًا بواسطة البروتيازات (مثل التربسين) في الأمعاء إلى ببتيدات صغيرة أو أحماض أمينية، مُطلقةً أيونات معدنية مُخلّبة. ثم تدخل هذه الأيونات إلى مجرى الدم عبر الانتشار السلبي أو النقل النشط عبر قنوات أيونية (مثل DMT1، وناقلات ZIP/ZnT) على الخلايا الظهارية المعوية. | يمكن امتصاصه كمخلّبات سليمة مباشرةً عبر ناقل الببتيد (PepT1) على الخلايا الظهارية المعوية. داخل الخلية، تُطلق الأيونات المعدنية بواسطة إنزيمات داخل الخلايا. |
| القيود | إذا كان نشاط الإنزيمات الهضمية غير كافٍ (كما هو الحال في الحيوانات الصغيرة أو تحت الضغط)، فإن كفاءة تحلل البروتين تكون منخفضة. قد يؤدي هذا إلى خلل مبكر في بنية المخلب، مما يسمح للأيونات المعدنية بالارتباط بعوامل مضادة للتغذية مثل الفيتات، مما يقلل من الاستفادة منها. | يتجاوز التثبيط التنافسي المعوي (مثل حمض الفيتيك)، ولا يعتمد الامتصاص على نشاط الإنزيمات الهضمية. مناسب بشكل خاص للحيوانات الصغيرة ذات الجهاز الهضمي غير الناضج أو الحيوانات المريضة/الضعيفة. |
2. الخصائص الهيكلية والاستقرار:
| مميزة | العناصر النزرة المخلبية بالبروتين | العناصر النزرة الصغيرة المخلبة بالببتيد |
|---|---|---|
| الوزن الجزيئي | كبير (5000~20000 دالتون) | صغير (200~500 دالتون) |
| قوة الرابطة المخلبية | روابط إحداثية متعددة، لكن التكوين الجزيئي المعقد يؤدي إلى استقرار معتدل بشكل عام. | يسمح تكوين الببتيد القصير البسيط بتكوين هياكل حلقية أكثر استقرارًا. |
| القدرة على مكافحة التداخل | عرضة للتأثر بحمض المعدة وتقلبات درجة الحموضة المعوية. | مقاومة أقوى للأحماض والقلويات؛ واستقرار أعلى في البيئة المعوية. |
3. تأثيرات التطبيق:
| مؤشر | بروتينات مخلبية | مُخلِّبات الببتيد الصغيرة |
|---|---|---|
| التوافر البيولوجي | يعتمد على نشاط الإنزيمات الهضمية. فعال في الحيوانات البالغة السليمة، لكن كفاءته تنخفض بشكل ملحوظ في الحيوانات الصغيرة أو المجهدة. | بفضل مسار الامتصاص المباشر والبنية المستقرة، فإن التوافر البيولوجي للعناصر النزرة أعلى بنسبة 10% إلى 30% من تلك الموجودة في مخلّبات البروتين. |
| التوسع الوظيفي | وظيفة ضعيفة نسبيًا، وتعمل في المقام الأول كحاملة للعناصر النزرة. | تمتلك الببتيدات الصغيرة نفسها وظائف مثل تنظيم المناعة ونشاط مضادات الأكسدة، مما يوفر تأثيرات تآزرية أقوى مع العناصر النزرة (على سبيل المثال، يوفر ببتيد السيلينوميثيونين مكملات السيلينيوم ووظائف مضادات الأكسدة). |
4. السيناريوهات المناسبة والاعتبارات الاقتصادية:
| مؤشر | العناصر النزرة المخلبية بالبروتين | العناصر النزرة الصغيرة المخلبة بالببتيد |
|---|---|---|
| الحيوانات المناسبة | الحيوانات البالغة السليمة (على سبيل المثال، الخنازير النهائية، والدجاج البياض) | الحيوانات الصغيرة، الحيوانات تحت الضغط، الأنواع المائية عالية الغلة |
| يكلف | أقل (المواد الخام متوفرة بسهولة، عملية بسيطة) | أعلى (تكلفة عالية لتخليق الببتيدات الصغيرة وتنقيتها) |
| التأثير البيئي | قد يتم إخراج الأجزاء غير الممتصة في البراز، مما قد يؤدي إلى تلويث البيئة. | معدل استخدام مرتفع، وانخفاض خطر التلوث البيئي. |
ملخص:
(1) بالنسبة للحيوانات ذات المتطلبات العالية من العناصر النزرة والقدرة الهضمية الضعيفة (على سبيل المثال، الخنازير الصغيرة، والصيصان، ويرقات الروبيان)، أو الحيوانات التي تتطلب تصحيحًا سريعًا للنقص، يوصى بمخلبات الببتيد الصغيرة كخيار أولوي.
(2) بالنسبة للمجموعات الحساسة للتكلفة مع وظيفة هضمية طبيعية (على سبيل المثال، الماشية والدواجن في مرحلة التشطيب المتأخرة)، يمكن اختيار العناصر النزرة المخلبية بالبروتين.
وقت النشر: ١٤ نوفمبر ٢٠٢٥
