بلاگ

 DCAD چيست؟

پيش از اين که به توضيح و تعريف DCAD پرداخته شود، يکی از مفاهيم مهم در اين باره توضيح داده خواهد شد. اين مفهوم با نام یون توانمند شناخته می‌­شود.

یون­‌های توانمند: سدیم، پتاسیم و کلر

يون­‌های سدیم (⁺Na)، پتاسیم (⁺K) و کلر (^–Cl)، سهم عمده‌ای را در مایعات بدن به خود اختصاص داده و به همين دليل يون­‌های توانمند ناميده می‌­شوند. غلظت نسبی یون‌­های توانمند در بافت‌های گوناگون بدن به شدت تنظیم می‌شود، زیرا اين يون­‌ها به عنوان تنظیم‌کننده‌های اسمزی عمل کرده و جذب آب و حرکت آن را ميان مایعات برون و درون­‌سلولی و نیز در عرض دیواره‌­ی شکمبه و روده تعدیل می‌کنند. اين يون­‌ها تأثیرات مهمی بر تعادل اسید – باز مايعات بدن دارند. یون‌های توانمندِ جیره‌ای، دارای قابلیت جذب حقیقی 0.9 یا بیشتر هستند؛ بنابراین، دفع مدفوعی یون‌های توانمند، به­‌طور عمده منشأ متابولیکی دارد. تنظیم تعادل یون توانمند به­‌طور عمده توسط کلیه و از راه دفع ادراری صورت می‌گیرد. هنگامی که گاو با جیره‌های معمول تغذیه می‌شود، دفع کاتیون‌های توانمندِ ⁺K و⁺Na بسیار بیش‌تر از دفع آنیون توانمندِ ^–Cl است. این امر منجر به افزایش دفع یون بی­‌کربنات (^–HCO₃) در ادرار برای حفظ خنثی بودن الکتروشیمیایی مايعات بدن می‌شود (کمبود دفع يون منفی ^–Cl از ادرار تاحدی توسط يون منفی بي­کربنات جبران می­‌شود). به همین دلیل، گاو و ديگر نشخوارکنندگان، به­‌طور عمده ادراری قلیایی (pH = 7.5 – 8.0) دفع می‌کنند. هنگامی که يون ^–Cl بیش از نیاز خورانده شود و کاتیون کافی (⁺K و⁺Na) برای متعادل کردنِ دفع ^–Cl در دسترس نباشد، دفع بی­کربنات ادراری کاهش یافته و pH ادرار اُفت می‌کند (کمتر از 7.5 تا 8.0)؛ بنابراین، تغییر در مقادیر نسبی ⁺Na⁺، K و ^–Cl اضافی که در ادرار دفع می‌شوند، می‌تواند تأثیرات ژرفی بر وضعیت اسید – باز مايعات بدن داشته باشد. تفاوت کاتیون-آنیون جیره‌ای (DCAD) که بر حسب میلی‌اکی­‌والان بر کیلوگرم ماده­‌ی خشک جیره اندازه‌گیری می‌شود، معیاری پُرکاربرد برای سنجش تعادل نسبی ميان کاتیون‌های توانمند ⁺K و⁺Na و آنیون‌های توانمند (^–Cl و گاهی ^2–S) است. DCAD ارتباط زيادی با pH ادرار و وضعیت اسید – باز بدن داشته و در برنامه­‌های تغذیه‌­ای گاو انتقالی (دوره­‌ی انتقال)، تنظيم درستِ DCAD، برای کاهش بروز هایپوکلسمی (کاهش کلسیم خون) در زمان زایش، کاری ضروری به­‌شمار می‌­رود.

از آنجايی که مصرف بیش از نیازِ یون‌های توانمند، سبب دفع بيشتر آن­‌ها از راه ادرار می‌شود؛ بنابراين، حجم ادرار و به­‌دنبال آن، مصرف آب، به‌­طور مستقيم با مصرف یون توانمند مرتبط است. افزایش حجم ادرار، غلظت نیتروژن (N) ادرار را کم (رقیق) می‌کند؛ بنابراين، افزایش کلرید سدیم (NaCl) و پتاسیم سزکویی‌کربنات در جیره، غلظت نیتروژن اوره‌­ای شیر (MUN) را به صورت خطی کاهش می‌دهد.

DCAD، به تعادل ويژه‌­ای ميان کاتیون‌های توانمند (پتاسیم و سدیم) و آنیون‌ توانمند کلر (و گاهی گوگرد) در جیره­‌ گاو اشاره دارد. با تغذیه‌ گاو در 21 روز پيش از زایمان، با جیره‌­ای با DCAD منفی، نه­‌تنها به‌آسانی می­‌توان از وقوع تب شیر پيشگيری کرد، بلکه می‌­توان توليد شير و مقدار و نسبت مناسب ترکيبات موجود در آن را نيز تضمين نمود. DCAD معیاری است که باید در هر دو وضعیت گاو خشک و گاو شیرده از آن استفاده کرد. در گاوهای خشک (نزدیک به زایش)، DCAD منفی می‌تواند به پیشگیری از مشکلات متابولیک کمک کند و در گاوهای شیرده، DCAD مثبت می‌تواند به افزایش تولید شیر و ترکيبات شیر کمک نماید.

DCAD چگونه کار می­‌کند؟ محاسبه­‌ آن به چه صورت است؟

کاتیون‌ها شامل یون‌های فلزی با بار مثبت هستند مانند ⁺Na⁺، K⁺، Ca²، و ⁺Mg². کاتیون‌های موجود در جیره موجب ایجاد شرایط قلیایی در مایعات بدن می‌شوند (افزایش pH خون). بالا رفتن pH خون موجب افزایش احتمال بروز تب شیر می‌شود.

آنیون‌ها شامل یون‌های غیرفلزی با بار منفی هستند مانند:-Cl^– ، S^2-، P³. آنیون‌ها برخلاف کاتیون‌ها موجب کاهش pH خون و اسیدی شدن آن می‌شوند و بدین ترتیب احتمال بروز تب شیر را کاهش می‌دهند. گاو برای بافر کردن pHهای اسیدی خون (به دلیل وجود آنیون‌ها) از کاتیون کلسیم استفاده می‌کند و بدین ترتیب pH خون را تعدیل می‌کند. این کلسیم از استخوان‌ها تأمین می‌شود. گاو با موبیلایز کردن فسفات کلسیم از استخوان‌ها این کار را انجام می‌دهد. هنگامی‌که جیره محتوی مقادیر بالایی از آنیون‌ها باشد، pH  خون اسیدی می‌شود و گاو از کلسیم استخوان‌ها برای تعدیل و بالا بردن pH کمک می‌گیرد. بدین ترتیب استفاده از جیره‌های آنیونیک در دوره‌ی خشکی (کلوزآپ) موجب آمادگی بدن گاو برای ارائه‌ مقادیر بالای کلسیم از استخوان‌ها شده و بدین ترتیب با آغاز شیردهی، کلسیم کافی برای ورود به شیر در خون وجود دارد و در نتیجه احتمال تب شیر کاهش می‌یابد.

خوراندن يک جيره با DCAD منفی در 21 روز پيش از زايمان، باعث ایجاد یک اسیدوز متابولیکی خفیف در گاو می‌شود. اسیدوز متابولیکی، متابولیسم بدن گاو را برای موبيليزاسيون (آزادسازي و انتقال) بهتر و کارآمدتر کلسیم از استخوان‌ها آماده می‌سازد. اين فرآيند سبب افزايش غلظت کلسيم قابل‌دسترس در خون می­‌شود. بدين ترتيب، پیش‌ازاین که نياز بدن به کلسيم به‌شدت و به‌صورت ناگهانی و انفجاری افزايش يابد (يعنی هنگام زايمان و شيردهی)، بدن از مدت‌­ها پيش خود را به برداشت کلسيمِ قابل‌دسترس از استخوان­‌ها آداپته کرده است و سطح کلسيم مدت­‌ها پيش از زايمان، در خون بالا نگه­داشته شده است. بدين ترتيب احتمال کمبود کلسيم برای زايمان و توليد شيرِ پس از زايمان، به‌طور معنی­‌داری کاهش می­‌يابد. از آنجایی‌که از یک‌سو، ماهيچه­‌های شکم و رحم برای اخراج جنين و جفت، نيازمند کلسيم بوده و از سوی ديگر، بافت پستانی نيز برای توليد شير به کلسيم کافی نياز دارد، بنابراين جيره­‌های با DCAD منفی به‌طور معنی‌­داری سبب کاهش احتمال بروز تب شير و جفت‌­ماندگی می­‌شوند. بايد توجه داشت که زيست­ فراهمی کلسيم برداشت‌شده از استخوان‌­ها بسيار بيشتر از کلسيم جذب‌شده از دستگاه گوارش است، زيرا روند تأمین کلسيم برای زايمان و شيردهی، در قالب دو اصل هوموستازی مواد معدنی و تعادل ديناميک يا پويا قرار دارد. بر پايه­‌ اين دو اصل، روند تأمین کلسيم برای زايمان و شيردهی اوليه به‌صورت زير است :

کلسيم استخوان (زير اثر پاراتورمون و D₃ فعال) ← خون ← بافت مصرف‌­کننده (پستان، ماهيچه­‌های شکم و رحم، سيستم عصبی، سيستم آنزيمی)

کلسيم رها شده از استخوان­‌ها دارای زيست­ فراهمی بالايی بوده و به‌طور مستقيم برای:

• پستان (توليد شير)؛
• ماهيچه­‌های شکم و رحم (براي خروج جنين و جفت)؛
• سيستم عصبی (براي فعاليت نورون­‌ها و آزادسازی نوروترانسميترها)؛
• سيستم آنزيمی (بسياری از آنزيم‌­ها از کلسيم به‌عنوان کوفاکتور استفاده می­‌کنند)

مورد استفاده قرار می­‌گيرند.

این روند با فرمولاسیون یک جیره­‌ی با DCAD منفی در دوره­‌ی 21 روزه­‌ی پيش از زايمان، آغاز می‌شود.

DCAD محاسبه‌ای است که برای تعیین توازن یون‌های باردار مثبت و منفی در یک جیره استفاده می‌شود. آنیون‌ها (یون‌های با بار منفی) شامل کلر (-Cl) و گوگرد (-S²) هستند، درحالی‌که کاتیون‌ها (یون‌های با بار مثبت) شامل سدیم (+Na) و پتاسیم (+K) می‌باشند. توجه به اين نکته بسيار مهم است که منظور از گوگرد (-S²)، گوگرد عنصری نيست بلکه گوگرد موجود در آنيون‌ها است. از آنيون­‌های گوگرددار می‌­توان به سولفات (-SO₄²)، سولفيت (-SO₃²)، سولفيد (-S²)، تيوسولفات (-S₂O₃²)، پلی‌سولفات (SX^2-, X≥2) و … اشاره کرد، ولی بااین‌حال، مهم­ترين اين آنيون­‌ها، سولفات (-SO₄²) است که بيشترين کاربرد را براي تأمین نيازهای گوگردی بدن و توليد نمک‌­های آنيونيک دارد. گُل گوگرد (Sulfur flower، S_₈) يا همان گوگرد عنصری خالص، هيچ کاربردی در تغذيه دام (چه براي تأمین گوگرد و چه برای توليد نمک­‌های آنيونيک) ندارد. این نام از شکل ظاهری و روش تهیه­‌سنتی گوگردِ تصعیدشده گرفته شده است.

در روش کلاسیکِ استخراجِ گوگرد عنصری:

1. گوگرد طبیعی (S_₈) گرما داده می‌شود تا به بخار تبدیل گردد؛
2. بخار گوگرد سپس در سطح سرد متراکم می‌شود و به‌صورت پودر زرد بسیار نرم و سبک درمی‌آید؛
3. این پودر ظریف و اَبری‌شکل، ظاهری شبیه گرده­‌ی گُل دارد؛ ازاین‌رو در قرون گذشته آن را Flowers of Sulfur یا گوگرد تصعيدی نامیدند. گُل گوگرد، کاملا نامحلول در آب بوده (غيرقابل يونيزه شدن و عدم توليد يون -S²) و به دليل سَمی بودن، کاربرد خوراکی ندارد.

ازجمله موارد کاربرد آن می‌توان به موارد زير اشاره کرد:

– داروسازی (پمادهای ضد قارچ)؛

– دامپزشکی (ضد انگل پوستی به‌ویژه انگل­‌های قارچی)؛

– کشاورزی (قارچ‌کش طبیعی)؛

– صنایع شیمیایی (به‌عنوان ماده‌­ی اولیه برای ترکیبات گوگرددار).

با توجه به ويژگی قارچ­‌کُشی شديد گُل گوگرد، مصرف خوراکی آن، افزون بر کشتن قارچ‌­های بی­‌هوازی شکمبه‌­ای (که نقش مهمی در تجزيه و تخمير مواد فيبری در شکمبه دارند)، می­‌تواند منجر به توليد مقادير زيادی گاز سولفيد هيدروژن (H₂S) و مسموميت جانور شود.

DCAD درواقع تفاوت آنیون – کاتیون جیره‌ای است. DCAD شاخصی از تعادل نسبی میان کاتیون‌های اصلی (⁺Na⁺، K) و آنیون‌های اصلی (-Cl^–،S² ) در جیره است. سدیم، پتاسیم و کلر دسته‌ای از مواد معدنی هستند که نقش تنظیم‌کننده‌ اسمزی (Osmoregalators) داشته و فشار اسمزی مایعات موجود در بافت‌های بدن را تنظیم می‌کنند.

نویسنده: دکتر محمد چمنی