دگرساخت پروتئین میکروبی در شکمبه می تواند از اتولیز باکتری ها، تک یاخته ها و قارچ ها و همچنین بلعیدن و هضم باکتری ها توسط تک یاخته ای ها ایجاد شود. به گفته والاس و مک فرسون (1987)، به دام افتادن باکتری ها توسط مژه داران انتودینومورف کوچک ، تا حد زیادی علت اصلی برگشت پروتئین باکتریایی در شکمبه می باشد. طبق محاسبات حدود 88 درصد پروتئین میکروبی در شرایط آزمایشگاه از این طریق دگرساخت می شود. میزان تجزیه باکتریایی در حضور تک یاخته در بازه 5/3 تا 28/6 درصد در ساعت قرار داشت که بسته به نوع باکتری مورد آزمایش متفاوت بود، در حالی که اتولیز باکتری ها به علت کمبود مواد مغذی کمتر از 3 درصد در ساعت برای تمام گونه های باکتریایی بود. در سال 1972، نولان و لنگ، نشان دادند که هنگام تغذیه گوسفند با یونجه خشک در یک وضعیت تغذیه ثابت، 42 درصد از نیتروژن رژیم غذایی وارد شده به شکمبه به آمونیاک تجزیه می شود. آن ها نشان داد که 30 درصد از ازت وارد شده به مخزن آمونیاکی شکمبه از مسیر آمونیاک شکمبه ای—پروتئین میکروبی— اسیدهای آمینه— آمونیاک بازیافت می شود و پس از آن عمدتا در ادرار دفع می شود.
اثر پروتوزا برکل سنتز میکروبی و دگرساخت پروتئین های باکتریایی در شکمبه
برخی محققین بین نموده اند که نرخ سنتز میکروبی با مقدار کربوهیدرات قابل تخمیر، عملکرد ATP در طول تخمیر و بازده استفاده از ATP برای سنتز پروتئین میکروبی تعیین میشود و سنتر کل پروتئین میکروبی تحت تاثیر تک یاخته ها نمیباشد. پروتوزوآ در شکمبه اثرات مثبتی داشته و هضم ماده آلی را بهبود می بخشند (سی جونای و همکاران، 1988). در نتیجه احتمالا، حضور تک یاخته ها تولید کلATP را تحریک می کند. با توجه به سرعت رشد آهسته و زمان ماندگاری طولانی تک یاخته ها در شکمبه، آن ها نیاز نگهداری بالایی داشته و بهره وری رشد آن ها نسبت به باکتری ها کمتر است. این عوامل متضاد موثر بر عملکرد ATP و بهره برداری ATP برای رشد تک یاخته ای ها می تواند توضیحی برای اثر غیر معنی دار تک یاخته ها بر سنتز کل پروتئین میکروبی از جمله بخش بازیافت پروتئین میکروبی باشد )دی مییر و ون نول، 1979؛ کونیگ و همکاران، 2000).
تدر و همکاران (1984) تک یاختگان و سطح پروتئین باکتریایی در گاوهای شیری را مورد بررسی قرار داده و یک رابطه بسیار منفی معنی داری (P <001/0) بین کل جمعیت باکتری ها و بیومس تک یاختگان مشاهده کردند. بنابراین هر عاملی که بر غلظت تک یاخته ها در شکمبه موثر باشد تاثیر زیادی در بیومس باکتریایی و شاید، بر میزان بازیافت پروتئین میکروبی دارد.
دسترسی به نشاسته و قند اثر عمده ای بر تعداد پوتوزوا در شکمبه دارد (جوآنی، 1989). دیکسترا (1994) بیان کرد که نسبت ازت تک یاختگان در کل ازت میکروبی به مقدار نشاسته در رژیم غذایی و قندهای محلول در ماده خشک مصرفی مربوط می باشد. در یک پژوهشی که تعداد زیادی از تک یاخته ها در شکمبه برقرار شد و میزان نشاسته رژیم غذایی چندان بالا نبود (حداکثر 30 درصد از ماده خشک جیره)، بلع و ذخیره سازی گرانول های نشاسته در اندوپلاسم تک یاختگان پس از تغذیه حیوانات اجازه داد تا pH شکمبه به بالاتر از 6 برسد و در تمام طول روز باعث حفظ جمعیت میکروبی پایدار شد (یوشیدا و همکاران، 1991). با این حال، چون تک یاخته ها قادر به کنترل نرخ جذب قند محلول (ویلیامز، 1979) و یا نشاسته (ویلیامز و کلمن، 1988) نیستند هنگامی که مقدار زیادی کنسانتره به دام داده می شود در شکمبه لیز می شوند. بنابراین با عرضه بیش از حد نشاسته در رژیم غذایی به شکمبه، سلول های تک یاختگان لیز شده و موجب افزایش ترن آور ازت میکروبی در شکمبه می شوند. نسبت کنسانتره در رژیم غذایی و سطح مصرف خوراک دو عامل اصلی کنترل کننده جمعیت تک یاخته ها در شکمبه می باشد، همانطور که توسط ادی و همکاران (1970) نشان داده شده است ارائه جیره پلت جو به گاو با دسترسی در حد اشتها، تمام تک یاخته ها را در شکمبه گاو از بین می برد. لیز شدن تک یاخته ها ممکن است به علت تجمع داخل سلولی محصولات اسیدی (پریس و ونهوون، 1977) و افت شدید pH شکمبه مرتبط با افزایش اسید لاکتیک و پروپیونیک باشد چون که تک یاخته ها به این شرایط محیطی حساس هستند (هینو، 1981؛ کوبا یاشی و ایتاباشی، 1986). باکتری های هضم کننده نشاسته و لاکتوباسیل ها در شرایط کاهش pH، برعکس باکتری سلولولیتیک به سرعت رشد خواهند کرد، در نتیجه با افزایش خطر ابتلا به اسیدوز و بی ثباتی جمعیت باکتریایی همراه خواهد بود. علاوه بر این، باکتری آمیلولیتیک نسبت به سلولولیتیک ها تمایل بیشتری به فعالیت پروتئولیتیک خواهند داشت (پارادین و سیدونز، 1981) که به این معنی است که تجزیه شکمبه ای پروتئین های جیره بیشتر خواهد شد که دوباره باعث افزایش تولید NH3 و به دنبال آن دگر ساخت ازت می شود. همچنین، در مطالعه ای ذیگر سطح بالای مصرف توسط دام نرخ دگرساخت محتویات شکمبه را تسریع کرد و با توجه به زمان طولانی تقسیم تک یاخته (10 تا 38 ساعت) باعث کاهش تعداد تک یاخته با افزایش عبور آن ها از شکمبه شد. از جمله اثرات مضر تغذیه در حد اشتهای رژیم غذایی دارای نشاسته بالا بر تک یاخته ها، تاثیر مضرpH بر ثبات و تنوع زیستی جمعیت باکتریایی و در نهایت بر عملکرد اصلی گوارشی شکمبه می باشد (اونز و گواچ، 1986).
فرکینز و همکاران (1992) گزارش کردند که هنگامی که ماده خشک مصرفی پایین ترین مقدار بود بازیافت پروتئین میکروبی شکمبه بالاترین مقدار را (90 درصد در مقابل 76 درصد) داشت. به همین ترتیب، در آزمایشات انجام شده توسط دیکسترا و همکاران (1998) هنگامی که نشخوارکنندگان با جیره های غذایی مختلف تغذیه شدند ( تماما علوفه؛ تماما سیلوی ذرت؛ یونجه (33 درصد) و کنسانتره تجاری (67 درصد)؛ یونجه (33 درصد)، کنسانتره تجاری (33 درصد) و جو (33 درصد) ) کاهشی در دگرساخت N شکمبه ای همراه با افزایش سطح ماده خشک مصرفی مشاهده شد.
منبع:
Hristov, A. N., and J. P. Jouany. 2005. Factors affecting the efficiency of nitrogen utilization in the rumen. E. Pfeffer and A. N. Hristov, ed.