چکیده :
جیرههای خاصی باعث کاهش قابل توجه تولید چربی شیر در نشخوارکنندگان میشوند که معمولاً به افت چربی شیرMFD) ) شناخته میشود، مکانیسم آن شامل ارتباط بین فرآیندهای میکروبی شکمبه و متابولیسم بافت می باشد. نظریههای متعددی در جهت تشریح این رابطه پیشنهاد شدهاند و تحقیقات، حمایت کمی را برای نظریههای متکی بر محدودیت در منبع پیش سازهای لیپوژنیک ارائه میدهند. در حالیکه، اساساً تغییرات درگیر در بیوهیدروژناسیون اسیدهای چرب غیر اشباع با چند پیوند دوگانه و مهار ویژه سنتز پستانی چربی شیر مطرح میباشند.
نظریهی بیوهیدوژناسیون پیشنهاد میکند که تحت شرایط غذایی معینی، مسیرهای معمول بیوهیدروژناسیون شکمبه تغییر یافته که حدواسطهای اسید چرب منحصر به فردی تولید میشوند که سنتز چربی شیر را مهار میکنند. اسید لینولئیک مزدوج ترانس-10، سیس- 12 (CLA) یکی از نمونه های شناسایی شده است که با کاهش چربی شیر در ارتباط است. تحقیقات روی ایزومرهای خالص نشان دادهاند که ترانس-10، سیس-12 (CLA) یک مهار کنندهی قوی سنتز چربی شیر است (شبیه به جیره القاء کننده افت چربی شیر)، مکانیسم آن شامل کاهش هماهنگ فراوانی mRNA برای آنزیم های کلیدی درگیر در مسیرهای بیوشیمیایی سنتز چربی میباشد. شناسایی کاملتر این بازدارندههای تولید شده طبیعی سنتز چربی و شرح مکانیسمهای سلولی میتوانند، فرصتهای وسیعی را برای استفاده و فهم تنظیم متابولیسم لیپیدها ارائه دهند.
مقدمه :
چربی، بخش مهم انرژی شیر بوده و مسئول بسیاری از خواص فیزیکی، ویژگیهای تولیدی وکیفیت شیر و محصولات لبنی میباشد. در همهی پستانداران چربی شیر غالباً از تری گلیسیرید ها( بیش از 95%) تشکیل شده است، اما میزان چربی شیردر بین گونه ها به طور گسترده متفاوت می باشد. به عنوان مثال دامنه میزان چربی شیر در خانوادهی شیر دریایی و وال ها بیش از 50 درصد و کرگدن ها کمتر از 1 درصد می باشد. تولیدکنندگان محصولات لبنی از مدتها پیش به چربی شیر نشخوارکنندگان به دلیل ارزش اقتصادی آن علاقمند بودهاند و تحقیقات نیز به سمت درک بیوسنتز چربی شیر و عوامل تأثیرگذار بر مقدار و ترکیب اسید چرب هدایت شـــدهاند. این تحقیقات علمی متابولیسم را در غدد پستانی مشخص و مسیرهای بیوشیمیایی سنتز چربی و تنظیم این فرآیندها را در سنتز چربی شیر شناسایی کرده اند. نتایج این تحقیقات ارزش فوق العاده ای داشته اند چون بینشی را به سوی بیولوژی تولید شیر در همه ی گونه ها فراهم میکنند. مقالات کلاسیک در حوزه ی چربی شیر توسط آنیسون ، داویس ، فولی ، کینسلا ، لینزل و پانون به عنوان نمونه انجام شده است.
میزان چربی و ترکیب شیر می تواند به میزان زیادی تحت تأثیر جیره باشد. این موضوع به طور گسترده در نشخوارکنندگان مورد بررسی قرار گرفته است و چندین مقاله اثرات جیره را مورد بررسی قرار دادهاند. هر چند، اختلافات گونه ای وجود دارند و نویل و پیسیاتو اخیرا ً مقاله ای را برای طیفی از گونه ها از جمله انسان به مورد بررسی قرار داده اند. در بسیاری از گونه ها ترکیب اسیدهای چرب چربی شیر شدیداً تحت تأثیر ترکیب اسیدهای چرب جیره است. در این ارتباط نشخوارکنندگان یک استثناء هستند، چون لیپیدهای جیره به میزان زیادی با متابولیسم باکتریایی در شکمبه تغییر می یابد. یکی از این تغییرات مهم بیوهیدوژناسیون اسیدهای چرب غیر اشباع با چند پیوند دو گانه (PUFA) است. برآورد شده که چربی شیر نشخوارکنندگان دارای بیش از 400 اسید چرب مختلف است و این خود با بخش اعظمی از لیپیدهای متابولیسم شده که در شکمبه رخ میدهند مرتبط است. به هر حال، جیره ی غذایی می تواند به طور مؤثری بر جمعیت باکتریایی و فرآیند های میکروبی شکمبه مؤثر باشد، و به صورت یک پیامد جیره و تغذیه، اثرات مؤثری بر میزان چربی و ترکیب اسید چرب شیر، حتی در نشخوارکنندگان دارند. دیویس و براون یکی از برجسته ترین مسائل را تحت عنوان سندرم شیرکم چرب، که معمولاً به افت چربی شیر منسوب است را مشخص کردند. افت چربی شیر زمانی رخ می دهد که جیرههای خاصی که عموماً باعث کاهش میزان چربی شیر شده و ترکیب اسیدهای چرب شیر را تغییر می دهند. افت چربی شیر برای اولین بار در سال 1885 تشخیص داده شد، زمانی که بوسینگولت متوجه شد زمانی که گاوهای شیری با چغندر تغذیه می شوند تولید چربی شیر کاهش مییابد و افت چربی شیر در موارد متعددی در اوایل قرن بیستم گزارش شد، زمانی که دامداران در پی تغذیه ی علمی برای فراهم کردن احتیاجات تغذیه ای گاوهای شیری بودند. این وضعیت منجر به تمرکز مطالعات زیادی بر بیولوژی افت چربی شیر( خصوصاً در نیمه دوم قرن حاضر) گردید، وضعیت غذایی که باعث افت چربی شیر(MFD) میشود اکنون میتوان آن را با اطمینان بیشتری پیشگویی کرد، اما مبنای بیولوژیکی نامشخص باقی است.
سندرم شیر کم چرب یک چالش و مسئله بیولوژیکی مخل در ارتباطات بین فرآیندهای گوارشی متابولیسم بافت را نشان می دهد. در ادامه ی بخش ها ما در ابتدا پیش زمینه ای در مورد سنتز چربی شیر و سبب شناسی افت چربی شیر بحث خواهیم کرد. تعدادی نظریه برای تشریح افت چربی شیر پیشنهاد شده اند و این نظریات به طور گسترده مورد بررسی قرار خواهند گرفت. در نهایت در مورد سیر تکاملی اخیر در بیولوژی افت چربی شیر بحث خواهد شد و چارچوب مبنای جهانی برای تشریح سندرم شیر کم چرب مورد بررسی قرار میگیرد .
پیشینه :
منشأ اسیدهای چرب و سنتز چربی شیر
ترکیب اسیدهای چرب چربی شیر در پستانداران تفاوت های زیادی باهم دارند. ترکیب چربی شیر نشخوارکنندگان (گاوسانان) با گونه های انتخاب شده در جدول 1 کاملاً متفاوت است. اسیدهای چرب در شیر دو منبع به وجود میآیند، برداشت شده از جریان خون و ساخته شده در داخل سلول های پوششی پستان(de novo) . بخش اعظمی از اختلافات در ترکیب چربی شیر نتیجهی منبع اسید چرب استفاده شده برای سنتز چربی شیر میباشد. اسیدهای چرب کوتاه زنجیر(4-8 کربنه ) و متوسط زنجیر(10-14 کربنه ) تقریباً به طور منحصر به فردی از سنتز de novo بوجود میآیند. اسیدهای چرب طویل زنجیر(>16کربنه ) از لیپیدهای موجود در گردش خون (جذب شده از دستگاه گوارش) مشتق میشوند و اسید های چرب 16 کربنه ناشی از طویل شدن هر دو منبع میباشند. بنابراین با توجه به گونه میتوان اهمیت منابع مختلف اسیدهای چرب را برای سنتز چربی شیر با آزمایش روی ترکیب چربی شیر به طور منطقی پیشبینی کرد.
بعنوان مثال سنتز de novo منبع اصلی اسیدهای چرب شیر در فیل است، در حالیکه چربی شیر تولید شده توسط خوک آبی، غالباً توسط اسیدهای چرب برداشت شده از جریان خون مشتق می شود ( جدول 1). این اختلافات زمانی که تنظیم سنتز چربی شیر مورد بررسی قرار گرفته می شود نیازمند توجه بیشتری است.
در نشخوارکنندگان حدود نیمی از اسیدهای چرب شیر از سنتز de novo مشتق میشوند. بایستی در نظر داشت که غیر نشخوارکنندگان از گلوکز برای سنتز de novo استفاده میشود در حالیکه نشخوار کنندگان از استات تولید شده در فرآیند تخمیر کربوهیدراتها در شکمبه به عنوان منبع کربنی عمده استفاده میکنند. به علاوه β-هیدروکسی بوتیرات تولید شده در اپیتلیوم شکمبه (ناشی از جذب بوتیرات) حدود نیمی از کربن لازم جهت سنتز de novo را در نشخوارکنندگان فراهم میکند. همچنین اختلافاتی در مسیرهای بیوشیمیایی وجود دارند که مولکولهای احیا کننده مورد نیاز (نیکوتین آمید دی نوکلئوتید فسفات NADPH) را تأمین میکنند که سبب حمایت سنتز اسید چرب بین نشخوارکنندگان ( مسیرپنتوزفسفات و سیکل ایزوسیترات ) و غیر نشخوارکنندگان ( مسیر پنتوز فسفات و سیکل مالات ترانس هیدروژناسیون )میشود. به هر حال، کل فرآیندها در سنتز اسیدهای چرب به میزان قابل توجهی در پستانداران با یکدیگر مشابه اند.
اسیدهای چرب از پیش ساخته توسط غده پستانی برداشت شده و مستقیماً برای سنتز چربی شیر مورد استفاده قرار میگیرند. این اسیدهای چرب از لیپوپروتئینها و اسیدهای چرب آزاد (NEFA) که به ترتیب ناشی از جذب لیپیدها در دستگاه گوارش و موبیلیزه کردن ذخایر چربی بدن هستند مشتق شدهاند. در نشخوار کنندگان اسیدهای چرب موجود در چربی شیر که از جریان خون گرفته میشوند، غالباً از جذب رودهای و اسیدهای چرب میکروبی مشتق میگردند. به طور معمول، لیپولیز و موبیلیزه کردن چربی بدن کمتر از 10 درصد از اسیدهای چرب موجود در چربی شیر را به خود اختصاص میدهد. هر چند زمانی که گاوها در تعادل منفی انرژی هستند، سهم اسیدهای چرب موبیلیزه شده برای جبران این کسری انرژی افزایش مییابد. جالب توجه است که این موضوع مسئلهای است که بین گونه های مختلف تفاوت وجود دارد. وال ها و پینیپدها در طول شیردهی غذا نمیخورند لذا این موضوع در ترکیب شیر آنها منعکس میشود، به طوریکه مبلیزه کردن چربی بدن میبایستی تنها منبع تأمین کننده اسیدهای چرب موجود در چربی شیر باشد. ذخایر بدنی در انسان نیز اهمیت بیشتری دارند چرا که برآورد شده که بیش از60% اسیدهای چرب موجود در شیر ممکن است از این منبع تأمین شوند.
سندرم شیر کم چرب
سندرم شیرکم چرب به عنوان یک وضعیت طبیعی که با تنظیم غذایی چربی شیر رخ میدهد، مورد توجه ویژه قرار گرفته است. جنبههای تاریخی در شناسایی جیرههای مرتبط با افت چربی شیر(MFD) در گاوهای شیری مورد بررسی قرار گرفتهاند. داویس و براون جیره های مسبب افت چربی شیر را به دو گروه عمده تقسیم کردند. یک گروه شامل جیره هایی که مقادیر زیادی کربوهیدرات سهل الهضم داشته و مقادیر اجزاء فیبری آن کم است و در معمولترین این جیرهها نسبت مواد دانه ای به مواد خشبی بالا میباشد. در جیرههای دارای فیبر کافی، هرچند مقدار فیبر در این گونه جیره ها کافی است، اما اگر منبع فیبر به صورت آسیاب شده و یا پلت شده باشند، این دسته جیرهها نیز جزء این گروه (جیرههای دسته اول) محسوب می شوند، چون این گونه فرآیندسازیها، توانایی فیبر درحفظ عملکرد طبیعی شکمبه را کاهش میدهند. سیلاژ ذرت در بسیاری از مناطق دنیا به عنوان منبع اصلی علوفه برای گاوهای شیرده استفاده می شود. اگرچه به نظر میرسد جیره بر پایهی سیلاژ ذرت حاوی مقادیر کافی فیبر باشد اما نسبت به جیرههای بر پایه ی سیلاژ گراس از توانایی کمتری برای حفظ عملکرد شکمبه درجهت حمایت از چربی شیر طبیعی برخوردار میباشد. سهم بالای دانه در سیلاژ ذرت (معمولاً 40 تا50 درصد) باعث کاهش بیشتر تأثیر آن به عنوان یک منبع علوفه میشود. در نشخوارکنندگان، اثر فیبر غذایی عامل تعیین کننده اصلی توانایی علوفهها در بافرینگ شکمبه میباشد، بنابراین اصطلاح جیرهی کم فیبر را برای توصیف اولین گروه جیرهها که مسبب افت چربی شیر هستند، استفاده میشوند.
دومین گروه از جیرههایی که باعث افت چربی می شوند، مکمل های غذایی حاوی روغن های غیراشباع ( مثل روغن های گیاهی و دریایی ) میباشند. زمانی که مکملهای روغنی به طور مستقیم به جیره اضافه می شوند افت چربی شیر رخ می دهد علاوه براین زمانی که جیرهها با دانههای روغنی یا کنجالههای حاوی اسیدهای چرب غیر اشباع با چند پیوند دو گانه (PUFA) مکمل شوند افت چربی شیر رخ میدهد. در حقیقت وجود اسیدهای چرب با چند پیوند دوگانه (PUFA) در جیرههای کم فیبر، شرط لازم برای افت چربی شیر میباشد. چنانچه مواد خشبی مصرفی بالا باشد و یا اثر فیبر علوفه در حفظ عملکرد طبیعی شکمبه کافی باشد، مکملهای روغن گیاهی باعث افت محصول چربی شیر نخواهند شد. بنابراین روغنهای گیاهی نمونهایاضافی از کاهش چربی شیر در جیره هایی با فیبر پایین میباشند.
روغن ماهی و روغنهای پستانداران دریایی و جلبکهای دریایی با وجود دو اسید چرب با چند پیوند دوگانه مشخص میشوند: ایکوزاپنتانوئیک اسید (C20:5) و دکوزاهگزانوئیک اسید(G22:6). در مجموع به این دسته ازاسیدهای چرب به عنوان روغنهای دریایی ارجاع خواهد شد. این روغنها در مقایسه با روغن های گیاهی، حتی زمانی که جیرهها دارای سطح کافی از فیبر مؤثرباشند موجب افت چربی شیرخواهند شد. بنابراین روغنهای دریایی دومین گروه مهم از جیرههایی هستند که باعث افت چربی شیر می شوند. تعدادی تئوری ارائه شدهاند که افت چربی شیر ایجاد شده توسط چنین جیرههایی را تشریح میکنند و اساس همهی آنها تغییرات غذایی ایجاد شده در فرآیند میکروبی شکمبه می باشد. پاول برای اولین بار این موضوع را تشخیص داد و به این نتیجه رسیدکه ظاهراً بین فعالیتهای شکمبه و ترکیب چربی شیر تولید شده یک همبستگی مثبت وجود دارد. در مطالعات بعدی نشان داد که تغییرات در فعالیت شکمبه به واسطهی جیرههای کم فیبر و روغنهای جانداران دریایی میباشند که هم در تخمیر میکروبی کربوهیدراتهای جیره و هم در بیوهیدروژناسیون میکروبی اسیدهای چرب غیر اشباع جیره دخالت دارند. به طورکلی تغییرات شکمبه شامل تغییرات در نسبت غلظت اسیدهای چرب فرار خصوصاً کاهش نسبت استات به پروپیونات میباشد. علاوه بر این، این جیرهها باعث تغییراتی در بیوهیدروژناسیون شکمبه شده و خصوصیت کلیدی آن، تجمع حد واسطهای بیوهیدروژناسیون، به ویژه اسیدهای چرب ترانس 18:1 می باشد .(شکل 1)
تعدادی از نظریههای پیشنهادی در تشریح افت چربی شیر رد شدهاند، اما سه نظریه بر اساس جیرههای تغییر دهندهی فرآیندهای میکروبی شکمبه همچنان مورد حمایت مقالات علمی بودهاند. اولین نظریه این است که تغییرات ایجاد شده در تخمیر شکمبه منجر به تولید ناکافی استات و بوتیرات در جهت حمایت از سنتز چربی شیر میشود. دومین نظریه این است که تولید محصول شکمبه ای پروپیونات و افزایش نرخ کبدی گلوکونئوژنز باعث افزایش سطح انسولین خون شده که به موجب آن منجر به کمبود پیش سازهای سنتز چربی شیر در پستان می شود. سومین تئوری که در طول دهه گذشته بدست آمده این است که اسیدهای چرب منحصر به فردی که در طی تغییرات بیوهیدروژناسیون شکمبه تشکیل میشوند، سنتز چربی شیر را مهار میکنند. در ادامه این نظریات را مورد بررسی قرار می دهیم. آنچه جالب توجه است اینکه آیا علل متعددی برای افت چربی شیر(شامل تعدادی از این مکانیسم ها) ممکن است وجود داشته باشد، یا اینکه آیا یک نظریه تنها میتواند در سطح جهانی برای اکثر انواع جیرههای مسبب افت چربی شیر فراهم شود.
نظریههای افت چربی شیر
تولید شکمبهای استات و بوتیرات
ارتباط روشنی بین تغییرات الگوی اسید چرب فرار و کاهش محصول چربی شیر برای طیف وسیعی از جیرهها شناخته شده است. که این موضوع منجر به طرح پیشنهاداتی شدهاند که کاهش تولید شکمبهای استات و بوتیرات، سنتز چربی شیر را محدود خواهند کرد و این در اثر جیرههای کاهش دهنده چربی شیر مشارکت دارد. استون و همکاران برآورد کردند که بیش از 80درصد تنوع در غلظت چربی شیر میتواند به علت تنوع در سهمهای اسیدهای چرب فرار در شکمبه باشند. الدهم و امانس نیز دریافتند که همبستگی نزدیکی بین نسبتهای پیش ساز چربی و لاکتوز شیر (به ترتیب استات + بوتیرات +اسیدهای چرب بلند زنجیر و گلوکز +پروپیونات ) و میزان چربی شیر وجود دارد. آنها پیشنهاد کردند که پیش بینی واکنش چربی شیر به جیرههای کاهش دهندهی چربی شیر را میتوان با عملکرد ساده نسبتهای پیش ماده- محصول بدست آورد.
تولید اسیدهای چرب فرار در شکمبه گاوهای شیرده را می توان با استفاده از روش های رقیق سازی ایزوتوپ تعیین کرد. متأسفانه، تنها تعداد محدودی از اندازهگیریهای رقیق سازی ایزوتوپ در جیره هایی با فیبر پایین وجود داشتهاند. اما نتایج نسبتاً ثابت هستند که نشان میدهند که نرخ تولید استات حتی تحت شرایطی که نسبت استات در مایع شکمبه به طور قابل توجهی پایین است کاهش نمییابد. در عوض، کاهش نسبت استات ناشی از افزایش نرخ تولید پروپیونات است. تنها یک مطالعه ورودی بتاهیدروکسی بوتیرات کل بدن را بررسی کرده است که ارتباط نزدیکی با نرخ تولید بوتیرات در شکمبه دارد و آن نشان داد، زمانی که جیرههای کم فیبر تغذیه شوند نرخ ورودی تحت تأثیر قرار نگرفت. اثر یک جیره کم فیبر روی این متغیرها در جدول 2 نشان داده شده است و به طورکلی واضح است زمانی که جیرههایی با فیبرپایین تغذیه شوند تولید استات و بوتیرات به طور محسوسی تغییر نمییابد. همچنین در مورد جیرههای مکمل شده با روغن دریایی که تغییر نسبت اسیدهای چرب فرار در آن کم است، حتی احتمال اینکه تولید شکمبهای و محصول استات و بوتیرات سنتز چربی شیر را محدود کنند پایین است.
برخلاف شواهدی که جیرههای کم فیبر اثر محسوسی بر نرخ تولید استات و بوتیرات ندارند، کمبود این اسیدهای چرب فرار در جیرههای کاهش دهنده چربی شیر بارها بررسی شد ( حتی به شیوهای جزئی). تغییر نسبت اسیدهای چرب فرار در مایع شکمبه، با این فرض که اینها با نرخ تولید ارتباط دارند، اغلب به عنوان حمایتی بر این نظریه ذکر میشوند. این ارتباط برای جیره هایی با فیبر زیاد به ویژه برای گوسفند نسبتا" صحیح است . این ارتباط برای جیرههای دارای فیبر زیاد به ویژه برای گوسفند نسبتاً مناسب است. هر چند به نظر میرسد در زمان تغذیه جیرههای کم فیبر، این روابط قابل اجرا نباشند. این واگرایی ممکن است به این حقیقت نسبت داده شود که جیرههای حاوی فیبر کم به طور معمول موجب کاهش pH گردند و این خود نرخ نسبی جذب تک تک اسیدهای چرب فرار را تحت تأثیر قرار میدهد.
احتمال اینکه تولید استات، سنتز چربی شیر را محدود کند با فراهم آوردن استات اگزوژنوس مورد آزمایش قرار گرفت. داویس و براون در 6 مطالعه که در آنها از مکمل سدیم استات یا تزریق استات برای گاوهای تغذیه شده با جیرههای کم فیبر که با افت چربی شیر مواجه بودند را مورد بررسی قرار دادند. این مطالعات با درک این حقیقت که مکمل شکمبهای VFA در هر شکلی میتواند اثری بر محیط شکمبه و فرآیندهای میکروبی موجود در آن بگذارد پیچیده شدند. از این گذشته، پاسخهای چربی شیر به استات مکمل استات نسبتاً کم بودند و داویس و براون نتیجه گرفتندکه کمبود استات نتوانست به اندازهی کافی افت چربی شیر ناشی از جیرههای کاهش دهندهی چربی شیر را شرح دهد. مطالعات با استفاده از تکنیکهای مختلف سرخرگی- سیاهرگی نشان دادهاند که غلظت استات خون و استات برداشتی توسط غدهی پستانی در گاوهای مبتلا به چربی شیر پایین کاهش مییابد. همچنین به خوبی اثبات شده است که یک رابطهی خطی بین غلظت استات سرخرگی و اختلاف سرخرگی-سیاهرگی عبور یافته از غدهی پستان وجود دارد. این رابطه ی خطی که اغلب تفسیر شده پیشنهاد می کند که موجودی(تولید) یک مادهی مغذی میتواند با کاهش غلظت سرخرگی آن محدود شود. به هر حال، در پی کاهش برداشت استات توسط غده پستانی، کاهش ترشح چربی شیر نیز مورد انتظار خواهد بود، بطوریکه داویس و براون مختصراً به این نتیجه رسیدند که چنانچه درگاوهای ترشح کننده شیر کم چرب، برداشت استات توسط غدهی پستان کاهش یابد برای تعیین اینکه آیا این یک دلیل است یا اینکه یک اثر کاهش دهنده لیپوژنز پستان است، به شواهدی بیشتری نیاز دارد.
اگر بپذیریم که عامل مؤثر در افت چربی شیر، عمل مهارکنندگی حدواسطهای بیوهیدروژناسیون باشد(که در بخش بعدی بحث خواهد شد) بنابراین نتیجه میگیریم که محدودیت تولید استات و بوتیرات را میتوان رد کرد. نظر به این نتیجه، کاهش اولیه نرخ سنتز چربی شیر در پی مهارکنندگی، نیاز برای پیش سازهای چربی شیر کاهش مییابد. بنابراین حتی اگر کاهش اندکی در تشکیل استات و بوتیرات رخ دهد، منجر به هیچ کمبود قابل توجه پیش سازها نخواهد شد. بعلاوه، استات و بوتیرات منابع مهم انرژی بوده و امکان کاهش اندک تولید شکمبهای استات و بوتیرات با افزایش بیشتر یا معادل تولید انرژی از پروپیونات همراه خواهد بود. بنابراین نتیجه می گیریم که امکان تغییرات در تولید استات و بوتیرات نمی تواند مسئول کاهش سنتز چربی شیر در طول مصرف جیره های کاهش دهنده ی چربی شیر باشد.
نظریه گلوکوژنیک- انسولین
انسولین در هماهنگی سهم بندی مواد مغذی از طریق نقش محوریش در تنظیم گلوکز و هموستازی انرژی دخالت دارد. در مورد غدهی پستانی نشخوارکنندگان، انسولین برای حفظ عملکرد طبیعی سلول پستانی مورد نیاز می باشد. هر چند این احتیاج با غلظت نسبتاً کم آن درخون برطرف شده و نوسانات روزانه انسولین خون که با الگوی وعدهی غذایی رخ میدهد هیچ اثری بر استفاده از گلوکز توسط غده های پستانی ندارد. مطالعات invivo وnvitro نشان دادهاند که انسولین اثرشدیدی روی برداشت گلوکز ندارد. که آن با این موضوع که سلولهای پوششی پستان نشخوارکنندگان که تنه دارای ناقل گلوکز 1 میباشد سنخیت دارد. به هر حال، انسولین به شدت متابولیسم دیگر بافتها را در نشخوارکنندگان از قبیل نرخ لیپوژنز (محرک) و لیپولیز(بازدارنده ) در بافت های چربی را تنظیم مینماید و این میتواند به طور غیرمستقیم بر موجودی و الگوی دسترسی غدهی پستانی به مواد مغذی اثر گذار باشد.
نظریه گلوکوژنیک- انسولین بر اساس رقابت بر سر مواد مغذی بین غدد پستانی و بافت های غیر پستانی و تفاوت های بافتی در پاسخ به انسولین می باشد. این نظریه برای نخستین بار توسط مک کلایمونت و والانس پیشنهاد شد، که افت چربی شیر ناشی از جیرههای کم فیبر را تشریح میکرد و به دنبال آن توسط جنی و همکارانش ، آنیسون و دیگر محققان به دقت و با ذکر جزئیات شرح داده شد. پروپیونات و گلوکز ترکیباتی هستند که خود سبب آزاد سازی[1] پانکراسی انسولین شده و جیرههای کم فیبر منجر به افزایش تولید شکبهای پروپیونات و نرخ کبدی گلوکونئوژنز میشوند. بعلاوه، جیرههای کم فیبر به طور کلی منجر به افزایش قابل توجه تعادل انرژی خالص به دلیل مصرف انرژی بیشتر و کاهش ترشح چربی شیر میشوند. لذا این ترکیب عوامل، غلظت خونی انسولین را افزایش میدهد. بر طبق نظریه گلوکوژنیک - انسولین ، افزایش انسولین خون، مواد مغذی را از غده پستان به دلیل استفاده بافتهای چربی از استات، بتاهیدروکسی بوتیرات و اسیدهای چرب بلند زنجیر مشتق شده از جیرهغذایی وکاهش القایی انسولین در موبلیزه کردن اسیدهای چرب بلند زنجیر از ذخایر چربی بدنی منحرف میسازد. به طورکلی، این تغییرات در نرخ سنتز و تجزیه لیپید به طور ترجیحی با هدایت مواد مغذی به بافت چربی ارائه شدهاند، در نتیجه منجر به کمبود پیش سازهای لیپوژنیک برای سنتز پستانی چربی شیر میشود.
نظریه گلوکوژنیک - انسولین با تزریقات اگزوژنوس پروپیونات و گلوکز آزمایش شده است. داویس و براون 13 تیمار آزمایشی شامل تزریق پروپیونات را آزمایش کردند و مشاهده نمودند که اثرات روی چربی شیر بسیار متغیر بوده و دامنه این کاهش عملکرد در محدودهای بین 0 تا 14 درصد بود. بسیاری از مطالعات پروپیونات را به میزان 1000gr / d یا بیش از مقدار تقریبی تولید روزانه پروپیونات درگاوهای تغذیه شده با جیرهی کنترل را تزریق کردند. بیشتر مطالعات اخیر تزریق پروپیونات را هم بر تنوع و هم بر محدودهی پاسخ تولید چربی شیر بررسی کردند. براساس اطلاعات بدست آمده اخیر، به نظر میرسد که کاهش تولید چربی شیر مستقل از دوز پروپیونات تزریقی به داخل شکمبه باشد. همچنین، گریناری و بامن اخیراً 24 بررسی صورت گرفته تزریق گلوکز را مورد بررسی قرار دادند و به یک تنوع و محدوده ی اثر گذاری مشابه بر تولید چربی شیر پی بردند (4+ تا16- درصد).
بطور کلی تزریق انسولین منجر به هایپوگلایسمیا و تغییرات تنظیمی در جهت عکس به دلیل نقش مرکزی انسولین در هموستازی گلوکز گردیده و این تفسیر را پیچیده میسازد. استفاده از تکنیک (hyperinsulinemic-euglycemic clamp) بررسی نقش انسولین بدون پیچیدگی هایپوگلایسمی و تغییرات تنظیمی معکوس را ممکن ساخت. بامن و گریناری، اط
