ابتدا لیست پرسشهای راهبردی این فصل را با هم مرور میکنیم:
لیست پرسشهای راهبردی
ماهیت مواد معدنی چیست و چگونه طبقهبندی میشوند؟
چرا کلسیم (Ca) و فسفر (P) همیشه با هم بررسی میشوند و نقش آنها در استخوان چیست؟
مکانیسمهای هموستاتیک (Homeostatic mechanisms) چگونه سطح کلسیم پلاسما را تنظیم میکنند؟
اهمیت نسبت کلسیم به فسفر (Ca:P ratio) در رژیم غذایی چیست؟
منیزیم (Mg) و گوگرد (S) چه وظایف متابولیکی در بدن سگ و گربه دارند؟
آهن (Fe) چگونه جذب، حمل و ذخیره میشود و تفاوت فرمهای مختلف آن چیست؟
ارتباط مس (Cu) با متابولیسم آهن و سلامت بافت همبند چیست؟
چرا روی (Zn) برای سلامت پوست و سیستم ایمنی حیاتی است؟
نقش سایر عناصر کممقدار (Trace elements) مانند ید (I)، سلنیوم (Se) و کروم (Cr) چیست؟
الکترولیتها (Electrolytes) چگونه تعادل مایعات و فشار اسمزی را کنترل میکنند؟
بخش اول: کلیات و طبقهبندی
سؤال ۱: ماهیت مواد معدنی چیست و چگونه طبقهبندی میشوند؟ مواد معدنی عناصر غیرآلی (Inorganic elements) هستند که برای فرآیندهای متابولیک بدن ضروریاند. اگرچه تنها حدود ۴٪ وزن کل بدن حیوان را تشکیل میدهند، اما حضور آنها برای حیات الزامی است [1، 3].
طبقهبندی:
ماکرومینرالها (Macrominerals): موادی که به مقدار قابل توجهی در بدن وجود دارند، مثل کلسیم (Ca)، فسفر (P)، منیزیم (Mg)، گوگرد (S) و الکترولیتها.
میکرومینرالها یا عناصر کممقدار (Microminerals / Trace elements): موادی که به مقادیر بسیار اندک در بدن و رژیم غذایی (Diet) مورد نیاز هستند.
بخش دوم: کلسیم (Ca) و فسفر (P)
سؤال ۲: چرا کلسیم و فسفر همیشه با هم بررسی میشوند و نقش آنها در استخوان چیست؟ این دو عنصر به دلیل متابولیسم مرتبط و مکانیسمهای کنترلی مشترک، با هم مطالعه میشوند.
ذخیره: حدود ۹۹٪ کلسیم و ۸۵٪ فسفر بدن در اسکلت و دندانها به فرم ترکیب غیرآلی هیدروکسیآپاتیت (Hydroxyapatite) یافت میشود [3، 5].
نقش کلسیم: علاوه بر استحکام استخوان، در انتقال پیام عصبی، انقباض عضلانی، انعقاد خون (Blood coagulation) و نفوذپذیری غشای سلول نقش دارد.
نقش فسفر: در بافتهای نرم، جزئی از DNA، RNA، فسفولیپیدهای غشا و ترکیبات پرانرژی مانند ATP است [5، 6].
سؤال ۳: مکانیسمهای هموستاتیک چگونه سطح کلسیم پلاسما را تنظیم میکنند؟ سطح کلسیم پلاسما به شدت کنترل میشود و مستقل از میزان دریافتی غذاست.
متن مرجع برای استناد:
“The level of circulating plasma calcium is strictly controlled through homeostatic mechanisms and is independent of an animal’s dietary intake of calcium”.
تنظیمکنندهها:
هورمون پاراتیروئید (PTH): در پاسخ به کاهش کلسیم پلاسما ترشح شده، باعث سنتز ویتامین D فعال در کلیه، بازجذب Ca از کلیه و استخوان، و دفع فسفر از ادرار میشود [6، 14].
ویتامین D فعال (Calcitriol): جذب Ca و P را از روده افزایش داده و به همراه PTH، کلسیم را از استخوان بسیج (Mobilization) میکند [7، 14].
کلسیتونین (Calcitonin): وقتی کلسیم خون بالاست از غده تیروئید ترشح شده و با مهار برداشت از استخوان، سطح کلسیم را پایین میآورد [8، 15].
نکته: برای درک کامل این چرخه، حتماً تصویر ۶-۱ (Figure 6-1) را مشاهده کنید.
سؤال ۴: اهمیت نسبت کلسیم به فسفر (Ca:P ratio) در رژیم غذایی چیست؟ صرفاً وجود مقدار کافی از این دو عنصر کافی نیست؛ بلکه نسبت آنها به هم حیاتی است. نسبت توصیهشده در غذای حیوانات خانگی بین ۱:۱ تا ۲:۱ است. کلسیم اضافی میتواند با فسفر کمپلکس غیرقابل جذبی تشکیل دهد و بالعکس، فسفر زیاد یا فیتات (Phytate) گیاهی میتواند جذب کلسیم را مختل کند [12، 13].
بخش سوم: سایر ماکرومینرالها
سؤال ۵: منیزیم (Mg) و گوگرد (S) چه وظایفی دارند؟
منیزیم: حدود ۶۰ تا ۷۰٪ آن در استخوان است. منیزیم به عنوان بخشی از کمپلکس Mg-ATP برای بسیاری از واکنشهای آنزیمی، متابولیسم کربوهیدرات و پروتئین، و انتقال پیام عصبی ضروری است.
گوگرد: عمدتاً به عنوان بخشی از اسیدهای آمینه گوگرددار مثل متیونین (Methionine) و سیستئین (Cysteine) در پروتئینها یافت میشود. همچنین در ساختار انسولین (Insulin)، هپارین (Heparin) و گلوتاتیون (Glutathione) که محافظ سلول در برابر اکسیداسیون است، حضور دارد.
بخش چهارم: میکرومینرالها (عناصر کممقدار)
سؤال ۶: آهن (Fe) چگونه مدیریت میشود؟ بیش از ۶۵٪ آهن بدن در هموگلوبین (Hemoglobin) و حدود ۴٪ در میوگلوبین (Myoglobin) برای حمل اکسیژن قرار دارد.
جذب: فرم فروس (Ferrous / +2) بهتر از فرم فریک (Ferric / +3) جذب میشود. همچنین آهن منشا حیوانی یا آهن هِم (Heme iron) جذب بسیار بالاتری نسبت به آهن گیاهی دارد.
حمل و ذخیره: آهن در خون توسط پروتئین ترانسفرین (Transferrin) حمل و در بافتها (کبد و طحال) به صورت فریتین (Ferritin) و هموسیدرین ذخیره میشود. کمبود آن منجر به کمخونی هیپوکرومیک میکروسیتی (Hypochromic microcytic anemia) میشود [20، 21].
سؤال ۷: ارتباط مس (Cu) با متابولیسم آهن چیست؟ مس برای جذب و انتقال آهن ضروری است. پروتئین سرولوپلاسمین (Ceruloplasmin) که حاوی مس است، به عنوان یک فروکسیداز عمل کرده و به اکسیداسیون آهن برای اتصال به ترانسفرین کمک میکند. همچنین مس برای سنتز ملانین (رنگدانه پوست و مو) و کلاژن (Collagen) و الاستین (Elastin) ضروری است.
سؤال ۸: چرا روی (Zn) برای سلامت پوست حیاتی است؟ روی در سنتز DNA، RNA و پروتئین نقش دارد. در سگ و گربه، اولین علائم کمبود روی معمولاً در پوست و مو دیده میشود (Dull coat). عارضه پاراکراتوز (Parakeratosis) یا ضایعات پوستی ناشی از کمبود روی در برخی نژادها به دلیل نقص ژنتیکی در جذب دیده میشود.
سؤال ۹: نقش سایر عناصر مانند ید، سلنیوم و کروم چیست؟
ید (I): برای سنتز هورمونهای تیروئیدی (T4 و T3) که متابولیسم پایه را کنترل میکنند ضروری است؛ کمبود آن باعث گواتر (Goiter) میشود.
سلنیوم (Se): بخشی از آنزیم گلوتاتیون پراکسیداز است که از غشاهای سلولی در برابر آسیب اکسیداتیو محافظت میکند و با ویتامین E رابطه تنگاتنگی دارد.
کروم (Cr): بخشی از فاکتور تحمل گلوکز (Glucose tolerance factor) است که عملکرد انسولین را تقویت میکند.
بخش پنجم: الکترولیتها (Electrolytes)
سؤال ۱۰: نقش الکترولیتها در بدن چیست؟
پتاسیم (K): کاتیون اصلی مایع داخلسلولی (Intracellular fluid) است که فشار اسمزی و حجم مایع سلول را حفظ میکند و برای عملکرد عضله قلب حیاتی است.
سدیم (Na): کاتیون اصلی مایع خارجسلولی (Extracellular fluid) است که فشار اسمزی و تعادل آب بدن را تنظیم میکند. سگ و گربه توانایی بالایی در تطابق با تغییرات دریافتی سدیم دارند.
کلرید (Cl): آنیون اصلی مایع خارجسلولی است که برای تشکیل اسید کلریدریک (HCl) معده و شروع هضم ضروری است.
نکته طلایی برای آزمون: حتماً به جدول ۶-۱ (Table 6-1) نگاه کنید. این جدول منبع فوقالعادهای برای مرور علائم کمبود (Deficiency)، مسمومیت (Excess) و منابع غذایی هر یک از مواد معدنی است [9، 12].