تعادل انرژی (Energy Balance) چیست و چه زمانی مثبت یا منفی میشود؟
اجزای اصلی مصرف انرژی (Energy Expenditure) در بدن شامل چه مواردی است؟
تفاوت متابولیسم پایه (BMR) و متابولیسم استراحت (RFMR) چیست و توده بدنی بدون چربی (LBM) چه نقشی دارد؟
گرمازایی رژیم غذایی (Dietary Thermogenesis) و گرمازایی تطبیقی (Adaptive Thermogenesis) چگونه عمل میکنند؟
سیگنالهای داخلی (Internal Controls) کنترلکننده گرسنگی و سیری کدامند؟
عوامل خارجی (External Controls) مانند خوشخوراکی (Palatability) و تسهیل اجتماعی (Social Facilitation) چه تاثیری بر مصرف غذا دارند؟
نیاز انرژی متابولیسمی (ME Requirement) چگونه محاسبه میشود و چرا از وزن متابولیک استفاده میکنیم؟
نیاز انرژی در مراحل مختلف زندگی (رشد، آبستنی، شیردهی) چه تغییری میکند؟
نیاز به آب (Water) چگونه تخمین زده میشود و چرا گربهها در معرض خطر سنگهای ادراری هستند؟
بخش اول: مفاهیم پایه تعادل انرژی
سؤال ۱: تعادل انرژی (Energy Balance) چیست و چه زمانی مثبت یا منفی میشود؟ تعادل انرژی زمانی برقرار است که انرژی مصرفی (Energy Expenditure) با انرژی دریافتی (Energy Intake) برابر باشد.
تعادل مثبت: زمانی است که دریافت کالری بیش از مصرف باشد. در حیوانات در حال رشد یا آبستن، برای سنتز بافتهای جدید لازم است، اما در بالغین غیرمولد باعث تجمع چربی (Fat storage) میشود.
تعادل منفی: زمانی است که دریافت کمتر از مصرف باشد که منجر به کاهش وزن و تحلیل توده بدنی بدون چربی (Lean Body Mass - LBM) میگردد.
سؤال ۲: اجزای اصلی مصرف انرژی (Energy Expenditure) در بدن شامل چه مواردی است؟ مصرف انرژی بدن به سه بخش اصلی تقسیم میشود: نرخ متابولیسم پایه، فعالیت عضلانی داوطلبانه و گرمازایی ناشی از غذا. جزء چهارمی به نام گرمازایی تطبیقی یا بدون لرزش (Adaptive/Nonshivering thermogenesis) نیز وجود دارد که در پاسخ به شرایط محیطی گرما تولید میکند اما کار مفیدی انجام نمیدهد و برای سازگاری با سرما ضروری است.
بخش دوم: متابولیسم پایه و عوامل مؤثر بر آن
سؤال ۳: تفاوت BMR و RFMR چیست و LBM چه نقشی دارد؟
نرخ متابولیسم پایه (Basal Metabolic Rate - BMR): مقدار انرژی مصرفی در حالت استراحت، در محیط خنثی از نظر دمایی و در وضعیت پس از جذب (ناشتا). BMR هزینه حفظ هموستاز (Homeostasis) در تمام سیستمهای بدن است.
نرخ متابولیسم فد یا استراحت (Resting Fed Metabolic Rate - RFMR): زمانی اندازهگیری میشود که حیوان ناشتا نیست و شامل گرمای حاصل از هضم غذا نیز میشود. RFMR حدود ۶۰ تا ۷۵ درصد کل مصرف انرژی روزانه را تشکیل میدهد.
نقش LBM: توده بدنی بدون چربی (LBM) قویترین پیشبینیکننده نرخ متابولیک حیوان است. با افزایش LBM، هر دو شاخص BMR و RFMR به تناسب افزایش مییابند.
سؤال ۴: گرمازایی رژیم غذایی (Dietary Thermogenesis) و گرمازایی تطبیقی چگونه عمل میکنند؟
گرمازایی رژیم غذایی: گرمایی است که در پاسخ به مصرف غذا تولید میشود (ناشی از هزینه متابولیک هضم، جذب و ذخیره مواد مغذی). در سگها حدود ۱۰٪ انرژی روزانه را شامل میشود اما در گربهها به دلیل مصرف پروتئین بالاتر و وعدههای غذایی بیشتر، ممکن است کمی بیش از ۱۰٪ باشد.
گرمازایی تطبیقی (Adaptive Thermogenesis): تغییر در BMR در پاسخ به استرسهای محیطی (تغییر دما یا استرس عاطفی) است [7، 10].
متن مرجع برای استناد:
“Adaptive thermogenesis is manifested primarily as a change in the BMR in response to environmental stresses… include changes in ambient temperature, alterations in food intake, and emotional stress”.
بخش سوم: کنترل مصرف انرژی و سیگنالهای عصبی-هورمونی
سؤال ۵: سیگنالهای داخلی (Internal Controls) کنترلکننده گرسنگی و سیری کدامند؟ این سیستم بسیار پیچیده است و شامل بازخورد از بافت چربی و دستگاه گوارش به مغز است.
گرلین (Ghrelin): هورمون اشتهاآور (Orexigenic) که قبل از غذا به اوج میرسد.
کوله سیستوکینین (CCK): در پاسخ به چربی و پروتئین در روده ترشح شده و یک عامل مهارکننده اشتهای قوی (Anorectic agent) است.
لپتین (Leptin): توسط بافت چربی تولید شده و سطح آن در خون متناسب با ذخایر چربی کل بدن در سگ و گربه است. افزایش آن باعث کاهش مصرف غذا میشود.
انسولین (Insulin): سطح آن در مایع مغزی-نخاعی (Cerebrospinal fluid - CSF) متناسب با اندازه ذخایر چربی تغییر میکند و به عنوان سیگنال سیری طولانیمدت عمل میکند.
سؤال ۶: عوامل خارجی (External Controls) چه تاثیری بر مصرف غذا دارند؟
خوشخوراکی (Palatability): اگر غذا بسیار جذاب باشد، حیوان بدون توجه به میزان گرسنگی، بیشتر مصرف میکند. سگها و گربهها هر دو غذای گرم را به سرد ترجیح میدهند و سگها برخلاف گربهها، تمایل شدیدی به طعم شیرین (Sucrose) دارند [24، 25].
تسهیل اجتماعی (Social Facilitation): سگها در حضور سگهای دیگر تمایل دارند سریعتر و بیشتر غذا بخورند [26، 30].
بخش چهارم: محاسبات و نیازهای انرژی (بخش حیاتی آزمون)
سؤال ۷: نیاز انرژی متابولیسمی (ME Requirement) چگونه محاسبه میشود؟ از آنجایی که سطح بدن نسبت به وزن با افزایش اندازه کاهش مییابد، نیاز انرژی به جای وزن (BW)، با “وزن متابولیک” (Metabolic Body Weight) مرتبط است.
سگها: فرمول عمومی $ME = K \times BW_{kg}^{0.75}$ است. برای سگهای خانگی غیرفعال (Inactive) ضریب K برابر ۹۵ و برای سگهای فعال ۱۳۰ پیشنهاد میشود [36، 39]. (جزئیات را در Box 9-2 ببینید).
گربهها: برای گربههای لاغر یا با شرایط بدنی ایدهآل از توان ۰.۶۷ ($ME = 100 \times BW^{0.67}$) و برای گربههای چاق از توان ۰.۴۰ استفاده میشود تا از تخمین بیش از حد نیاز جلوگیری شود [49، 53]. (جزئیات در Box 9-3).
سؤال ۸: نیاز انرژی در مراحل مختلف زندگی چه تغییری میکند؟ بر اساس Table 9-3:
توله سگ پس از شیر گرفتن: ۲ برابر نیاز نگهداری بالغین (Adult maintenance).
آبستنی (سگ): در ۳-۴ هفته اول تغییری نمیکند، اما در اواخر آبستنی به ۱.۲۵ تا ۱.۵ برابر نیاز نگهداری میرسد [44، 46].
شیردهی (Lactation): یکی از سنگینترین مراحل که میتواند تا ۳ برابر نیاز نگهداری افزایش یابد [44، 47].
گربههای مسن: نیاز آنها به حدود ۴۵ کیلوکالری به ازای هر کیلوگرم وزن بدن کاهش مییابد [50، 54].
بخش پنجم: تعادل آب (Water)
سؤال ۹: نیاز به آب چگونه تخمین زده میشود؟ چندین روش وجود دارد:
نسبت به وزن: ۵۰ تا ۶۰ میلیلیتر به ازای هر کیلوگرم وزن بدن.
نسبت به ماده خشک (DM): دو تا سه برابر وزن ماده خشک مصرفی.
نسبت ۱:۱ با کالری: یک میلیلیتر آب به ازای هر کیلوکالری انرژی مصرفی.
نکته تخصص گربه: گربهها نسبت به سگها به بیآبی (Dehydration) حساسیت کمتری دارند و دیرتر برای جبران آن آب مینوشند. آنها توانایی تولید ادرار بسیار غلیظ (Concentrated urine) را دارند که به دلیل تکامل در بیابان است، اما همین موضوع آنها را مستعد تشکیل سنگهای ادراری (Urolith formation) میکند.