مقدمة
تلعب الألياف في العليقة دورًا مهمًا، من خلال التفاعل بين العليقة والإنزيمات الداخلية المخاطية والنبيت الجرثومي المتعايش. وتُعد جميع هذه العوامل مهمة في استيعاب المغذيات، وهي مكوّن أساسي لتحقيق صحة مثلى للأمعاء.
هذه الخلاصة المترجمة من مجلة allaboutfeed.net، التي أعدّها الأستاذ الدكتور Knud Erik Bach Knudsen من جامعة كوبنهاغن بعنوان “Fibre’s role in animal nutrition and intestinal health”، تتناول دور الألياف غير القابلة للهضم بوصفها مكوّنًا مهمًا في الجهاز الهضمي لدى الحيوانات أحادية المعدة. فالألياف في العليقة لا يمكن هضمها بواسطة الإنزيمات الداخلية، لكنها تؤثر في عملية الهضم والامتصاص، كما أنها تمثل أيضًا مواد بريبايوتيك مفيدة للنبيت الجرثومي النافع في الأمعاء. وتُعرض النقاط الرئيسة للمقال بإيجاز في الفقرات التالية.
ما هي ألياف العليقة؟
ألياف العليقة (Dietary fibre, DF) هي مكوّن مهم في عدد قليل من النباتات الداخلة في مواد علف الخنازير. وتقاوم الألياف الهضم بواسطة الإنزيمات المتولدة في الأمعاء الدقيقة، ولذلك تصل بكميات كبيرة إلى تجويف الأمعاء وتصبح الركيزة الأساسية لتخمر البكتيريا، ولا سيما في الأمعاء الغليظة. وبسبب الخصائص الفيزيائية والكيميائية لألياف العليقة، فإنها تؤثر في كلٍّ من النبيت الجرثومي والمخاطية في جميع أجزاء القناة الهضمية.
ووفقًا للتعريف الحديث، تشمل ألياف العليقة عديدات السكاريد غير النشوية (NPS)، والنشا المقاوم (RS)، والسكريات قليلة التعدد غير القابلة للهضم (NDO)، واللجنين غير الكربوهيدراتي ذي الروابط الفينولية. وأهم عديدات السكاريد ضمن NPS هي السليلوز ومجموعة عديدات السكاريد غير السليلوزية (NCP) مثل β-غلوكان، والأرابينوكزيلان، والكزيلان، والكزيلوغلوكان، والبكتينات. وتتباين كمية DF في المواد العلفية على نطاق واسع؛ فهي، بالنسبة للحبوب عمومًا، أقل من البقوليات والمحاصيل الغنية بالبروتين، وتكون عادةً أعلى في المخلفات الناتجة من الحبوب وصناعات الأغذية المُصنَّعة (الشكل 1).
|
الشكل 1: تركيز ألياف العليقة (غ/كغ من المادة الجافة) في مواد علفية مختلفة |
كما يوجد تباين واسع في تركيب NCP بين المواد العلفية؛ ففي الحبوب يكون الأرابينوكزيلان وβ-غلوكان مرتفعين، ويؤدي β-غلوكان إلى ارتفاع نسبي في NCP القابل للذوبان في الشعير والشوفان مقارنة بالقمح والذرة. أما في البقوليات والمحاصيل البروتينية والمواد الغنية بالألياف، فتُعد البكتينات والكزيلوغلوكان من NCP الرئيسة، وتؤدي البكتينات إلى ارتفاع نسبي في NCP القابل للذوبان في هذه المواد. ويكون تركيز RS أعلى في البقوليات منه في الحبوب. وبوجه عام، تحتوي البقوليات أيضًا على تركيز مرتفع من NDO بين المواد العلفية. ولذلك تتاح إمكانية كبيرة لتكوين علائق ذات تراكيب مختلفة من الألياف.
ومن السمات المشتركة لجميع مصادر ألياف العليقة قدرتها على الانتفاخ، والاحتفاظ بالماء داخل مصفوفة جدار الخلية، وزيادة اللزوجة عند وضعها في الماء (الشكل 2). ومع ذلك، فعلى الرغم من أن جميع مصادر الألياف تنتفخ وتحتفظ بالماء، فإن الخصائص اللزجة تعتمد على نوع وطبيعة عديدات السكاريد الكيميائية المكوِّنة لجزء الألياف في العليقة. فعلى سبيل المثال، يزيد لبّ بنجر السكر أساسًا من قدرة الكتلة الهضمية على الاحتفاظ بالماء، بينما تكون خاصية زيادة اللزوجة فيه منخفضة. وعلى النقيض من ذلك، يذوب β-غلوكان بدرجة أكبر من مصفوفة جدار الخلية ويزيد اللزوجة في التجويف.
|
الشكل 2: تُعبَّر خصائص الاحتفاظ بالماء عن طريق القدرة على الانتفاخ، والذوبانية، والقدرة على الاحتفاظ بالماء. تبدأ عملية ذوبان الجزيئات الكبيرة بالانتفاخ نتيجة انتشار الماء بين الجزيئات الضخمة حتى تنتفخ وتتشتت بالكامل. وتُعطي معظم عديدات السكاريد محاليل لزجة إذا ذابت في الماء. وتعتمد اللزوجة على البنية الكيميائية والوزن الجزيئي للمادة الكبيرة وتركيزها. |
تأثيرها في الهضم والتخمر
تتكون القناة الهضمية من أجزاء مختلفة مثل الفم والمعدة والأمعاء الدقيقة والأمعاء الغليظة، كما تشمل الأعضاء المساندة مثل الكبد والبنكرياس، وهي أيضًا جزء من عملية الهضم والامتصاص. وتتصل جميع هذه الأجزاء بالأعضاء الطرفية عبر مجموعة واسعة من المستقبلات (للتمدد واللمس والكيمياء) التي تراقب الهضم والامتصاص من خلال إشارات راجعة هرمونية وعصبية. وبهذه الطريقة تُقلَّل التغيرات في المغذيات في الدم إلى الحد الأدنى، ويُنظَّم إيصال المغذيات إلى الأعضاء المختلفة ويُحسَّن. وتُعد ألياف العليقة عاملًا غذائيًا مهمًا، إذ تؤثر أولًا في الهضم والامتصاص، وبالتالي في تنظيم وتزويد الأعضاء والأنسجة بالمغذيات بعيدًا عن المسار المباشر عبر القناة الهضمية.
تؤثر ألياف العليقة في الهضم والامتصاص في جميع المواقع المختلفة من القناة الهضمية، وكذلك في إفرازات البنكرياس والكبد (الشكل 3). وزيادة الألياف في العليقة ترفع وزن ومحتوى القناة الهضمية، وتؤدي إلى زيادة تدفق المغذيات في جميع المواقع. وتزيد الألياف القابلة للذوبان من اللزوجة في التجويف، وبالتالي تطيل زمن الإفراغ وتسبب إعاقة للمعدة، كما تعيق الهضم في الأمعاء الدقيقة من خلال الحد من تماس الركيزة مع الإنزيمات الهاضمة وإبطاء حركة نواتج التحلل أثناء الهضم. كما أن الألياف القابلة للذوبان وغير القابلة للذوبان توفر ركيزة للتخمر البكتيري في الأمعاء الغليظة. وتُخمَّر الألياف القابلة للذوبان بسهولة؛ إذ يتحلل معظمها في الأعور والجزء القريب من القولون، بينما تتحلل الألياف غير القابلة للذوبان في المواقع الأبعد، ولا يُهضم تركيبها بالكامل.
|
الشكل 3: تأثير ألياف العليقة في العمليات الفسيولوجية المرتبطة بزمن العبور، والهضم والامتصاص في الأجزاء المختلفة من القناة الهضمية، وفي الكتلة البرازية، وفي استخدام الطاقة. |
وأهم المستقلبات المتكوِّنة نتيجة التخمر البكتيري هي الأحماض الدهنية قصيرة السلسلة (SCFA؛ وأغلبها الأسيتات والبروبيونات والبيوتيرات)، كما ينخفض أيضًا الرقم الهيدروجيني لمحتوى التجويف. ومع ذلك، فإن الجزء الأكبر من الأحماض الدهنية قصيرة السلسلة المتكوِّنة يُمتص بسرعة ويزوّد العائل بالطاقة، رغم أن الاستفادة الطاقية من SCFA تكون أقل بكثير من الطاقة الممتصة، مثل الجلوكوز من الأمعاء الدقيقة. ويُعزى انخفاض الاستفادة الطاقية من SCFA مقارنة بالجلوكوز إلى الفاقد أثناء التخمر الناتج عن تكوّن الغازات، وإلى انخفاض الاستفادة من SCFA بسبب الأيض الوسيط. لذلك فإن العلائق الغنية بالألياف تكون عمومًا أقل في محتواها الطاقي من العلائق منخفضة الألياف، ويرجع ذلك أساسًا إلى انخفاض القابلية للهضم، ولكن أيضًا إلى انخفاض الاستفادة من الطاقة الممتصة.
التأثير في صحة الأمعاء
البريبايوتيك هو مكوّن غذائي غير قابل للهضم يؤثر بصورة مفيدة في العائل من خلال التحفيز الانتقائي لنمو و/أو نشاط نوع واحد أو عدد محدود من البكتيريا في القولون، وبالتالي يحسن صحة العائل. وتوجد مجموعتا Firmicutes وBacteroidetes في معظم أنواع الحيوانات، بينما تُعد Enterobacteria spp، مثل Escherichia coli، غير جيدة لصحة الأمعاء لأنها غالبًا ما تشارك في اضطرابات الأمعاء، في حين تُعد Lactobacillus spp وBifidobacterium spp وRoseburia spp ذات ميل أفضل عمومًا بسبب خصائصها المعززة للصحة.
وبينما تزيد ألياف العليقة عمومًا من تدفق الكربوهيدرات إلى الأمعاء الغليظة، وبالتالي تحفز نشاط المجتمع الجرثومي كله وتخفض الرقم الهيدروجيني، فإن عددًا قليلًا فقط من عديدات السكاريد في الألياف يمتلك قدرة خاصة على تحفيز المجموعات البكتيرية النافعة. وغالبًا ما تكون كلٌّ من السكريات قليلة التعدد وعديدات السكاريد أكثر فاعلية في تعديل التركيب الجرثومي، وقد لوحظت تغيرات في تركيب التجمعات البكتيرية عند تغذية الإينولين ذي أطوال السلسلة المختلفة، والفركتان (مزيج من السكريات قليلة التعدد وعديدات السكاريد للفركتوز)، وRS.
كما أظهر الأرابينوكزيلان، وهو أحد المكونات الرئيسة للألياف في الجاودار والقمح، تأثيرًا في التركيب الجرثومي من خلال تحفيز نمو الكائنات الدقيقة المنتجة للبيوتيرات. والبيوتيرات مستقلب مهم للخلايا الظهارية، إذ يزوّدها بالطاقة وله وظيفة تنظيمية في نمو الخلايا وتمايزها. وفي هذا السياق، من الجدير بالذكر أن استخدام إنزيم الزيلاناز لتحليل جزء من الأرابينوكزيلان إلى مزيج من الأوليغومرات في نهاية الأمعاء الدقيقة قد يكون ذا إمكانات لم تُستكشف بما يكفي لتنظيم الاستقلاب والتركيب الجرثومي في الأمعاء الغليظة.
ملاحظات وتطبيقات
لا يمكن هضم ألياف العليقة بواسطة الإنزيمات الداخلية في الحيوانات أحادية المعدة مثل الخنازير والدواجن، إلا في حال وجود كمية صغيرة جدًا وغير ذات أهمية من الألياف القابلة للذوبان، والتي يهضمها النبيت الجرثومي المعوي، ولا سيما في الأعور لدى الدواجن. وكما ذُكر، فإن العلائق الغنية بالألياف تكون عمومًا أقل في الطاقة من العلائق منخفضة الألياف وأقل قابلية للهضم. ومع ذلك، فإن انخفاض الألياف إلى حد كبير في العليقة قد يسبب الإمساك للحيوان. وفي تربية دجاج اللحم الخالي من المضادات الحيوية وفق أساليب الأمن الحيوي الحالية، تُعد بعض مكونات الألياف غذاءً بريبايوتيك للبكتيريا النافعة، مما يساعد على تحسين الهضم وصحة الحيوان وأدائه الإنتاجي.
وفي تربية الدواجن، فإن إعداد علائق تحتوي على كمية مناسبة من الألياف لكل نوع وسلالة وعمر من الحيوانات يساعد على تحسين فسيولوجيا الهضم، وزيادة القدرة على هضم وامتصاص المغذيات، وكذلك الحفاظ على النبيت الجرثومي النافع وتوازن ميكروبيوم الأمعاء. فعلى سبيل المثال، يحتوي علف دجاج اللحم الملون على نحو 3.5-4% فقط من الألياف الكلية في العليقة، بينما يمكن أن تحتوي علائق دجاج التربية اللاحقة للسلالات الملونة على 4.5-5% من الألياف، إلخ.
الأستاذ المشارك بوي شوان مين، مركز أبحاث وتطوير Vemedim.
المراجع
Knudsen KEB (2016) Fibre’s role in animal nutrition and intestinal health.
