Protein Metabolizması
Özet
Proteinler; insanların ve hayvanların yaşamında önemli yeri olan tüm yapısal ve işlevsel birimleri oluşturmak için gerekli nitrojen kaynağını sağlamaktadırlar. Hayvan beslemede protein ihtiyacının yeterli ve dengeli olarak karşılanması, yaşamsal faaliyetlerin sürekliliği için önem arz etmektedir. Proteinlerin sindirimi midede başlar ve ince bağırsaklarda tamamlanır. Proteinlerin sindirimi tek mideli ve ruminant hayvanlar arasında farklılık göstermektedir. Bu fark sadece ruminantlarda rumendeki mikroorganizmalar tarafından gerçekleştirilen protein sindirimi aşamasında görülmektedir. Fakat hem tek midelilerde hem de ruminantlarda ince bağırsaktaki sindirim ve emilim benzerdir. Tek midelilerde proteinlerin sindirimi ilk olarak midede hidroklorik asit eşliğinde pepsin ile gerçekleşir. Midede proteinler polipeptitlere kadar parçalanırlar. Pankreastan ve ince bağırsaktan salgılanan enzimler vasıtasıyla da peptitler aminoasitlere kadar indirgenirler ve bağırsak duvarından emilirler. Ruminantlarda ise tek midelilerden farklı olarak proteinlerin sindirimi rumendeki mikroorganizmalar sayesinde gerçekleşir. Rumen ekosistemindeki mikroorganizmalar, yemlerdeki azotlu bileşikleri peptitlere, serbest aminoasitlere ve amonyağa kadar parçalarlar. Daha sonra azot kaynağı olarak kullandıkları amonyaktan kendi vücut proteinlerini sentezleyen bu mikroorganizmalar mikrobiyal proteini oluştururlar. Rumene giren yem proteinlerinin bir kısmı ise rumendeki mikrobiyal sindirimden kurtularak doğrudan ince bağırsaklara geçer ve burada sindirime uğrarlar. Bu proteinlere de bypass protein adı verilmektedir. Sindirimde farklılıklar olsa bile tek mideli veya ruminant hayvanlarda proteinlerin önemi benzerdir.
Referanslar
Bach A, Calsamiglia S, Stern MD. Nitrogen metabolism in the rumen. Journal of Dairy Science. 2005;88(1):1–10.
Baldwin RL, Donovan KC. Modeling ruminant digestion and metabolism. Advances in Experimental Medicine and Biolog. 1998;445: 325-43. doi: 10.1007/978-1-4899-1959-5_21.
Bergen WG. Postruminal digestion and absorption of nitrogenous components. Federation Proceedings. 1978; 37(5):1223–1227.
Bolat D, Coşkun B, Baytok E ve ark. Hayvan Besleme ve Beslenme Hastalıkları. Van: Üniversite Kitapevi; 1996.
Broderick GA, Clayton MK. A statistical evaluation of animal and nutritional factors influencing concentrations of milk urea nitrogen. Journal of Dairy Science. 1997; 80(11):2964–2971. https://doi.org/10.3168/jds.S0022-0302(97)76261-2
Buttery PJ. Hormonal control of protein deposition in animals. Proceedings of the Nutrition Society. 1983; 42:137–148.
Chase LE. Understanding Nitrogen Utilization in Dairy Cattle. United States Department of Agriculture. 2007.
Clark JH, Klusmeyer TH, Cameron MR. Microbial protein synthesis and flow of nitrogen fractions to the duodenum of dairy cows. Journal of Dairy Science. 1992;75(8):2304–2323.
Craig WM, Broderick GA, Ricker DB. Quantification of microorganisms associated with the particulate phase of ruminal ingesta. Journal of Nutrition. 1987;117(1):56–62.
Dewhurst RJ, Newbold JR. Amonyak konsantrasyonunun in vitro rumen mikrobiyal protein üretimi üzerindeki etkisi. British Journal of Nutrition. 2022;127(6):847–849. https://doi.org/10.1017/S000711452100458X.
Ergün A, Çolpan İ, Yıldız G ve ark. Hayvan Besleme ve Beslenme Hastalıkları. Ankara: Elma Yayınevi; 2020. p.765.
Hackmann TJ, Firkins JL. Maximizing efficiency of rumen microbial protein production. Frontiers in Microbiology. 2015; 15: (6):465. doi: 10.3389/fmicb.2015.00465.
Hailemariam S, Zhao S, Yue HJ, et al . Urea transport and hydrolysis in the rumen: A review: Animal Nutrition. 2021; 14:7(4):989–996. doi: 10.1016/j.aninu.2021.07.002.
Hedqvist H. Metabolism of soluble proteins by rumen microorganisms and the influence of condensed tannins on nitrogen solubility and degradation. 2004; 501.
Hoover WH, Miller TK. Rumen digestive physiology and microbial ecology. The Veterinary Clinics of North America: Food Animal Practice. 1991;7(2):311-325. doi: 10.1016/s0749-0720(15)30801-x.
Huntington GB, Archibeque SL. Practical aspects of urea and ammonia metabolism in ruminants. Journal of Animal Science. 2000;77:1–11. https://doi.org/10.2527/jas2000.00218812007700ES0047x.
Kılıç A. Hayvan Besleme, Öğretim, Öğrenim ve Uygulama Önerileri. Ankara: TÜBİTAK; 1985.
Kim DH, McLeod KR, Klotz JL, et al. Evaluation of a rapid determination of fasting heat production and respiratory quotient in Holstein steers using the washed rumen technique. Journal of Animal Science. 2014; 91:4267–4276.
Lapierre H, Lobley GE. Nitrogen recycling in the ruminant: A review. Journal of Dairy Science. 2001; 84,E223–E236. https://doi.org/10.3168/jds.S0022-0302(01)70222-6.
Loosli JK, McDonald IW. Non-protein nitrogen in the nutrition of ruminants. 1968; p.94.
McDonald P, Edwards RA, Greenhalgh JFD, et al. Animal Nutrition. 8th ed. Pearson Education Limited. 2011; 752.
Membrive CB. Rumenology. Millen DD, Arrigoni MDB, Pacheco RDL (eds). In: Anatomy and Physiology of the Rumen. New York: Springer; 2016. p. 1–38. doi:10.1007/978-3-319-30533-2_1.
National Research Council, Committee on Animal Nutrition, & Subcommittee on Dairy Cattle Nutrition. Nutrient requirements of dairy cattle. National Academies Press. 2001.
National Research Council. Nutrient requirements of beef cattle. 8th ed. National Academies Press, 2016.
Özbilgin A, Kara K. Protein ve Metabolizması., Kara K (ed.) Hayvan Besleme ve Beslenme Hastalıkları içinde. Ankara: Akademisyen Yayınevi; 2024. p. 41-62.
Özel OT, B. Sarıçiçek Z. Ruminantlarda Rumen Mikroorganizmalarının Varlığı Ve Önemi. Tübav Bilim Dergisi. 2009; 2 (3): 277-285.
Paz HA, Klopfenstein TJ, Hostetler D, et all. Ruminal degradation and intestinal digestibility of protein and amino acids in high-protein feedstuffs commonly used in dairy diets. Journal of Dairy Science. 2014; 97:6485–6498 http://dx.doi.org/ 10.3168/jds.2014-8108.
Pourazad P, Khiaosa-ard R, Qumar M. Transient feeding of a concentrate-rich diet increases the severity of subacute ruminal acidosis in dairy cattle. Journal of Animal Science. 2015; 94(2), 726-738.
Prins RA, Van Rheenen DL, Van Klooster AT. Characterization of microbial proteolytic enzymes in the rumen. Antonie van Leeuwenhoek. 1983;49(6):585–595. doi: 10.1007/BF00399852.
Puggaard L, Kristensen NB, Sehested J. Effect of decreasing dietary phosphorus supply on net recycling of inorganic phosphate in lactating dairy cows. Journal of Dairy Science, 2011;94(3):1420–1429.
Putri EM, Zain M, Warly L, et al. Effects of rumen-degradable-to-undegradable protein ratio in ruminant diet on in vitro digestibility, rumen fermentation, and microbial protein synthesis. Veterinary World. 2021;14(3):640–648. https://doi.org/10.14202/vetworld.2021.640-648.
Ørskov ER. Protein Nutrition in Ruminants. Academic Press; 1992. p. 160.
Samson H, Zhao S, He Y, et al. Urea transport and hydrolysis in the rumen: A review. Animal Nutrition. 2021;7(4):989–996. https://doi.org/10.1016/j.aninu.2021.07.002.
Storm AC, Kristensen NB, Røjen BA, et al. Technical note: A method for quantification of saliva secretion and salivary flux of metabolites in dairy cows. Journal of Animal Science. 2014;91(12):5769–5774.
Şenel HS. Hayvan Besleme. İstanbul: İstanbul Üniversitesi Veteriner Fakültesi Yayınları; 1986.
Tapio I, Snelling TJ, Strozzi F,et al. The ruminal microbiome associated with methane emissions from ruminant livestock. Journal of Animal Science and Biotechnology. 2017;8(1):7. https://doi.org/10.1186/s40104-017-0141-0.
Uddin MJ, Khandaker ZH, Jasimuddin Khan M, et al. Dynamics of microbial protein synthesis in the rumen – a review: Annals of Veterinary and Animal Science. 2015;2(5):116–131.
Van Soest PJ. Nutritional Ecology of the Ruminant. Cornell University Press, 1994; 476.
