با همکاری مشترک دانشگاه پیام نور و انجمن فیزیولوژی و فارماکولوژی ایران

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 سازمان جهاد کشاورزی جنوب استان کرمان، ‏کرمان، ایران‏

2 گروه علوم دامی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه ‏جیرفت، جیرفت، ایران‏

10.30473/eab.2024.67071.1901

چکیده

تریپتوفان سومین اسیدآمینه ضروری بدن و پیش‌ساز هورمون‌های مهمی مانند سروتونین و ملاتونین در بدن است. این اسید آمینه به دو مسیر متابولیکی کینورنین و سروتونین وارد و در یکی از این دو مسیر متابولیزه می‌شود، که تنها پنج درصد آن در مسیر سروتونین است و باقی آن در مسیر کینورنین وارد می‌گردد. به‌منظور بررسی تأثیر تزریق داخل صفاقی اسید آمینه تریپتوفان بر مصرف خوراک، دمای بدن و برخی متابولیت‌های بیوشیمیایی گوسفند 20 رأس بره (10 رأس نر و 10 رأس ماده) هشت ماه سن، وزن 5/3± 9/24 کیلوگرم و در قالب طرح فاکتوریل استفاده شد. بره‌ها به دو گروه کنترل (تزریق سرم فیزیولوژیکی به‌صورت داخل صفاقی) و گروه تیمار (تزریق‌شده با 50 میلی‌گرم تریپتوفان/ کیلوگرم وزن بدن به‌صورت داخل صفاقی) تقسیم شدند. طول دوره عادت‌دهی بره‌ها به شرایط آزمایشی هفت روز بود. پس از تزریق بلافاصله خوراک کاملاً مخلوط به نسبت 40 درصد کنسانتره و 60 درصد علوفه در اختیار بره‌ها قرار گرفت و در فواصل دو ساعت و به‌مدت چهار ساعت میزان مصرف خوراک اندازه‌گیری شد. میزان دمای رکتوم، ضربان قلب و تعداد تنفس در هر ساعت به‌مدت چهار ساعت انجام شد. این آزمایش نشان داد که خوراک مصرفی تجمعی در تیمار تریپتوفان نسبت به گروه کنترل کاهش یافت، هم‌چنین بره‌های ماده به‌طور معنی‌داری مصرف خوراک تجمعی کم‌تری داشتند (05/0P<). هم‌چنین تریپتوفان به‌روش تزریق صفاقی سبب افت مصرف خوراک تجمعی در دو ساعت اول آزمایش در مقایسه با گروه شاهد شد، اما در ادامه این کاهش جبران شد. تعداد ضربان قلب در جنس نر و تیمار تریپتوفان کاهش یافت (05/0P<). تزریق تریپتوفان به‌طور معنی‌داری باعث کاهش دمای رکتومی شد (05/0P<). تزریق تریپتوفان تأثیر معنی‌داری بر غلظت هورمون‌های T3 و T4 سرم بره‌ها نشان نداد (05/0P>)، اما نسبت هورمون T3 به T4 را کاهش داد (05/0P<). یعنی تبدیل هورمون تیروکسین به تری‌یدو تیرونین در گروه دریافت‌کننده تریپتوفان افزایش یافت. سطح کورتیزول، کلسترول، تری‌گلیسیرید، کراتین و اوره در بره‌های دریافت‌کننده تریپتوفان نسبت به گروه کنترل تفاوت معنی‌دار مشاهده نشد (05/0P>). غلظت آلبومین سرم در بره‌های دریافت‌کننده تریپتوفان نسبت به گروه کنترل کاهش یافت (05/0P<). با توجه به نتایج به‌دست آمده از این آزمایش و کاهش ضربان قلب و دمای رکتومی در تیمار تریپتوفان می‌توان نتیجه گرفت که تریپتوفان با تأثیر بر مکانیسم‌های مقابله با افزایش دمای بدن باعث بهبود وضعیت دام در شرایط تنش گرمایی شد. 

کلیدواژه‌ها

موضوعات

Abeni, F., Calamari, L., & Stefanini, L. (2007). Metabolic conditions of lactating Friesian cows during the hot season in the Po valley. 1. Blood indicators of heat stress. International journal of biometeorology, 52(2), 87-96.
Avendaño-Reyes, L., Macías-Cruz, U., Correa-Calderón, A., Mellado, M., Corrales, J.L., Corrales, G., Ramirez-Bribiesca, E., & Guerra-Liera, J.E. (2020). Biological responses of hair sheep to a permanent shade during a short heat stress exposure in an arid region. Small Ruminant Research, 189, 106146.
Badawy, A.A. (2017). Kynurenine pathway of tryptophan metabolism: regulatory and functional aspects. International Journal of Tryptophan Research, 10, 1178646917691938.
Baldassarre, M., Naldi, M., Domenicali, M., Volo, S., Pietra, M., Dondi, F., Caraceni, P., & Peli, A. (2017). Simple and rapid LC–MS method for the determination of circulating albumin microheterogeneity in veal calves exposed to heat stress. Journal of Pharmaceutical and Biomedical Analysis, 144, 263-268.
Bandeira, L.G., Bortolot, B.S., Cecatto, M.J., Monte-Alto-Costa, A., & Romana-Souza, B. (2015). Exogenous tryptophan promotes cutaneous wound healing of chronically stressed mice through inhibition of TNF-α and IDO activation. PloS one, 10(6), e0128439.
Bernabucci, U., Lacetera, N., Danieli, P.P., Bani, P., Nardone, A., & Ronchi, B. (2009). Influence of different periods of exposure to hot environment on rumen function and diet digestibility in sheep. International journal of biometeorology, 53(5), 387-395.
Bitzer-Quintero, O.K., Dávalos-Marín, A.J., Ortiz, G.G., del Angel Meza, A.R., Torres-Mendoza, B.M., Robles, R.G., Huerta, V.C., & Beas-Zárate, C. (2010). Antioxidant activity of tryptophan in rats under experimental endotoxic shock. Biomedicine & Pharmacotherapy, 64(1), 77-81.
Brown, J., Howie, S.E.M., & Entrican, G. (2001). A role for tryptophan in immune control of chlamydial abortion in sheep. Veterinary Immunology and Immunopathology, 82(1), 107-119.
Can, A., Denek, N., & Yazgan, K. (2005). Effect of replacing urea with fish meal in finishing diet on performance of Awassi lamb under heat stress. Small Ruminant Research, 59(1), 1-5.
Choi, W.-T., Nejad, J.G., Moon, J.-O., & Lee, H.-G. (2021). Dietary supplementation of acetate-conjugated tryptophan alters feed intake, milk yield and composition, blood profile, physiological variables, and heat shock protein gene expression in heat-stressed dairy cows. Journal of Thermal Biology, 98, 102949.
Ding, L., Maloney, S.K., Wang, M., Rodger, J., Chen, L., & Blache, D. (2021). Association between temperament related traits and single nucleotide polymorphisms in the serotonin and oxytocin systems in Merino sheep. Genes, Brain and Behavior, 20(3), e12714.
Habeeb, A., Fatma, F., & Osman, S. (2007). Detection of heat adaptability using heat shock proteins and some hormones in Egyptian buffalo calves. Egyptian J Appl Sci, 22(2A), 28-53.
Hamzaoui, S., Salama, A., Albanell, E., Such, X., & Caja, G. (2013). Physiological responses and lactational performances of late-lactation dairy goats under heat stress conditions. Journal of Dairy Science, 96(10), 6355-6365.
Iguchi, M., Littmann, A.E., Chang, S.-H., Wester, L.A., Knipper, J.S., & Shields, R.K. (2012). Heat stress and cardiovascular, hormonal, and heat shock proteins in humans. Journal of athletic training, 47(2), 184-190.
Kadim, I., Mahgoub, O., Al-Kindi, A., Al-Marzooqi, W., & Al-Saqri, N. (2006). Effects of transportation at high ambient temperatures on physiological responses, carcass and meat quality characteristics of three breeds of Omani goats. Meat Science, 73(4), 626-634.
Koopmans, S., Guzik, A., Van Der Meulen, J., Dekker, R., Kogut, J., Kerr, B., & Southern, L. (2006). Effects of supplemental L-tryptophan on serotonin, cortisol, intestinal integrity, and behavior in weanling piglets. Journal of Animal Science, 84(4), 963-971.
Korde, J., Singh, G., Varshney, V., & Shukla, D. (2007). Effects of long-term heat exposure on adaptive mechanism of blood acid-base in buffalo calves. Asian-australasian journal of animal sciences, 20(5), 742-747.
Ma, H., Zhang, W., Song, W.H., Sun, P., & Jia, Z.H. (2012). Effects of tryptophan supplementation on cashmere fiber characteristics, serum tryptophan, and related hormone concentrations in cashmere goats. Domest Anim Endocrinol, 43(3), 239-50.
Mahjoubi, E., Amanlou, H., Mirzaei-Alamouti, H., Aghaziarati, N., Yazdi, M.H., Noori, G., Yuan, K., & Baumgard, L. (2014). The effect of cyclical and mild heat stress on productivity and metabolism in Afshari lambs. Journal of Animal Science, 92(3), 1007-1014.
Marai, I., El-Darawany, A., Fadiel, A., & Abdel-Hafez, M. (2007a). Physiological traits as affected by heat stress in sheep—a review. Small ruminant research, 71(1-3), 1-12.
Marai, I.F.M., El-Darawany, A.A., Fadiel, A., & Abdel-Hafez, M.A.M. (2007b). Physiological traits as affected by heat stress in sheep—A review. Small Ruminant Research, 71(1–3),1-12.
McManus, C.M., Faria, D.A., Lucci, C.M., Louvandini, H., Pereira, S.A., & Paiva, S.R. (2020). Heat stress effects on sheep: Are hair sheep more heat resistant? Theriogenology, 155, 157-167.
Mine, Y., & Zhang, H. (2015). Calcium-sensing receptor (CaSR)-mediated anti-inflammatory effects of L-amino acids in intestinal epithelial cells. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 63(45), 9987-9995.
Mondanelli, G., Iacono, A., Allegrucci, M., Puccetti, P., & Grohmann, U. (2019). Immunoregulatory interplay between arginine and tryptophan metabolism in health and disease. Frontiers in immunology, 10, 1565.
Nazifi, S., Saeb, M., Rowghani, E., & Kaveh, K. (2003). The influences of thermal stress on serum biochemical parameters of Iranian fat-tailed sheep and their correlation with triiodothyronine (T3), thyroxine (T4) and cortisol concentrations. Comparative Clinical Pathology, 12(3), 135-139.
Plain, K.M., Silva, K.D., Earl, J., Begg, D.J., Purdie, A.C., & Whittington, R.J. (2011). Indoleamine 2,3-Dioxygenase, Tryptophan Catabolism, and Mycobacterium avium subsp. paratuberculosis: a Model for Chronic Mycobacterial Infections. Infection and Immunity, 79(9), 3821-3832.
Rasouli, A., Nouri, M., KHAJEH, G.H., & Rasekh, A. (2004). The influences of seasonal variations on thyroid activity and some biochemical parameters of cattle.
Richard, D.M., Dawes, M.A., Mathias, C.W., Acheson, A., Hill-Kapturczak, N., & Dougherty, D.M. (2009). L-tryptophan: basic metabolic functions, behavioral research and therapeutic indications. International Journal of Tryptophan Research, 2, IJTR. S2129.
Rosa, A., & Pesti, G. (2001). Estimation of the tryptophan requirement of chickens for maximum body weight gain and feed efficiency. Journal of Applied Poultry Research, 10(2), 135-140.
Scharf, B., Carroll, J., Riley, D., Chase Jr, C., Coleman, S., Keisler, D., Weaber, R., & Spiers, D. (2010). Evaluation of physiological and blood serum differences in heat-tolerant (Romosinuano) and heat-susceptible (Angus) Bos taurus cattle during controlled heat challenge. Journal of animal science, 88(7), 2321-2336.
Sejian, V., Bhatta, R., Gaughan, J., Dunshea, F., & Lacetera, N. (2018). Adaptation of animals to heat stress. Animal, 12(s2), s431-s444.
Sejian, V., Bhatta, R., Gaughan, J., Malik, P.K., Naqvi, S., & Lal, R. (2017). Adapting sheep production to climate change. In Sheep production adapting to climate change, 1-29. Springer.
Sejian, V., Maurya, V.P., & Naqvi, S.M. (2010). Adaptability and growth of Malpura ewes subjected to thermal and nutritional stress. Tropical Animal Health and Production, 42(8), 1763-1770.
Silanikove, N., & Koluman, N. (2015). Impact of climate change on the dairy industry in temperate zones: Predications on the overall negative impact and on the positive role of dairy goats in adaptation to earth warming. Small Ruminant Research, 123(1), 27-34.
Slimen, I.B., Chniter, M., Najar, T., & Ghram, A. (2019). Meta-analysis of some physiologic, metabolic and oxidative responses of sheep exposed to environmental heat stress. Livestock Science, 229, 179-187.
Steinhauser, C., Askelson, K., Hobbs, K., Bazer, F., & Satterfield, M. (2021). Maternal nutrient restriction alters thyroid hormone dynamics in placentae of sheep having small for gestational age fetuses. Domestic Animal Endocrinology, 77, 106632.
Stracke, J., Otten, W., Tuchscherer, A., Witthahn, M., Metges, C.C., Puppe, B., & Düpjan, S. (2017). Dietary tryptophan supplementation and affective state in pigs. Journal of Veterinary Behavior, 20, 82-90.
Sutoh, M., Kasuya, E., & Yayou, K.I. (2018). Effects of intravenous tryptophan infusion on thermoregulation in steers exposed to acute heat stress. Animal Science Journal, 89(5), 777-783.
Swanson, R.M., Tait, R.G., Galles, B.M., Duffy, E.M., Schmidt, T.B., Petersen, J.L., & Yates, D.T. (2020). Heat stress-induced deficits in growth, metabolic efficiency, and cardiovascular function coincided with chronic systemic inflammation and hypercatecholaminemia in ractopamine-supplemented feedlot lambs. J Anim Sci, 98(6), skaa168.
Wang, J., Ding, L., Yu, X., Wu, F., Zhang, J., Chen, P., Qian, S., & Wang, M. (2023). Tryptophan improves antioxidant capability and meat quality by reducing responses to stress in nervous Hu sheep. Meat Sci, 204, 109267.
Wankar, A., Singh, G., & Yadav, B. (2021). Effect of temperature x THI on acclimatization in buffaloes subjected to simulated heat stress: physio-metabolic profile, methane emission and nutrient digestibility. Biological Rhythm Research, 52(10), 1589-1603.
Zhai, R., Dong, X., Feng, L., Li, S., & Hu, Z. (2019). The effect of heat stress on autophagy and apoptosis of rumen, abomasum, duodenum, liver and kidney cells in calves. Animals, 9(10), 854.
Zhang, C., Zhang, Q., Song, X., Pang, Y., Song, Y., Wang, Y., He, L., Lv, J., Cheng, Y., & Yang, X. (2019). L-tryptophan promotes the cheliped regeneration of Chinese mitten crab (Eriocheir sinensis) through melatonin, serotonin and dopamine involvement. Aquaculture, 511, 734205.
Zhao, F., Wang, G., Li, X.-b., Zhao, G.-d., Chen, H., Ma, C., & Yang, K.-l. (2022). Effect of diet supplemented with rumen-protected 5-hydroxytryptophan on the concentration of 5-hydroxytryptophan and melatonin in the plasma of sheep.