نقش کراتین و گوانیدینواستیک اسید در متابولیسم انرژی
کراتین یک ترکیب طبیعی موجود در بدن حیوانات است و نقش مهمی در متابولیسم انرژی در بدن آنها ایفا می کند. ماده ی مغذی و نیمه ضروری کراتین (ماده ی متبلور و سفیدی که از دسته ی مواد ازت دار به فرمولC4H9N3O2 که در عضلات جانوران مهره دار به صورت فسفو کراتین یا به صورت آزاد یافت می شود) یک مولکول مهم برای ذخیره سازی انرژی در زمانهای کوتاه می باشد. انرژی حاصل از مازاد آدنوزین تری فسفات (ATP) به سرعت توسط کراتین گرفته می شود و یا بر عکس .
واکنش بین کراتین فسفات و ATP به وسیله ی آنزیم کراتین کنیاز کاتالیز می شود. گوانیدینواستیک اسید (GAA) ماده ای است قلیایی و بسیار جاذب الرطوبه و متبلور که در بافت های حیوان یافت می شود . و تنها پیش ساز کراتین می باشد .
کراتین در کبد به طور طبیعی از متیلاسیون گوانیدینواستیک اسید ساخته می شود که GAA خود نیز در کلیه از گلایسین و آرژنین سنتز می شود و سپس به کبد منتقل می شود .
شکل2-1 چگونگی تولید GAA وکراتین در بدن
اگرچه کبد و کلیه مسئول این فعل و انفعالات است اما تمامی سلول ها و خصوصاً سلول های ماهیچه ای حاوی تمامی آنزیم های مورد نیاز هستند.(Wyss and Kaddurah-Daouk2000)
کراتین و فسفو کراتین جزء مواد کلیدی انتقال انرژی در تمامی سلول های زنده مهره داران می باشد.هر سیستم کراتین فسفوکراتین پشتیبان سیستم ATP/ADP در نگهداری و انتقال سریع انرژی مخصوصاً در سلول های ماهیچه است . بخش عمده ی ذخیره ی کراتین (بیشتر از 95%) در ماهیچه های اسکلتی یافت می شود ، بخشی از کراتین (2-1.5 %) هر روزه به گونه ی بی بازگشت تبدیل به کراتنین می شود که توسط ادار دفع می شود . این نشان دهنده ی این است که نیاز به جایگزینی مداوم ذخیره ی کراتین یا از طریق سنتز مجدد (de-novo synthesis) و یا از طریق تغذیه می باشد .
کراتین و GAA در گیاهان یافت نمی شود لذا تحت شرایط تغذیه کاملاً گیاهی تمامی کراتین مورد نیاز می بایستی از طریق سنتز مجدد فراهم شود. که براساس تحقیقات انسانی بر روی گروه های تغذیه گیاهی (گیاهخواران ) (2000, schek) اتخاذ شده.
در استفاده از خوراکهای کاملاً گیاهی در مقایسه با جیره های حاوی پروتئین گیاهی کاهش شدید بازدهی (خصوصاً در ضریب تبدیل ) مشاهده شد (2004 , Richter) لذا این طور گمان می رود که توانایی ایجاد کراتین در حالت سنتز مجدد محدود می باشد از این رو کراتین یک ماده ی نیمه ضروری شناخته می شود.
در آزمایشی که برروی گوشت سینه ی مرغ های تغذیه شده با دوزهای مختلف GAA انجام شد به اثبات رسید که مصرف GAA موجب بیشتر شدن کراتین گوشت سینه شد و ازطرف دیگر موجب کاهش محتوای GAA گوشت سینه شده که البته این به خاطر غیر فعال شدن آنزیم بوده. L –arginine: glycine amidino transferase (AGAT). این آنزیم موجب کاتالیز شدن شکل گیری GAA از گلیسین و آرژنین می شود (Wyss and Kaddurah-Daouk2000) .
اصلی ترین مسیر تولید کراتین از GAA در کبد صورت می گیرد اما همانطور که قبلاً توضیح داده شد بافت های ماهیچه دارای تمامی آنزیم های مورد نیاز برای سنتز کراتین می باشد . از این رو می توان این طور نظریه داد که فعالیت AGAT در ماهیچه ها به شکل تدریجی به واسطه ی افزایش میزان ورودی کراتین توسط افزودنی های غذایی GAA کاهش پیدا می کند.
گوشت هایی که در 1 ساعت پس از ذبح نمونه برداری شده بودند سطح بالای مولکول های پر انرژی ( مانند ATP) را همگام با افزایش افزودنی GAA نشان دادند. در حالی که سطح مواد با انرژی پائین (مانند AMP) کاهش پیدا کرده بود.
این تاًثیرات نشان دهنده ی این هستند که گونه ی ذخیره سازی مؤثرتری برای انرژی به واسطه ی افزودنی های GAA در دسترس است که برای نیازهای انرژی سریع برای اهداف متابولیک همانند سنتز پروتئین موجود می باشد.
برای مثال طبق گزارش یونگ و همکاران (2007) با افزایش میزان مونوهیدرات کراتین به سلول های خوک میزان سنتز پروتئین افزایش پیدا کرده در حالی که میزان هضم پروتئین بدون تغییر بوده . از این رو اینطور می توان نتیجه گرفت که GAA به عنوان یک منبع مؤثرکراتین می تواند متابولیسم انرژی ماهیچه را بهبود بخشد.
کراتین به صورت مکمل غذایی به لحاظ خواص شیمیایی دارای ثبات نیست چه در طول مدت نگهداری و چه در مقابل کاهش PH لذا GAA جایگزین مناسب برای کراتین می باشد.
آزمایشات مختلفی در مورد استفاده از کراتین و گوانیدینواستات صورت گرفته که در اینجا به بحث در مورد نتایج این آزمایشات خواهیم پرداخت.
تأثیر GAA و کراتین برروی درصد تلفات
به اثبات رسیده که استفاده از گوانیدینواستات و کراتین هیچ تأثیر معناداری برروی درصد تلفات ندارد(Ringel et al.2007) , (Lemme et al.2007 ).
تأثیر GAA و کراتین برروی افزایش وزن و ضریب تبدیل.
لِمه و همکاران در سال 2007 نشان دادند که GAA می تواند موجب بهبود راندمان شود. و در کل می تواند مشکل جیره های کاملاً گیاهی (کمبود کراتین ) را حل کند. که در این آزمایش در جیره ی گروه شاهد مثبت از 6% پودر گوشت استفاده شده بود و تیمارهایی با جیره های حاوی 04/0 % ،06/0 % ، 08/0 % و 12/0 % گوایندینواستات استفاده شده بود.
بسته به پارامترهای کاربردی مصرف GAA بین 06/0 % تا 12/0 % مؤثر خواهد بود. و با آزمایشات رگرسیونی استفاده از 07/0 % مناسب ترین میزان خواهد بود. همچنین به طور دقیق تر افزودن 08/0 % از این مکمل بیشترین افزایش وزن را نشان داد و افزودن 12/0 % کمترین ضریب تبدیل را به دنبال داشت .
در تحقیقی دیگر رینگل و همکاران در سال 2007 نشان دادند که افزودن کراتین و گوانیدینواستات هر دو می تواند ضریب تبدیل غذایی وافزایش وزن را به صورت معناداری بهبود بخشد که البته در این آزمایش در گروه شاهد مثبت از 3% پودرماهی استفاده شده بود و از تیمارهای حاوی جیره هایی با 04/0 % ، 08/0 % ، 12/0 % کراتین و 031/0 % ، 063/0 % ، 094/0 % و 126/0 % گوایندینواستات استفاده شده بود.
و در کل به اثبات رسید که جیره های خالص گیاهی عملکرد ضعیفتری در مقایسه با جیره های حاوی پروتئین حیوانی ایجاد خواهند کرد که این تفاوت عملکرد می تواند توسط هر دو مکمل GAA و کراتین مرتفع شود.
تأثیر کراتین و گوانیدینواستات بر گوشت سینه
لِمه و همکاران در سال 2007 بیان داشتند که استفاده از گوانیدینواستات می تواند تأثیر معناداری برروی وزن گوشت سینه داشته باشد که به طور دقیق تر افزودن 06/0 % و 12/0 % به ترتیب برای نرها و ماده ها بهترین وزن گوشت سینه را ایجاد خواهد نمود .
از طرف دیگر رینگل و همکاران در سال 2007 بیان داشتند که افزودن کراتین و گوایندینواستات هیچگونه تأثیر معناداری برروی وزن گوشت سینه نخواهد داشت.