ABD’de yakın zamanda yapılan bir araştırma, CuSO4‘ten 250 mg Cu/kg ile beslenen bazı hayvan yavrularının, 5 mg Bakır (Cu) ile beslenenlere kıyasla daha iyi bir yem verimliliği sunduğunu gösterdi. Ancak ikisi arasında Salmonella, E. coli veya Enterobacter popülasyonlarına karşı safranın inhibe edici etkilerine göre bir fark bulunmadı. Illinois Üniversitesi’nde yüksek düzeyde Cu ile gerçekleştirilen bir başka deney, hepatik Cu birikimi ile bu birikimin hayvanların performansı üzerindeki etkisi arasında bir ilişki olmadığını gösterdi.
Ar-Ge
Animine
Yüksek diyet seviyelerindeki bakır (Cu), farklı üretim hayvanlarında büyüme destekleyicisi olarak uzun süredir kullanılıyor. İki farklı modda etki ettiği düşünülüyor: absorpsiyon öncesi (antimikrobiyal ve lokal) etki ve absorpsiyon sonrası (sistemik) etki.
Yemde Cu genellikle sülfat kaynağı (CuSO4) olarak kullanılır; ancak sülfat için başka kaynaklar da vardır. CuSO4 takviyesinin supra beslenme seviyelerine yükseltmenin, bazı hayvan türlerinde yavruların büyüme performansını önemli ölçüde arttırdığı biliniyor. Şekil 1’de gösterildiği üzere 160 mg/kg Cu ile 15 mg/kg Cu karşılaştırıldığında, hayvanların vücut ağırlığındaki (BW) iyileşme 3,4 kg’a kadar çıkıyor.
farklı dozlarda Cu (15, 80 ve 160 ppm) ile beslenen yavruların vücut ağırlığı.
Cu’NUN ABSORPSİYON ÖNCESİ ETKİ HİPOTEZİ
Antimikrobiyal etkisi, Cu’nun göğüs yaralarını ve içme suyunu sterilize etmek için kullanıldığı Eski Mısır’dan beri biliniyor. Bazı hayvan türlerinde ise bu antimikrobiyal etki, diyetteki Cu mideden geçip Cu iyonuna ayrıştığında ve iyonik formunda bağırsağa ulaştığında ortaya çıkıyor. Bazı yazarlar, yüksek Cu (CuSO4‘ten 250 ppm) takviyesinin çekal Enterobacteriaceae popülasyonunu %23 oranında azalttığını ve bazal bir diyete kıyasla bazı tek mideli yavrularında ortalama günlük kazancı %37 oranında iyileştirdiğini bildirdi.
Diyetlere supra besinsel Cu ilavesini takiben hayvan performansında görülen iyileşme, Wageningen University & Research’te (WUR) 200 sütten kesilmiş tek mideli yavrusuyla yakın zamanda yapılan bir besleme denemesinde de gözlemlendi. Diyetlere bakır, CuSO4‘ten iki seviyede olacak şekilde (15 veya 160 ppm) takviye edildi. Cu takviyesi ile nihai BW’deki önemli artışa, kolondaki E. coli popülasyonunda bir azalma eşlik etti (Şekil 2).
Bu sonuçlar, absorpsiyondan önce yüksek seviyelerde Cu’nun bakteri popülasyonlarını azalttığını ve bunun da bağırsak mikrobiyotasının pozitif bir modülasyonu ile sonuçlandığını gösteriyor. Diğer çalışmalar ayrıca CuSO4 takviyesi ile yüksek Cu dozajlarının tek mideli yavrularının çekum ve kolonundaki potansiyel patojenik koliformları önemli ölçüde inhibe ettiğini gösteriyor. Bu düzenleme bağırsak sağlığını olumlu yönde etkiliyor ve yavrularda ishal görülme sıklığını azaltıyor. Bunun yanı sıra, konakçı hayvan için daha fazla enerji ve besin maddesi sağlayabilen mikrobiyota modülasyonunun diyetten elde edilen fayda ile enerji ve protein metabolizması üzerinde de etkisi var.
Örneğin, ince bağırsakta bakteriler, lipid metabolizmasında ve enerji salınımında rol oynayan safra tuzu hidrolaz (BSH) enzimini üretebilir. Bu enzimatik aktivitenin azaltılmasının, tek mideli hayvanlarda yem verimini ve vücut ağırlığı artışını arttırmada etkili olduğu bildirildi. Cu, ana BSH inhibitörlerinden biri olduğundan, bağırsak mikrobiyota bileşiminin modülasyonu, Cu’nun yavrularda büyüme performansını iyileştirdiği bir mekanizma olabilir. Bu durum, neden bazı yeni çalışmaların, Cu takviyesinin hayvan tarafından emildikten sonra, tüm diyetten elde edilen enerjinin artması ile sonuçlanacak şekilde, bazı türlerin yağ kullanma yeteneğini arttırdığını gösterdiğini açıklayabilir.
Cu’NUN ABSORPSİYON SONRASI ETKİ HİPOTEZİ
Cu bağırsakta bulunduğunda, Cu (II) formu zar seviyesinde Cu(I) formuna indirgenmelidir, böylece enterositler tarafından emilebilir. Daha sonra hücresel toksisiteyi önlemek ve bakırı enterosit dışına taşımak için şaperon proteinlerine ve/veya metallotiyoneine (MT) bağlanır. Cu, bakır homeostazının merkezi düzenleyici organı olan karaciğere portal venöz sistem yoluyla ihraç edilir; ancak daha sonra diğer dokular (beyin, böbrek, kalp…) tarafından alınabilir.
Hepatosite girişinde Cu, MT ve glutatyon gibi sitozolik ligandlar tarafından tekrar hızla alınır. MT’nin ana rolü, Cu’nun “güvenli bir bölmede” depolanması ve hidroksil radikalleri oluşturabilen ve potansiyel olarak toksik olabilen suprafizyolojik Cu maruziyetine yanıt olarak hücre içi Cu fazlalığının tutulmasıdır.
Cu için ana depolama alanı karaciğer olduğundan, Cu kaynaklarının biyoyararlanımı geleneksel olarak karaciğerdeki Cu birikimi anahtar kriter olarak kullanılarak değerlendirilmiştir. Bu tür çalışmalar, homeostatik düzenlemeye izin vermek için beslenme dozajlarında gerçekleştirilmiştir. Bununla birlikte, daha yakın zamanlarda, bazı tek mideli türler için yüksek Cu seviyeleri ile yapılan besleme denemelerinde, biyoyararlanımın bir göstergesi olarak hepatik Cu da kullanılmıştır. Söz konusu türlerin gereksinimlerini çok aşan bu seviyeler, karaciğerde Cu birikmesi ile, organın Cu toksisitesini önlemek için bulduğu bir yöntemi göstermektedir.
Hepatositlerdeki Cu, farklı enzimlerle ilişkilidir ve fazlası safra yoluyla atılarak karaciğerden uzaklaştırılır. Safranın ana rolü, yağ sindirimini ve emilimini arttırmanın yanı sıra metabolik atık ürünlerin organizmadan atılmasını sağlamaktır. Absorbe edilen Cu’nun yaklaşık %80’i safrada atıldığından, Cu’nun absorpsiyon sonrası antimikrobiyal aktivitesi bazı yazarlar tarafından dile getirilmiştir. Safradaki Cu’nun, emilmeyen-kararlı bakır şelatları şeklinde olduğu bildirilmiştir. Safradaki Cu geri dönüşümü bu nedenle ihmal edilebilir ve çoğunlukla dışkıyla atılır. Ayrıca, safra tarafından atılan Cu (28 gün boyunca Cu konsantrasyonu ve safra akışı dikkate alınarak) toplam Cu alımının %0,1’inden daha azını temsil eder; bu nedenle safra yoluyla atılan Cu’nun, yuttuktan sonra ayrışmış Cu iyonu ile mikrobiyota üzerinde aynı antimikrobiyal etkiye sahip olmayacağı öne sürülebilir.
Amerika Birleşik Devletleri’nde yakın zamanda yapılan bir araştırma, CuSO4‘ten 250 mg Cu/kg ile beslenen bazı hayvan yavrularının, 5 mg Bakır (Cu) ile beslenenlere kıyasla daha iyi bir yem verimliliği sunduğunu gösterdi. Ancak ikisi arasında Salmonella, E. coli veya Enterobacter popülasyonlarına karşı safranın inhibe edici etkilerine göre bir fark bulunmadı. Illinois Üniversitesi’nde yüksek düzeyde Cu ile gerçekleştirilen bir başka deney, hepatik Cu birikimi ile bu birikimin hayvanların performansı üzerindeki etkisi arasında bir ilişki olmadığını gösterdi. Tek mideli besi türleri için CuSO4‘ten Cu ilavesinin 125 mg/kg’dan 250 mg/kg’a yükseltilmesi, daha yüksek hepatik Cu birikimi ile sonuçlanmıştır, bu nedenle safrada yüksek bir Cu ihracı olması beklenebilir. Ancak, 133 günlük denemeden sonra nihai BW buna nazaran bir artış göstermedi (Şekil 3). Yemdeki Cu seviyeleri 100 mg/kg’ı aştığında nihai büyüme hızında bir düzlük gözlemlenmesine rağmen, karaciğerdeki Cu birikimi bir doz tepkisi davranışı gösterdi.
Cu’nun karaciğerde depolanması, büyüme destekleyici etkisinin nedeni değil, Cu alımının bir sonucudur. Ayrıca, yüksek Cu seviyeleri ile uzun süreli beslenme organizmada Cu fazlalığına neden olur ve bu da serbest radikallerin oluşumu yoluyla hücresel hasara neden olabilir ve sonuçta oksidatif stresi indükleyebilir.
ABSORPSİYON ÖNCESİ VS ABSORPSİYON SONRASI HİPOTEZLERİNİN KARŞILAŞTIRMASI
Son araştırmalara göre, bakır metabolizması büyümenin desteklenmesi ile ilgili değil gibi görünüyor. En güçlü hipotez, bakırın etkisinin, bağırsak sağlığının iyileşmesiyle sonuçlanan mikrobiyota modülasyonu ile ilişkili olduğu ancak karaciğerde Cu birikimi ile ilgili olmadığı şeklinde. Bu nedenle, daha antibakteriyel bir bakır kaynağı, büyümeyi teşvik etmek için daha verimli olabilir.
Cu’nun bakterileri öldürmedeki etkileri, redoks durumuna göre farklılık gösteriyor: indirgenmiş bakırlı form olan Cu(I), anaerobik koşullarda oksitlenmiş bakır form olan Cu (II)’den daha güçlü bir antibakteriyel etkiye sahip.
Kırmızı bir monovalent bakır kaynağı (CoRouge®, Animin), daha düşük hayvan toksisitesi riskiyle birlikte bazı tek mideli türlerin performansının arttığını ve güçlü bir antibakteriyel etki gösterdiğini ortaya koymuştur.
