Energia metaboliczna

Czym jest energia?
Energia nie jest konkretnie składnikiem odżywczym, ale pochodzi z makroelementów znajdujących się w żywności (białko, tłuszcz i węglowodany). Energia w żywności jest zwykle rozpatrywana na 3 różnych poziomach.

Energia brutto (GE): Jest to całkowita (termiczna) energia w żywności uwalniana przez całkowite utlenianie. Chociaż pokarm może mieć wysoką zawartość GE, może być niestrawny, a zatem niedostępny dla zwierzęcia.
Energia strawna (DE): Jest to ilość energii, która jest trawiona i absorbowana przez zwierzę, a to jest równoważne GE minus straty kałowe. Nie wszystkie DE są dostępne dla zwierzęcia; część jest tracona z moczem, ponieważ energia jest metabolizowana przez tkanki i komórki.
Energia metaboliczna (ME): Jest to energia pokarmowa, która jest wykorzystywana przez tkanki i jest obliczana z DE minus straty energii z moczem. Jest to najbardziej znacząca miara energii pokarmowej, ponieważ reprezentuje energię, która jest naprawdę dostępna dla zwierzęcia.
Wyznaczoną jednostką energii w układzie SI jest dżul (J) z kilodżulami (kJ) lub kilokaloriami (kcal) w Stanach Zjednoczonych, stosowany w żywieniu zwierząt.

1 kaloria = 4,184 dżula
Dlaczego to jest ważne?
Energia jest potrzebna do wzrostu, ciąży, laktacji i aktywności fizycznej. Energia dostarczana w postaci białka, tłuszczu lub węglowodanów zostanie ostatecznie wykorzystana do produkcji adenozynotrójfosforanu (ATP) w cyklu kwasów trójkarboksylowych (TCA). ATP jest następnie wykorzystywane jako metaboliczne „paliwo” wspierające normalne działanie komórki.

Role w ciele
Wydatek energetyczny i zapotrzebowanie na pobór zależy od:

Podstawowa przemiana materii (BMR) – energia potrzebna do normalnych funkcji fizjologicznych na czczo, w środowisku termoneutralnym
poziom aktywności-normalna aktywność fizyczna i ćwiczenia
termogeneza dietetyczna – energia zużywana podczas trawienia i przyswajania pokarmu
termogeneza adaptacyjna – energia potrzebna do utrzymania temperatury ciała w zimnych środowiskach
W środowisku termoneutralnym BMR odpowiada za około 60% całkowitego dziennego wydatku energetycznego zwierzęcia, podczas gdy normalna aktywność wynosi 30%, a termogeneza dietetyczna odpowiada za 10% zużycia energii. Wydatek energetyczny na adaptacyjną termogenezę zmienia się w zależności od temperatury, wilgotności i grubości powłoki.

Spoczynkowe zapotrzebowanie na energię (RER) odpowiada zarówno za BMR, jak i termogenezę diety. RER jest określany na podstawie beztłuszczowej masy ciała, ale może się różnić w zależności od wieku, rasy, płci, statusu kastracji i obecności choroby.

Zarówno dla psów, jak i kotów, RER można obliczyć za pomocą równań wykładniczych opartych na masie ciała za pomocą (70*BW kg 0,75). Wiele czynników może wpływać na dzienne zapotrzebowanie na energię, takie jak rasa, status reprodukcyjny lub nijaki, poziom aktywności (np. siedzący tryb życia vs pies pracujący) i środowisko (np. w pomieszczeniu vs na zewnątrz, hodowla/hodowla vs dom) i poleganie na opublikowane równania zapotrzebowania na energię do konserwacji (MER) mogą być problematyczne, jeśli te warianty nie zostaną uwzględnione. Normalna zmienność MER u kotów może wynosić od 29 do 85.5 kcal / BW kg 0,75 i psów może wynosić od 54 do 5-441.1 kcal / BW kg 0,75. Należy zauważyć, że zarówno u psów, jak i kotów dzienne wartości MER mogą w rzeczywistości spaść poniżej obliczonego RER opartego wyłącznie na masie ciała. Tkanka tłuszczowa jest mniej aktywna metabolicznie niż mięśnie i otyłe psy, a koty będą miały niższy niż oczekiwany RER na podstawie samych pomiarów masy ciała. Większe koty (>5,5 kg) mają mniejsze zapotrzebowanie na energię metaboliczną w przeliczeniu na kilogram niż koty szczupłe lub o „normalnej” wadze. W badaniu metaanalizy zapotrzebowania energetycznego dorosłych kotów MER najlepiej reprezentował równanie 77,7 * BW kg 0,711.

Poziom aktywności ma najbardziej znaczący wpływ na zapotrzebowanie energetyczne psów, przy czym nieaktywne psy mają mniejsze zapotrzebowanie na energię metaboliczną w przeliczeniu na kilogram niż psy sportowe lub pracujące. W jednym przekrojowym badaniu właścicieli, zwierząt domowych w Australii i Stanach Zjednoczonych, tylko 60% właścicieli psów zgłaszało regularne wyprowadzanie psów, a 40% w ogóle nie chodziło na spacer. Średni poziom aktywności osób, które regularnie spacerowały, wynosił cztery 40-minutowe spacery tygodniowo. W niedawnej metaanalizie psy domowe o najniższym poziomie aktywności (odpoczynku) miały zapotrzebowanie na energię 95*BW kg 0,75.

Wymagania energetyczne dla różnych etapów życia:
Wzrost:
Zapotrzebowanie energetyczne nowo narodzonych szczeniąt i kociąt szacuje się odpowiednio na 25 kcal/100g BW i 20-25 kcal/100g BW do czasu odstawienia od matki. Po odsadzeniu szczenięta i kocięta powinny być karmione około 2*MER, aż osiągną 40-50% oczekiwanej masy dorosłego, należy ją zmniejszyć do 1,6*MER, aż do osiągnięcia 80% oczekiwanej masy dorosłego, a następnie dalej zmniejszyć do 1,2* MER, dopóki nie dorosną. W okresie dojrzałości spożycie pokarmu należy dostosować, aby utrzymać optymalną kondycję organizmu. Tempo wzrostu i czas dojścia do każdej zmiany zależy od rasy i indywidualnych wymagań.
Ciąża:
Psy: Większość przyrostu masy ciała płodu następuje po 40. dniu ciąży. Do tego czasu wymagania energetyczne matki nie zmieniają się znacząco. Po 40 dniu wzrasta zapotrzebowanie na energię i suki powinny mieć swobodny dostęp do karmy.
Koty: Zapotrzebowanie na energię u matek nie zmienia się znacząco w czasie ciąży, ale w okresie laktacji tracą one 40-50% masy ciała. W drugiej połowie ciąży matek należy podawać 140 * mc kg 0,67 w oczekiwaniu na to utratę wagi skrajne.
Laktacja:
Psy: Zwykle trwa od 6 do 8 tygodni, a zapotrzebowanie na energię zależy od wielkości miotu i rasy. Szczyt laktacji występuje około 4 tygodnia po porodzie, kiedy zwykle rozpoczyna się odstawienie od piersi. Zapotrzebowanie energetyczne na produkcję mleka szacuje się na 24 kcal/ mc. kg suki na szczenię dla miotów po 1-4 szczeniąt; i 12 kcal / BW kg od jednej suki szczeniaka dodatkowych szczeniąt IE 5 lub więcej. Zapotrzebowanie na energię do podtrzymania laktacji dodaje się do matczynego MER.
Koty: Zwykle trwa 7-9 tygodni. Matki doświadczają utraty netto masy ciała podczas laktacji i powinny być karmione 2*MER.
Sportowcy:
Psy: Pobór energii powinien być dostosowany do środowiska i kondycji i będzie się zmieniać w zależności od aktywności. Wyścigowe psy zaprzęgowe mogą mieć dzienne zapotrzebowanie na energię na poziomie 6-10*MER w zależności od temperatury, wagi paczki i pokonanego dystansu; podczas gdy chart wyścigowy (wyścigi sprinterskie) może mieć dzienne zapotrzebowanie na 2*MER podczas treningu i wyścigów.
Kastracja:
Kastracja może wpływać na zapotrzebowanie na energię z powodu zmian aktywności i/lub poziomów greliny w odpowiedzi na zmiany stężenia hormonów płciowych.
Wiek:
Wydajność trawienia spada wraz z wiekiem, a starsze psy i koty mogą potrzebować zwiększenia spożycia energii, aby zrównoważyć zmiany w wydajności trawienia i utrzymać optymalną wagę ciała.
Konsekwencje niedoboru energii
Niewystarczające spożycie energii powoduje słaby wzrost (szczenięta i kocięta), letarg, osłabienie, upośledzenie funkcji odpornościowych i słabą wydajność (zarówno reprodukcyjną, jak i sportową). Całkowity głód skutkuje utratą tkanki tłuszczowej oraz utratą beztłuszczowej masy ciała i zanikiem narządów wewnętrznych. Komercyjne karmy dla psów i kotów są zaprojektowane tak, aby zapewnić kompletne i zbilansowane żywienie w celu utrzymania optymalnej masy ciała. Niedożywienie energią z komercyjnej karmy dla psów lub kotów może również skutkować niedostatecznym przyjmowaniem wszystkich innych niezbędnych składników odżywczych.

Toksyczność
Nadmierne spożycie energii nie jest toksyczne, chociaż długotrwałe nadmierne spożycie może powodować otyłość i związane z nią zagrożenia dla zdrowia. Otyłość wiąże się ze zwiększonym ryzykiem cukrzycy u kotów, u rosnących szczeniąt może powodować nieprawidłowości w rozwoju szkieletu, a także może pogorszyć objawy kliniczne choroby ortopedycznej i skrócić długość życia u dorosłych psów.

Źródła dietetyczne
Pokarmy różnią się ilością energii, a jest to przede wszystkim funkcja ilości wilgoci, strawności oraz ilości i proporcji makroskładników. Badania strawności (tj. żywienia) są najdokładniejszym sposobem określenia „dostępnej” zawartości energii w pożywieniu, ale badania te są drogie i wymagają wykorzystania zwierząt laboratoryjnych. Wiele firm produkujących karmę dla zwierząt domowych nie ma środków na prowadzenie badań strawności i zamiast tego stosuje równania prognostyczne. Istnieją różne równania prognostyczne dla karmy dla zwierząt domowych i karmy dla ludzi, co częściowo odzwierciedla różnice w strawności tych pokarmów. Zazwyczaj w przypadku wysoce strawnych pokarmów dla ludzi, takich jak pierś z kurczaka, jajka, ryż lub oleje, czynniki „Atwater” [białko (4 kcal na gram), tłuszcz (9 kcal na gram) i węglowodany (4 kcal na gram)] można wykorzystać do obliczenia wartości energetycznej.

Do szacowania wartości energetycznej produkowanej karmy dla zwierząt domowych powszechnie stosuje się dwa różne podejścia. W karmach dla zwierząt domowych stosuje się zmodyfikowane współczynniki Atwater wynoszące 3,5 kcal na gram białka, 8,5 kcal na gram tłuszczu i 3,5 kcal na gram węglowodanów. Chociaż to równanie jest matematycznie proste, ma ograniczenia, ponieważ może zaniżać lub przeszacowywać pokarmy, których strawność jest niższa lub wyższa od „przeciętnej”.

Opracowano alternatywne, ale bardziej złożone równanie, które uwzględnia różnice w strawności i wydaje się, że pozwala ono lepiej oszacować „dostępną” zawartość energii w pożywieniu.

Krok 1: Oblicz zawartość węglowodanów (NFE): Węglowodany (NFE; g/100g)) = 100 – (Wilgotność + Białko + Tłuszcz + Popiół + Włókno surowe)
Krok 2: Oblicz zawartość energii brutto (GE) w żywności: GE (kcal/100g) = (5,7 x białko) + (9,4 x tłuszcz) + (4,1 x [NFE + włókno surowe])
Krok 3: oblicz procentową strawność karmy (istnieją różne równania dla karmy dla kotów i psów)
Kot: % strawności energii = 87,9 – (0,88 x CF x 100/[100- % wilgoci])
Pies: % strawności energii = 91,2 – (1,43 x CF x 100/[100- % wilgoci])
Krok 4: Oblicz zawartość DE: DE = GE (z kroku 2) x % strawności energii (z kroku 3)/100
Krok 5: oblicz zawartość ME (istnieją różne równania dla karmy dla kotów i psów)
Kot: ME (kcal/100g) = DE (z kroku 4) – (0,77 x białko g)
Pies: ME (kcal/100g) = DE (z kroku 4) – (1,04 x białko g)
Klucz:

GE = energia brutto
DE = energia strawna
ME = energia metaboliczna
CF = surowe włókno
NFE = ekstrakt wolny od azotu

Specyficzny wkład energetyczny komercyjnej karmy dla zwierząt domowych na podstawie karmienia będzie również zależeć od poziomu wilgotności w diecie:

Sucha karma (wilgotność <14%) dostarcza od 330 do 380+ kcal na 100g; Półwilgotny (wilgotność >14% i <60%) zapewnia od 250 do 350+ kcal na 100g; Mokra karma (>60% wilgoci) zazwyczaj dostarcza 80-100+ kcal na 100 g.
Ponieważ tłuszcz zapewnia większą część energii w porównaniu z białkiem i węglowodanami, diety o wyższym poziomie tłuszczu dostarczą więcej energii na 100 g po spożyciu. Wkład energetyczny całkowitego błonnika pokarmowego jest znikomy dla psów i kotów, jednak włączenie wysokiego poziomu błonnika pokarmowego, zwłaszcza nierozpuszczalnego, niefermentującego błonnika, zwiększy objętość pożywienia przy jednoczesnym zmniejszeniu zawartości energii.

Diagnozowanie niedoboru energii
Najczęściej określane na podstawie badania fizykalnego i oceny kondycji ciała. Psy i koty z niewystarczającym spożyciem energii mogą mieć uogólnioną sarkopenię nawet w obecności nadmiernej otyłości. Najdokładniejszym sposobem odróżnienia utraty wagi z powodu niewystarczającego spożycia energii od choroby podstawowej jest porównanie rzeczywistego i oczekiwanego dziennego zapotrzebowania na energię.

Sprawdź tabele pod każdym opisem karmy, pokazuje zbliżone zapotrzebowanie na karmę, ale trzeba mimo wszystko uwzględnić wyżej wymienione.