کمبود منیزیم یا هیپومنیزیمی دلیل ثانویه بروز هیپوکلسیمی یا کمبود کلسیم و تب شیر در گاو
Hypomagnesemia a second common cause of hypocalcemia in Holstein cows
جذب یون منیزیم توسط سلول‌های اپیتلیوم شکمبه صورت می‌گیرد. محلولیت منیزیم اکسید در مایع شکمبه از ۲۵ تا ۷۵% با توجه به pH به ترتیب در pH ۵.۵ تا ۶.۵ متفاوت است. محلولیت منیزیم در مایع شکمبه با افزایش pH از ۶.۵ به سرعت کاهش میابد. میانگین جذب منیزیم ۲۶% منیزیم مصرفی است ولی در منابع خوراکی مختلف از ۹.۹ تا ۷۳.۹ درصد متغیر است. پتاسیم جذب منیزیم را کاهش می‌دهد و در خوراک‌های حاوی پتاسیم بالا مثل ملاس چغندر و گراس ها، میزان منیزیم جیره باید افزایش یابد. همچنین استفاده از کودهای ازته و فسفاته در گیاهان، جذب منیزیم توسط گیاه را کاهش می‌دهد (Schonewille et al., ۲۰۰۸).
منابع منیزیم اکسید که محلولیت کمی دارند احتمالاً باعث تشدید بیماری متابولیکی تب شیر می‌شوند.(Schonewille, ۲۰۱۳)منیزیم نقش مهمی در تشکیل پاراتورمون (PTH) و پاسخ بافتی به آن دارد (Anast et al., ۱۹۷۲; Johannesson and Raisz, ۱۹۸۳) بنابراین کمبود منیزیم (Hypomagnesemia) توانایی بدن دام را برای عادت پذیری به کمبود کلسیم کاهش می‌دهد. در حیوانات بالغ محل اصلی جذب منیزیم شکمبه است و منیزیم در بسیاری از پروسه‌های حیاتی بدن درگیر است مثل متابولیسم انرژی، تکثیر سلولی و انقباض عضلانی. منیزیم عمدتاً به عنوان یک یون داخل سلولی مطرح است و مقدار کمی از آن در پلاسما وجود دارد(Malon et al., ۲۰۰۴).. مطالعات نشان داده میزان بالای کلسیم جیره با جذب منیزیم در شکمبه تداخل ایجاد می‌کند.(Care et al., ۱۹۸۴)
نتایج مطالعات در مورد اثر سطوح کلسیم جیره بر هموستازی منیزیم در بدن و جذب آن متفاوت است. کامیا و همکارانش در سال ۲۰۰۵ دریافتند که سطح کلسیم جیره اثری بر غلظت منیزیم پلاسما د دوره خشکی و بعد از زایش ندارد. درحالی‌که ورداریس و ایوان در سال ۱۹۷۶ با مقایسه دو گروه گاو که به ترتیب ۲۱ گرم و ۲ گرم در کیلوگرم ماده خشک جیره کلسیم مصرف کرده بودند دریافتند که در زمان زایش منیزیم پلاسما در گروهی که ۲۱ گرم کلسیم در کیلوگرم جیره مصرف کرده بودند به طور معنی‌داری کمتر بود. درحالی‌که م گاوهایی که میزان ۲۱ گرم کلسیم مصرف کرده بودند میزان منیزیم مصرفی بیشتری داشتند (ولی منیزیم سرم در آن‌ها پایین تر بود). تصویر مسیر جذب منیزیم از شکمبه و ورود به خون را نشان می‌دهد.
تب شیر نتیجه بروز هیپوکلسیمی شدید است (Oetzel and Goff, ۱۹۹۸). در بعضی موارد کمبود منیزیم و کمبود فسفر (Hypophosphatemia) می‌تواند وضعیت را پیچیده‌تر کند. کمبود منیزیم دومین دلیل معمول هیپوکلسیمی و تب شیر در گاوها، اوایل زایش است (NRC, ۲۰۰۱). کمبود منیزیم در خون می‌تواند ترشح هورمون پاراتورمون را از غدد پاراتیروئید کاهش دهد و پاسخ بافت‌ها را به گیرنده‌های پاراتیروئید و کمپلکس G پروتئین (G-stimulatory protein complex) تغییر و کاهش دهد(NRC, ۲۰۰۱). غلظت منیزیم خون کمتر از ۲ میلی‌گرم در دسی لیتر در ۲۴ ساعت اول بعد زایش نشان‌دهنده جذب ناکافی منیزیم است (Goff, ۱۹۹۸b). شکل زیر مسیرهای بیولوژیکی بدن که نیاز به منیزیم دارند را نشان می‌دهد و نشان‌دهنده اهمیت بالای آن است.
غلظت نرمال منیزیم در پلاسمای گاو بین ۱.۸ تا ۲.۴ میلی‌گرم در دسی لیتر است. جذب منیزیم در گوساله‌های جوان از روده کوچک صورت می‌گیرد درحالی‌که در نشخوارکنندگان بالغ جذب از شکمبه صورت گرفته و روده کوچک محل ترشح منیزیم است. جذب منیزیم به روش انتقال فعال وابسته به سدیم صورت می‌گیرد که در مواقع کمبود منیزیم جیره ضروری است. از مهم‌ترین دلایل وقوع کمبود منیزیم به موارد زیر می‌توان اشاره کرد:
- غلظت منیزیم آغوز(colostrum) سه برابر شیراست.
- زایش فرایندی همراه با درد و استرس است.
- مطالعات نشان داده استرس، غلظت منیزیم پلاسما را کاهش می‌دهد .(Ali et al., ۲۰۰۶)
- دلیل کاهش منیزیم در مواقع استرس، به دلیل ورود منیزیم خارج سلولی و پلاسما به داخل سلول است که به واسطه هورمون‌های وابسته به استرس صورت می‌گیرد.
- غلظت منیزیم کمتر از ۱.۸ میلی‌گرم بر دسی لیتر به عنوان هیپومنیزیمی تحت بالینی شناخته می‌شود.
در سال ۲۰۱۱ طرح پژوهشی به عنوان " اثر سطوح کلسیم جیره قبل از زایش بر متابولیسم کلسیم و منیزیم بعد از زایش" در یکی از در دانشگاه کشاورزی اوپسالا سوئد انجام شد و نتایج جالبی به همراه داشت. گاوها به سه گروه تقسیم شدند و گروه اول، دوم و سوم به ترتیب روزانه ۴.۹، ۹.۳ و ۱۳.۶ گرم کلسیم در کیلوگرم ماده خشک مصرف کردند. قابلیت هضم ظاهری و دفع ادراری منیزیم در گروهی که بیش‌ترین مصرف کلسیم (گروه سوم) را داشتند کمترین بود. مطالعات نشان می‌دهد دفع ادراری روزانه کمتر از ۲.۵ گرم منیزیم در روز نشانه کمبود و تأمین ناکافی منیزیم اس .(Mayland, ۱۹۸۸) غلظت پلاسمایی منیزیم در روزهای ۲، ۴ و ۷ بعد زایش در گروه سوم که کلسیم بیشتری مصرف کرده بودند کمتر از دو گروه دیگر بود.
میزان فسفر بالای جیره (۰.۶۴% صدم درصد ماده خشک) در مقایسه با ۰.۲۲ درصد فسفر، جذب منیزیم را در تلیسه‌های آبستن کاهش می‌دهد. (NRC, ۲۰۰۱). همچنین میزان فسفر ۸۰ گرم در روز در گاوهای اواخر آبستنی باعث افزایش فسفر خون شد و از تشکیل فرم فعال ویتامین D جلوگیری می‌کند که کمبود این ویتامین متعاقباً می‌تواند منجر به هیپو کلسیمی و تب شیر شود. غلظت بالای پتاسیم و چربی در جیره باعث کاهش جذب منیزیم می‌شود. مکمل چربی در جیره می‌تواند جذب کلسیم و منیزیم را از طریق تشکیل صابون‌های کلسیمی در روده و شکمبه کاهش می‌دهد .(Kronqvist et al, ۲۰۱۱) نتایج بررسی لین و همکارانش در سال ۲۰۰۶ نشان می‌دهد که کلسیم جیره بیش از ۱۳ گرم در کیلوگرم ماده خشک می‌تواند باعث افزایش وقوع تب شیر شود؛ و توصیه پایانی در سه هفته آخر دوره خشکی مصرف روزانه حداقل ۲۶ گرم منیزیم برای هر گاو است.(Nielsen and Volden, ۲۰۱۱)