Естественный процесс

Известно, если до и после отела коровой должным образом не управлять, то в период лактации возникнет немало проблем с ее здоровьем. Это объясняется тем, что с началом лактации коровы потребляют меньше корма, чем необходимо. Энергии, которую они получают с кормом, недостаточно для производства молока. Этот феномен известен как отрицательный энергетический баланс (ОЭБ). Он характеризуется метаболическими и гормональными изменениями. Во время таких физиологических процессов, как тельность и лактация, у коров наблюдается резистентность к инсулину. Этот гормон играет ключевую роль в метаболизме глюкозы, необходимой для производства молока. То есть все сахара, которые поступают в организм коровы, мобилизуются не в тканях, а в молочной железе.

Адаптация коров к ОЭБ происходит благодаря использованию внутренних резервов. Она начинает мобилизовать жир с собственной жировой ткани. Жировые запасы расщепляются на глицерин и неэстерифицированные жирные кислоты (НЭЖК), уровень которых значительно повышается в крови. Через кровь большое количество НЭЖК попадает в печень. Увеличение НЭЖК в плазме крови во время отела наблюдается у всех коров. Их концентрация остается повышенной после отела через отрицательный энергетический баланс. Пик концентрации НЭЖК, который возникает во время отела, вызванный гормональными изменениями и не имеет значительного отношения к уменьшению потребления корма перед отелом (см. график 1).

График 1. Потребление сухого вещества и концентрация НЭЖК в плазме крови

Источник: аdapted from Smith, 2004.

Концентрация НЭЖК в крови является одним из двух основных факторов, определяющих количество НЭЖК, что поступает в печень. Еще одним важным фактором, который влияет на количество усвоенных печенью НЭЖК, является количество крови, поступающей в печень. Кровоток увеличивается вдвое, только корова переходит от сухостоя к лактации (см. график 2).

График 2. Поступление крови к печени после отела

Источник: Reynolds et al., 2003.

Когда повышается концентрация НЭЖК и увеличивается кровоток, соответственно увеличивается усвоение НЭЖК печенью, в частности в день отела — в 13 раз (см. график 3). Опять же, подобная картина наблюдается у всех коров (при наличии биологических различий возможны вариации).

График 3. Поглощение НЭЖК печенью в транзитный период

Источник: Reynolds et al., 2003.

Вследствие резкого увеличения усвоения НЭЖК печенью, в ней откладывается жир (триглицериды). Обратите внимание, что уровень накопления жира наибольший в пик НЭЖК (см. график 4). Накопление жира может продолжаться после отела через отрицательный энергетический баланс и длительное увеличение НЭЖК.

График 4. Накопление триглицеридов в печени в транзитный период

Источник: Vazquez-Anon et al., 1994.

На самом деле все, что мы описали, касается нормальной биологии переходного периода коров. Но не каждая высокопроизводительная корова может адаптироваться к критическим изменениям и, как следствие, возникает синдром жирной печени. По данным американских исследований, около 50% коров в стаде страдают от субклинической формы жирной печени. То есть, одна из двух коров, которые телятся, имеет эту форму болезни.

Посмотрим на цифры, чтобы понять, с какой проблемой сталкиваются коровы в транзитный период. Здоровая печень коровы весит 9 кг. Профессор Университета штата Иллинойс (США) Джеймс Дрекли вычислил, что печень может накапливать до 0,5 кг жира на следующий день после отела. Это означает, что содержание жира в печени увеличивается примерно на 5% только через естественный процесс отела. Как правило, печень коров, которая содержит 5−10% жира, считается умеренно жирной. Каждый потерянный балл упитанности тела в транзитный период означает, что 4,5−5,5 кг мобилизованного жира попадет в печень. Так, не весь он отложится. Часть окислится, другая превратится в кетоны, а остальной — экспортируется в форме липопротеидов низкой плотности. Однако это указывает на постоянный потенциал накопления дополнительного жира в печени.

Есть целый ряд причин, по которым мы должны остерегаться высокой концентрации НЭЖК в крови в транзитный период, потому что через это:

• накапливается жир в печени (Bobe et al., 2004);
• повышается выработка кетонов (Cadorniga et al., 1997);
• риск смещения сычуга (Ospina et al., 2010);
• снижается печеночный глюконеогенез (Li et al., 2011);
• ухудшается способность к оплодотворению (Ospina et al., 2010);
• увеличивается оксидативный стресс (Bradford, 2011);
• снижается иммунная функция (Scalia, 2006);
• обостряются хронические воспаления (Sordillo 2013)
• усиливается инсулинорезистентность (Pires et al., 2007);
• подавляется потребление сухого вещества (Allen, 2009).

С другой стороны, увеличение концентрации НЭЖК в крови является важным энергетическим ресурсом коровы (обеспечивает энергией ткани, включая вымя) и способствует повышению производства молока и синтеза жира в нем.

Посчитаем, чего стоит упитанность коровы. Потеря 1 балла кондиции тела (с 3,5 до 2,5) равен 440 Mкал чистой энергии лактации (ЧЭЛ). Обычный рацион новотельных коровы содержит 1,75 Мкал ЧЭЛ/кг СВ. То есть потерянный балл упитанности обеспечивает такое же количество энергии, которое вы скармливаете корове с 251 кг рациона, что соответствует 10 дням кормления (при условии потребления 25 кг СВ/день). В среднем потерянный балл обеспечивает корову энергией для производства 590 кг молока с базовой жирностью. Итак, мобилизация жира является важным источником энергии коровы.

На схеме 1 условно изображена эта мобилизация. В жировой ткани содержатся триглицериды, состоящие из жирных кислот и глицерина. НЭЖК через кровь экспортируются в печень, где подвергаются изменениям. Два положительных сценария:

1. НЭЖК окисляются для выработки энергии для клеток печени, или
2. НЭЖК превращаются в триглицериды и экспортируются в виде липопротеидов очень низкой плотности (ЛПОНП).

Проблема в том, что может происходить частичное окисление, в результате которого продуцируются кетоновые тела — как, например, бета-оксибутират. Или в печени могут накапливаться триглицериды и вызывать синдром жирной печени.

Схема 1. Мобилизация жира во время транзитного периода

Источник: презентация Стефано Вандони, XI Международный молочный конгресс, Киев, 6−7 марта 2018

Уменьшение НЭЖК в крови

Чтобы уменьшить риск ожирения печени, можно действовать двумя разными путями. Первый предусматривает уменьшение концентрации НЭЖК в крови. Для этого существует ряд стратегий, одна из которых скармливание корове энергетиков (глицерин, пропиленгликоль) или добавление в рацион ниацина, хрома или монензина. Последний действует в рубце, производя пропионовую кислоту, которая является предшественником глюкозы в печени. Ниацин естественно уменьшает производство НЭЖК. Хром уменьшает резистентность к инсулину, что также минимизирует мобилизацию жира.

Второй путь связан с кормлением, когда мы контролируем содержание энергии в рационе коров транзитного периода. На этом и остановимся подробнее. В США это называется «в самый раз»-рацион. Название пришло из сказки о трех медведей: «Однажды маленькая девочка пошла гулять в лес. Довольно скоро она наткнулась на домик. Постучала. Никто не ответил, поэтому она зашла сама. В кухне на столе она заметила три тарелки с кашей. Девочка была голодная, поэтому попробовала кашу с первой тарелки.

— Эта каша очень горячая! — воскликнула девочка.

Затем попробовала кашу со второй тарелки.

— Эта очень холодная, — сказала она.

Далее она попробовала кашу с последней тарелки.

— О, а эта каша в самый раз! — обрадовалась девочка и съела все, что было в тарелке».

Кормление рационом с контролируемым содержанием энергии (именно в раз) означает обеспечить корову надлежащим количеством энергии перед отелом. Это достигается скармливанием низкоэнергетических грубых кормов в позднем сухостое — как, например, соломы. Благодаря этой системе вы отворачиваете ожирение печени и кетоз, но будет ли давать при этом корова то же количество молока?

Результаты исследований кормления коров рационом с контролируемым содержанием энергии показали уменьшение НЭЖК и кетоновых тел, а также случаев ожирения печени. С другой стороны, когда корова потребляет меньше энергии, молочная продуктивность может снизиться. Коровы мобилизуют меньше жира, поэтому производят меньше НЭЖК. Но у здоровой коровы последние являются ресурсом энергии для производства молока. Цель кормления — баланс: обеспечить достаточное количество НЭЖК для поддержки производства молока, но чтобы корова не чувствовала негативное влияние чрезмерной мобилизации жира.

Содействие выработке липопротеидов очень низкой плотности

Как уже упоминалось, в печени образуются липопротеиды очень низкой плотности, которые являются главной транспортной формой эндогенных триглицеридов. Скажем проще: ЛПОНП транспортируют жир из печени ко всем тканям. Что лимитирует их производство? Холин. Он используется организмом коровы в различных целях. Холин входит в состав фосфолипидов, которые являются частью всех клеточных мембран, участвует в синтезе метионина. Из него в организме синтезируется очень важный нейромедиатор-передатчик нервного импульса — ацетилхолин. Холин легко превращается организмом в важный осмолит бетаин в необратимом процессе окисления и тому подобное.

Исследование Ричарда Эрдмана (Мэрилендский университет, США) показывает, что практически весь сырой холин, что скармливается дойной корове, разрушается популяцией микробов в рубце. Скармливание от 24 до 326 г сырого холина показало, что лишь незначительному его количеству удается избежать разрушения микробами рубца (см. график 5). Холин требует определенного типа защиты.

График 5. Распад сырого холина в рубце коровы

Источник: Sharma and Erdman, 1988.

Защищенный холин необходим, чтобы транспортировать из печени больше энергии. Она поступает в ткани, включая молочную железу. В результате увеличивается молочная продуктивность. Если просуммировать результаты исследований (16 экспериментов в период с 2003 по 2016 годы) использование защищенного холина в кормлении молочных коров, то большинство из них показывает увеличение производительности — в среднем на 2 кг молока в день в первые 60−100 дней после отела.

Холин влияет и на концентрацию триглицеридов в печени. Как видно из графика 6, при недостаточном потреблении корма корова начинает мобилизовать жир. Но даже в группе с ограниченным потреблением сухого вещества с увеличением количества защищенного холина в рационе концентрация триглицеридов в печени уменьшилась.

График 6. Влияние добавления защищенного в рубце холина в транзитный период на концентрацию триглицеридов в печени

Источник: Zenobi et al., 2017.

В недавно опубликованном исследовании (Zenobi et al., JDS, 2018) сравнивали влияние кормления рационом с контролируемым содержанием энергии (в самый раз) и высокоэнергетическим рационом во время позднего сухостоя (таблица 1). Каждую группу разделили на две подгруппы: одна получала 60 г защищенного холина в течение 21 дня до и 21-го после отела, а вторая нет. После отела всех коров кормили одинаковым общесмешанным рационом, за исключением холина.

Таблица 1. Состав общесмешанных рационов до и после отела*

*Исследование проводилось на 93 полновозрастных голштинских коровах и продолжалось с октября 2014 по сентябрь 2015 года.

Тюкованная пшеничная солома хранилась в помещении, ее измельчали ​​длиной 5 см и добавляли в общесмешанный рацион с влажной пивной дробиной и скармливали, используя систему Calan gate.

Источник: презентация Стефано Вандони, XI Международный молочный конгресс, Киев, 6−7 марта 2018

Высокоэнергетический рацион содержал 1,63 Мкал ЧЭЛ по сравнению с 1,4 Мкал в рационе с контролируемым содержанием энергии (см. таблицу 2). Оба рациона балансировали по метаболическому протеину и метионину. Хотя катионно-анионный баланс двух рационов для позднего сухостоя отличался, рН мочи контролировали регулярно, чтобы получить его уровень в пределах 6−6,6.

Таблица 2. Питательный состав общесмешанных рационов до и после отела

Источник: презентация Стефано Вандони, XI Международный молочный конгресс, Киев, 6−7 марта 2018

Потребление корма и надои измеряли в течение 15 недель после отела. В общем добавка холина никоим образом не сказалась на потреблении рациона во время позднего сухостоя, но имели влияние на продуктивность. Надой увеличился на 2,2 кг/день в течение 15 недель после отела (43,5 кг против 41,3 кг), см. график 7. Защищенный в рубце холин незначительно повлиял на потребление сухого вещества после отела — 23,7 кг против 23,2 кг. У коров на рационе с пшеничной соломой до отела увеличилось потребление СВ после отела — 24 против 22,9 кг, — но надои выросли незначительно.

График 7. Влияние скармливания защищенного холина до отела на надои

Источник: презентация Стефано Вандони, XI Международный молочный конгресс, Киев, 6−7 марта 2018

После завершения эксперимента наблюдать за коровами продолжили, фиксируя продуктивность до конца лактации. Примечательно, что надои были больше у коров, которые потребляли холин, разница составила 2,1 кг молока в день (см. график 8). Содержание жира и белка в молоке не изменилось под влиянием защищенного холина. Конечно, энергетический баланс был хуже у коров, которым его давали. Это связано с ростом молочной продуктивности. При этом коровы ели больше, но не намного — на 0,6 кг СВ/день.

График 8. Длительное влияние защищенного холина на продуктивность

Источник: презентация Стефано Вандони, XI Международный молочный конгресс, Киев, 6−7 марта 2018

Скармливание защищенного холина не повлияло на концентрацию НЭЖК и бета-гидроксимасляной кислоты (БГМК) в крови после отела. Исследователи также измеряли качество и количество молозива от коров, которым скармливали защищенный холин. Количество молозива выросло незначительно, но концентрация иммуноглобулинов в молозиве была на 20 г/л больше у коров, которым давали холин (см. графики 9 и 10).

Исследуемых коров осеменяли по протоколу синхронизации половой охоты — на 77 день (± 3) доения. В группе коров, которым скармливали защищенный холин, процент оплодотворения после первого искусственного осеменения был выше — 41,3 против 23,6%, но тельность в 40 недель не отличалась.

Телочки от коров, которым давали холин, рождались с меньшим весом, но уже в 12 месяцев весили больше. В 20 месяцев разница составляла около 20 кг (см. таблицу 3). Среднесуточные приросты от отлучения до года составляли 900 г у телочек от коров, которым добавляли в рацион холин, против 850 г в телочек, матери которых его не потребляли. Стоит отметить, что все телочки получали одинаковое смешанное молозиво.

Таблица 3. Влияние скармливания защищенного холина до отела на приросты ремонтных телок

*Влияние холина, P <0,10.

**Влияние холина, P <0,05.

Источник: презентация Стефано Вандони, XI Международный молочный конгресс, Киев, 6−7 марта 2018

Ученые также взяли образцы крови при отеле, а также на первый, третий и седьмой день после отела для определения концентрации кальция в плазме. Коровы, которым скармливали защищенный холин, имели высокую концентрацию кальция по сравнению с коровами, которым его не давали (см. график 11). Поэтому в группе с холином было меньше случаев гипокальциемии.

График 11. Влияние защищенного холина на концентрацию кальция в плазме после отела

Источник: презентация Стефано Вандони, XI Международный молочный конгресс, Киев, 6−7 марта 2018

Когда определяли случаи субклинического послеродового пареза в двух группах в течение семи дней после отела, то в той, которой скармливали холин, их количество составляло 31,6% — против 52,1 в «безхолинной» группе.

Во время исследования измеряли и другие параметры, связанные со стрессом. В частности ректальная температура после отела выросла почти на 0,3 °С у коров контрольной группы, а у животных, которым скармливали холин, снизилась на 0,3 °С.

Выводы

Коровы транзитного периода испытывают значительные физиологических изменений, в частности меняется энергетический баланс и увеличивается мобилизация жирных кислот. Однако это естественный процесс, который поддерживает лактацию. В этот период коровы испытывают дефицит холина, о чем свидетельствует накопление жира в печени. Добавление защищенного холина в рацион позднего сухостоя повышает производительность коров, улучшает их здоровье и воспроизводство. Холин следует добавлять, так же как витамины A, D, E и кальций, фосфор и др. Скармливайте защищенный холин (~15 г), начиная с третьей недели до отела и в течение трех недель после.