О нас пишут

Презентация продукции

Транзитный период: профилактика синдрома жирной печени и кетоза

Стефано Вандони, технический специалист  компании Balchem 


В течение трех недель до и после отела коровы находятся в зоне риска и подвержены возникновению метаболических расстройств. Обычно синдром избыточной мобилизации жиров печенью сопровождается другими заболеваниями транзитного периода, среди которых находится кетоз. В данной статье Вы сможете узнать, какие стратегии кормления уменьшают риск возникновения синдрома жирной печени и кетоза у высокопродуктивных молочных коров.

Естественный процесс

Известно, что коровы в период лактации нуждаются в особом подходе и менеджменте транзитного периода, соответственно.  Если нужным образом не управлять процессом, то существует большой риск получить массу проблем со здоровьем животных в период лактации. Это объясняется тем, что с началом лактации коровы потребляют меньше корма, чем следует, в результате возникает недостаток энергии для выработки молока. Этот феномен известен как отрицательный энергетический баланс (ОЭБ). Он характеризуется метаболическими и гормональными изменениями. Также 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 выработки молока. То есть все сахара, которые поступают в организм коровы, мобилизируются не в тканях, а в молочной железе.

Адаптация коров к ОЭБ происходит благодаря использованию внутренних резервов. Организм коров начинает мобилизацию жиров из 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 почти у всех коров. Их концентрация остается повышенной после отела из-за отрицательного энергетического баланса. Пик концентрации НЭЖК, который возникает во время отела, вызван исключительно гормональными изменениями и не влияет на  уменьшение потребления корма перед отелом (см. График 1).

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

Источник: аdapted from Smith, 2004.

По вертикали:
- употребление СВ, кг/сутки,
- НЭЖК, мЕкв/л.

По горизонтали:
- дни относительно отела, 
- употребление СВ,
--- НЭЖК.
 
Концентрация НЭЖК в крови является одним из двух основных факторов, определяющих количество НЭЖК, которое поступает в печень. Еще одним важным фактором, который влияет на количество усвоенных печенью НЭЖК, является количество крови, поступающей в печень. Кровоток увеличивается вдвое, как только корова переходит из сухостоя к лактации (см. График 2).

График 2.
Поступления крови к печени после отела
 
Источник: Reynolds et al., 2003. 

По горизонтали:
- дни относительно отела, 
- увеличение х2 раза.

По вертикали:
- л/год.

Когда повышается концентрация НЭЖК и увеличивается кровоток, соответственно увеличивается усвоение НЭЖК печенью, в частности в день отела усвоение НЭЖК увеличивается в 13 раз (см. График 3). Аналогичный процесс наблюдается во всем стаде (возможны вариации при наличии биологических различий).

График 3.
Поглощение НЭЖК печенью в транзитный период
 
Источник: Reynolds et al., 2003.

По горизонтали:
- дни относительно отела, 
- увеличение х13 раз.

По вертикали:
- г/сутки.

Вследствие резкого увеличения поглощения НЭЖК печенью, в ней откладывается жир (триглицериды). Важно обратить внимание, что максимальный уровень накопления жира происходит во время пика НЭЖК (см. График 4), однако накопление жира может продолжаться и после отела из-за отрицательного энергетического баланса и длительного увеличения НЭЖК.

График 4.
Накопление триглицеридов в печени в транзитный период
 
Источник: Vazquez-Anon et al., 1994. 

По горизонтали:
- дни относительно отела. 

По вертикали:
- триглицериды в печени, %СВ.

На самом деле все, что описано выше, касается нормальной биологии коров в транзитный период. Но далеко не каждая высокопродуктивная  корова может адаптироваться к критическим изменениям и, как следствие, возникает синдром жирной печени. Согласно данных американских исследований, около 50% коров в стаде страдают от субклинической формы жирной печени. То есть, у одной из двух коров отел происходит в период болезни.

Давайте посмотрим на цифры, чтобы понять, с какой проблемой сталкиваются коровы в транзитный период. Здоровая печень коровы весит порядка 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% уже при естественном процессе 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 попадёт в печень. Безусловно, далеко не весь жир отложится. Определенная часть жира окислится, другая превратится в кетоны, а оставшийся жир экспортируется в форме липопротеидов низкой плотности. Однако это указывает на постоянный потенциал накопления дополнительного жира в печени.

Есть целый ряд причин, по которым мы остерегаемся высокой концентрации НЭЖК в крови в транзитный период, потому что в результате данного проуесса происходит следующее:

• накапливается жир в печени (Bobe et al., 2004);
• повышается выработка кетонов (Cadorniga et al., 1997);
• возникает риск смещения сычуга (Ospina et al., 2010);
• снижается печёночный 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);
• снижается 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 выработки молока и синтеза жира в нем.

Давайте посчитаем, что стоит упитанность коровы. Потеря 1 балла кондиции тела (с 3,5 до 2,5) равна 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, которую необходимо скормить корове из расчета 251 кг рациона, что соответствует 10 дням кормления (при условии потребления 25 кг СВ / день). В среднем потерянный балл обеспечивает корову энергией для выработки 590 кг молока с базовой жирностью. Поэтому, мобилизация жира является важным источником энергии коровы.

На схеме 1 условно изображена  мобилизация жира. В жировой ткани содержатся триглицериды, состоящие из жирных кислот и глицерина. НЭЖК через кровь экспортируются в печень, где подвергаются изменениям. Существует 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 состоит в том, что может происходить частичное окисление, в результате которого продуцируются кетоновые тела - как, например, бета-гидроксибутират. Или в печени могут накапливаться триглицериды и вызывать синдром «жирной печени».

Схема 1.
Мобилизация жира во время транзитного периода

Источник: Стефано Вандони, технический специалист компании Balchem, 2018

- триглицериды 
- жирные кислоты 
- глицерин 
- НЕЖК
- кетоновые тела 
- энергия 
- запас триглицеридов 
- липопротеиды очень низкой плотности (ЛПОНП) 

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. Монензин действует в рубце, вырабатывая 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 этот рацион называется рацион «в самый раз».
Кормление рационом с контролируемым содержанием энергии («в самый раз»)  обеспечивает корову необходимым количеством энергии перед отелом. Это достигается путем скармливания низкоэнергетических грубых кормов, например, соломы, в период позднего сухостоя. Благодаря такому подходу можно избежать ожирения печени и кетоза, соответственно. Вопрос только в том, будет ли корова вырабатывать такое же количество молока?

Результаты исследований кормления коров рационом с контролируемым содержанием энергии показали уменьшение НЭЖК и кетоновых тел, а также снижение 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 здоровых коров НЭЖК являются ресурсом энергии для выработки молока. В первую очередь целью любого кормления является достижение баланса: необходимо обеспечить достаточное количество НЭЖК для поддержания выработки молока, при этом корова уберечь коров от негативного влияния чрезмерной мобилизации жира.

Содействие выработке липопротеинов очень низкой плотности

Как уже упоминалось, в печени образуются липопротеины очень низкой плотности, которые являются главной транспортной формой эндогенных триглицеридов. Скажем проще: ЛПОНП транспортируют жир из печени ко всем тканям. Что может ограничить их образование? 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.

Исследование Ричарда Эрдмана (Университет Мэриленд, США) показывают, что практически весь сырой холин, который скармливается дойной корове, разрушается популяцией микробов в рубце. Скармливание от 24 до 326 г сырого холина показало, что лишь незначительное его количество удается сохранить от разрушения микробами рубца (см. График 5), поэтому холин требует определенного типа защиты.

График 5.
Распад сырого холина в рубце коровы
 
Источник: Sharma and Erdman, 1988. 

- потребление,
- 12-перстная кишка.  

Защищенный холин необходим, чтобы транспортировать из печени больше энергии, которая поступает в ткани, включая молочные железы. В результате увеличивается молочная продуктивность. Если просуммировать результаты исследований (16 экспериментов в период с 2003 по 2016 годы) касательно использования защищенного холина в кормлении молочных коров, то большинство из них показывает увеличение молочной  продуктивности  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 при увеличении количества защищенного холина в рационе концентрация триглицеридов в печени уменьшилась. 

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

Источник: Zenobi et al., 2017. 

По горизонтали:
- употребление дополнительного источника холина, г/сутки,
- употребление СВ вволю.
- ограниченное потребление СВ.

По вертикали:
- триглицериды в печени, % СВ.

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 смешанным рационом, за исключением холина.

Таблица 1.
Состав смешанных рационов до и после отела *

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

Пшеничная солома в тюках хранилась в помещении, ее измельчали длиной 5 см и добавляли в монокорм с влажной пивной бардой и скармливали, используя систему Calan gate.

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 показателям метаболического протеина и метионина. Несмотря на то, что 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 монокорма до и после отела

Потребление корма и надои измеряли в течение 15 недель после отела. Добавление холина в рацион  не отразилось на его потреблении во время позднего сухостоя, но оказало положительное 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, которые потребляли  рацион на основе  пшеничной соломы до отела, увеличилось потребление СВ после отела – 24 кг против 22,9 кг,  но надои выросли незначительно.

График 7.
Влияние скармливания защищенного холина до отела на надои

По горизонтали:
- недель после отела, 
- без холина, 
- с холином, 
- защищенный холин. 

По вертикали:
- надои, кг/сутки. 

После завершения опыта продолжили наблюдать за коровами, фиксируя продуктивность до конца лактации. Стоит отметить, что надои были выше у коров, которые потребляли холин, разница составила 2,1 кг молока в день (см. График 8). Содержание жира и белка в молоке не изменилось  у коров, потреблявших защищенный холин, однако энергетический баланс стал хуже.  Это связано с ростом молочной продуктивности. При этом коровы потребляли больше корма, но не существенно - на 0,6 кг СВ / день.

График 8.
Долговременное влияние защищенного холина на продуктивность

По горизонтали:
- недель после отела, 
- без холина, 
- с холином, 
- защищенный холин. 

По вертикали:
- надои, кг/сутки. 

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



Опытных коров осеменяли по правилам протокола 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 отъема и 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 телочек

*Влияние холина, P < 0,10.
**Влияние холина, P < 0,05.

Для определения концентрации кальция в плазме производили забор крови у коров во время отела, а также на первый, третий и седьмой день после отела. Коровы, которым скармливали защищенный холин, имели более высокую концентрацию кальция по сравнению с коровами, которые его не получали (см. График 11). Поэтому в группе с холином было меньше случаев гипокальциемии.

График 11.
Влияние защищенного холина на концентрацию кальция в плазме после отела
 
По горизонтали:
- дней после отела, 
- холин, 
- холин за неделю,
- контроль,
- холин.
 
По вертикали:
- кальций, мг/100 мл. 

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  группе без холина.

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 во время транзитного периода испытывают значительные физиологические изменения, 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 продуктивность коров, улучшает их здоровье и воспроизводство. Холин следует добавлять, так же как витамины A, D, E и кальций, фосфор и др. Наши рекомендании по скармливанию защищенного холина составляют ~ 15 г на голову в сутки, начиная с третьей недели до отела и в течение трех недель после. 

Назад в раздел

О нас пишут

Презентация продукции