Природний процес

Відомо, якщо до та після отелення коровою належно не управляти, то в період лактації виникне чимало проблем із її здоров’ям. Це пояснюється тим, що з початком лактації корови споживають менше корму, ніж необхідно. Енергії, яку вони отримують із кормом, недостатньо для виробництва молока. Цей феномен відомий як негативний енергетичний баланс (НЕБ). Він характеризується метаболічними та гормональними змінами. Під час таких фізіологічних процесів, як тільність та лактація, у корів спостерігається резистентність до інсуліну. Цей гормон відіграє ключову роль в метаболізмі глюкози, потрібної для виробництва молока. Тобто всі цукри, які надходять в організм корови, мобілізуються не в тканинах, а в молочній залозі.

Адаптація корови до НЕБ відбувається завдяки використанню внутрішніх резервів. Вона починає мобілізувати жир із власної жирової тканини. Жирові запаси розщеплюються на гліцерол та неестерифіковані жирні кислоти (НЕЖК), рівень яких значно підвищується в крові. Через кров велика кількість НЕЖК потрапляє в печінку. Збільшення НЕЖК у плазмі крові під час отелення спостерігається в усіх корів. Їх концентрація залишається підвищеною після отелення через негативний енергетичний баланс. Пік концентрації НЕЖК, який виникає під час отелення, спричинений гормональними змінами і не має значного відношення до зменшення споживання корму перед отеленням (див. графік 1).

Графік 1. Споживання сухої речовини та концентрація НЕЖК у плазмі крові

Джерело: аdapted from Smith, 2004.

Концентрація НЕЖК у крові є одним із двох основних факторів, які визначають кількість НЕЖК, що надходить у печінку. Ще одним важливим фактором, який впливає на кількість засвоєних печінкою НЕЖК, є кількість крові, яка надходить до печінки. Кровотік збільшується вдвічі, тільки-но корова переходить від сухостою до лактації (див. графік 2).

Графік 2. Надходження крові до печінки після отелення

Джерело: Reynolds et al., 2003.

Коли підвищується концентрація НЕЖК і збільшується кровотік, відповідно збільшується засвоєння НЕЖК печінкою, зокрема в день отелення — у 13 разів (див. графік 3). Знову ж таки, подібна картина спостерігається в усіх корів (при наявності біологічних відмінностей можливі варіації).

Графік 3. Поглинання НЕЖК печінкою в транзитний період

Джерело: Reynolds et al., 2003.

Унаслідок різкого збільшення засвоювання НЕЖК печінкою, в ній відкладається жир (тригліцериди). Зверніть увагу, що рівень накопичення жиру найбільший в пік НЕЖК (див. графік 4). Накопичення жиру може продовжуватися після отелення через негативний енергетичний баланс і тривале збільшення НЕЖК.

Графік 4. Накопичення тригліцеридів у печінці в транзитний період

Джерело: Vazquez-Anon et al., 1994.

Насправді усе, що ми описали, стосується нормальної біології перехідного періоду корів. Але не кожна високопродуктивна корова може адаптуватись до критичних змін і, як наслідок, виникає синдром жирної печінки. За даними американських досліджень, близько 50% корів у стаді страждають від субклінічної форми жирної печінки. Тобто, одна з двох корів, що теляться, має цю форму хвороби.

Подивимося на цифри, щоб зрозуміти, з якою проблемою стикаються корови в транзитний період. Здорова печінка корови важить 9 кг. Професор Університету штату Іллінойс (США) Джеймс Дреклі вирахував, що печінка може накопичувати до 0,5 кг жиру наступного дня після отелення. Це означає, що вміст жиру в печінці збільшується приблизно на 5% лише через природний процес отелення. Як правило, печінка корів, яка містить 5−10% жиру, вважається помірно жирною. Кожний втрачений бал вгодованості тіла у транзитний період означає, що 4,5−5,5 кг мобілізованого жиру потрапить до печінки. Так, не весь він відкладеться. Частина окислиться, інша перетвориться на кетони, а решта — експортується у формі ліпопротеїдів низької щільності. Однак це вказує на незмінний потенціал накопичення додаткового жиру в печінці.

Є ціла низка причин, через які ми маємо остерігатись високої концентрації НЕЖК у крові в транзитний період, бо через це:

• накопичується жир у печінці (Bobe et al., 2004);
• підвищується вироблення кетонів (Cadorniga et al., 1997);
• зростає ризик зміщення сичуга (Ospina et al., 2010);
• знижується печінковий глюконеогенез (Li et al., 2011);
• погіршується здатність до запліднення (Ospina et al., 2010);
• збільшується оксидативний стрес (Bradford, 2011);
• знижується імунна функція (Scalia, 2006);
• загострюються хронічні запалення (Sordillo, 2013);
• посилюється інсулінорезистентність (Pires et al., 2007);
• пригнічується споживання сухої речовини (Allen, 2009).

З другого боку, збільшення концентрації НЕЖК у крові є важливим енергетичним ресурсом корови (забезпечує енергією тканини, включаючи вим’я) та сприяє підвищенню виробництва молока й синтезу жиру в ньому.

Порахуймо, чого варта вгодованість корови. Втрата 1 бала кондиції тіла (з 3,5 до 2,5) дорівнює 440 Mкал чистої енергії лактації (ЧЕЛ). Звичайний раціон новотільної корови містить 1,75 Мкал ЧЕЛ/кг СР. Тобто втрачений бал вгодованості забезпечує таку ж кількість енергії, яку ви згодовуєте корові з 251 кг раціону, що відповідає 10 дням годівлі (за умови споживання 25 кг СР/день). У середньому втрачений бал забезпечує корову енергією для виробництва 590 кг молока з базовою жирністю. Отож, мобілізація жиру є важливим джерелом енергії корови.

На схемі 1 умовно зображено цю мобілізацію. У жировій тканині містяться тригліцериди, які складаються з жирних кислот та гліцеролу. НЕЖК через кров експортуються до печінки, де зазнають змін. Два позитивні сценарії:

1. НЕЖК окисляються для вироблення енергії для клітин печінки, або
2. НЕЖК перетворюються на тригліцериди й експортуються у вигляді ліпопротеїдів дуже низької щільності (ЛПДНЩ).

Проблема в тому, що може відбуватися часткове окислення, в результаті якого продукуються кетонові тіла — як, наприклад, бета-оксибутират. Або ж у печінці можуть накопичуватися тригліцериди й спричиняти синдром жирної печінки.

Схема 1. Мобілізація жиру під час транзитного періоду

Джерело: презентація Стефано Вандоні, ХІ Міжнародний молочний конгрес, Київ, 6−7 березня 2018 р.

Зменшення НЕЖК в крові

Щоб зменшити ризик ожиріння печінки, можна діяти двома різними шляхами. Перший передбачає зменшення концентрації НЕЖК в крові. Для цього існує низка стратегій, одна з яких згодовування корові енергетиків (гліцерол, пропіленгліколь) або додавання до раціону ніацину, хрому чи монензину. Останній діє в рубці, продукуючи пропіонову кислоту, яка є попередником глюкози в печінці. Ніацин природно зменшує виробництво НЕЖК. Хром зменшує резистентність до інсуліну, що також мінімізує мобілізацію жиру.

Другий шлях пов’язаний із годівлею, коли ми контролюємо вміст енергії в раціоні корів транзитного періоду. На цьому й зупинимося детальніше. В США це називається «саме в раз»-раціон. Назва прийшла з казки про трьох ведмедів: «Одного разу маленька дівчинка пішла гуляти в ліс. Досить скоро вона натрапила на хатку. Постукала. Ніхто не відповів, тому вона зайшла сама. У кухні на столі вона помітила три тарілки з кашею. Дівчинка була голодна, тому спробувала кашу з першої тарілки.

— Ця каша дуже гаряча! — вигукнула дівчинка.

Потім покуштувала кашу з другої тарілки.

— Ця надто холодна, — сказала.

Далі вона спробувала кашу з останньої тарілки.

— О, а ця каша саме в раз! — зраділа дівчинка і з'їла все, що було в тарілці».

Годівля раціоном з контрольованим умістом енергії (саме в раз) означає забезпечити корову належною кількістю енергії перед отеленням. Це досягається згодовуванням низькоенергетичних грубих кормів у пізньому сухостої — як, приміром, соломи. Завдяки цій системі ви відвертаєте ожиріння печінки та кетоз, але чи даватиме при цьому корова ту ж кількість молока?

Результати досліджень годівлі корів раціоном із контрольованим умістом енергії показали зменшення НЕЖК та кетонових тіл, а також випадків ожиріння печінки. З другого боку, коли корова споживає менше енергії, молочна продуктивність може знизитись. Корови мобілізують менше жиру, тому виробляють менше НЕЖК. Але в здорової корови останні є ресурсом енергії для виробництва молока. Мета годівлі — баланс: забезпечити достатню кількість НЕЖК для підтримки виробництва молока, але щоб корова не відчувала негативний вплив надмірної мобілізації жиру.

Сприяння виробленню ліпопротеїдів дуже низької щільності

Як уже згадувалося, в печінці утворюються ліпопротеїди дуже низької щільності, які є головною транспортною формою ендогенних тригліцеридів. Скажемо простіше: ЛПДНЩ транспортують жир із печінки до всіх тканин. Що лімітує їх виробництво? Холін. Він використовується організмом корови з різною метою. Холін входить до складу фосфоліпідів, які є частиною всіх клітинних мембран, бере участь у синтезі метіоніну. З нього в організмі синтезується дуже важливий нейромедіатор-передавач нервового імпульсу — ацетилхолін. Холін легко перетворюється організмом на важливий осмоліт бетаїн в необоротному процесі окислення тощо.

Дослідження Річарда Ердмана (Мерілендський університет, США) показує, що практично весь сирий холін, що згодовується дійній корові, руйнується популяцією мікробів у рубці. Згодовування від 24 до 326 г сирого холіну показало, що лише незначній його кількості вдається уникнути руйнування мікробами рубця (див. графік 5). Холін потребує певного типу захисту.

Графік 5. Розпад сирого холіну в рубці корови

Джерело: Sharma and Erdman, 1988.

Захищений холін необхідний, щоб транспортувати з печінки більше енергії. Вона надходить до тканин, включаючи молочну залозу. В результаті збільшується молочна продуктивність. Коли підсумувати результати досліджень (16 експериментів у період із 2003-го по 2016 роки) використання захищеного холіну в годівлі молочних корів, то більшість із них показує збільшення продуктивності — в середньому на 2 кг молока за день у перші 60−100 днів після отелення.

Холіну впливає і на концентрацію тригліцеридів у печінці. Як видно з графіка 6, при недостатньому споживанні корму корова починає мобілізувати жир. Та навіть у групі з обмеженим споживанням сухої речовини зі збільшенням кількості захищеного холіну в раціоні концентрація тригліцеридів у печінці зменшилась.

Графік 6. Вплив додавання захищеного в рубці холіну в транзитний період на концентрацію тригліцеридів у печінці

Джерело: Zenobi et al., 2017.

У нещодавно опублікованому дослідженні (Zenobi et al., JDS, 2018) порівнювали вплив годівлі раціоном із контрольованим умістом енергії (саме в раз) та високоенергетичним раціоном під час пізнього сухостою (таблиця 1). Кожну групу поділили на дві підгрупи: одна отримувала 60 г захищеного холіну протягом 21 дня до та 21-го після отелення, а друга ні. Після отелення всіх корів годували однаковим загальнозмішаним раціоном, за винятком холіну.

Таблиця 1. Склад загальнозмішаних раціонів до та після отелення*

*Дослідження проводилось на 93 повновікових голштинських коровах і тривало з жовтня 2014-го по вересень 2015-го.

Тюкована пшенична солома зберігалась у приміщенні, її подрібнювали довжиною 5 см і додавали в загальнозмішаний раціон з вологою пивною дробиною та згодовували, використовуючи систему Calan gate.

Джерело: презентація Стефано Вандоні, ХІ Міжнародний молочний конгрес, Київ, 6−7 березня 2018 р.

Високоенергетичний раціон містив 1,63 Мкал ЧЕЛ порівняно з 1,4 Мкал у раціоні з контрольованим умістом енергії (див. таблицю 2). Обидва раціони балансували за метаболічним протеїном та метіоніном. Хоч катіонно-аніонний баланс двох раціонів для пізнього сухостою відрізнявся, рН сечі контролювали регулярно, щоб отримати його рівень в межах 6−6,6.

Таблиця 2. Поживний склад загальнозмішаних раціонів до та після отелення

Джерело: презентація Стефано Вандоні, ХІ Міжнародний молочний конгрес, Київ, 6−7 березня 2018 р.

Споживання корму та надої вимірювали протягом 15 тижнів після отелення. Загалом добавка холіну жодним чином не позначилась на споживанні раціону під час пізнього сухостою, але вплинула на молочну продуктивність. Надій збільшився на 2,2 кг/день протягом 15 тижнів після отелення (43,5 кг проти 41,3 кг), див. графік 7. Захищений у рубці холін незначно вплинув на споживання сухої речовини після отелення — 23,7 кг проти 23,2 кг. У корів на раціоні з пшеничною соломою до отелення збільшилося споживання СР після отелення — 24 проти 22,9 кг, — але надої зросли неістотно.

Графік 7. Вплив згодовування захищеного холіну до отелення на надій

Джерело: презентація Стефано Вандоні, ХІ Міжнародний молочний конгрес, Київ, 6−7 березня 2018 р.

Після завершення експерименту спостерігати за коровами продовжили, фіксуючи молочну продуктивність до кінця лактації. Примітно, що надій був більший у корів, які споживали холін, різниця становила 2,1 кг молока на день (див. графік 8). Вміст жиру та білка в молоці не змінився під впливом захищеного холіну. Звісно, енергетичний баланс був гірший у корів, яким його давали. Це пов’язано зі зростанням молочної продуктивності. При цьому корови їли більше, але не набагато — на 0,6 кг СР/день.

Графік 8. Довготривалий вплив захищеного холіну на молочну продуктивність

Джерело: презентація Стефано Вандоні, ХІ Міжнародний молочний конгрес, Київ, 6−7 березня 2018 р.

Згодовування захищеного холіну не вплинуло на концентрацію НЕЖК та бета-гідроксимасляної кислоти (БГМК) в крові після отелення. Дослідники також вимірювали якість і кількість молозива від корів, яким згодовували захищений холін. Кількість молозива зросла незначно, але концентрація імуноглобулінів у молозиві була на 20 г/л більша у корів, яким давали холін (див. графіки 9 та 10).

Досліджуваних корів осіменяли за протоколом синхронізації статевої охоти — на 77 день (± 3) доїння. У групі корів, яким згодовували захищений холін, відсоток запліднення після першого штучного осіменіння був вищим — 41,3 проти 23,6%, але тільність у 40 тижнів не відрізнялась.

Телички від корів, яким давали холін, народжувалися з меншою вагою, але вже в 12 місяців важили більше. В 20 місяців різниця становила близько 20 кг (див. таблицю 3). Середньодобові прирости од відлучення до року становили 900 г у теличок від корів, яким додавали до раціону холін, проти 850 г у теличок, матері яких його не споживали. Варто відзначити, що всі телички отримували однакове змішане молозиво.

Таблиця 3. Вплив згодовування захищеного холіну до отелення на прирости ремонтних теличок

*Вплив холіну, P < 0,10.

**Вплив холіну, P < 0,05.

Джерело: презентація Стефано Вандоні, ХІ Міжнародний молочний конгрес, Київ, 6−7 березня 2018 р.

Науковці також узяли зразки крові при отеленні, а також на перший, третій та сьомий день після отелення для визначення концентрації кальцію в плазмі. Корови, яким згодовували захищений холін, мали вищу концентрацію кальцію порівняно з коровами, яким його не давали (див. графік 11). Тому в групі з холіном було менше випадків гіпокальціємії.

Графік 11. Вплив захищеного холіну на концентрацію кальцію в плазмі після отелення

Джерело: презентація Стефано Вандоні, ХІ Міжнародний молочний конгрес, Київ, 6−7 березня 2018 р.

Коли визначали випадки субклінічного післяродового парезу у двох групах упродовж семи днів після отелення, то в тій, якій згодовували холін, їх кількість становила 31,6% — проти 52,1 у «безхолінній» групі.

Під час дослідження вимірювали й інші параметри, пов’язані зі стресом. Зокрема ректальна температура після отелення зросла майже на 0,3 °С у корів контрольної групи, а в тварин, яким згодовували холін, знизилася на 0,3 °С.

Висновки

Корови транзитного періоду зазнають значних фізіологічних змін, зокрема змінюється енергетичний баланс та збільшується мобілізація жирних кислот. Однак це природний процес, який підтримує лактацію. В цей період корови відчувають дефіцит холіну, про що свідчить накопичення жиру в печінці. Додавання захищеного холіну до раціону пізнього сухостою підвищує продуктивність корів, покращує їхнє здоров'я та відтворення. Холін слід додавати, так само як вітаміни A, Д, E та кальцій, фосфор тощо. Згодовуйте захищений холін (~15 г), починаючи з третього тижня до отелення й упродовж трьох тижнів після.