CC BY
1760 М^Т Молочное скотоводство
www.agroyug.ru
DOI 10.24412^-33489-2023-3-60-62 УДК 636.2.084:612.12(470.1/.2)
Коломиец С.А., научный сотрудник, е-mail: szniibiohim@mail.ru СЗНИИ МЛПХ Обособленное подразделение ФГБУН ВолНЦ РАН
АНАЛИЗ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО ОБМЕНА В ОРГАНИЗМЕ ВЫСОКОПРОДУКТИВНЫХ КОРОВ
Аннотация. В Вологодской области молочное животноводство является приоритетной отраслью, главная задача которой заключается в обеспечение населения молоком и молочными продуктами. От того, насколько хорошо оно будет развиваться, во многом зависит продовольственная безопасность и благосостояние страны в целом. Увеличение молочной продуктивности часто напрямую связано с нарушениями обмена веществ и появлением болезней. Многочисленные биохимические показатели крови организма животного отражают нормальное состояние органов и тканей, отражают течение метаболических реакций на молекулярном уровне, поэтому их отклонение от нормы позволяет своевременно диагностировать те или иные нарушения обмена веществ в организме, а следовательно, и принять необходимые меры к их устранению.
Ключевые слова: кровь, энергетический обмен, глюкоза, пировиноградная кислота, кетоновые тела.
Annotation. In the Vologda Oblast, dairy farming is a priority industry, the main task of which is to provide the population with milk and dairy products. The food security and well-being of the country as a whole largely depends on how well it develops. An increase in milk production is often directly related to metabolic disorders and the appearance of diseases. Numerous biochemical indicators of the blood of the animal's body reflect the normal state of organs and tissues, reflect the course of metabolic
reactions at the molecular level, so their deviation from the norm allows you to timely diagnose certain metabolic disorders in the body, and therefore take the necessary measures to eliminate them.
Key words: blood, energy metabolism, glucose, NEFA, pyruvic acid, ketone bodies.
Интенсивно развивающийся агропромышленный комплекс требует новых подходов к организации кормления и содержания молочных коров. Полученные данные биохимического анализа крови лактирующих коров помогут разработать систему нормированного кормления высоко лактирующих коров, позволяющую применять комплексный подход к управлению питанием высокопродуктивных коров с учетом их биохимического статуса.
В отличие от среднеудойного скота, высокопродуктивные коровы значительно более требовательны к условиям кормления и содержания. Особенностью обмена веществ у этих животных является свойственная им «несогласованность» нейрогуморальной и гормональной регуляции функции потребления корма и синтеза молока [1]. Таким образом, обусловленная высокой молочной продуктивностью напряженность обменных процессов организма предъявляет повышенные требования к качеству кормов, организации полноценного кормления, содержания и ранней диагностике нарушений метаболизма [2].
Ошибки в кормлении быстрее проявляются у высокопродуктивных коров, чем у животных с низкой продуктивностью. Высокий уровень молочной продуктивности и оптимальный физиологический статус высокопродуктивных коров возможен только в том случае, если их потребности в энергии, питательных и биологически активных веществах полностью удовлетворены за счёт рационального подбора кормов и соответствующих подкормок. Биологические и генетические особенности высокопродуктивных коров, такие как высокий энергетический
обмен, значительная склонность преобразования энергии корма в молоко, являются основными факторами, способствующими снижению иммунной реактивности. Нарушения энергетического обмена веществ могут оказать значительное влияние на продуктивность лактации, фертильность, общее состояние здоровья и продолжительность продуктивной жизни коров [3].
Энергетический обмен является частью метаболических процессов в организме животных и заключается в расщеплении и окислении органических веществ с образованием энергии. Внутри клетки происходит непрерывный процесс распада органических соединений и синтеза питательных веществ, необходимых для построения и обновления структурных элементов клеток, тканей и органов, который сопровождается процессами высвобождения, поглощения и хранения энергии в виде макроэргических соединений [4].
Основным источником энергии для высокопродуктивного скота являются углеводы, содержащиеся в корме. Углеводы, наряду с белками и жирами, являются главными химическими веществами, которые учувствуют в строительстве клеток всех живых организмов. У высокопродуктивных животных углеводы выполняют важную функцию - энергетическую (основного клеточного топлива), составляя более 50% суточной потребности в калориях. Глюкоза - основная форма углеводов, поступающая из пищеварительного тракта в различные ткани и органы животного. Она является главным энергетическим веществом организма для отдельных специализированных тканей, играет главную роль
ЭФФЕКТИВНОЕ ЖИВОТНОВОДСТВО
в метаболизме, влияет на интенсивность обмена жиров и протеинов, стимулирует функцию поджелудочной железы и печени, обладает антикетогенным действием. При голодании животного продукция глюкозы снижается [5].
Измерение глюкозы в сыворотке крови дает представление об уровне энергетического обмена у скота, что позволяет своевременно выявить отклонения от установленных норм. Количественной характеристикой биохимического индекса крови является разница между метаболитами, которые поступают в организм коровы, и теми, которые покидают его с молоком, а границы (пороговые и оптимальные значения) мы определяем как физиологический фон, обеспечивающий референсные значения, необходимые для поддержания интенсивности метаболических процессов на высоком уровне и сохранения продуктивного здоровья животных.
В результате гликолиза образуется пировино-градная кислота, один из центральных метаболитов, участвующих во многих ферментативных реакциях. Ее количество в крови животных отражает интенсивность гликолитических и окислительных преобразований углеводов. Пируват является основным медиатором белково-углеводного обмена и служит индикатором начала процесса перестройки интер-стициального метаболизма с дефицитом глюкозы в организме КРС [6].
Кроме того, одним из важнейших биохимических показателей для оценки состояния энергетического обмена у высоко лактирующих коров является количество неэстерифицированных жирных кислот (НЭЖК) в сыворотке крови. НЭЖК - летучие (свободные) жирные кислоты ферментируются микрофлорой рубца, являются промежуточным продуктом обмена липидов.
НЭЖК являются внутренним источником энергии в организме многокамерных животных. При недостаточном поступлении глюкозы в организм возникает энергетический дефицит, в результате чего происходит сжигание жирных кислот. В первую очередь происходит интенсивное использование жировой ткани в качестве источника энергии, которой недостаточно в рационе. Этот процесс сопровождается повышением в крови уровня свободных жирных кислот [7].
Уровень кетоновых тел в крови высокопродуктивных коров также характеризует состояние энергетического обмена. Кетоновые (ацетоновые) тела - это группа органических соединений (р-окси-масляная кислота, ацетоуксусная кислота и ацетон), которые являются промежуточными продуктами метаболизма жиров, углеводов и белков. Низкий уровень глюкозы, особенно в предотельный период и в I фазе лактации, организм пытается компенсировать дефицит энергии за счет сжигания жира, что приводит к образованию кетоновых тел. В свою очередь, избыток кетоновых тел вызывает сбой обмена веществ в организме, который возникает при нарушении переработки жиров в печени на фоне недостатка углеводов [5].
Практическая значимость полученных результатов заключается в том, что биохимические анализы крови КРС в разные физиологические периоды позволяют своевременно выявить отклонения в энергетическом обмене. Таким образом, полученные данные биохимического анализа крови лактирующих коров с разнотипными способами содержания имеют практическое значение для составления и корректировки рационов с учетом физиологических потребностей животных на разных стадиях лактации и сухостойного периода, а также для профилактики нарушений обменных процессов и здоровья высокопродуктивных животных.
Целью наших исследований является изучение биохимических показателей крови высокопродуктивных коров в разные периоды физиологического цикла при беспривязном способе содержания с роботизированным доением.
Методика проведения работ.
В рамках темы НИР № FMGZ-2022-0003 изучение проводилось с постановкой производственного опыта на базе сельскохозяйственного предприятия Вологодской области. Биохимические исследования проводились с целью определения биохимического статуса животных на базе лаборатории биохимии и физиологии животных с использованием оборудования центра коллективного пользования «Центр сельскохозяйственных исследований и биотехнологий» ФГБУН ВолНЦ РАН.
Объектом исследования являлись коровы черно-пестрой голштинизированной породы продуктивностью свыше 8500 кг по хозяйству. Для проведения
Таблица 1.
Результаты биохимических исследований крови и сыворотки крови коров, характеризующие энергетический обмен.
Период физиологического цикла
1-100 дней (раздой) 101-200 дней (разгар лактации) 201-300 дней (затухание лактации) Сухостойный период
Показатель энергетического обмена Референсные значения Среднее значение (мг%, М+т) Референсные значения Среднее значение (мг%, М+т) Референсные значения Среднее значение (мг%, М+т) Референсные значения Среднее значение (мг%, М+т)
Глюкоза 40-45 45,79+4,04 43-45 50,51+3,12 42,8-45 47,81+4,45 42-46 53,8+4,59
Кетоновые тела 11-13 9,58+0,56* 9-13 10,0+0,79 9,9-11,6 11,03+1,27 9-13 9,5+0,42
Пировиноградная кислота 0,7-0,9 0,99+0,05 0,8-0,9 1,1+0,05 0,77-0,83** 0,98+0,06 0,7-0,9 1,0+0,04
НЭЖК 0,3-0,5 0,53+0,07 0,3-0,45 0,59+0,11 0,25-0,33 0,44+0,06 0,35-0,5 0,51+0,09
Примечание. Уровень достоверности: - р < 0,05; * - р < 0,01; ** - р < 0,001***.
62 М^Т Молочное скотоводство
www.agroyug.ru
ill -il 1[
лГв
Рисунок 1. Показатели энергетического обмена в крови коров.
тестирования отбирали кровь у животных, сформированных в группы по периодам лактации: раздой (1-100 дней), разгар лактации (101-200 дней), затухание лактации (201-300 дней), а также в период сухостоя. Всего в опыте участвовало 108 коров. Кровь отбирали у исследуемых животных из хвостовой вены в утренние часы перед кормлением.
Отбор животных в министадо производился рандомизировано (по принципу случайности) с последующим контролем средних показателей. При этом методе не выставляется требование к внутренней однородности группы, поскольку структура ее определяется структурой стада в целом.
Обработка полученных данных была проведена с помощью программного пакета ПК «Microsoft Office (2007).
Результаты исследований.
Результаты исследований при постановке опыта по изучению количественного и качественного определения показателей энергетического обмена в крови коров и % к референсным значениям, представлены в таблице 1.
Энергетический обмен характеризуется повышенным содержанием глюкозы, пировиноградной кислоты и НЭЖК в крови коров всех физиологических групп. Концентрация глюкозы в сыворотке крови является показателем интенсивности клеточного метаболизма, процессов энергетического обмена и адаптивных качеств животных. Наиболее высокое содержание глюкозы присутствует у животных в сухостойный период, превышение составляет 19,7% от рекомендуемых нами значений. У высокопродуктивных коров почти вся синтезируемая глюкоза поступает на синтез лактозы, тогда как другие функции тканей обеспечиваются за счет дополнительных источников энергии. Содержание кетоновых тел в крови коров, в среднем по группам находится в пределах физиологических норм. Наиболее высокие показатели кетоновых тел у животных в период затухания лактации (201-300 дней).
По результатам проведенных исследований прослеживается определенная зависимость между количеством НЭЖК, периодом лактации и способом содержания. В период разгара лактации (101-200 дней) установлено максимальное превышение рекомендуемых значений на 40,3%. Это связано с использование жировой ткани в качестве источника энергии, в следствии нехватки сложных углеводов и интенсификации обмена веществ, направленной
на синтез молока. Мониторинг содержания свободных жирных кислот в крови высокопродуктивных коров позволяет отслеживать удовлетворенность в углеводной потребности животных.
Наглядно дисбаланс энергетического обмена представлен на рис.1.
Отмечается нарушение энергетического обмена во все периоды лактации и период сухостоя у высокопродуктивных коров при беспривязном содержании с роботизированным доением. Наибольшие отклонения от референсных значений зафиксированы в период разгара лактации (101-200 дней) и период затухания лактации (201-300 дней). Повышенная напряженность обмена в период пика лактации связана с перестройкой обменных процессов в связи со стельностью животных и резким возрастанием затрат энергии на синтез лактозы и молочного сахара.
Выводы:
1. В ходе исследования были установлены значения глюкозы, кетоновых тел, пировиноградной кислоты и НЭЖК в крови высокопродуктивных коров.
2. Наибольшие отклонения в энергетическом обмене зафиксированы в период разгара лактации (101-200 дней) и период затухания лактации (201-300 дней).
3. Полученные данные свидетельствуют о нарушениях энергетического обмена высокопродуктивных коров при беспривязном содержании с роботизированным доением.
4. Проанализировав результаты исследований, можно сделать вывод о недостатке энергии в рационе животных и плохом ее усвоении в организме коров.
ЛИТЕРАТУРА
1. Мищенко В.А., Мищенко А.В. (2014) Анализ нарушений обмена веществ у высокоудойных коров // Ветеринария сельскохозяйственных животных №8, с. 19-27.
2. Горюнова Т.Ж., Шутова М.В., Соснина Л.П. (2017) Биохимический состав крови высокопродуктивных коров по фазам лактации // Молочнохозяйственный вестник. № 3 (27). С. 47-53. DOI: 10.24411/2225-4269-2017-00025.
3. Гусаров И.В., Фоменко П.А., Богатырева Е.В. (2018) Система полноценного кормления КРС в Вологодской области // Сыроделие и маслоделие. №4. С.16-19.
4. Гусаров И.В., Фоменко П.А., Богатырева Е.В., Шутова М.В. (2018) Биохимическое исследование крови высокопродуктивных лактирующих коров в период раздоя в зависимости от системы содержания // Молочнохозяйственный вестник. №3 (31). С. 16-23.
5. Гусаров И.В., Шутова М.В., Корельская Л.А. (2020) Содержание кетоновых тел в крови высокопродуктивных коров // В сборнике: Аграрная наука на современном этапе: состояние, проблемы, перспективы. Материалы III научно-практической конференции с международным участием. С. 141-146.
6. Тяпугин Е.А., Симонов Г.А., Богатырева Е.В., Корельская Л.А., Горюнова Т.Ж., Шутова М.В., Соснина Л.П. (2016) Сбалансированность рационов и статус крови высокопродуктивных новотельных молочных коров // В сборнике: Тенденции развития молочного скотоводства в России Юбилейный спецвыпуск научных трудов СЗНИИМЛПХ, посвященный 95-летию со дня образования института. Федеральное государственное бюджетное научное учреждение «Северо-Западный научно-исследовательский институт молочного и лугопастбищного хозяйства», Вологда-Молочное: ФГБОУ ВО Вологодская ГМХА. С. 64-69.
7. Щетинин В.П. (2006) Стратегические направления развития агропромышленного комплекса Российской Федерации // Аналитический вестник № 10 (699) О долгосрочной стратегии развития агропромышленного комплекса Российской Федерации. М.: Издание Совета Федерации Федерального Собрания Российской Федерации. С. 6-9.
■ -Il
