Воспроизводство крупного рогатого скота

Факторы, способствующие гипокальциемии, включают избыток кальция в рационе до родов (1,35% от СВ), избыток фосфора в рационе, низкий уровень магния в рационе, увеличение возраста и скрещивание с Джерсейским скотом.^38,40 Чаще всего молочная лихорадка (клиническая гипокальциемия, родовая гипокальциемия, родовой парез ) происходит на 2 стадии родов и диагностируется у крупного рогатого скота по клиническим признакам, таким как лежачее положение, холодные конечности и слабый учащенный пульс. Общий уровень кальция в сыворотке крови менее 8,0 мг/дл считается диагностическим признаком гипокальциемии у крупного рогатого скота.⁴³ Традиционный пищевой метод ограничения возникновения клинической и субклинической гипокальциемии включал в себя ограничение потребления кальция до отела, так что общий поглощенный кальций на голову был менее 20 г/день. Это стимулировало секрецию бычьего паратиреоидного гормона (ПТГ) и увеличивало костную резорбцию кальция. Этот метод был в значительной степени заменен с появлением катион-анионного баланса (DCAD). Уравнение для DCAD имеет вид (Na + K) - (S + Cl). Так как потребление натрия поддерживается на минимальном уровне в течение непосредственного предродового периода в качестве средства ограничения отека вымени, а чрезмерное кормление серой имеет отрицательные последствия, это уравнение на практике может быть упрощено до (K - Cl). Анионные соли, такие как хлорид аммония, хлорид кальция и сульфат магния (используемые в основном в качестве источника магния, а также в качестве подкислителя), используются для создания состояния компенсированного метаболического ацидоза. Новые коммерческие ингредиенты - обычно это белковый носитель, обработанный либо соляной кислотой, либо органической кислотой, либо комбинацией органических кислот - выполняют ту же функцию, что и анионные соли. Этот метод профилактики гипокальциемии был описан Zeisel и Holmes-McNary¹³ . Чрезмерное подкисление нежелательно, так как оно увеличивает потребность в калориях у коровы в попытке компенсировать рост метаболического ацидоза. Обычно это происходит в виде увеличения частоты дыхания, чтобы снизить кислотную нагрузку. Снижение потребления СВ также связано с компенсированным метаболическим ацидозом и ухудшается с увеличением его степени. Коровам обычно дают эти подкисляющие рационы в течение 3 недель непосредственно перед отелом, когда они уже мобилизуют жировую ткань и снижают потребление СВ. Для успеха этой программы необходим тщательный мониторинг рН мочи как средства контроля степени компенсированного метаболического ацидоза.

Магний играет важную роль в гомеостазе кальция и, как следствие, может способствовать гипокальциемии при недостаточном уровне в рационе.^42,44 Гипомагниемия может подавлять секрецию ПТГ, что приводит к низкому содержание кальция, а также мешать взаимодействию ПТГ с тканямимишенями.⁴⁴ Высокое содержание калия в рационе снижает всасывание магния в рубце, а также снижает эффективность программы с анионными солями. Рекомендуется, чтобы содержание магния в рационе крупного рогатого скота составляло от 0,35 до 0,4% сухого вещества, чтобы обеспечить адекватную абсорбцию.⁴⁴

Микроэлементы присутствуют в тканях в очень низких концентрациях, а их потребности выражены в миллиграммах или микрограммах. Для молочного скота представляют важность такие микроэлементы как кобальт, медь, йод, железо, марганец, молибден, селен, цинк и, возможно, хром и фтор.³⁸

Микроэлементы являются компонентами металлоферментов, гормонов и кофакторов функциональных белков или ферментов, которые участвуют во многих аспектах энергетического и белкового обмена, синтеза гормонов и иммунной функции.^38,45 Бесплодие у крупного рогатого скота, включая снижение активности яичников, снижение оплодотворяемости, увеличение дистоции, абортов и отсроченное наступление половой зрелости связано со специфической ферментативной дисфункцией, вызванной дефицитом одного или нескольких минералов.⁴⁶ У быков дефицит микроэлементов связан с уменьшением сперматогенеза, снижением либидо, увеличением числа аномальных сперматоцитов и уменьшением размера семенников.^39,45 Микроэлементы влияют на размножение прямо или косвенно через множество функциональных белков и ферментных систем. Например, селен (Se) хорошо известен своей ролью кофактора в ферменте глутатионпероксидазе, важном антиоксиданте, который присутствует во всех жидкостях организма, органах и в клетках, включая сперму и клетки яичника.⁴⁵ Такая антиоксидантная активность помогает поддерживать клеточную функцию на фоне окислительного стресса, улучшает клеточный иммунитет и, в сочетании с другими антиоксидантами, такими как витамин Е, может улучшать оплодотворение, уменьшать вероятность задержания плодных оболочек и снижать частоту возникновения кистозных заболеваний яичников.^47,48 Витамины, так же как микроэлементы, являются кофакторами. Витамины, необходимые молочному скоту, классифицируются как жирорастворимые (A, D, E и K) или водорастворимые (витамины группы B и витамин C).³⁸ Водорастворимые витамины вырабатываются микрофлорой рубца и их истинный недостаток у крупного рогатого скота при функционировании рубца возникает крайне редко.³⁸ Витамины А и Е - единственные, в которых действительно есть пищевая потребность, поскольку витамин D вырабатывается при ультрафиолетовом (УФ) излучении кожи, а витамин К бактериями рубца и кишечника.³⁸ Однако, на практике рекомендуется добавлять сухостойным коровам 20 000–30 000 МЕ витамина D в день для обеспечения надлежащего усвоения кальция⁴⁴ и компенсации дефицита витамина D у животных, не получающих достаточного ультрафиолетового излучения для его синтеза. Недостаточность УФоблучения распространена у молочного скота, проживающего в крайних северных и южных широтах. Витамины и микроэлементы также синергетически взаимосвязаны. Витамин Е и селен обладают одинаковыми характеристиками и оказывают бережное воздействие на ткани.⁴⁹ Оба способствуют антиоксидантной активности и поддерживают здоровье и функции клеток. Селен способствует межклеточной, внутриклеточной и внеклеточной активности, а витамин Е сохраняет целостность клеток, защищая клеточную мембрану.⁴⁵

Проблемы витаминно-минеральных добавок

Как обсуждалось ранее, микроэлементы и витамины необходимы для правильного функционирования иммунной системы, клеточного здоровья и синтеза гормонов, которые необходимы для послеродовой инволюции матки, здоровья репродуктивного тракта и возобновления нормальной эстральной цикличности после отела. Ранее было установлено, что новотельные коровы, страдающие от послеродовых заболеваний, таких как задержание последа и метрит, имеют в итоге плохую репродуктивную функцию и увеличение дней лактации.⁶ Однако, усугубляет эту проблему еще и то, что примерно за месяц до отела происходит материнская передача сохраненных микроэлементов от матки к тканям плода.

Исследования показали, что происходит перенос меди, марганца, цинка и селена, которые являются наиболее лимитирующими микроэлементами в отношении выживания и развития плода и новорожденного.^50–52 Кроме того, переход витаминов А и Е в молозиво происходит при отеле и является источником этих витаминов для теленка после рождения.^52,53 Материнская передача микроэлементов необходима для здоровья теленка, но эта передача происходит за счет внутренних запасов коровы в период снижения потребления СВ и иммуносупрессии, которые возникают до отела.⁵⁴ Кроме того, риску минерального дефицита и возникновения заболевания способствует проблема минерального антагонизма или отрицательных минеральных взаимодействий, которые снижают абсорбцию в желудочно-кишечном тракте, а также проявляют системную антагонистическую активность. Избыток серы, обнаруженный в высушенных дистиллятах зерна, патоки и воды, снижает поглощение меди в желудочно-кишечном тракте за счет образования сульфида меди.^55,56 Селен и сера физически и химически схожи, и, когда в рационе присутствует избыточное количество серы, конкуренция за абсорбцию может привести к снижению абсорбции селена.⁵⁷ Помимо серы уровни кальция, превышающие 1% сухого вещества в рационе, снижают абсорбцию селена из природных источников.⁵⁸ Системный антагонизм ферментативной функции меди может возникнуть, если чрезмерное потребление серы сочетается с чрезмерным потреблением молибдена, что приводит к образованию тиомолибдата в рубце, в результате чего снижается абсорбция меди в желудочно-кишечном тракте.^59,60 Кроме того, тиомолибдат абсорбируется и блокирует системную функцию меди и увеличивает экскрецию меди печенью с желчью, что приводит к симптомам дефицита меди.⁵⁵ Субклинические дефициты микроэлементов, возникающие из-за антагонизма, материнской передачи их или снижения СВ до отела, могут сохраняться в период лактации, потенциально ухудшая репродуктивную функцию. Диетологи решают проблему дефицита микроэлементов путем обеспечения необходимого количества микроэлементов в рационе, снижения потенциальных отрицательных минеральных взаимодействий или антагонизма, а также включения микроэлементов с улучшенной биодоступностью, таких как хелаты или органические микроэлементы.⁵⁵ Изучение форм микроэлементов, их функций и добавок продолжает оставаться активной областью исследований. Недавние исследования показали пользу для здоровья, когда микроэлементы поставляются в качестве дополнительной добавки или парентерально вводятся коровам, которые получают дополненный рацион. Такие преимущества для репродуктивного и физического здоровья коровы были продемонстрированы в опытах с добавками селена и витамином Е. Кроме того, недавние исследования показали улучшение состояния матки и уменьшение популяции бактерий, вызывающих метрит, когда инъецируемый микроэлементный препарат, содержащий цинк, марганец, селен и медь, вводился в сухостойный период и в начале лактации.^47,48,61,62

Заключение

Благодаря генетической селекции, экономическому давлению, нацеленному на увеличение производства молока и поддержание прибыльности, современная молочная корова стала физиологическим атлетом. Тем не менее, создание современной молочной коровы привело к множеству проблем с воспроизводством и здоровьем. Постоянное решение этих проблем с помощью исследований позволило лучше понять, как превентивно разрабатывать рационы и протоколы здоровья стада, чтобы обеспечить успешную лактацию.

Список литературы

1. Kimura K, Goff J, Kehrli M, Reinhardt T. Снижение функции нейтрофилов как причина задержания последа у молочного крупного рогатого скота. J Dairy Sci 2002;85:544–550.

2. Ishikawa H. Исследование функции лимфоцитов у коров в околородовой период и новорождённых телят. Jpn J Vet Sci 1987;49:469.

3. Kashiwazaki Y, Maede Y, Namioka S. Трансформация лимфоцитов периферической крови крупного рогатого скота в околородовой период. Jpn J Vet Sci 1985;47:337.

4. Kehrli M, Nonnecke B, Roth J. Изменения функции нейтрофилов у крупного рогатого скота в околородовой период. Am J Vet Res 1989;50:207–214.

5. Kehrli M, Nonnecke B, Roth J. Изменения функции лимфоцитов у крупного рогатого скота в околородовой период. Am J Vet Res 1989;50:215–220.

6. Giuliodori M, Magnasco R, Becu-Villalobos D, Lacau-Mengido I, Risco C, de la Sota R. Метрит у молочных коров: факторы риска и репродуктивные показатели. J Dairy Sci 2013;96:3621–3631.

7. Ghavi H, Ardalan M. Индивидуальные факторы риска задержания последа, метрита и клинического мастита у коров голштинской породы. Vet Res Commun 2011;3:345–354.

8. Lessard M, Gagnon N, Godson D, Petit H. Влияние отёла и рационов, обогащённых полиненасыщенными жирными кислотами n-3 или n-6, на иммунный ответ молочных коров в переходный период. J Dairy Sci 2004;87:2197–2210.

9. Allen M, Bradford B, Oba M. Обзор по приглашению редакционной коллегии: теория печёночного окисления в регуляции потребления корма и её применение к жвачным животным. J Anim Sci 2009;87:3317–3334.

10. McArt J, Nydam D, Oetzel G. Эпидемиология субклинического кетоза у молочного крупного рогатого скота в начале лактации. J Dairy Sci 2012;95:5056–5066.

11. Gille A, Bodor ET, Ahmed K, Offermanns S. Никотиновая кислота: фармакологические эффекты и механизм действия. Annu Rev Pharmacol Toxicol 2008;48:79–106.

12. Yuan K, Shaver R, Bertics S, Espineira M, Grummer R. Влияние ниацина, защищённого от расщепления в рубце, на липидный обмен, окислительный стресс и продуктивность молочных коров в переходный период. J Dairy Sci 2012;95: 2673–2679.

13. Zeisel S, Holmes-McNary M. Холин. В кн.: Rucker RB, Suttie JW, McCormick DB (ред.) Справочник по витаминам , 3-е изд. Нью-Йорк: Marcel Dekker, 2001, с. 513–528.

14. Lima F, Sa Filho M, Greco L и др. . Влияние кормления холином, защищённым от расщепления в рубце (RPC), на лактацию и обмен веществ. J Dairy Sci 2007;90(доп. 1):174.

15. Duffield T, Rabiee A, Lean I. Метаанализ влияния монензина на лактирующий молочный крупный рогатый скот. Часть 3. Здоровье и воспроизводство. J Dairy Sci 2008;91:2328–2341.

16. Allen M. Влияние рациона на краткосрочную регуляцию потребления корма лактирующим молочным крупным рогатым скотом. J Dairy Sci 2000;83:1598–1624.

17. Allen M, Piantoni P. Метаболическая регуляция потребления корма: значение для метаболических заболеваний новотельных коров. Vet Clin North Am Food Anim Pract 2013;29:279–297.

18. Rajala-Schultz P, Saville W, Frazer G, Wittum T. Связь между содержанием азота мочевины в молоке и плодовитостью молочных коров в штате Огайо. J Dairy Sci 2001;84:482–489.

19. De Wit A, Cesar M, Kruip T. Влияние мочевины при созревании in vitro на созревание ядра и развитие эмбрионов из кумулюс-ооцитарных комплексов крупного рогатого скота. J Dairy Sci 2001;84:1800–1804.

20. Ocon O, Hansen P. Повреждение ооцитов и преимплантационных эмбрионов крупного рогатого скота под действием мочевины и кислой среды. J Dairy Sci 2003;86: 1194–1200.

21. Hammon D, Wang S, Holyoak G. Влияние аммиака на развитие и жизнеспособность преимплантационных эмбрионов крупного рогатого скота. Anim Reprod Sci 2000;59:23–30.

22. Hammon D, Holyoak G, Dhiman T. Связь между уровнем азота мочевины в плазме крови и концентрациями азота мочевины и аммиака в жидкостях репродуктивного тракта молочных коров на ранней стадии лактации. Anim Reprod Sci 2005;86:195–204.

1. Britt J. Влияние обмена веществ в ранний послеродовой период на развитие фолликулов и плодовитость. В кн.: Материалы 24-й ежегодной конференции Американской ассоциации ветеринарных специалистов по крупному рогатому скоту, сентябрь 18–21, 1991, Орландо . Оберн, штат Алабама: American Association of Bovine Practitioners, 1991, с. 39–43.

2. Lucy M, Thatcher W, Staples C. Функции организма после отёла: взаимосвязь питания и физиологических процессов. В кн.: Van Horn HH, Wilcox CJ (ред.) Управление крупным молочным стадом . Шампейн, штат Иллинойс: American Dairy Science Association, 1992, с. 135–145.

3. Sartori RR, Sartor-Bergfelt R, Mertens S, Guenther J, Parrish J, Wiltbank M. Оплодотворение и раннее эмбриональное развитие у тёлок и лактирующих коров летом, а также у лактирующих и сухостойных коров зимой. J Dairy Sci 2002;85:2803–2812

4. Jorritsma R, César M, Hermans J, Kruitagen C, Kruip T. Влияние неэтерифицированных жирных кислот на клетки гранулёзы крупного рогатого скота и потенциал развития ооцитов in vitro. Anim Reprod Sci 2004;81:225–235.

5. Vanholder T, Lmr Leroy J, Van Soom A и др. . Влияние неэтерифицированных жирных кислот на стероидогенез и пролиферацию тека-клеток крупного рогатого скота in vitro. Anim Reprod Sci 2006;92:51–63.

6. de Heredia F, Gomez-Martinez S, Marcos A. Ожирение, воспаление и иммунная система. Proc Nutr Soc 2012;71:332–338.

7. Kushibiki S, Hodate K, Shingu H и др. . Влияние длительного введения рекомбинантного бычьего фактора некроза опухоли альфа на обмен глюкозы и секрецию гормона роста у бычков-кастратов. Am J Vet Res 2001;62:794–798.

8. Kushibiki S, Hodate K, Shingu H и др. Инсулинорезистентность, вызванная фактором некроза опухоли альфа у бычков-кастратов молочных пород, частично устраняется 2,4-тиазолидиндионом. Domest Anim Endocrinol 2001;21:25–37.

9. Bradford B, Mamedova L, Minton J, Drouillard J, Johnson B. Ежедневное введение фактора некроза опухоли альфа повышает содержание триглицеридов в печени и изменяет уровень транскриптов генов, участвующих в обмене веществ, у лактирующего молочного крупного рогатого скота. J Nutr 2009;139:1451–1456.

10. Oltenacu P, Ekesbo I. Эпидемиологическое исследование клинического мастита у молочного крупного рогатого скота. Vet Res 1994;25:208–212.

11. Kelton D, Petersson C, Leslie K, Hansen D. Связь между клиническим маститом и стельностью на молочных фермах Онтарио. В кн.: Материалы 2-го Международного симпозиума по маститу и качеству молока , 2001, с. 200–202. Доступно по адресу http://www.nmconline. org/articles/preg.pdf

12. Gwazdauskas F, Thatcher W, Wilcox C. Физиологические, средовые и гормональные факторы во время осеменения, которые могут влиять на зачатие. J Dairy Sci 1973;56:873.

13. Jordan E. Влияние теплового стресса на воспроизводство. J Dairy Sci 2003;86(доп. вып. E):E104–E114.

14. Perkins T, Dew R, Chestnut A, McCorkill A, Cantrell S, Watkins L. Потребление осмолита, включённого в минеральную добавку свободного доступа, и его влияние на упитанность, сохранность волосяного покрова и температуру тела мясного крупного рогатого скота при выпасе на овсяницевых пастбищах. В: Южное отделение Американского общества зоотехнии , 2009, с. 9 (аннотация).

15. Gillund P, Reksen O, Gröhn Y, Karlberg K. Связь упитанности с кетозом и показателями воспроизводства у норвежских молочных коров. J Dairy Sci 2001;84:1390–1396.

16. National Research Council. Потребности молочного скота в питательных веществах , 7-е переработанное изд. Вашингтон, округ Колумбия: National Academies Press, 2001.

17. Hurley W, Doane R. Новые данные о роли витаминов и минеральных веществ в воспроизводстве. J Dairy Sci 1989;72:784–804.

18. Risco C, Reynolds J, D. Hird D. Выпадение матки и гипокальциемия у молочных коров. J Am Vet Med Assoc 1984;185:1517.

19. Lean I, DeGaris P, McNeil D, Block E. Гипокальциемия у молочных коров: метаанализ и пересмотр теории катионно-анионного баланса рациона. J Dairy Sci 2006;89:669–684.

20. Oetzel G. Влияние применения геля хлорида кальция на частоту заболеваний в околородовой период у молочных коров. J Am Vet Med Assoc 1996;209:958–961.

21. Goff J. Патофизиология нарушений обмена кальция и фосфора. Vet Clin of North Am Food Anim Pract 2000;16:319–337.

22. Suttle NF. Минеральное питание сельскохозяйственных животных , 4-е изд. Уоллингфорд, Великобритания: CABI, 2010.

23. Hidiroglou M. Дефицит микроэлементов и плодовитость жвачных животных: обзор. J Dairy Sci 1979;62:1195–1206.

24. Serguson E, Murray F, Moxon A, Redman D, Conrad H. Селен и витамин E: роль в оплодотворении яйцеклеток крупного рогатого скота. J Dairy Sci 1976;60:1001–1003.

25. Harrison J, Hancock D, Conrad H. Витамин E и селен в воспроизводстве молочных коров. J Dairy Sci 1984;67:123–132.

26. Miller W. Минеральное и витаминное питание молочного скота. J Dairy Sci 1981;64:1196–1206.

27. Gooneratne S, Christensen D. Исследование обеспеченности медью материнского организма и концентрации меди в тканях плода у крупного рогатого скота в Саскачеване. Can J Anim Sci 1989;69:141–150.

28. Abdelrahman M, Kincaid R. Накопление меди, марганца, цинка и селена в тканях плода крупного рогатого скота на разных стадиях стельности. J Dairy Sci 1993;76:3588–3593.

29. Kincaid R, Hodgson A. Связь концентрации селена в крови телят с содержанием селена в крови матери и дополнительным поступлением селена. J Dairy Sci 1989;72:259–263.

30. Meglia G, Holtenius K, Petersson L, Ohagan P, Persson Waller K. Прогнозирование обеспеченности молочных коров в околородовой период витамином A, витамином E, селеном и цинком по пробам крови, взятым в середине сухостойного периода. Acta Vet Scand 2004;45,119–128.

31. Hayirli A, Grummer R, Nordheim E, Crump P. Влияние особенностей животных и рациона на потребление корма голштинскими коровами в переходный период перед отёлом. J Dairy Sci 2001;86:3430–3443.

32. Ledoux D, Shannon M. Биодоступность микроэлементов и их антагонисты в обмене веществ жвачных животных. В: 16-й ежегодный Флоридский симпозиум по питанию жвачных животных , 2005, с. 23–37.

33. Arthington J, Pate F. Влияние добавок на основе кукурузы и патоки на обеспеченность микроэлементами тёлок мясных пород. J Anim Sci 2002;80: 2787–2791.

34. Ivancic J, Weiss W. Влияние содержания серы и селена в рационе на баланс селена у лактирующих голштинских коров. J Dairy Sci 2001;84:225–232.

35. Harrison J, Conrad H. Влияние кальция в рационе на усвоение селена нелактирующими молочными коровами. J Dairy Sci 1984;67: 1860–1864.

36. Mason J. Тиомолибдаты: посредники токсического действия молибдена и ингибиторы ферментов. Toxicology 1986;42:99–109.

37. Mason J. Биохимический патогенез синдромов дефицита меди, вызванного молибденом, у жвачных животных: к завершению исследования. Irish Vet J 1990;43:18–22.

38. Machado V, Oikonomou G, Bicalho M, Knauer W, Gilbert R, Bicalho R. Исследование разнообразия микробиоты матки молочных коров после отёла методом метагеномного пиросеквенирования гена 16S рРНК. Vet Microbiol 2012;159:460–469.

39. Machado V, Bicalho M, Pereira R и др. Влияние инъекционной добавки микроэлементов, содержащей селен, медь, цинк и марганец, на здоровье и продуктивность лактирующих голштинских коров. Vet J 2013;197:451–456.

40. Oetzel G, Olson J, Curtis C, Fettmann M. Применение хлорида аммония и сульфата аммония для профилактики родильного пареза у молочных коров. J Dairy Sci 1988;71:3302–3309.