Оценка состояния метаболизма у высокопродуктивных коров

//ОЦЕНКА СОСТОЯНИЯ МЕТАБОЛИЗМА У ВЫСОКОПРОДУКТИВНЫХ КОРОВ

Н.В. Самбуров, Л.И. Кибкало, Е.Я. Лебедько

Аннотация. Изучены показатели крови, характеризующие белковый, углеводный, липидный и минеральный обмены у высокопродуктивных черно-пестрых коров на протяжении лактации и в сухостойный период. Выявлено повышение в пик лактации общего белка, альбуминов, глюкозы, холестерола и фосфолипидов, а в период глубокой стельности - общего белка, альбуминов, у-глобулинов, кальция и неорганического фосфора.

Ключевые слова: высокопродуктивные коровы, метаболизм, лактация, общий белок, фракции белка, глюкоза, аспартатаминотрансфераза, аланинаминотрансфе-раза, глюкоза, липиды.

В последние годы, благодаря принятым в стране программам, улучшения селекционно-племенной работы наметилась тенденция роста молочной продуктивности коров. Удой на корову во всех категориях хозяйств в 2009 г. составил 3737 кг, 2010 г. - 3776 кг [1, 2]. Значительно выше продуктивность животных, содержащихся в племенных хозяйствах. Молочная продуктивность коров в племзаводах достигла 6328 кг, племрепродукторах - 5420 кг. Из пробонитированного поголовья доминирующее положение занимают животные черно-пестрой породы (57,92%) [3].

Отечественный черно-пестрый скот хорошо приспособлен к местным условиям, имеет среднюю продуктивность. Получение высокопродуктивных особей, как известно, всегда было стратегическим направлением в племенной работе. Поэтому в селекционных программах по улучшению коров черно-пестрой породы применяется их скрещивание с высокоценными производителями голштинской породы, являющейся лучшей в мире по продуктивности и технологичности. При этом учитывается то, что местный скот обладает биологической устойчивостью, адаптирован к конкретным условиям, а прилитие крови животных зарубежной селекции с высоким генетическим потенциалом продуктивности позволяет получать у потомства значительную прибавку в показателях надоев. По таким схемам в стране создан ряд типов высокопродуктивных животных. В настоящее время относительная численность голштинских коров черно-пестрой масти равна 5,2%, а их удой 6788 кг при содержании жира 3,88% [4, 3].

При совершенствовании молочного скота большое значение приобретает продолжительность использования полученных типов и линий животных. Высокопродуктивные коровы отличаются высокой трансформацией элементов питания в молоко, их затраты на единицу продукции значительно ниже, такие животные характеризуются повышенной интенсивностью метаболических процессов [5]. Сформировались эти особенности в процессе длительной селекции в направлении молоко-образования, и эта односторонняя направленность в свою очередь подавляет, а иногда и нарушает деятельность большинства органов и систем организма, который функционирует на пределе физиологических возможностей [6]. Развитию нарушений обмена веществ способствуют и погрешности в организации кормления животных. В результате ежегодно преждевременно выбраковывается 25...30°/о высокопродуктивных коров, а их средний срок эксплуатации составляет 2,3.3 лактации [7, 8].

Для разработки рекомендаций по сохранению здоровья, увеличению продолжительности эксплуатации высокопродуктивных коров необходимы дополнитель-

ные данные об особенностях функционирования их организма, причинах нарушений обмена веществ и механизме развития последних.

В связи с этим целью данной работы являлось изучение уровня метаболических процессов в организме высокопродуктивных голштинизированных чернопестрых коров на протяжении лактации и в сухостойный период.

Научно-производственный опыт проводили на ферме ФГУП «Учхоз „Знаменское“» Курской ГСХА на 2 группах коров в возрасте 3-4 лактаций (по 10 голов в каждой). Группы формировали с учетом происхождения, возраста, времени отела и уровня молочной продуктивности за предыдущую лактацию. В 1 группу вошли коровы с удоем 7000 кг и более, во 2 - 6500. 6999 кг. Кормление коров проводили по детализированным нормам ВИЖ с учетом их живой массы и молочной продуктивности. В зимний период животные находились на привязном содержании, летом выпасались на естественных пастбищах и дополнительно получали зеленую подкормку и концентраты.

Кровь у коров отбирали пункцией яремной вены в одно и то же время до утреннего кормления на 1, 3, 5 и 10 месяцах лактации и за месяц до отела. В цельной крови или ее сыворотке общепринятыми методами определяли концентрацию белка и его фракций, глюкозы, общих липидов, холестерола, фосфолипидов, минеральных веществ - кальция и неорганического фосфора [9].

Полученные цифровые данные обрабатывали методом вариационной статистики на ПК с использованием стандартного пакета в программе Microsoft Ехсе1.

Живая масса коров 1 группы по сравнению со 2 была больше на 11 кг, а по уровню молочной продуктивности соответственно на 525,9 кг (таблица 1). Содержание жира в молоке подопытных коров было одинаковым. Разность по выходу молочного жира у животных сравниваемых групп составила 19,5 кг. Выход молока на 100 кг живой массы (коэффициент молочности) у коров 1 группы был равен 1250 кг, второй - 1182 кг. В начале лактации процесс молокооб-разования у коров был достаточно интенсивным (рисунок 1). Наиболее высокие среднемесячные удои регистрировались на втором и третьем месяцах лактации: 1 группа 927-871 кг; 2 - 897-868 кг. Важным показателем, характеризующим процесс молокообразования, является постоянство лактации: отношение удоя за 4-6 месяцы лактации к удою за 1-3 месяцы, выраженное в процентах. Этот показатель у коров 1 группы составил 100,9%, 2 - 108,7%. Относительно низкий показатель постоянства лактации у более продуктивных животных обусловлен тем, что на 5 месяце лактации удои у них были ниже, чем у коров 1 группы. В то же время животные 1 группы продуцировали практически одинаковое количество молока в течение 5 и 6 месяцев лактации (813 и 810 кг), тогда как во 2 группе удои пошли на спад.

Таблица 1 - Живая масса и продуктивность коров

Г руппа Живая масса, кг Удой, кг МДЖ

% кг

Первая 580,4±1,9 7255,6±38,8 3,68±0,01 267,14±1,51

Вторая 569,4±1,5 6729,7±48,5 3,68±0,01 247,63±1,62

Молочная продуктивность коров во многом зависит от интенсивности и направленности обменных процессов в организме. Физиологические нормы концентрации общего белка в крови коров подвержены значительным колебаниям. Так, по данным И.П. Кондрахина и соавт. [9] уровень общего белка в крови клинически здоровых коров составляет 72. 86 г/л, а по сведениям

уменьшение концентрации общего белка в крови коров в изучаемые периоды происходило в результате изменения одной или нескольких фракций белка. Для сухостойного периода характерно повышение содержания альбуминов и у-глобулинов. Величина коэффициента А/Г варьировала от 0,70 до 0,75.

Учитывая напряжение всех функций организма животных в период лактации можно было ожидать повышение активности ферментов переаминирования. Известно, что после родов в вымени происходит ускоренное деление железистых клеток, возрастает концентрация нуклеиновых кислот. Наибольшую активность ас-партатаминотрансферазы (АсАТ) и аланинаминотранс-феразы (АлАТ) отмечали на 1, 2 и 5 месяцах лактации (рисунок 2). У коров 1 группы содержание АсАТ и АлАТ в крови соответственно изменялось от 62,49±1,51 до 65,44±1,35 ИЕ/л и от 28,96±0,85 до 31,60±0,90 ИЕ/л, 2 группы - от 59,76±0,83 до 61,74±0,88 ИЕ/л и от 29,50±0,61 до 31,65±0,52 ИЕ/л.

Основным источником энергии у взрослых жвачных являются летучие жирные кислоты (ЛЖК) и в первую очередь ацетат, за счет которого восполняется 50.70% энергии, расходуемой организмом. В пик лактации потребность организма коров в углеводах не всегда обеспечивается их поступлением с кормами, при суточном удое 30.35 кг рацион должен содержать не менее 2,5 кг сахара [11]. Наши наблюдения показали,

Таблица 2 - Протеинограмма сыворотки крови коров, г/л

Месяц лактации Общий белок Альбумины а-глобулины р-глобулины у-глобулины А/Г

81,2±0.8 33,4±0.4 12.9±0,1 9,5±0,2 25,4±0.2 0,70

80,5±0,7 34,2±0,3 11,8±0,1 9,4±0,1 25,1±0,2 0,74

83,6±0.7 35,5±0.3 12,1±0,1 10.0±0,1 26,0±0.2 0,74

3 80,7±0,8 34,3±0,4 11,9±0,1 9,4±0,1 25,1±0,3 0,73

80,3±0.7 34,2±0.3 11.6±0,1 9.4±0.1 25,1±0.2 0,74

79,7±0,6 34,0±0,2 11,5±0,1 9,2±0,1 25,0±0,2 0,74

81,0±0.8 34.5±0.3 12.0±0,1 9,3±0,1 25,2±0.3 0,74

10

79,7±0,7 34,1±0,3 11,5±0,1 9,1±0,1 25,0±0,2 0,75

Сухостой- 83,9±0,5 35,7±0.2 12,2±0,1 9,7±0,1 26,3±0.2 0,74

ный период 83,3±0,7 34,7±0,3 13,4±0,1 9,9±0,1 25,3±0,2 0,71

Примечание: в числителе первая группа, в знаменателе вторая группа

60 50 ^ 40 ш 30 20 10 0

сухостойный 1 мес 3 мес 5 мес 10 мес период

месяцы лактации

АсАт 1 группа щАсАт 2 группа щА.лАт 1 группа щА.лАт 2 группа

Рисунок 2 - Активность ферментов переаминирования

коров

В.М. Холода и Г.Ф. Ермолаева [10] - 60.89 г/л. Концентрация общего белка в крови животных характеризует общую обеспеченность организма питательными и пластическими веществами и во многом определяется функцией печени, поскольку в ней синтезируются важнейшие белки сыворотки крови. В наших исследованиях содержание общего белка в крови животных 1 группы в среднем было в пределах 82,0±0,7 г/л, 2 - 80,8±0,7 г/л (таблица 2). Повышенный уровень общего белка в крови коров со средней продуктивностью 7255,6 кг, по-видимому, связан с более интенсивным течением метаболических процессов. Содержание общего белка в крови подопытных животных было наибольшим на 3 месяце лактации (период интенсивного молокообразо-вания) и в сухостойный период. Увеличение или

что концентрация глюкозы в крови подопытных коров в первый месяц лактации понижена, вероятно, вследствие несоответствия поступления энергии с кормом и расхода ее на метаболические процессы и образование молока (рисунок 3). На 3 месяце лактации отмечали повышение уровня глюкозы в крови животных, по-видимому, связанное с усилением соматотропной функции гипофиза и других гипергликемических гормонов. По мере затухания лактации и роста плода происходит перестройка гормонального статуса организма коров, увеличивается секреция инсулина, что приводит к снижению концентрации глюкозы в крови и часть ее резервируется в числе других питательных веществ, необходимых перед отелом и новой лактацией.

Метаболиты липидного обмена в сыворотке крови коров опытных групп в течение лактации и сухостойный период претерпевали следующие изменения. Мак-

симальный уровень общих липидов в наших исследованиях отмечался в первый месяц лактации, возможно, обусловленный усилением липидного обмена в связи с интенсивным лактогенезом (таблица 3). Относительно высокая концентрация общих липидов в пределах 5,29±0,06 - 5,21±0,06 г/л (1 группа) и 5,33±0,07 -5,19±0,07 г/л (2 группа) сохранялась до 5 месяца лактации, к окончанию ее и в сухостойный период этот показатель постепенно снижался. Среди классов липидов холестерол занимал 32,2.59,4% (1 группа) и

33,8.56,8% (2 группа), фосфолипиды - 33,8.56,6% и 33,5.49,9%, причем более высокое процентное содержание этих компонентов было на 5 месяце лактации. Количественное содержание холестерола у животных 1 группы на 5 месяце лактации по сравнению с первым было выше на 1,08 г/л, 2 - на 0,88 г/л, а фосфолипидов соответственно на 0,85 и 0,54 ммоль/л. Холестерол как

2,8

2,7

2,6

^ 2,5

с; ’

0

1 2,4 2,3 2,2 2,1

1 мес 3 мес 5 мес 10 мес

1 группа Ш2 группа

Рисунок 3 - Динамика глюкозы в крови коров

сухостойный

период

Т аблица 3 - Показатели липидного обмена

важный структурный элемент клеточных мембран участвует в образовании комплексов с белками внутренней митохондриальной мембраны. Поэтому он играет определенную роль в обновлении мембранных липидов молочной железы, осуществляя взаимодействие между ферментами липогенеза и предшественниками жира [12]. Из этого следует, что высокий уровень холестеро-ла в крови при интенсивном молокообразовании, вероятно, связан не только с обменом веществ, но и с увеличением количества железистой ткани вымени после

отела. На 10 месяце лактации и в сухостойный период концентрация холестерола снижалась вследствие его расходования на синтез стероидных гормонов и интенсивный рост плода. Коэффициент холестерол : фосфолипиды у коров 1 группы колебался в пределах 0,95. 1,46, а 2 группы - 1,01.1,23.

Концентрация кальция и неорганического фосфора в сыворотке крови подопытных коров находилась в пределах физиологических норм, различия между группами были незначительны (рисунок 4). Следует отметить, что уровень кальция снижался на 3 месяце лактации по сравнению с первым у животных 1 группы на 0,06 ммоль/л, 2 - на 0,05 ммоль/л. Понижение можно объяснить выведением кальция с молоком и усиленным синтезом последнего. В другие периоды лактации содержание кальция в крови колебалось в пределах 2,30.2,42 ммоль/л, а в сухостойный период достигало максимума 2,36±0,08 ммоль/л (1 группа) и 2,47±0,08 ммоль/л (2 группа).

Все виды обмена веществ в организме животных, как известно, связаны с превращением фосфорной кислоты. Фосфор входит в структуру нуклеиновых кислот, фосфорилирование обеспечивает кишечную адсорбцию, обмен аминокислот, гликолиз, прямое окисление углеводов, транспорт липидов. Нами установлено повышение концентрации фосфора в крови коров в течение лактации: 1 группа с 1,51 до 1,86 ммоль/л; 2 группа с 1,48 до 1,77 моль/л. В период глубокой стельности уровень этого элемента в среднем составлял

Показатели Месяцы лактации Сухостойный период

1 3 5 10

Первая группа

Общие липиды, г/л 6,22±0,07 5,29±0,06 5,21±0,06 4,94±0,06 4,38±0,05

Холестерол, г/л 2,00±0,04 2,78±0,05 3,08±0,05 2,86±0,05 2,60±0,04

Фосфолипиды, ммоль/л 2,10±0,07 2,45±0,13 2,95±0,22 1,96±0,05 1,83±0,04

Вторая группа

Общие липиды, г/л 6,12±0,08 5,33±0,07 5,19±0,07 4,79±0,09 4,73±0,06

Холестерол, г/л 2,07±0,02 2,69±0,04 2,95±0,04 2,92±0,09 2,63±0,03

Фосфолипиды, ммоль/л 2,05±0,03 2,54±0,11 2,59±0,12 2,37±0,10 2,21±0,09

1,86±0,11 ммоль/л и 1,79± 0,09 ммоль/л соответственно у животных 1 и 2 групп.

крови коров

Таким образом, полученные данные свидетельствуют о том, что характер изменения метаболизма у коров с продуктивностью 7255,6и 6729,7 кг молока за лактацию в изучаемые периоды не различался. В пик лактации в крови животных увеличивалась концентрация общего белка, альбуминов, глюкозы, холестерола и фосфолипидов, а в период глубокой стельности - общего белка, альбуминов, у-глобулинов, кальция и неорганического фосфора, что указывает на напряжение физиологических процессов организма.

Список использованных источников

1 Дунин, И. Племенные и продуктивные качества молочного скота в Российской Федерации / И.Дунин, А.Кочетков,

B. Шаркаев // Молочное и мясное скотоводство.- 2010.- № 6.-

C. 2-5.

2 Ежегодник по племенной работе в молочном скотоводстве в хозяйствах Российской Федерации (2010 г.) / И.М. Дунин, В.В. Шапочкин, Х.А. Амерханов и др.- М.: ВНИИплем, 2011.- 282 с.

3 Дунин, И. Основные характеристики молочного скотоводства в Российской Федерации / И. Дунин, А. Кочетков, В. Шаркаев // Молочное и мясное скотоводство.- 2011.- № 7.- С. 2-4.

4 Бурых, Т.Н. Сравнительное изучение скота чернопестрой, голландской и британо-фризской пород/ Т.Н. Бурых: автореф. дис. на соиск. учен. степ. канд.с.-х. наук.- М., 1988.14. с.

5 Chagas, L.M. Invited review: New perspectives on the roles of nutrition and metabolic priorities in the subfertility of high-producing dairy cows /, L.M. Chagas, J.J. Bass. D. Blache t.a. // J. Dairy Sci.- 2007.- № 90 (9).- P. 4022-4032.

6 Чомаев, А.М. Влияние различных факторов на воспроизводительную функцию высокопродуктивных коров / А.М. Чомаев, О.С. Митяшова // Зоотехния.- 2009.- № 5.- С. 27-29.

7 Мищенко, В.А. Анализ причин заболеваний высокопродуктивных коров / В.А. Мищенко // Вестник ОрелГАУ.-2008.- № 2.- С. 20-24.

8 Проблема продуктивных возможностей и производственного долголетия коров в Ленинградской области / К.В. Племяшов, Г.М. Андреев, Т. Дмитриева и др. // Межд. вест. ветеринарии.- 2008.- № 3.- С. 6-8.

9 Клиническая лабораторная диагностика в ветеринарии / И.П. Кондрахин и др.-М.: Агропромиздат, 1985.-287 с.

10 Холод, В.М. Справочник по ветеринарной биохимии / В.М. Холод, Г.Ф. Ермолаев. -Минск: Ураджай, 1988.- 168 с.

11 Курилов, Н. В. Физиология и биохимия пищеварения жвачных / Н.В. Курилов, А.П. Кроткова.- М.: Колос, 1971.432 с.

12 Алиев, А.А. Липидный обмен и продуктивность животных / А.А. Алиев.- М.: Колос, 1980.- 382 с.

Информация об авторах

Самбуров Николай Васильевич, доктор биологических наук, профессор кафедры разведения сельскохозяйственных животных и зоогигиены ФГБОУ ВПО «Курская ГСХА».

Кибкало Леонид Ильич, доктор сельскохозяйственных наук, профессор кафедры частной зоотехнии ФГБОУ ВПО «Курская ГСХА», тел. (4712) 53-08-54.

Лебедько Егор Яковлевич, доктор сельскохозяйственных наук, профессор ФГБОУ ВПО «Брянская ГСХА».