Системне запалення в результаті теплового стресу знижує продуктивність дійних корів

Зростання температур та частіші періоди інтенсивної спеки в останні роки привернули увагу до проблеми теплового стресу – не лише для людей, а й для молочної та м'ясної худоби. Вплив спеки на корів значний і багатогранний. Тепловий стрес не тільки зменшує споживання сухої речовини, а й викликає порушення в роботі кишечника (так званий «дірявий» кишечник),  окислювальний  стрес, зміни функцій рубця та системне запалення. Ці чинники ставлять під загрозу використання поживних речовин, імунну відповідь і загальну продуктивність тварин.

Дослідження на тваринах парного вигодовування, де корів у тепловому стресі порівнювали з коровами в більш комфортних умовах, але які отримували ту ж саму зменшену кількість корму, показали: лише близько 50% втрат у виробництві молока пов’язані зі зниженим споживанням корму. Решта 50% зумовлені фізіологічною реакцією на стрес, включаючи запалення та метаболічні порушення, які безпосередньо впливають на продуктивність (див. рисунок 1).

Малюнок 1: 1. Термонейтральниі умови, добре вигодовування . | 2. Тепловий стрес. | 3. Парне вигодовування.
Зміни структури  кишкової стінки у тварин під впливом  теплового стресу в порівнянні з тваринами, що перебувавли в термонейтральних умовах, та тваринами на парному вигодовуванні (отримували таку саму кількість корму, як і тварини в умовах теплового стресу).

Системне запалення у дійних корів в результаті теплового стресу

Одним із наслідків теплового стресу є втрата бар'єрної функції в товстому відділі кишечника що призводить до явища, яке називається «дірявим кишечником». У молочних корів з дірявим кишечником бактеріальні токсини потрапляють у кровообіг, і обумовлюють системне запалення. Це відволікає енергію від виробництва молока, що призводить до зниження надоїв і збільшення витрат на кожен літр.

Під час  запальної  реакції організм може витрачати до 1 кілограма глюкози протягом 12-годинного періоду. Крім того, системне запалення, спричинене дірявим кишечником  призводить до зниження апетиту та споживання сухої речовини. Поєднання зниженого споживання сухої речовини та використання глюкози для запальної реакції спричиняє значне падіння виробництва молока.

Ацидоз рубця і тепловий стрес викликають падіння виробництва жиру молочними коровами

У весняно-літній період є дві причини того, що вироблення молочного жиру падає. Перша причина – це високе кислотне навантаження на рубець, що виникає внаслідок високого рівня цукру та низького рівня клітковини весняної трави. Друга причина – тепловий стрес. Тепловий стрес є однією з основних причин дірявого кишечника. При підвищенні температури вода виходить з клітин слизової оболонки кишечника, спричиняючи ослаблення щільних з'єднань, які їх утримують разом. Це посилює проникність кишечника. До того ж, корови зменшують споживання сухої речовини, намагаючись регулювати температуру тіла шляхом зниження інтенсивності бродіння в рубці — одного з основних джерел внутрішнього тепла. Зменшення споживання сухої речовини також призводить до змін у структурі стінки кишечника, що, у свою чергу, сприяє розвитку «дірявого кишечника» та системної запальної реакції. Менша заповненість рубця знижує його буферну здатність, що стимулює підвищення кислотності середовища в рубці та подальше зменшення синтезу жиру в молоці.

Стратегії, спрямовані на зниження частоти виникнення «дірявого кишечника» та запалення, сприяють покращенню продуктивності дійних корів. Цього можна досягти шляхом впливу на процеси бродіння в товстому відділі кишечника, зокрема — шляхом підвищення рівня бутирату на цьому рівні. Бутират — це одна з основних летких жирних кислот (ЛЖК), яка утворюється в результаті ферментації як у рубці, так і в товстому кишечнику. Він є важливим джерелом енергії для корови, а також відіграє ключову роль у підтриманні цілісності кишкового бар’єру та зниженні запалення, допомагаючи відновлювати наслідки «дірявого кишечника».

Зменшіть наслідки "дірявого кишечника" та системного запалення у молочних корів, які страждають від теплового стресу, за допомогою Selko LactiBute

Selko LactiBute містить глюконат кальцію, який сприяє перетворенню молочної кислоти в бутират в товстому відділі кишечника. Цей зсув у напрямку вироблення бутиратів в товстому кишечнику  допомагає зміцнити кишковий бар'єр, зменшити запалення та знизити втрати поживних речовин2,3,4,5,6,7. Застосування Selko LactiBute також сприяє до збільшення кількості бактерій, які використовують леткі жирні кислоти у товстому кишечнику. Ріст цієї бактеріальної популяції покращує ефективність використання жиру – як із раціону, так і з жирових резервів тіла, що призводить до збільшення надоїв та вмісту жиру в молоці8,9,10,11.

У періоди теплового стресу вкрай важливо мінімізувати його негативний вплив на корів, щоб забезпечити високу ефективність використання корму. Зменшення споживання сухої речовини – це лише одна з причин зниження надоїв, тому не варто ігнорувати й іншу половину втрат, яка пов’язана з порушенням здоров’я товстого кишечника та розвитком запалення.

Застосування Selko LactiBute допомагає зменшити негативні наслідки «дірявого кишечника» та системного запалення у дійних корів, які перебувають у стані теплового стресу (див. рисунок 2).  


 Рисунок 2: рівні жиру та білка в молоці корів, яким згодовували Selko LactiBute протягом літа 2021 року, порівняно з рівнями жиру та білка влітку 2020 року, протягом цього періоду  Selko LactiBute не застосовувався.  

Посилання

  1. Koch, F, Thom, U, Albrecht, E, Wekard, R, Nolte, W, Kuhla, B. and C. Kuehn (2019). Heat stress directly impairs gut integrity and recruits distinct immune cell populations into the bovine intestine. Proc. Natl. Acad Sci. USA. May 21;116(21):10333-10338.
  2. Sanz-Fernandez, M.V, Daniel, J, Seymour, D.J, Kvidera, S.K, Bester, Z, Doelman, J. and J. Martín-Tereso (2020). Targeting the Hindgut to Improve Health and Performance in Cattle, Animals, 10: 1817.
  3. Watanabe, D.H.M, Doelman, J, Steele, M.A, Guan, L. and G. B. Penner (2020). Evaluating the effect of Ca-gluconate and Ca-butyrate on SCFA absorption and permeability of the gastrointestinal tract. J. Anim. Sci Vol. 97, Suppl. S3.
  4. McKnight, L.L, Doelman, J, Carson, M, Waterman, D.F. and J. A. Metcalf (2018). Feeding and postruminal infusion of calcium gluconate to lactating dairy cows. Can. J. Anim. Sci.
  5. Doelman, J, McKnight, L.L, Carson, M, Nichols, K, Waterman, D.F. and J. A. Metcalf (2019). Post-ruminal infusion of calcium gluconate increases milk fat production and alters fecal volatile fatty acid profile in lactating dairy cows. J. Dairy Sci. 102:1274–1280.
  6. Watanabe, D.H.M, Doelman, J, Steele, M.A, and G. B. Penner (2018). Effect of rumen protected Ca-gluconate on the performance, gastrointestinal tract development, digesta composition and total tract digestibility of lambs. J. Anim. Sci Vol. 96, Suppl. S3.
  7. Watanabe, D.H.M, Doelman, J. and G. B. Penner (2020) The effect of intestinal Ca-gluconate and Ca-butyrate on ruminal short-chain fatty acid (SCFA) absorption and SCFA concentrations in the gastrointestinal tract of heifers. WDCS conference, March 10-13.
  8. Seymour, D, J, Daniel, J.B, Martín-Tereso, J. and J. Doelman (2020). Effect of fat-embedded calcium gluconate on lactation performance and metabolism in dairy cattle. J. Dairy Sci, 103, S1.
  9. Seymour, D.J, Carson, M, Daniel, J.B, Sanz, M.V, Martín-Tereso, J. and J. Doelman (2020). Effect of fat-embedded calcium gluconate on lactation performance in high-yielding multiparous dairy cows in a commercial dairy setting. ASAS conference, July 19-23.
  10. Seymour, D.J, Daniel, J.B, Sanz, M.V, Martín-Tereso, J. and J. Doelman (2020). Efficacy of fat-embedded calcium gluconate on lactation performance in dairy cattle. ASAS conference, July 19-23.
  11. Seymour, D.J, Sanz-Fernandez, M.V, Daniel, J.B, Martín-Tereso, J. and J. Doelman (2021). Effects of supplemental calcium gluconate embedded in a hydrogenated fat matrix on lactation, digestive, and metabolic variables in dairy cattle. J. Dairy Sci. 104:7845–7855.