Кетоз для любителей и профессионалов

Источник: The DairyNews
Когда речь заходит о кетозе и смещении сычуга, большинство российских производителей молока говорят, что это проблема, в которой они «хорошо разбираются и держат ее под контролем», и которая не приносит им значительных экономических убытков.
Ян Хамфри-Смит
Ян Хамфри-Смит
Глава частного инвестиционного фонда Сколково РусИнновации

Однако на практике все не так просто.

В реальности кетозом может быть поражено от 30% до 60% коров в стаде, при этом заболевание в большинстве случаев носит субклинический характер. Более  упитанные коровы (набравшие большое количество баллов по шкале оценки физического состояния) часто сталкиваются с проблемами во время отела, при этом у них также наблюдаются трудности с оплодотворением при искусственном осеменении. Эти же коровы более склонны к другим заболеваниям обмена веществ и нуждаются в оказании ветеринарной помощи  по многим направлениям.  Молочное производство может терпеть значительные убытки в течение года, так как коровы, больные кетозом, с большой степенью вероятности болеют и маститом. Животные, страдающие кетозом и не дающие положительного ответа на терапию, должны быть удалены из молочного стада.  В соответствии с данными исследований, субклинический кетоз увеличивает вероятность развития кисты яичников (бесплодия), метрита, клинического кетоза, смещения сычуга и задержания последа. Все это приводит к прямым финансовым убыткам в связи с увеличением количества отбракованных животных, нарушением воспроизводительной функции и снижением надоев.

Кетоз (или гиперкетонемия) и субклиниченский кетоз – это заболевание, характеризующееся наличием повышенного количества кетоновых тел, а именно ацетона, ацетоуксусной и бета-оксимасляной кислот, в крови, что, в свою очередь, оказывает отрицательное влияние на объемы удоев, состояние здоровья животного и доходность молочного производства в целом. Кетоз представляет собой заболевание обмена веществ, которое развивается в результате формирования отрицательного энергетического баланса в организме коровы, при этом зачастую не диагностируется и протекает скрыто на многих сельскохозяйственных предприятиях.

Отел сам по себе является ожидаемым и значительным стрессом для молочных коров. Только грамотное управление этим процессом позволит избежать формирования отрицательного энергетического баланса или «энергетической бреши». Наиболее выраженно эта проблема проявляется у новотельных коров, т.е. в течение нескольких дней или недель после отела, и именно в этот промежуток времени, который также известен под названием «переходный» период, лечение животных должно проводиться особенно энергично (см. рисунок). Само собой разумеется, что за несколько дней до отела и сразу после него корова ест меньше и «энергетическая брешь» увеличивается, но если снижение аппетита будет продолжаться и дальше, у животного разовьется кетоз. Таким образом, оптимизация рациона новотельных коров является чрезвычайно важной задачей.

В интервал времени от поздних стадий стельности до раздоя обменные процессы в организме коровы и работа ее эндокринной системы претерпевают колоссальные изменения.  После отела потребность в глюкозе и в вырабатываемой энергии  возрастает в два-три раза. В этот период, когда животное испытывает физиологический стресс, ежедневное недополучение достаточного количества энергии, поступающей с кормом или питательными веществами, может привести в образованию «энергетической бреши». «Энергетическая брешь» возникает в связи с недостаточным уровнем сахара, а именно, глюкозы, в крови. Глюкоза является своеобразным универсальным «топливом», необходимым для осуществления энергетического обмена во всех клетках млекопитающих. 


Сегодня мы хорошо понимаем биологические механизмы развития кетоза.  Они тесно связаны с биохимическим циклом Кребса (циклом  трикарбоновых кислот), который был открыт и исследован Хансом Адольфом Кребсом на базе Университета Шеффилда в 30-х годах ХХ века. Вслед за этим он вынужден был покинуть занимаемую должность в университете из-за антисемитского законодательства, установленного нацистами, пришедшими к власти в Германии. Кребс выяснил, каким образом  клетки млекопитающих получают энергию из сахара и/или жирных кислот, и за этот по истине великий прорыв в науке в 1953 году он был удостоен Нобелевской премии в области физиологии и медицины. Процессы, лежащие в основе энергетического обмена веществ, определяют также, попадут ли кетоновые тела в кровь коровы в течение переходного периода, т.е. накануне отела и через короткий промежуток времени после него. Существует четкое разделение или «переломный момент» между тем, когда животное использует энергию, получаемую из дневного рациона питания в форме сахаров крови, или перерабатывает накопленный в организме жир и белок. Во второй ситуации развивается вредный побочный эффект в форме кетоза и/или субклинического кетоза вследствие усиленного жирового обмена, при этом в крови накапливается большое количество кетоновых тел. Традиционно животное считается заболевшим кетозом, если содержание бета-оксимасляной кислоты в литре крови равняется 1,4 ммоль или превышает это значение.

В интересах сельскохозяйственных производителей находится поддержание энергетического баланса в пользу метаболизма глюкозы (это наиболее благоприятный вариант, при котором энергия извлекается из пищевого комка, находящегося в рубце, и ежедневного рациона питания) путем уменьшения количества энергии, извлекаемой из накопленного в организме жира (что представляет собой неблагоприятный вариант, ведущий к развитию кетоза). При переходе к зависимости от накопленных жировых запасов в кровь животных начинают поступать кетоновые тела, что, в свою очередь, вызывает физиологические симптомы, известные нам под названием «кетоз».

В подавляющем большинстве случаев кетоз – это заболевание сухостойных коров, которое    манифестирует в короткие сроки после отела. Это происходит тогда, когда корова мобилизует свои жировые запасы быстрее, чем печень может переработать их.  Чтобы печень смогла нормально переработать жир, ей необходима глюкоза. Если количество глюкозы ограничено, в связи с невозможностью переработки жира в энергию развивается кетоз. Наряду с потерей аппетита, использование собственных жировых запасов является нормальной физиологической составляющей периода раздоя. С увеличением скорости мобилизации жировых запасов начинает повышаться и уровень содержания циркулирующих в крови неэтерифицированных жирных кислот. При их накоплении в значительных количествах печень, пытаясь выработать больше энергии, чтобы прекратить этот процесс, переключается с бета-триоксимасляной кислоты обратно на режим кетогенеза. Для печени кетоны являются дополнительным источником энергии. Однако эти кетоны, в свою очередь, подавляют аппетит, что приводит к дальнейшему развитию заболевания и запускает патологический цикл снижения показателей физического состояния животного.

Негативных побочных эффектов кетоза можно избежать, если уделять большее внимание рациону питания животных и чаще проводить анализы крови и молока коров, находящихся в переходном периоде, то есть более точно прогнозировать и, таким образом, предотвращать развитие кетоза (вести прогнозную аналитику). Эти меры могут способствовать  увеличению надоев со стада. Иными словами, необходимо оптимизировать рацион животных таким образом, чтобы, с одной стороны, удовлетворять потребность коров в энергии и, с другой стороны, ограничить использование накопленных запасов жира и белка, когда для раздойных коров они становятся основным источником энергии для поддержания работы организма и обеспечения высоких удоев.

В число негативных эффектов, развивающихся вследствие избыточной мобилизации резервов организма (жира и белка) в переходном периоде входят:

    • Кетоз и потеря массы тела
    • Увеличение риска смещения сычуга
    • Увеличения риска жировой дистрофии печени
    • Снижение удоев
    • Снижение иммунитета и, как следствие, увеличение восприимчивости к заболеваниям
    • Увеличение риска развития мастита и метрита
    • Низкая выработка молозива
    • Замедленный рост фолликулов, что приводит к задержке охоты и, как следствие, к финансовым издержкам из-за удлинения межотельного периода
    • Медленная инволюция матки
    • Задержание последа
    • Проблемы при отеле (патологические роды)
    • Позднее восстановление матки после родов
    • Снижение показателей оплодотворения под влиянием вышеописанных факторов, и, как следствие, увеличение расходов, связанных с искусственным осеменением
    • Увеличение расходов на ветеринарную помощь и расходов, связанных с выбраковкой животных.

Вышеописанные симптомы чаще проявляются у коров, набравших большое количество баллов по шкале оценки физического состояния в переходный период, и могут возникнуть у любого животного, получающего неадекватный рацион питания в течение нескольких дней до отела и нескольких дней после него. С советами  экспертов по уходу за коровами в переходный период, которые сопровождаются  описанием наилучших практических приемов, можно ознакомиться, перейдя по ссылке: http://www.dairyaustralia.com.au/Pastures-and-Feeding/Supplements-and-nutrition/Transition-cow-management.aspx

Диагноз :

Внешне кетоз проявляется снижением аппетита, потерей в весе, характерным «запахом груши», улавливаемом в дыхании животного, снижением молочной продуктивности, выраженной заторможенностью или, наоборот, выраженным возбуждением. Физиологические симптомы включают в себя  гипогликемию и высокий уровень циркулирующих в крови неэтерифицированных жирных кислот и кетоновых тел. Кетоз можно диагностировать при помощи различных методик по результатам анализов крови, молока и мочи. Диагноз «клинический кетоз» ставится тогда, когда содержание бета-оксимасляной кислоты в литре крови превышает 1,4 ммоль. Показатели содержания этой кислоты в молоке и моче обычно соответствуют показателям в крови, однако в научной литературе описываются примеры как соответствия, так и расхождения показателей количества кетоновых тел в крови по сравнению с аналогичными показателями в других жидкостях тела. Таким образом, результаты анализа молока и крови должны быть подтверждены данными анализа крови. В настоящее время существуют портативные анализаторы крови для коров.  В идеале, такие анализы должны проводиться у новотельных коров два-три раза в неделю в течение первых трех недель раздоя. В случае наличия у сельхозпроизводителя большого стада такие меры представляются непрактичными, и в этой ситуации на первый план входят лабораторные исследования молока (см. ниже). Следует отметить, что такой показатель, как соотношение жир/белок  > 1,25, взятый из ведомости учета надоев, является недостоверным  индикатором кетоза. 

Лечение:

Около 85% коров дают положительный ответ на внутривенное введение 500 мл 50% декстрозы или 300 мл пропиленгликоля один раз в день в течение трех дней. Некоторые ветеринары сочетают вышеуказанные препараты с инсулином для блокировки мобилизации жировых запасов и комплексом витаминов группы В. В случае необходимости это лечение может быть дополнено пероральным приемом пропиленгликоля или пропионата кальция. Если кетозом больно большое количество животных в стаде (более 25 %), всем новотельным коровам в качестве профилактики необходим пероральный прием пропиленгликоля, что позволит обойтись без проведения анализа крови. Основной целью лечения является возврат больной коровы к нормальному питанию и, как следствие, скорейшее восстановление ПОЛОЖИТЕЛЬНОГО энергетического баланса.

Профилактика:

В переходном периоде с особой тщательностью следует подходить к обеспечению наличия в рационе животных предшественников глюкозы.  С экономической точки зрения наиболее эффективным является пропионат, естественным путем получаемый в результате процесса ферментации углеводов в рубце. Наличие белков в рационе также способствует данному процессу, так как из них извлекаются глюкогенные аминокислоты.  Кроме того, в рацион питания могут быть введены  специальные пищевые добавки. (см. таблицу). Внимание также следует уделять  и катионно-анионному балансу рациона, соблюдение которого поможет избежать избыточного метаболизма кислот (катионы имеют положительный заряд, например, натрий, калий, кальций и магний; анионы имеют отрицательный заряд, например, хлор, сера и фосфор). Кислотность мочи коров является достаточно достоверным индикатором несбалансированности рациона. Необходимый катонно-анионный баланс достигается благодаря строгому контролю содержания минералов в рационе животных. Так как не все минералы могут быть получены коровой из корма, внимание следует уделять соотношению катионов и анионов в питьевой воде. Если вода слишком кислая или слишком щелочная, сельхозпроизводитель должен приложить все усилия, чтобы сделать рН воды как можно более нейтральным. Также важно начинать вводить любые минеральные добавки  в корм или питьевую воду коров до переходного периода и делать это постепенно, что поможет избежать проблем, связанных с горьким вкусом таких добавок, и, как следствие, с дальнейшим снижением аппетита в переходном периоде.

Пищевые добавки, применяемые для снижения вероятности развития кетоза у коров

в переходном периоде

 


 


Вещество

Пути воздействия

Пропиленгликоль

Источник предшественников глюкозы

 


Пропионат кальция

Источник предшественников глюкозы

 


Никотиновая кислота

Пути воздействия пока полностью не изучены. Участвует в энергетическом обмене и способна снижать уровень содержания  неэтерифицированных жирных кислот  в крови

 


Сопряженная линолевая кислота

Снижает содержание жира в молоке, уменьшая таким образом энергетическую нагрузку на лактирующую корову

 


Холин

Пути воздействия пока полностью не изучены, однако известно, что холин повышает общую эффективность глюконеогенеза в печени

 


Монензин

Увеличивает выработку пропионата (предшественника глюкозы) при переваривании пищи в рубце

 


Заболеваемости кетозом можно избежать, если тщательно контролировать рацион коров в переходном периоде путем регулярного проведения анализа содержания жиров, белков, влаги, крахмала и грубого волокна в кормах. Следует отметить, что снижение потребления сухого вещества значительно увеличивает риск развития кетоза у новотельных коров. Сбалансированный рацион коров в переходный период и нетелей имеет большое значение в течение всех трех недель перед отелом. В этой ситуации разумным представляется обеспечение коров высококачественным грубым кормом, который стимулирует аппетит и позволяет животным максимально реализовать свой генетический потенциал.

С 2007 года в Европейском Союзе разрешено использование капсул, из которых медленно высвобождается активное вещество, монензин (см. таблицу), предотвращающее развитие кетоза. Это дорогостоящая терапия, поэтому она рекомендуется только для животных, подвергающихся значительному риску, то есть в случаях многоплодной беременности (три плода и более), двуплодной беременности или для животных, набравших слишком мало или слишком много баллов по шкале оценки физического состояния. Прием таких капсул следует начинать за 3 – 4 недели до отела, чтобы микрофлора рубца успела перестроиться. Активное вещество из них высвобождается  медленно (по 400 мг в день) в течение всех первых 70 дней лактации.  Период каренации как для мяса, так и для молока составляет 0 дней.

Несколько простых мероприятий, позволяющих избежать развития кетоза путем корректировки рациона:

  • Обеспечение адекватной энергетической ценности рациона
  • Ввод особого рациона для коров в переходном периоде, а именно рациона с откорректированным содержанием неэтерифицированных жирных кислот для коров в периоде сухостоя за 2 – 3 недели до отела, чтобы у микрофлоры рубца было достаточно временит для перестройки
  • Максимизация поедаемости путем введения в общий смешанный рацион высококачественных грубых кормов
  • Максимизация объемов подаваемого  корма путем обеспечения к нему постоянного доступа и придания «пышности»
  • Обеспечение достаточной площади кормушек, особенно в ситуациях, когда стельные коровы содержатся вместе с более старшими особями
  • Недопущение любых внезапных изменений в рационе – в любой ситуации рекомендуется проводить постепенные изменения
  • Наличие большего количества грубых волокон в корме стимулирует жевание жвачки и, как следствие, получение предшественников глюкозы из корма
    • Как показывает практический опыт, потребление сухого вещества должно составлять не менее 45%
    • Необходимо учитывать, что потребление сухого вещества является фактором, который способствует достижению хороших показателей воспроизводства, но не оказывает никакого влияния на  удойность
  • Включение в рацион источников жирных кислот, например, семян канолы, льна или радиолы, таким образом, чтобы они составляли не более 7% от потребления сухого вещества в рамках рациона. Это позволит обогатить корм олеиновой, линолевой или линоленовой кислотами.

Ввод особого рациона для коров в переходный период также способствует:

  • Профилактике молочной лихорадки
  • Сокращению задержания плодных оболочек
  • Сокращению объемов родовспоможения
  • Снижению количества выделений из влагалища в послеродовом периоде
  • Уменьшению количества случаев ацидоза и хромоты
  • Уменьшению временнх и финансовых затрат на лечение больных и «недомогающих» коров
  • Увеличению показателей оплодотворения после родов
  • Увеличению надоев

Прогнозная аналитика

Все больше и больше аналитиков считают ежемесячный контроль качества молока каждой дойной коровы в централизованной организации в рамках общей стратегии  улучшения молочного стада  весьма разумным способом выявления случаев субклинического кетоза и прогнозирования развития клинического кетоза. В качестве инструмента для точного прогнозирования и, следовательно, предотвращения возникновения условий, которые могут привести к развитию кетоза в молочном стаде, могут быть использованы математические алгоритмы. Результаты такого анализа позволят оптимизировать баланс между производственными издержками и доходами. На следующем этапе полученное соотношение расходов и доходов может быть максимизировано в пользу сельхозпроизводителя путем параллельного проведения анализа молока и анализа корма на содержание жиров, белка, влаги, крахмала и грубого волокна. Для диагностики кетоза предпочтительно проводить анализ крови, но в условиях большого поголовья стада, когда регулярный анализ крови (каждые несколько дней) может потребоваться сотням новотельных коров, он становится нерациональным. В такой ситуации сельхозпроизводитель  должен чаще контролировать наличие кетоновых тел  в молоке новотельных коров – это эффективный с точки зрения временнх и финансовых затрат метод, который может использоваться для «прогнозного» скрининга кетоза у большого количества животных как уже имеющих это заболевание, так и подверженных наибольшему риску его развития.

Расходы, которые несет сельхозпроизводитель в связи с заболеванием молочных коров кетозом

И, наконец, давайте проанализируем экономические убытки, которые несет сельхозпроизводитель в связи с заболеванием коров молочного стада клиническим и субклиническим кетозом. Чрезвычайно важным аспектом является то, что больные животные принесут меньше потомства и, как следствие, дадут меньше молока. В цифрах это приблизительно на 1,0 – 1,5 кг молока меньше с одной коровы в день в период ее максимальной удойности, что в пересчете на 305-дневный годовой цикл составляет на 200 – 300 кг молока меньше с одной коровы в год. Не стоит забывать о том, что каждый случай выявленного клинического кетоза является лишь «верхушкой айсберга» заболеваемости в данном стаде, и поэтому экономические убытки обычно недооцениваются. Прямые убытки сельхозпроизводителя включат в себя оплату услуг ветеринара, рабочих скотоводческого предприятия, стоимость отбракованного молока; косвенные убытки в основном связаны с осложнениями при отеле (патологические роды), а также с увеличением случаев смещения сычуга, со снижением воспроизводительной способности, с увеличением количества отбракованных животных и с появлением на свет телят, которые с большой вероятностью будут мертворожденными, либо заболеют и умрут вскоре после рождения.

Заключение

Своевременные и адекватные корректирующие мероприятия, описанные выше, могут помочь в достижении главной цели сельхозпроизводителя, заключающейся в получении больших объемов высококачественного молока от здоровых коров. Ежемесячное проведение анализов молока в централизованной организации и использование на практике результатов, достигнутых российскими производителями молока в рамках осуществления стратегии улучшения молочного стада, с большой степенью вероятности могут привести к получению дополнительно одной тонны молока в год от одной коровы; иными словами, этого можно добиться, если частота случаев заболевания клиническим и субклиническим маститом и кетозом будет сведена к минимуму, благодаря более совершенному контролю состояния здоровья поголовья стада и качества молока.

Доктор ян  Хамфри-Смит,

Преподавал в течение 5 лет ветеринарную паразитологию; в течение 7 лет инфекционные заболевания, молекулярную биологию и иммунологию для медицинских студентов.

Основатель «Организации протеомики человека» и глава проекта по изучению Генома Человека.

Директор по Международному бизнес развитию в  “Skolkovo Foundation” (Фонд Сколково)

Консультант международных корпораций  в области Космических технологий, ИТ, Биомедицины и Электроэнергетики

В настоящее время Глава частного инвестиционного фонда Сколково РусИнновации

Мнение редакции может не совпадать с мнением автора
30.01.2024
В России наметилась устойчивая тенденция сокращения поголовья коров: их количество снижается ежегодно, а в 2023 году достигло исторического минимума. The DairyNews обсудил с экспертами отрасли причины уменьшения молочного стада в России. Участники рынка поделились мнением о происходящем и рассказали, как избежать катастрофических последствий для производства молока, молочных продуктов и говядины.
Читать полностью