Влияние защищённых аминокислот на воспроизводство и качество потомства у молочных коров

Источник: The DairyNews
Данные за последние десятилетия свидетельствуют о неутешительной тенденции снижения показателей воспроизводства по мере роста молочной продуктивности. Так, например, в период с 1970 по 2000 год межотёльный интервал в среднем увеличился с 13,5 до 14,7 месяцев, а индекс осеменения вырос с 1,8 до 3,0 (29).

Автор: Дмитрий Глухов, 

Руководитель департамента КРС Адиссео Евразия

Снижение уровня воспроизводства или яловость являются следствием множества причин. Наряду с некорректным управлением стадом, проблемами с обменом веществ, или внешними факторами (14, 42), неправильное кормление также существенно влияет на репродуктивные функции. Защищённые от распада в рубце метионин и лизин в некоторых случаях способны улучшить показатели воспроизводства как путём воздействия на эффективность использования азота корма, так и в качестве биологически активных веществ, стабилизирующих течение беременности и улучшающих качество потомства.  

Влияние эффективности использования азота на воспроизводство

Для стимуляции и поддержания высокой молочной продуктивности, особенно в начале лактации, коровам зачастую скармливаются рационы с высоким содержанием сырого протеина (>17%), однако это может негативно сказываться на репродуктивной функции (8), так как аминокислоты, которые не были использованы в процессах синтеза белка, расщепляются до аммиака. Поскольку последний токсичен для организма, он обезвреживается путём преобразования в мочевину и выводится с мочой. Однако синтез мочевины – это энергозатратный процесс, соответственно скармливание избыточного количества белка приводит к дополнительным затратам энергии, которая могла бы быть использована, например, на восстановление организма после отёла. Кроме того, мочевина сама по себе может снижать репродуктивную функцию (21).

С этой точки зрения хорошими индикаторами эффективности кормления и воспроизводства являются такие показатели как концентрация азота мочевины в плазме крови (АМП) и в цельной крови (АМК). Эти показатели тесно связаны друг с другом и могут быть вычислены один из другого по следующей формуле:

АМП, мг/100 мл = (1.021 X АМК) + 0.399

Ещё одним хорошим индикатором эффективности белкового обмена в организме коров служит азот мочевины молока (АММ) (39). Данный показатель может использоваться для оценки правильности кормления в силу того, что он напрямую коррелирует с азотом мочевины крови (АМК), так как мочевина легко переходит из крови в другие ткани (31). Их взаимосвязь можно выразить следующей формулой:

АММ, мг/100 мл = (0.620 X АМК) + 4.75

Целевое значение концентрации АММ составляет 8-10 мг/100 мл (44), что соответствует 171-214 мг/л мочевины.

Отрицательное влияние повышенных концентраций азота мочевины в плазме, цельной крови и молоке на воспроизводство было доказано во множестве исследований.  Melendez с соавторами в 2003 году обобщили часть этих данных, результат представлен в таблице 1. 



Таблица 1— Влияние концентрации азота мочевины плазмы крови, цельной крови и молока (АМП, АМК и АММ соответственно) на показатели воспроизводства у молочных коров (32)

Показатель

Критические концентрации, мг/100 мл

Влияние на воспроизводство

Источник

АМК

20

При АМК d20 мг/100 мл оплодотворяемость по первому осеменению составляла 50%, при концентрации мочевины в крови >20 мг/100 мл оплодотворяемость падала до 23%

Ferguson et al., 1988

АМП*

19,3±0,3 и

12,3±0,2

Концентрация АМП 19,3 ± 0,3 мг/100 мл выражалась в 31% оплодотворяемости по первому осеменению, что достоверно ниже (P <0,05), чем при концентрации 12,3 ± 0,2 мг/100 мл – 48%

Canfield et al., 1990

АМП*

17,5±0,22 и

23,6±0,23

Концентрация АМП 23,6 ± 0,23 г/100 мл выражалась в 61%, оплодотворяемости по первому осеменению, что достоверно ниже (P <0.05), чем при концентрации 17.5 ± 0.22 мг/100 мл – 82%

Elrod & Butler, 1993

АМП

>20

Снижение оплодотворяемости наблюдалось при АМП свыше 20 mg/dL; снижение происходило в соотношении 0,8% на каждый миллиграмм азота мочевины

Butler, 2000

АМП 

и 

АММ

>19 каждый

Повышение концентраций АМП и АММ выражалось в достоверном (P = 0,02) снижении оплодотворяемости (18 и 21% в двух экспериментах)

Butler et al., 1996

АМК*

16.4±0,02 и

21.3±0,05

Концентрация АМК 21,3 ± 0,05 мг/100 мл выражалась в 41,3% оплодотворяемости на 120 день после отёла, в то время как при концентрации 16,4 ± 0,02 мг/100 мл оплодотворяемость в этот же период была 70.1%

Burke et al., 1997

АММ*

21,5±0,7 и

23,3±0,4

Животные с высокой концентрацией АММ чаще приходили в охоту через 21 день после осеменения

Larson et al., 1997

АММ*

>16

Количество удачных оплодотворений при первом осеменении было ниже у коров с высокой концентрацией АММ; во Флориде животные с низким уровнем АММ оплодотворялись в среднем в 18 раз лучше

Melendez et al., 2000

АММ*

>15,4

У животных с концентрацией АММ <10,0 и 10-12,7 мг/100 мл подтверждение стельности происходило соответственно в 2,4 и 1,4 раза чаще, чем у коров с АММ >15,4 мг/100 мл

Rajala-Schultz et al., 2001

*Указанные значения являются средними ±стандартное отклонение.



Снижение оплодотворяемости может происходить из-за того, что высокие концентрации азота мочевины в плазме крови влияют на pH среды в матке (15, 16, 38) и концентрацию мочевины, магния, калия фосфора и цинка (26). Слишком сильные изменения среды внутри матки, особенно на ранних этапах развития эмбриона, могут существенно повлиять на его выживаемость. Помимо этого, высокий уровень АМП может влиять и на качество эмбрионов.  Например, в исследовании, проведённом на 180 лактирующих коровах, простимулированных на суперовуляцию (лекарственная или гормональная стимуляция на одновременную выработку большого количества фолликулов, один из этапов технологии трансплантации эмбрионов), было выявлено, что от животных с уровнем азота мочевины в молоке от 12 до 18 мг/100 мл было получено большее число пригодных к трансплантации эмбрионов, чем от животных с концентрацией АММ выше 18 мг/100 мл (7,4 ± 0,6 против 4,6 ± 0,6; P < 0,05) (28). Также было установлено, что повышенные уровни азота мочевины в плазме крови снижали жизнеспособность эмбрионов овец и тормозили их развитие и in vivo, и in vitro (4, 30).

Введение в рационы жвачных лимитирующих аминокислот, метионина и лизина, может существенно улучшить эффективность использования азота, что не только положительно повлияет на продуктивность, но и снизит концентрации азота мочевины в плазме крови и, соответственно, в молоке (Таблица 2).


Таблица 2— Влияние изопропилового эфира 2-гидрокси-4-(метилтио) бутановой кислоты (HMBi) на молочную продуктивность и концентрации азота мочевины в плазме крови и молоке (АМП и АММ соответственно) (43)


                  Рацион


16.5 % СП

16.5 % СП + МетаСмарт

Молочная продуктивность, кг/день

39,8a

42,3a

Выход белка, кг/день

1,12a

1,23a

Выход жира, кг/день

1,44a

1,65b

АММ, мг/100 мл

12,6a

12,0b

АМП, мг/100 мл

15,4a

14,5b

Конверсия корма1

1,79a

1,78a

Конверсия азота2

29,8a

32,5b

abРазные буквенные индексы указывают на достоверные различия P <0,05

СП – сырой протеин

1 Конверсия корма = молочная продуктивность, кг / количество потреблённого сухого вещества, кг

2 Конверсия азота = азот молока / потреблённый азот



Более того, введение сразу обеих лимитирующих аминокислот в правильном соотношении может повлиять на снижение АМП м АММ сильнее, чем использования каждой из них по отдельности. Так, например, эксперимент Wang и соавторов (2010) показал, что одновременное введение метионина и лизина в рацион, содержащий 16,5% сырого протеина, оказывало больший эффект на молочную продуктивность и концентрации азота мочевины в плазме крови и молоке, чем введение одного метионина (Таблица 3).



Таблица 3— Влияние введения в рацион метионина и лизина на молочную продуктивность, эффективность использования азота и концентрации азота мочевины в плазме крови и молоке (45)


Рацион


Контроль

Метионин

Метионин+лизин

Обменный метионин, г/день

38

48

48

Обменный лизин, г/день

122b

122b

144a

Соотношение лизин:метионин

3,10:1b

2,58:1c

3,04:1b

Молочная продуктивность, кг/день

26,5b

28,5a

30,3a

МСЭ1, кг/день

25,7b

28,3a

28,5a

Выход белка, кг/день

0,87b

0,92a

0,98a

Азот мочевины в плазме крови, мг/100 мл

14,8b

13,6b

13,0c

Азот мочевины в молоке, мг/100 мл

14,4a

13,4b

12,8c

Конверсия азота2

0,260b

0,283b

0,300a

abcРазные буквенные индексы указывают на достоверные различия P <0,05

1Молоко, скорректированное по энергии (4,0 % жира и 3,4 % белка)

2 Конверсия азота = азот молока / потреблённый азот



Введение защищённых аминокислот позволяет также снизить количество сырого протеина в рационе без потери молочной продуктивности, что повлечёт ещё более существенное снижение концентрации азота мочевины в крови и молоке (Таблица 4).


Таблица 4— Влияние включения в рацион защищённого метионина (ЗМ) наряду со снижением количества сырого протеина (СП) на молочную продуктивность и концентрации азота мочевины в плазме крови и молоке (АМП и АММ соответственно) (33)


Рацион


18.3 % СП

17.0 % СП + ЗМ

Молочная продуктивность, кг/день

46.2a

46.6a

Выход белка, кг/день

1.38

1.44

Выход жира, кг/день

1.67

1.71

АММ, мг/100 мл

17.3a

13.5b

АМП, мг/100 мл

20.6a

17.8b

Конверсия азота1

31.1a

35.0b

abРазные буквенные индексы указывают на достоверные различия P <0,05

1 Конверсия азота = азот молока / потреблённый азот


Исходя из всего вышесказанного можно предположить, что балансирование рационов по аминокислотам может положительно повлиять на воспроизводство как минимум за счёт снижения концентрации азота мочевины в крови и, как следствие, во внутриматочной среде.


Влияние отдельных аминокислот на воспроизводство

Как уже упоминалось выше, аминокислоты могут оказывать положительное влияние на физиологические процессы независимо от их участия в синтезе белков. Это можно назвать «функциональными эффектами» аминокислот. Наиболее изученными с точки зрения влияния на воспроизводство «функциональными аминокислотами» являются метионин и аргинин (36, 47). 

Для того, чтобы оценить, насколько велико значение аминокислот в процессе размножения, давайте для начала кратко рассмотрим, что происходит на начальных этапах развития эмбриона. 

Итак, оплодотворение яйцеклетки и первые стадии развития зародыша, называемые дроблением, происходят в яйцеводе. Первоначально питание эмбиона происходит лишь за счет запасов желтка, накопленных в яйцеклетке, но уже на поздних стадиях дробления зародыш начинает использовать питательные вещества, получаемые из содержимого секрета, выделенного железистыми клетками яйцевода и матки. Примерно к 6-7 дню после овуляции эмбрион развивается до стадии бластоцисты и достигает рога матки. Примерно на 9 день зародыш сбрасывает блестящую оболочку и где-то на 17 день прикрепляется к стенке матки. На 25-28 сутки становится возможным питание эмбриона через формирующуюся плаценту. Всё время до этого зародыш питается за счёт желтка и выделений маточных желёз, т.е. его жизнеспособность и степень обеспеченности необходимыми для развития питательными веществами, в том числе аминокислотами, во многом зависят от внутренней среды матки. Таким образом очень важно понимать, как могут изменяться концентрации тех или иных веществ, в частности аминокислот, в матке в процессе развития эмбриона (11).

Hugentobler и соавторы (2007) обобщили данные по концентрации аминокислот в плазме крови (измерение на 0, 2, 3, 4 и 6 день эстрального цикла), в яйцеводах и матке (измерение на 6, 8 и 14 день эстрального цикла) гибридных нетелей мясного направления.  Изменений концентрации аминокислот в зависимости от стадии эстрального цикла не наблюдалось. Однако концентрации 9 из 20 аминокислот в яйцеводах были существенно выше, чем в плазме крови, что свидетельствует о в клетках яйцеводов наличии механизмов, позволяющих увеличивать концентрацию аминокислот в своих выделениях для обеспечения ими зародыша. В матке также наблюдались повышенные концентрации многих аминокислот по сравнению с плазмой крови. Наибольшей концентрации в яйцеводах и матке достигали аспарагиновая кислота, аспарагин и глутаминовая кислота.

Помимо способности постоянно поддерживать более высокою по сравнению с кровью концентрацию аминокислот, клетки яйцеводов и матки могут дополнительно увеличивать концентрации некоторых аминокислот в своих выделениях в период активного роста эмбриона (так называемая элонгация, происходит на 14-18 день). Было проведено три исследования по определению концентраций аминокислот яйцеводах и матке в этот период, два на овцах (18) и одно на коровах (20). Исследования Gao и соавторов (2009) дополнительно подтвердили, что у небеременных животных на 10-16 день цикла концентрации аминокислот в секрете железистых клеток матки не изменялись, тогда как у суягных овец концентрации отдельных аминокислот возрастали 3-23 раза.

Wiltbank и соавторы (2014) суммировали данные описанных выше исследований (18, 20, 22), чтобы наглядно проиллюстрировать существенные различия концентраций аминокислот в плазме крови, яйцеводах и матке, а также их многократное возрастание в период активного роста эмбриона. Полученные результаты, позволяющие получить представление об изменениях количества аминокислот в матке на ранних стадиях беременности, представлены в таблице 5. 



Таблица 5 – Концентрации 19 аминокислот в плазме крови, яйцеводах и матки, на основе данных Hugentobler и соавторов, 2007. Последняя колонка иллюстрирует кратность изменения концентраций аминокислот в матке при наступлении беременности на 15 день у овец (18) и на 18 день у коров (20).

Аминокислота

Микромолярная концентрация, јM 

(10-6моль/л)

Яйцевод / плазма

Матка / плазма

Кратность увеличения при беременности

Яйцевод

Плазма 

Матка

Аланин

  592,2

252,52

  353,07

  235%

  156%

  2,87X

Аргинин

  133,3

  94,50

  193,87

  141%

  196%

  7,58X

Аспарагин

    41,0

  19,60

    72,17

  209%

  357%

  5,50X

Аспарагиновая кислота

  135,5

  6,72

  120,80

2016%

2059%

  4,93X

Глутамин

  194,7

236,80

  208,57

    82%

    89%

  4,06X

Глутаминовая кислота

  346,3

  62,12

  217,63

  558%

  341%

  3,45X

Глицин

1557,6

680,88

1215,73

  229%

  183%

  1,24X

Гистидин

    68,8

  57,04

  109,23

  121%

  195%

11,48X

Изолейцин

    87,6

  86,10

    94,10

  102%

  103%

  7,06X

Лейцин

  192,2

154,72

  201,03

  124%

  121%

  4,41X

Лизин

  223,7

105,34

  209,23

  212%

  176%

14,39X

Метионин

    39,8

  24,88

    40,40

  160%

  201%

12,39X

Фенилаланин

    68,1

  38,42

    75,50

  177%

  175%

  7,31X

Серин

  172,7

  85,54

  252,73

  202%

  301%

  2,52X

Таурин

    49,4

  47,34

  440,03

  104%

  783%

  1,09X

Треонин

  162,6

133,60

  144,60

  122%

    96%

  3,29X

Триптофан

    36,1

  27,52

    38,40

  131%

  134%

  4,99X

Тирозин

    54,4

  25,62

    63,73

  212%

  227%

  5,30X

Валин

  181,4

170,04

  192,47

  107%

  106%

  4,63X



Интересно то, что при беременности в матке сильнее всего возрастала концентрация тех аминокислот, которые признаны лимитирующими молочную продуктивность у жвачных, то есть метионина, лизина и гистидина (более чем десятикратное увеличение во всех трёх исследованиях). Соответственно можно предположить, что недостаточное поступление в организм матери этих аминокислот в период, как минимум, элонгации эмбриона, может негативно сказаться на темпах его роста или развитии плаценты (46).

Как уже упоминалось выше, наиболее изученными аминокислотами с точки зрения воздействия на воспроизводство у животных являются аргинин и метионин. При этом исследований на жвачных в этой области достаточно мало. На сегодняшний день относительно большой объём данных о влиянии на репродуктивную функцию и развитие эмбриона у коров есть только для метионина.

Здесь стоит упомянуть один из наиболее ранних, но достаточно интересных опытов, проведённых Coelho и соавторами в 1989 году.  Исследователи использовали сыворотку крови лактирующих коров для выращивания крысиных эмбрионов на стадии органогенеза (9,5 дней после зачатия), которые нормально развиваются в плазме крови крыс без необходимости введения каких-либо дополнительных питательных веществ. В силу этого их часто используют для определения потребностей зародыша в конкретных веществах в процессе развития или выявления токсичных для эмбрионов веществ в крови животных разных видов (13).  В ходе эксперимента выяснилось, что при помещении эмбрионов в чистую сыворотку коровьей крови, их развитие происходило с нарушениями (недозакрытие нервной трубки, не развивались глаза и жаберные дуги развивались эмбрионы неправильной формы). При добавлении в сыворотку комплекса аминокислот и витаминов развитие шло нормально. Введение только аминокислот без витаминов также позволяло зародышам развиваться без патологий. Использование комплекса аминокислот без метионина снова привело к появлению нарушений, а вот введение только метионина снова нормализовало развитие эмбрионов. После этого было решено провести дополнительный эксперимент, в ходе которого для выращивания зародышей была использована сыворотка крови коров, дополнительно получавших защищённый метионин (110 г/день). В ней развитие эмбрионов также шло без патологий. Одним из выводов исследования было предположение о том, что концентрация метионина в крови коров столь низкая, что его не хватает даже для обеспечения потребностей крысиных зародышей, а правильное развитие собственных эмбрионов происходит, вероятно, только при наличии механизмов, позволяющих накапливать необходимые питательные вещества.

Ещё один интересный эксперимент по установлению необходимости метионина для нормального развития эмбрионов коров проводилось Ikeda и соавторами в 2012 году.  Исследователи вводили в эмбриональные культуры КРС дополнительный метионин, либо этионин. Последний является антагонистом метионина и блокирует его метаболизм в тканях. Этионин не влиял на развитие зародышей в стадии морулы (3-5 день развития), но практически полностью блокировал развитие морулы в бластоцисту (Контроль = 38,5%, Этионин = 1,5%). Соответственно метионин играет важную роль уже на столь ранней стадии эмбриогенеза – без него зародыш просто не будет развиваться дальше.

Однако метионин может отвечать не только за нормальное развитие эмбриона, но и за накопление питательных веществ, необходимых для поддержания жизни развивающегося организма. Недавнее исследование Acosta и соавторов (2016) показало, что введение в рацион молочных коров защищённого метионина на последних стадиях развития фолликула и ранних этапах развития эмбрионов (до 7 дня) приводило к накоплению большего количества жира в зародышах. Таким образом, метионин влияет на выживаемость эмбриона, как минимум до момента сброса блестящей оболочки, пока он питается за счёт запасов желтка, а возможно и до момента его прикрепления к стенке матки и развития плаценты, поскольку именно накопленный жир будет являться одним из основных источников энергии для зародыша. Подтверждением этому может служить более низкий уровень ранней эмбриональной смертности у коров второй и более лактации, дополнительно получавших защищённый метионин (11).

На ближнем востоке также были получены данные, подтверждающие положительное влияние защищённого метионина на показатели воспроизводства. Ardalan и соавторы (2010) отметили существенное снижение сервис-периода и индекса осеменения (p < 0,05) у коров голштинской породы, получавших 18 г защищённого от распада в рубце метионина в день в течение 4 недель до и 20 недель после отёла (Таблица 6). Также была отмечена тенденция к уменьшению дней до первой охоты. Интересно, что введение 60 г защищённого холина в дополнение к метионину оказывало существенно больший эффект на воспроизводство (Таблица 6). 


Таблица 6 — Влияние защищённого метионина (ЗМ) и защищённого холина на показатели воспроизводства у коров голштинской породы (3)


Рацион


Контроль

ЗМ

ЗМ + ЗХ

Дней до первой охоты

61,8

48,8

31,6

Сервис-период, дней

115,4a

88,6ab

73,8b

Индекс осеменения

3b

2,2ab

2a

abРазные буквенные индексы указывают на достоверные различия P <0,05


Nikkhah и соавторы (2013) также оценивали влияние защищённого метионина на воспроизводство. У коров, получавших метионин, наблюдалось уменьшение количества дней до первой охоты, снижение индекса осеменения, уменьшение сервис-периода и межотёльного интервала (Таблица 7).



Таблица 7 — Влияние защищённого метионина (ЗМ) на показатели воспроизводства у коров голштинской породы в Иране в летний период (34).


Контроль

ЗМ

Достоверность

Дней до первой охоты

  52,7

  30,0

<0,01

Дней до первого осеменения

  78,0

  50,5

  0,01

Индекс осеменения

    3,1

    2,8

  0,69

Сервис-период, дней

142,7

106,2

  0,04

Межотёльный интервал, дней

421,3

386,8

  0,06

Очевидность охоты1

    2,61

    1,96

  0,09

1Оценка очевидности охоты: 1 – рефлекс неподвижности чётко выражен, 2 – рефлекс неподвижности не выражен, 3 – рефлекс неподвижности не наблюдается



Улучшение качества потомства: эпигенетические эффекты метионина 

Прежде чем рассмотреть эту тему необходимо кратко пояснить, что же такое эпигенетика. Она представляет собой изучение закономерностей эпигенетического наследования – изменения экспрессии генов или фенотипа клетки, вызванных механизмами, не затрагивающими последовательности ДНК. Проще говоря, это раздел генетики, изучающий факторы и механизмы, отвечающие за «включение» и «выключение» определённых генов на определённых этапах развития организма. Наиболее изученным к настоящему моменту эпигенетическим механизмом является метилирование ДНК, в котором метионин играет ключевую роль. Таким образом обеспечение необходимого уровня метионина в организме животных на определённой стадии беременности может благоприятно повлиять н только на её течение, но и улучшить физиологические показатели потомства. Например, в опыте, проведённом Sinclair и соавторами (2007), овцам до осеменения и в течение 6 дней после него скармливался рацион, не удовлетворяющий потребности в метионине. Затем полученные от этих животных эмбрионы, чьё развитие было оценено как нормальное, трансплантировались контрольными животным, не испытывавшим недостатка в метионине. После окота проводилась оценка ягнят. Животные, полученные от матерей, испытывавших недостаток в метионине, имели существенные отличия в кровяном давлении и иммунной функции. Penagaricano и соавторы (2013) провели схожее исследование на коровах. Они проверяли эмбрионы, полученные от коров, получавших и не получавших метионин с рационом, на различия в экспрессии генов (реализации генетического материала). Оценивались только эмбрионы высшего качества, полученные от определённых коров, использовались методы, позволяющие отследить экспрессию любых генов. Примечательно, что даже небольшая разница в концентрации метионина в крови приводила к существенным различиям в экспрессии генов в эмбрионах. Всего было происследовано 10662 гена от коров обеих групп. Статистически достоверные различия были обнаружены в экспрессии 276 генов. В частности, в контрольной группе наблюдалась более сильная экспрессия 200 генов, в опытной – 76 генов, то есть большая часть этих генов была «выключена» у животных, дополнительно получавших метионин. Вполне возможно, что подавление экспрессии этих генов происходит целенаправленно до достижения определённого этапа развития, поскольку многие из них вовлечены в регуляцию иммунной функции или отвечают за развитие на более поздних стадиях и их преждевременное «включение» может быть критичным как для дальнейшего протекания беременности, так и для нормальной работы иммунной системы телёнка после рождения. 

Таким образом, обеспечение потребностей коров в метионине может повлиять на экспрессию генов развивающегося эмбриона, что в свою очередь может положительно сказаться на течении беременности и качестве потомства. Это подтверждают результаты совсем недавнего исследования, которые были опубликованы осенью 2018 года (2). В данном опыте сравнивали телят, полученных от двух групп коров третьей лактации, которым в течение сухостойного периода скармливали одинаковые по составу кормов и питательности рационы. Рацион раннего сухостоя (45-29 день до отёла) содержал 5,57 МДж чистой энергии лактации (ЧЭЛ) и 13,9% сырого протеина (СП), позднего сухостоя (28 дней до отёла) – 6,16 МДж ЧЭЛ и 15,3% СП. Различие заключалось лишь в том, что в рацион опытной группы в течение последних 28 дней стельности был дополнительно включён защищённый метионин, с тем расчётом, чтобы соотношение обменного метионина к обменному лизину составляло 2,81:1. При рождении телят взвешивали, а также измеряли длину тела, высоту в холке, высоту крестца, ширину зада в маклоках. Всем новорожденным животным выпаивали молозиво по одной и той же схеме и далее все телята получали одинаковый по составу заменитель молока и стартерный комбикорм. Схемы выпойки и кормления, а также условия содержания для всех животных были одинаковыми. В течение первых 56 дней жизни телят ежедневно фиксировали потребление ими комбикорма и еженедельно оценивали темпы роста по следующим показателям: живая масса, высота в холке, высота крестца, ширина зада в маклоках. Помимо этого, также оценивали консистенцию кала. 

Уже при оценке телят сразу после рождения были выявлены достоверные различия по ряду показателей. В частности, телята, рождённые от коров, получавших защищённый метионин, имели большую живую массу, высоту в холке и крестце. В дальнейшем основные отличия были отмечены по следующим параметрам: среднесуточный привес, высота в холке и высота крестца. Кроме того, у потомства животных, получавших метионин, была отмечена тенденция к увеличению потребления стартерного комбикорма и лучшей консистенции кала, то есть телята, полученные от коров опытной группы, не только были изначально крупнее, но и быстрее росли и развивались в первые, наиболее важные, 8 недель жизни, а также, вероятно, имели меньше проблем с пищеварением или были более устойчивы к бактериальным инфекциям.  Обобщённые результаты опыта представлены в таблице 8.

Исходя из этих данных можно сделать вывод, что скармливание коровам защищённого метионина даже в течение достаточно короткого периода перед отёлом, последних четырёх недель стельности, способно положительно повлиять на темпы роста и развития, а также, вероятно, на иммунную функцию телят в наиболее важный период – в первые 2 месяца жизни, когда идёт активное развитие всех органов, включая молочную железу (5). 


Таблица 8 — Влияние включения защищённого метионина (ЗМ) в рационы коров голштинской породы за 28 дней до отёла на параметры роста и развития телят (2).

Параметр

Контроль

ЗМ

Достоверность

Оценка сразу после рождения

Живая масса, кг

42,1b

44,1a

    0,04

Высота крестца, см

79,6b

81,3a

    0,02

Ширина в маклоках, см

16,3

16,5

    0,74

Высота в холке, см

75,9b

77,8a

  <0,01

Длина тела, см

110

112

    0,38

Оценка в течение первых 56 дней жизни

Среднесуточный привес, кг

0,67b

0,72a

    0,03

Высота крестца (в конце периода), см

86,8b

88,8a

  <0,01

Ширина в маклоках (в конце периода), см

20,3

20,6

    0,26

Высота в холке (в конце периода), см

82,7b

84,5a

  <0,01

Длина тела (в конце периода), см

126

128

    0,17

Среднесуточное потребление стартера, кг

0,79

0,85

    0,19

Консистенция кала, балл1

1,83

1,71

    0,09

abРазные буквенные индексы указывают на достоверные различия P <0,05

  1Визуальная оценка по четырёх балльной шкале: 1 – нормально оформленный, 2 – кашеобразный, 3 – жидкий, 4 – водянистый.


Заключение

Воспроизводство – это важный аспект, который обеспечит рентабельность молочной фермы в течение долгого времени. Для поддержания высоких показателей воспроизводства необходимо, помимо грамотного управления стадом и работы с генетикой, правильно составлять рационы и отслеживать их эффективность. Это особенно важно в самом начале лактации, когда организм коровы подготавливается к следующему репродуктивному циклу. Особое внимание в этот период должно уделяться контролю концентрации мочевины в молоке, поскольку этот показатель напрямую связан с концентрацией мочевины в крови, а её высокий уровень может существенно ухудшить оплодотворяемость. У животных, получающих правильно составленный рацион, уровень мочевины в молоке должен быть на уровне 170-215 мг. При этом наиболее информативным будет определение мочевины в сборной пробе молока, полученной путём отбора и смешивания проб с каждой дойки в течение дня. 

Помимо балансирования по протеину, энергии, витаминам, макро- и микроэлементам, рационы также должны оцениваться по содержанию лимитирующих аминокислот, поскольку последние, будучи многофункциональными веществами, оказывают положительное влияние не только на молочную продуктивность и содержание жира и белка в молоке (12, 19, 23, 35, 41) за счёт повышения эффективности использования азота, но и на ряд важных физиологических процессов в организме коровы как биологически активные вещества и их предшественники. Таким образом, скармливание рационов с невысоким уровнем сырого протеина (d17% на 1 кг сухого вещества) с введением необходимого количества метионина и лизина в правильном соотношении будет наилучшим решением в начале лактации.

Список литературы

1) Acosta, D. A. V., A.C. Denicol, P. Tribulo, M.I. Rivelli, C. Skenandore, Z. Zhou, D. Luchini, M.N. Corrкa, P.J. Hansen, and F.C. Cardoso. 2016. Effects of rumen-protected methionine and choline supplementation on the preimplantation embryo in Holstein cows. Theriogenology85(9), 1669-1679

2) Alharthi, A. S., Batistel, F., Abdelmegeid, M. K., Lascano, G., Parys, C., Helmbrecht, A., ... & Loor, J. J. 2018. Maternal supply of methionine during late-pregnancy enhances rate of Holstein calf development in utero and postnatal growth to a greater extent than colostrum source. Journal of animal science and biotechnology9(1), 83

3) Ardalan, M., Rezayazdi, K., and DehghanBanadaky, M. 2010. Effect of rumenprotected choline and methionine on physiological and metabolic disorders and reproductive indices of dairy cows. Journal of animal physiology and animal nutrition94(6).

4) Bishonga, C., Robinson, J. J., McEvoy, T. G., Findlay, P., Aitken, R. P., and Robertson, I. 1996. Excess dietary urea intake in ewes and its effect on ovulation rate and embryo development. Japanese Journal of Veterinary Research44(3), 139-151.

5) Brown, E. G., VandeHaar, M. J., Daniels, K. M., Liesman, J. S., Chapin, L. T., Forrest, J. W., ... & Nielsen, M. W. 2005. Effect of increasing energy and protein intake on mammary development in heifer calves. Journal of Dairy Science88(2), 595-603.

6) Burke, J. M., Staples, C. R., Risco, C. A., De La Sota, R. L., and Thatcher, W. W. 1997. Effect of Ruminant Grade Menhaden Fish Meal on Reproductive and Productive Performance of Lactating Dairy Cows. Journal of Dairy Science, 80(12), 3386-339.8

7) Butler W.R., Calaman J.J., and Beam S.W. 1996. Plasma and milk urea nitrogen in relation to pregnancy rate in lactating dairy cows. Journal of Animal Science 74, 858–865.

8) Butler, W. R. 1998. Review: effect of protein nutrition on ovarian and uterine physiology in dairy cattle. Journal of Dairy Science81(9), 2533-2539 

9) Butler, W. R. 2000. Nutritional interactions with reproductive performance in dairy cattle. Animal Reproduction Science60, 449-457.

10) Canfield, R. W., Sniffen, C. J., and Butler, W. R. 1990. Effects of excess degradable protein on postpartum reproduction and energy balance in dairy cattle. Journal of Dairy Science73(9), 2342-2349.

11) Cardoso, P. 2016. Impact of Feeding Amino Acids on Reproduction. Proceedings of Four-State Dairy Nutrition and Management Conference, 60-67

12) Cho J., Overton T.R., Schwab C.G., and Tauer L.W. 2007. Determining the amount of rumen-protected methionine supplement that corresponds to the optimal levels of methionine in metabolizable protein for maximizing milk protein production and profit on dairy farms. Journal of Dairy Science, 90(10), 4908-4916. 

13) Coelho C.N.D, Weber J.A., Klein N.W., Daniels W.G., and Hoagland T.A. 1989. Whole rat embryos require methionine for neural tube closure when cultured in cow serum. The Journal of nutrition119(11), 1716-1725.

14) Coleman, D. A., Thayne, W. V., and Dailey, R. A. 1985. Factors Affecting Reproductive Performance of Dairy Cows1. Journal of Dairy Science68(7), 1793-1803.

15) Elrod, C. C. and Butler, W. R. 1993. Reduction of fertility and alteration of uterine pH in heifers fed excess ruminally degradable protein. Journal of Animal Science71(3), 694-701 

16) Elrod, C. C., Van Amburgh, M., and Butler, W. R. 1993. Alterations of pH in response to increased dietary protein in cattle are unique to the uterus. Journal of Animal Science71(3), 702-706.

17) Ferguson, J. D., Blanchard, T., Galligan, D. T., Hoshall, D. C., and Chalupa, W. 1988. Infertility in dairy cattle fed a high percentage of protein degradable in the rumen. Journal of the American Veterinary Medical Association192(5), 659-662.

18) Gao, H., Wu, G., Spencer, T. E., Johnson, G. A., Li, X., and Bazer, F. W. 2009. Sel ect Nutrients in the Ovine Uterine Lumen. I. Amino Acids, Glucose, and Ions in Uterine Lumenal Flushings of Cyclic and Pregnant Ewes. Biology of Reproduction80(1), 86-93.

19) Giallongo, F., Harper, M. T., Oh, J., Lopes, J. C., Lapierre, H., Patton, R. A., Parys C., Shinzato I. and Hristov, A. N. 2016. Effects of rumen-protected methionine, lysine, and histidine on lactation performance of dairy cows. Journal of Dairy Science99(6), 4437-4452.

20) Groebner, A.E., Rubio-Aliaga, I., Schulke, K., Reichenbach, H.D., Daniel, H., Wolf, E., Meyer, H.H.D., and Ulbrich, S.E. 2011. Increase of essential amino acids in the bovine uterine lumen during preimplantation development. Reproduction, 141.

21) Hansen P. J.  2016. Influence of Dietary Protein and Amino Acids on Reproduction in Dairy Cows. WCDS Advances in Dairy Technology, 28, 209-216

22) Hugentobler, S. A., Diskin, M. G., Leese, H. J., Humpherson, P. G., Watson, T., Sreenan, J. M., and Morris, D. G. 2007. Amino acids in oviduct and uterine fluid and blood plasma during the estrous cycle in the bovine. Molecular reproduction and development74(4), 445-454.

23) Huhtanen, P., V. Vanhatalo, and T. Varvikko. 2002. Effects of abomasal infusions of histidine, glucose, and leucine on milk production and plasma metabolites of dairy cows fed grass silage diets. Journal of Dairy Science, 85(1), 204-216.

24) Lee, W., Song, K., Lim, K., Lee, S., Lee, B., and Jang, G. 2012. Influence of factors during superovulation on embryo production in Korean Holstein cattle. The Journal of Veterinary Medical Science74(2), 167-174.

25) Ikeda, S., Sugimoto, M., and Shinichi, K. U. M. E. (2012). Importance of methionine metabolism in morula-to-blastocyst transition in bovine preimplantation embryos. Journal of Reproduction and Development58(1), 91-97.

26) Jordan, E. R., Chapman, T. E., Holtan, D. W., and Swanson, L. V. 1983. Relationship of Dietary Crude Protein to Composition of Uterine Secretions and Blood in High-Producing Postpartum Dairy Cows1. Journal of Dairy Science66(9), 1854-1862.

27) Larson, S. F., Butler, W. R., and Currie, W. B. 1997. Reduced fertility associated with low progesterone postbreeding and increased milk urea nitrogen in lactating cows. Journal of Dairy Science80(7), 1288-1295.

28Lee, W., Song, K., Lim, K., Lee, S., Lee, B., & Jang, G. (2012). Influence of factors during superovulation on embryo production in Korean Holstein cattle. Journal of Veterinary Medical Science74(2), 167-174.

29) Lucy, M. C. 2001. Reproductive loss in high-producing dairy cattle: where will it end?. Journal of dairy science84(6), 1277-1293.

30) McEvoy, T. G., Robinson, J. J., Aitken, R. P., Findlay, P. A., and Robertson, I. S. 1997. Dietary excesses of urea influence the viability and metabolism of preimplantation sheep embryos and may affect fetal growth among survivors. Animal Reproduction Science47(1), 71-90.

31) Melendez, P., Donovan, A., and Hernandez, J. 2000. Milk Urea Nitrogen and Infertility in Florida Holstein Cows. Journal of Dairy Science83(3), 459-463.

32) Melendez, P., Donovan, A., Hernandez, J., Bartolome, J., Risco, C. A., Staples, C., and Thatcher, W. W. 2003. Milk, plasma, and blood urea nitrogen concentrations, dietary protein, and fertility in dairy cattle. Journal of the American Veterinary Medical Association223(5), 628-634.

33) Noftsger, S., and St-Pierre, N. R. 2003. Supplementation of methionine and selection of highly digestible rumen undegradable protein to improve nitrogen efficiency for milk production. Journal of Dairy Science86(3), 958-969.

34) Nikkhah, A., D. Kianzad, A. Hajhosseini, and A. Zalbeyk. 2013. Protected methionine prolonged provision improves summer production and reproduction of lactating dairy cows. Pakistan Journal of Biological Sciences16(12), 558-563.

35) Patton RA. 2010. Effect of rumen-protected methionine on feed intake, milk production, true milk protein concentration, and true milk protein yield, and the factors that influence these effects: a meta-analysis. Journal of Dairy Science, 93(5), 2105-2118.

36) Penagaricano F., Souza A.H., Carvahlo P.D., Driver A.M., Rocio G., Hackbart K.S., Luchini D., Shaver R.D., Wiltbank M.C., and Khatib H. 2013. Effect of maternal methionine supplementation on the transcriptome of bovine preimplantation embryos. PLoS One8(8), e72302, 72301-72310.

37) Rajala-Schultz, P. J., Saville, W. J. A., Frazer, G. S., and Wittum, T. E. 2001. Association between milk urea nitrogen and fertility in Ohio dairy cows. Journal of Dairy Science84(2), 482-489.

38) Rhoads, M. L., Rhoads, R. P., Gilbert, R. O., Toole, R., and Butler, W. R. 2006. Detrimental effects of high plasma urea nitrogen levels on viability of embryos fr om lactating dairy cows. Animal Reproduction Science91(1), 1-10.

39) Roseler, D. K., Ferguson, J. D., Sniffen, C. J., and Herrema, J. 1993. Dietary protein degradability effects on plasma and milk urea nitrogen and milk nonprotein nitrogen in Holstein cows. Journal of Dairy Science76(2), 525-534.

40) Sinclair K.D., Allegrucci C., Singh R., Gardner D.S., Sebastian S., Bispham J., Thurston A., Huntley J.F., Rees W.D., Maloney C.A., Lea R.G., Craigon J., McEvoy T.G., and Young L.E. 2007. DNA methylation, insulin resistance, and blood pressure in offspring determined by maternal periconceptional B vitamin and methionine status. Proceedings of the National Academy of Sciences104(49), 19351-19356.

41) Socha M.T., Putnam D.E., Garthwaite B.D., Whitehouse N.L., Kierstead N.A., Schwab C.G., Ducharme G.A., and Robert J.C. 2005. Improving intestinal amino acid supply of pre- and postpartum dairy cows with rumen-protected methionine and lysine. Journal of Dairy Science, 88(3), 1113-1126.

42) Stevenson, J. S., and Call, E. P. 1988. Reproductive Disorders in the Periparturient Dairy Cow. Journal of Dairy Science71(9), 2572-2583.

43) St-Pierre, N. R., and Sylvester, J. T. 2005. Effects of 2-hydroxy-4-(methylthio) butanoic acid (HMB) and its isopropyl ester on milk production and composition by Holstein cows. Journal of Dairy Science88(7), 2487-2497.

44) Schwab, C. G. 2015. Achieving success with amino acid balancing for lactating dairy cows: feed science. AFMA Matrix24(3), 29-33.

45) Wang, C., Liu, H. Y., Wang, Y. M., Yang, Z. Q., Liu, J. X., Wu, Y. M., Yan T. and Ye, H. W. 2010. Effects of dietary supplementation of methionine and lysine on milk production and nitrogen utilization in dairy cows. Journal of Dairy Science93(8), 3661-3670.

46) Wiltbank M.C., Shaver, R. D., Toledo, M. Z., Carvalho, P. D., Baez, G. M., Follendor, T. H., Lobos, N. E., Luchini, D., and Souza, A. H. Proc. 2014. 4-State Dairy Nutrition and Management Conf. 19-26.

47) Wu, G., Bazer, F.W., Satterfield, M.C., Li, X., Wang, X., Johnson, G.A., Burghardt, R.C., Dai, Z., Wang, J., and Wu, Z. 2013. Impacts of arginine nutrition on embryonic and fetal development in mammals. Amino Acids45(2), 241-256.
На правах рекламы.
18.09.2021
В наше время популярные блогеры и лидеры мнений оказывают, кажется, намного большее влияние на представления потребителей о здоровом питании, чем научное сообщество, диетоги, врачи, технологи пищевого производства. Чтобы разобраться, насколько научна та информация о молоке, которая нередко встречается в Интернете, мы запросили комментарии экспертов — которые, кстати, тоже активно ведут блоги и сами являются лидерами мнений.
Читать полностью
Календарь