Начало лактации: испытание на прочность или мотивация на сохранение здоровья

Ковалевский В.Ф.
кандидат с-х наук, доцент, заместитель директора по производству ООО "Фид энд Фактори"


Традиционный интерес человека к производству молока способствовал интенсивной племенной работе в молочном скотоводстве. Как следствие за последнее столетие удой молока на корову в мире увеличился с 3000 кг до 8000 кг и более на корову в год, значительно сократив поголовье животных, необходимых для поддержания растущих потребностей рынка. Появление современных пород коров с повышенной генетической предрасположенностью к производству большого количества молока привело к одновременному увеличению потребностей животных в энергии для поддержания высоких надоев, а также удлинению периода отрицательного энергетического баланса после отела. В результате, современные молочные коровы испытывают более высокую склонность к метаболическим заболеваниям и снижению репродуктивной функции. В попытке удовлетворить потребности коровы в энергии на ранней лактации и минимизации многочисленных метаболических расстройств значительно активировалась научная работа, направленная на улучшение здоровья и продуктивности коровы. Современная наука рассматривает заболевания обмена веществ как расстройства метаболической адаптации организма новотельной коровы к лактации. И главных виновников нарушения такой адаптации многие исследователи видят в воспалениях и гипокальцемиии.

Энергетический метаболизм новотельной молочной коровы

Переход от беременности к лактации накладывает метаболические ос-ложнения для современных молочных коров, чьи энергетические потребно-сти как минимум удваиваются по мере начала лактации. К сожалению, у мо-лочных коров наблюдается подавление аппетита и снижение потребления энергии и протеина во время новотельного периода. Поэтому в этот период развиваться липолиз (расщепление) жировой ткани и расщепление скелетных мышц. Важно отметить, что главной причиной переключения организма на липолиз жировой ткани является не столько снижение потребления корма, а сколько рост молочной продуктивности и резкое повышение потребности в глюкозе молочной железой. В процессе метаболической адаптации организма к лактации у коровы снижается потребление глюкозы скелетными мышцами, сердцем, маткой и другими органами. В то же время, вымя требует от 50 до 85% всей глюкозы циркулирующей в крови, чтобы поддерживать синтез лактозы во время ранней лактации. В результате, корова испытывает 3-4-кратное увеличение потребности в глюкозе во время новотельного периода.
У жвачных животных глюкоза не может поступать в организм непосредственно с кормами, так как она, и ее предшественник крахмал,  почти полностью сбраживаются в рубце микроорганизмами с образованием летучих жирных кислот, преимущественно пропионата. Для удовлетворения потребностей в глюкозе на ранней лактации корова полагается на печеночный глюконеогенез. Это процесс синтеза глюкозы из образованного в рубце пропионата (около 60-70% всей синтезированной глюкозы), лактата, глюкогенных аминокислот и полученного в результате липолиза жировой ткани глицерина.
В ответ на характерное послеродовое снижение концентрации глюкозы запускается метаболическая адаптация обмена веществ к лактации (рис. 1).
Рисунок 1. Общая схема метаболической адаптации организма коров к лактации

Молочная железа растет в размере и значительно увеличивает использование питательных веществ, а особенно глюкозы. Многократно увеличивается приток к крови к вымени и повышается потребность сердца в энергии, которая переключается на окисление жирных кислот, экономя глюкозу для образования молока. Скелетные мышцы также переключаются на жирные кислоты, снижая использование глюкозы, падает синтез протеина, но увеличивается его распад, требующийся для компенсации отрицательного баланса белка, в связи с началом лактации. Рубец становится больше, растет всасывающая поверхность и уровень всасывания летучих жирных кислот, необходимых для образования глюкозы в печени. Происходит липолиз жировой ткани, что сопровождается заметным повышением концентрации свободных жирных кислот (СЖК) в крови, которые служат в это время основным источником энергии для мышц, печени и почек и др. периферических тканей, а также являются важным источником жира в молоке. Печень, в свою очередь, также увеличивается в размере, что сопровождается интенсивным образованием глюкозы и белка, но повышается и кетогенез (синтез кетоновых тел), связанный с резким повышением концентрации СЖК и усилением окисления жирных кислот в гепатоцитах. Часть жирных кислот, не успевших окислиться, идет на обра-зование жира в печени, что может стать причиной стеатоза – ожирения печени.
Главным выводом из приведенной выше схемы является важность под-держания оптимального уровня липолиза жировой ткани, так как при чрез-мерном расщеплении запасов жира, то есть «сдаивании», организм перена-сыщается жирными кислотами, что является одной из причин сбоев метабо-лической адаптации организма. Такое часто бывает у коров с повышенной упитанностью перед отелом, а особенно у первотелок.
Остановить процесс «сдаивания» крайне сложно, но его можно профи-лактировать. Для этого нельзя допускать ожирения коров в конце лактации и лучшим средством профилактики является оптимальная длительность лактации (210 дней) и сервис-периода (95 дней). Затянутая лактация – это гарантия ожирения коровы к отелу и нарушение метаболической адаптации организма к лактации с кульминацией известных болезней обмена веществ (кетоз, стеатоз, смещение сычуга и пр.).
Очень важным технологическим аспектом профилактики болезней об-мена веществ является содержание коров в первые 20-30 дней лактации. Комфорт содержания здесь играет первостепенную роль. Животных следует обеспечить удобными боксами с размерами 1,3 м × 3 м (ширина×длина), органической (сухой навоз, торф, солома) или минеральной (песок) подстилкой и оптимальным фронтом кормления – на корову должно приходиться не менее 75 см, а лучше 1,3 м кормового пространства. Система содержания должна предусматривать наличие барьерной решетки кормового стола типа «хедлок».
Для предупреждения «сдаивания» коров важно обеспечить максималь-но возможное потребление корма в начале лактации. Поэтому основные корма должны быть высокопереваримы и обладать хорошими вкусовыми свойствами без нежелательных запахов. Предоставляемые корма не должны иметь масляной кислоты, содержать минимум уксусной и обладать максимальной концентрацией энергией в сухом веществе, не менее 9,5-10,5 МДж ОЭ. Если нет возможности обеспечить животных качественными кормами или продуктивность стада очень высока (35 кг молока и более), то для предотвращения дефицита энергии в рационе нужно использовать энергетические добавки. В первые два-три дня лактации коровам через шприц-дозатор можно вводить по 350-500 мл монопропиленгликоля или по 400-800 мл глицерина. После этого можно переключаться на другие источники энергии, например на энергетики, на основе защищенных жиров. Важно максимально нивелировать отрицательный энергетический баланс в первые 15-20 дней после отела, когда потребление основного корма не высокое.
Хорошим профилактическим приемом предупреждения ожирения печени или стеатоза, является использование холина и доноров метильных групп – метионина  и/или бетаина. Этим достигается усиление синтеза специального фосфолипида – фосфотидилхолина, ключевого соединения транспортной белковой молекулы, которая переносит жир из печени в кровоток и снабжает триглицеридами периферические ткани, обеспечивая их энергетическую подпитку. Однако важно помнить, что холин или метионин с бетаином должны быть обязательно защищены от распада в рубце специальной оболочкой – липидной или метил-целлюлозной или другой, нераспадаемой в рубцовой жидкости матрицей.

Кетоз, воспаления и гипокальцемия


Кетоз – это специфичиское заболевание обмена веществ, возникающее у коровы в начале лактации и диагностируется по увеличению уровня кетоновых тел в крови (более 1-1,2 ммоль/л): ацетоуксусной, бета-гидроксимаслянная и ацетона. Кроме того при кетозе кетоновые тела активно выделяются из организма с молоком и мочой. Кетоз характеризуется гипогликемией (снижением уровня глюкозы в крови менее 2,2 ммоль/л), ростом концентрации СЖК (более 0,5 ммоль/л), а также подавлением аппетита и иммунитета. Важным практическим аспектом кетоза является тот факт, что при этом заболевании переориентируется использование питательных веществ рациона с продуктивной цели на непродуктивную. Поэтому кетоз – это дорогостоящее заболевание, оценивается в 200-300 долларов на случай и является серьезное пре-пятствием для рентабельности фермы.
Если рассмотреть причины возникновения кетоза с точки зрения мета-болической адаптации организма коровы к лактации, то следует отметить несколько важных аспектов его развития. В течение нескольких дней после отела, потребности коровы на образование молока резко увеличиваются (по сравнению с предотелом): в глюкозе – в 3-4 раза, в аминокислотах – в 2,0 раза (метионин), в жирных кислотах – в 4,5 раза, в энергии – в 3 раза. Таким образом, главным виновником кетоза является лактация и все возрастающая потребность в глюкозе. Организм ради экономии глюкозы переключается на жирные кислоты, запуская метаболическую адаптацию к лактации, что объясняет резкий рост потребности в них. В то же время потребление корма остается низким, провоцируя отрицательный энергетический баланс (от -42 до -65 МДж/д и более) и отрицательный баланс белка (от 500 до -600 г/д и более). В то же время, интенсивная мобилизация жировых депо с выбросом в кровоток большого количества свободных жирных кислот создает все необходимые условия для развития кетоза.
Кетоз может развиваться в двух формах: клинической и субклиниче-ской. Субклинический кетоз (уровень кетоновых тел 1-1,5 ммоль/л) наи-более распространен и может случаться у 20-25% поголовья стада и более. При его развитии имеют место, как правило, экономические потери, слагаемые из потерь молока за лактацию (до 10-15%), увеличения числа метритов, маститов, нарушений воспроизводства и затрат на ветеринарное обслуживание. Клиническая форма кетоза (уровень кетонов в крови более 1,2-2,0 ммоль/л) менее распространена (5-8% поголовья стада), но имеет более тяжелые последствия: потеря молока за лактацию до 25-30% и выбытие коров из стада. Профилактика кетоза аналогична профилактике «сдаивания» коров и описана выше.
Существует мнение, что спусковым механизмом кетоза может быть не столько огромные затраты глюкозы на лактацию и отрицательный энергетический баланс, а липополисахариды – эндотоксины патогенных бактерий, проникающих в кровь разными путями и приводящие к незамедлительному иммунному ответу, или воспалению. Этот механизм общий для кетоза и теплового стресса. В кровь коров липополисахариды поступают при инфекциях внутренних органов, в частности – эндометритах и маститах. Но могут попадать из кишечника, особенно при тепловом стрессе (когда кровь оттекает от органов брюшной полости к периферии на охлаждение) и при ацидозе рубца (рис. 2).
Рисунок 2. Общая схема возникновения воспалительных состояний

Воспаление является ключевым компонентом иммунного ответа на ин-фекцию или повреждение тканей. Многочисленные исследования за послед-нее десятилетие показали, что воспалительные и острофазные медиаторы (специфические маркеры воспаления) повышаются в дни после отела, даже у тех коров, которых считают здоровыми. Воспаления могут возникать в отсутствие истинной патогенной проблемы и протекают без традиционных признаков очаговой боли, отека и покраснения. Воспаления возникают при ацидозах рубца вследствие нарушения барьерной функции слизистой желу-дочно-кишечного тракта.
Принципиальная роль воспаления в развитии метаболических наруше-ний и кетоза у коров после отела состоит в том, что оно весьма энергозатратно. Следовательно, любое воспаление приводит к перенаправлению питательных веществ в сторону от продуктивных процессов, которые поддерживают синтез молока у коровы. Во время эндотоксинового заражения и воспаления гомеостаз глюкозы заметно нарушается. Активированная иммунная система требует большого количества энергии. Иммунные клетки переключают свой метаболизм с окислительного фосфорилирования на аэробный гликолиз, становясь обязательными потребителями глюкозы. На активацию иммунного ответа и поддержания воспаления расходуется около 1 кг глюкозы. Несложный расчет с применением уравнения регрессии (0,66×ЖМ0,75 = грамм глюкозы в час) показывает, что за сутки воспаление может «съесть» около 2 кг глюкозы, что значительно усугубляет отрицательный энергетический баланс и может приводить к клинике кетоза и выбытию коровы. Что на практике и происходит, когда начало лактации сопровождается острыми эн-дометритами, трудно поддающимися лечению. Воспаления должны разре-шаться быстро. Затянутое воспаление – основной источник проблем.
Хорошо известно, что после отела у коров ослаблен иммунитет. Как выясняется, причина этого явления кроется не только в неадекватном витаминно-минеральном питании коров в сухостойный период. Причиной может служить нехватка глюкозы или недостаточная способность печени ее синтезировать из предшественников. Исследования с мастэктомированными коровами (коровы с удаленным выменем) дали понять, что основным драйвером воспаления является не стельность и отечность, а скорее лактация и метаболические изменения, которые происходят с коровой.
Иммунитет и метаболизм имеют взаимозависимый характер. Метаболические заболевания (например, кетоз) повышают риск заражения клиническими инфекциями и наоборот, инфекционные заболевания (например, метриты) также подвергают более высокому риску появление последующих метаболических нарушений. Исходя из вышеприведенных соображений, для улучшения иммунитета следует придерживаться следующих правил.
1. В сухостойный период коров нельзя подвергать значительным тепловым стрессам.
2. Перед отелом у коров должна быть упитанность менее 3,5 балла.
3. В течение сухостойного периода рационы должны обогащаться антиоксидантами в адекватных количествах (витамин Е и селен).
4. Концентрация кетоновых тел в крови и СЖК должна быть ниже 1 ммоль/л на протяжении всего транзитного периода.
5. Концентрация кальция в сыворотке крови новотельных коров должна быть не ниже  2,25 ммоль/л.
Пожалуй, самой недооцененной проблемой новотельной коровы является гипокальцемия. Наряду с воспалениями ее смело можно назвать главным драйвером развития всех метаболических нарушений в организме новотельных коров. Гипокальцемия определяется по снижению уровня кальция в крови животных относительно нормы (2,2-2,6 ммоль/л). Развивается сразу после отела и протекает в двух формах – субклинической и клинической.
Наиболее распространена субклиническая форма гипокальцемии и по этой причине наносит самый высокий урон животноводству. Развивается при снижении уровня кальция в сыворотке крови ниже 2,2 до 1,5 ммоль/л. Широта распространения в современных стадах составляет от 25 до 50% от всех растелившихся коров. В благополучных стадах ее распространенность не превышает 5-6%. В связи с высокой распространенностью субклиническая гипокальцемия имеет огромное экономическое значение. Например, в США, где осуществляют четкий учет этого заболевания, потери от гипокальцемии составляют более 250 млн. долларов в год. Гипокальцемия имеет повышенный риск развития у старых коров (3 и более лактаций), у высокопродуктивных коров и коров породы Джерси.
Клиническая гипокальцемия или «молочная лихорадка» или родиль-ный парез возникает при быстром и глубоком снижении уровня кальция в крови от 1,5 ммоль/л и ниже в течение первых 12-24 часов после отела. Распространенность этой формы относительно небольшая – 5-10%, но каждый случай имеет тяжелые последствия. Если корову удается спасти с помощью капельницы и растворов кальция, то потери молочной продуктивности все равно неизбежны и могут составлять до 25-30% за лактацию. Однако очень часто коровы не переживают это заболевание и отправляются на мясокомбинат.
Кальций – важнейший элемент необходимый для нормального сокращения мышц. Поэтому его дефицит в первую очередь отражается на функциональном состоянии мышечной ткани, как гладкой, так и скелетной (рис. 3).
Рисунок 3. Взаимосвязи гипокальцемии с наиболее распространенными заболеваниями
 
При недостатке кальция ослабляется моторика пищеварительного трак-та, снижается потребление корма и запускается каскад взаимосвязанных на-рушений, приводящих, в конечном счете, к кетозу и потерям молока. Кроме того, плохое сокращение матки приводит к задержаниям последа, воспалениям и нарушениям воспроизводства. Дефицит кальция увеличивает выработку кортизола – гормона стресса, а это в свою очередь, подавляет иммунитет. И, наконец, амебовидное движение моноцитов (и других клеток иммунной системы) зависит от концентрации кальция, что крайне негативно отражается на клеточном иммунитете.
Причины снижения кальция у коров после отелы весьма сложны и неоднозначны. Однако в общем виде проблему можно свести к важнейшему регулятору кальциевого и фосфорного обмена – паратиреоидному гормону (паратгормону) и кормлению коров перед отелом. Если рационы коров непосредственно перед отелом богаты щелочными элементами, в особенности кальцием, калием и натрием, то в крови повышается уровень этих элементов, что дает команду к сокращению выработки и снижению активности паратгормона. Этот гормон оказывает регуляторное влияние на высвобождение кальция из костей, реадсорбцию его в почках, регулирует процесс превращения витамина D3 в активную форму – кальцитриол, который, в свою очередь, регулирует активный транспорт кальция через энтероциты кишечника (рис 4). Таким образом, паратгормон непосредственно определяет уровень кальция в крови.
Рисунок 4. Упрощенная схема регуляции уровня кальция в крови
 
Растелившись, корова начинает вырабатывать молозиво, а затем молоко и теряет с этими продуктами очень много кальция. В то же время, если корову кормили рационами, богатыми кальцием и/или калием, то после отела у нее отмечается очень низкий уровень паратгормона. Как следствие, блокиру-ется поступление кальция из костей и нарушается активный транспорт каль-ция их кишечника, то есть блокируются главные пути поступления кальция в кровь. В крови начинает быстро падать уровень кальция и возникает гипокальцемия, форма которой зависит от продуктивности и ряда других факторов. Кроме того, если перед отелом скармливать рационы, содержащие много кальция, больше, чем требуется организму коровы, то количество кальциевых каналов на поверхности энтероцитов резко снижается или они блокируются. После отела эти каналы восстанавливаются относительно медленно, и этого времени вполне достаточно для того, чтобы бы развилась гипокальцемия.
Для профилактики гипокальцемии следует придерживаться оптимального минерального состава рациона с обязательным расчетом катион-анионного баланса (КАБ). Рекомендуемые уровни макроэлементов в рационе сухостойной коровы за 2-3 недели до отела приведены в таблице 1.
Таблица 1. Оптимальный уровень макроэлементов в рационе (% в СВ рациона)
 
Следует обратить особое внимание на уровни калия, кальция, хлора и магния. Проблема состоит в том, что в рационах с высоким уровнем травя-ных фуражей очень сложно добиться целевого значения уровня калия (1,0 % в СВ рациона). Как правило, его содержание всегда выше 1,0 %. С целью профилактики гипокальцемии необходимо исключить бобовые сенажи из рациона глубокостельных сухостойных коров. Однако, часто и злаковые сенажи содержат более 1,2-1,5 % К в СВ рациона. В этом случае можно и их частично или полностью исключить из рациона, заменив кукурузным силосом и соломой. При использовании силоса с небольшим количеством соломы (1-1,5 кг) уровень калия, как правило, не выходит за пределы 1,0-1,1 % в СВ.
Очень важно в качестве диагностического приема регулярно контроли-ровать рН мочи глубокостельных коров. Активная кислотность мочи должна составлять 6,2-6,8 единиц (для джерсейской породы – 5,8-6,2). Более высокий уровень рН может быть тревожным сигналом к предрасположенностью коров к гипокальцемии.
Кардинальным приемом профилактики гипокальцемии является приме-нение в рационе сухостойных коров за 2-3 недели до отела кислых солей, как правило, хлоридов (предпочтительно) или сульфатов. Хлор и/или сера, всасываясь в кровь перед отелом, искусственно поддерживают высокий уровень паратгормона после отела даже при высоком уровне калия в рационе. Тем самым удается избежать гипокальцемии. Однако при применении кислых солей должна четко соблюдаться оптимальная дозировка, основанная на точном расчете КАБ рациона. В противном случае могут возникнуть нежелательные последствий их передозировки.  
В заключение следует отметить, что новотельный период у коров явля-ется самым ответственным этапом в их продуктивной жизни, пройдя через который без потерь можно ожидать максимальной отдачи в плане производства молока и ее экономики. В то же время, силы и средства, затраченные в этот период на корову с целью поддержания ее здоровья и продуктивности, окупаются очень эффективно экономическим результатом, в виде молока, теленка и продуктивного долголетия.