Conservanți hepatici la bovine de lapte

Vacile de reproducție intră într-o stare energetică negativă (NEB) în primele săptămâni de lactație din cauza producției intensive de lapte. Acest lucru se datorează faptului că aportul de furaje nu este în măsură să satisfacă nevoile energetice ale creșterii producției de lapte.

În această perioadă de lactație timpurie așa-numitul. procesele catabolice, degradative sunt caracteristice, ducând la mobilizarea rezervelor de energie ale animalului (grăsime și țesut muscular). Ca urmare a producției mai mici de acizi grași volatili, procesele generale de producere a energiei la rumegătoare, precum de ex. gluconeogeneza este crescută, ceea ce determină o creștere a formării substanțelor cetonice (acid acetic, acid β-hidroxibutiric, acetonă) și astfel poate provoca cetoză. Pe baza studiilor interne, rata cetozei subclinice este de aproape 30% în fermele de lapte (Könyves, 2018).

Rolul ficatului

Funcția sănătoasă a ficatului este cheia proceselor metabolice ale vacilor care alăptează, mai ales în perioada din jurul fătării. Pe parcursul a 3–6 săptămâni după fătare, o vacă Holstein-Friesian mobilizează în medie 40-60 kg de grăsime corporală și 20-25 kg de proteine din propriile depozite (Bell, 1995; Komaragiri și Erdman, 1997). Ficatul procesează substanțele nutritive, astfel încât o scădere a funcției hepatice poate afecta producția de lapte, procesele biologice de reproducere și, în cazuri extreme, poate duce la moarte.

Mobilizarea grăsimilor crește cantitatea de acid gras liber (acid gras liber neesterificat - NEFA) din sânge, care este transportat în ficat. NEFA este utilizat în ficat sau în procesul de producere a energiei (β-oxidarea grăsimilor) pentru a forma 5-trifosfat de adenozină (ATP) sau pentru a re-forma trigliceride, care sunt utilizate de molecule mari de transport (de exemplu lipoproteine cu densitate foarte mică) - VLDL) .excretat din ficat. Cu toate acestea, nivelurile ridicate de NEFA pun atât de multă presiune asupra celulelor hepatice încât acizii grași liberi se pot acumula în țesutul hepatic din cauza lipsei capacității de conversie și transport, ceea ce poate duce la sindromul ficatului gras.

Aceste tulburări metabolice au un efect negativ asupra sănătății generale a animalelor și pot provoca pierderi economice severe. Reducerea deteriorării stării cu deficit de energie poate fi abordată și din partea hrănirii, așa-numita Prin hrănirea substanțelor „de protecție hepatică”. Acestea includ de ex. colină, metionină, lizină și niacină.

Colina are potențialul de a ajuta funcția ficatului, deoarece crește excreția grăsimilor din ficat. Lizina și metionina sunt implicate în structura moleculei de transport L-carnitină, care joacă un rol important în utilizarea acizilor grași liberi ca sursă de energie. Niacina reduce mobilizarea grăsimilor în țesuturi, ceea ce are ca rezultat niveluri mai scăzute de NEFA în sânge și crește gluconeogeneza, care crește nivelul glicemiei și reduce cantitatea de grăsime care se acumulează în ficat.

O colină

Colina este o moleculă solubilă în apă, asemănătoare vitaminelor. Colina este implicată în structura fosfolipidelor care formează membrana celulară (Jayaprakash, 2016) și ca neurotransmițător al acetilcolinei joacă un rol important în procesele de memorie și reglarea mișcărilor musculare (Gibb, 2017).

Unul dintre lanțurile laterale de acizi grași implicați în construcția fosfolipidelor conține, de obicei, și o moleculă de colină. Acest lanț lateral se numește fosfatidilcolină, care joacă un rol important în digestia grăsimilor la rumegătoare, printre altele (Drackley, 2004). Acizii grași liberi din intestinul subțire al rumegătoarelor sunt insolubili în apă și, prin urmare, absorbția lor este împiedicată. Cu ajutorul sărurilor de acid biliar și fosfolipidelor, se formează micele sferice care se pot lega de suprafața celulelor epiteliale intestinale, asigurând astfel absorbția acizilor grași. La rumegătoarele adulte, formarea micelelor este ajutată de o moleculă numită lizolecitină, care este un emulgator excelent și este formată din fosfatidilcolină.

Oxidarea colinei produce betaină, care împreună cu colina joacă un rol important în neutralizarea homocisteinei formate în timpul metabolismului metioninei (Ueland, 2011), care în cantități mari are efecte dăunătoare asupra celulelor, pereților vaselor și asupra dezvoltării foliculilor deopotrivă (Berker, 2009 ).

Moleculele de lipoproteine cu densitate foarte mică (VLDL) joacă un rol în transportul grăsimilor din ficat (Piepenbrink și Overton, 2003). Colina, pe de o parte, îmbunătățește expresia genică a proteinelor necesare formării VLDL și, pe de altă parte, este implicată în formarea VLDL sub formă fosfolipidică și astfel ajută la funcționarea ficatului și la prevenirea cetozei și a sindromului ficatului gras (Evans și colab ., 2006). Colina reduce astfel nivelul trigliceridelor din ficat, precum și cantitatea de NEFA care circulă în vasele de sânge. În plus, colina îmbunătățește și oxidarea acizilor grași, ceea ce ajută și la reducerea grăsimilor din ficat (Cooke și colab., 2007).

Producția de colină este ajutată de diverși donatori de metil, cum ar fi metionina, acidul folic sau vitamina B12. Microbii din rumen degradează colina aproape 100% (Sharma și Erdman, 1989), deci numai suplimentarea într-o formă protejată împotriva rumenului este eficientă (Atkins și colab., 1988). Hrănirea colinei într-o formă protejată reduce incidența bolilor metabolice (de exemplu, cetoza) (Ardalan și colab., 2010; Mohsen și colab., 2011) și crește producția de lapte (Pinotti și colab., 2005).

Lizină și metionină

Lizina și metionina sunt aminoacizi esențiali pentru vacile de lapte și, pe lângă rolul lor în sinteza proteinelor, au o serie de efecte importante în organism.

Lizina este implicată în construirea țesutului muscular, producerea de proteine din lapte, menținerea sănătății țesuturilor și a proceselor de vindecare și dezvoltarea vehemului. Lizina este cea mai limitativă în cazul furajelor bazate pe siloz de porumb și subproduse din porumb, deoarece acestea sunt mai bogate în metionină (King și colab., 1991).

Metionina ca potențial donator de metil servește ca precursor al multor compuși antioxidanți și hepatoprotectori (glutation, colină, carnitină etc.) (Lehninger, 1977). Potrivit unor cercetători, metionina limitează sinteza proteinelor din lapte și poate influența foarte mult sinteza grăsimilor din lapte și echilibrul metabolic (McCarthy și colab., 1968; Polan și colab., 1991). Conform lui Osorio și colab. (2013), rolul metioninei în susținerea funcției hepatice, a echilibrului oxidativ și a imunității este, de asemenea, semnificativ. Deficitul de metionină cauzează afecțiuni hepatice prin ficat gras și tulburări metabolice generale datorate nivelului scăzut de antioxidanți (glutation) și donator de metil (Schugar și Crawford, 2012).

Lizina și metionina au un efect pozitiv asupra fermentației rumenului (Baldin și colab., 2015; Lee și colab., 2015) și, astfel, asupra producției de lapte, deoarece compoziția de aminoacizi a proteinei microbiene rezultate este foarte apropiată de cea a laptelui (Broderick, 1994; Schwab, 1996). Aminoacizii (naturali) neprotejați, cum ar fi lizina și metionina, intră în rumen și sunt utilizați în primul rând în procesul de sinteză a proteinelor microbiene, astfel încât un efect hepatoprotector direct poate fi realizat numai cu aceștia în formă protejată împotriva rumenului (Chalupa, 1974) . Metionina, hrănită într-o formă protejată împotriva rumenului, crește producția de lapte (Vyas și colab., 2009; Zanton și colab., 2014) și se concentrează în fluidele embrionare, sugerând un rol important în dezvoltarea embrionară (Hugentobler și colab., 2007; Groebner și colab., 2011). Toledo și colab. (2017) au arătat că metionina, hrănită într-o formă protejată, nu numai că mărește cantitatea de grăsime din lapte, dar reduce semnificativ rata de embrioletalitate (cu 13,5%) și crește dimensiunea embrionului în comparație cu hrănirea în formă naturală .

Lizina și metionina sunt implicate împreună în structura L-carnitinei (Rebouche și Seim, 1998), care transportă acizi grași liberi în plasma celulară în mitocondrii pentru formarea de energie (ATP). L-carnitina este o substanță asemănătoare vitaminei și necesită mulți cofactori pentru sinteza sa, cum ar fi vitamina C, niacina, vitamina B12, piridoxina și colina. Sinteza insuficientă de carnitină contribuie la dezvoltarea sindromului ficatului gras la vacile de lapte (Carlson și colab., 2007). Nivelurile ridicate de L-carnitină prenatale reduc acumularea ulterioară de trigliceride și, astfel, șansa steatozei hepatice (Grum și colab., 1996).

Metionina este, de asemenea, necesară pentru formarea moleculelor de transport VLDL deja menționate. Mai multe proteine specifice, fosfolipide și colesterol sunt, de asemenea, implicate în structura VLDL (Szarka și Keszler, 2014). Metionina este necesară pentru formarea de proteine speciale (așa-numitele apoproteine) și colină pentru fosfolipide.

Suplimentarea aminoacizilor esențiali, cum ar fi lizina și metionina, este importantă în hrănirea vacilor de lapte din mai multe puncte de vedere. Datorită variațiilor sezoniere în calitatea furajelor, nivelurile de proteine și aminoacizi pot fluctua, ceea ce poate limita performanțele animalelor, care pot fi agravate în continuare de posibile probleme de fermentație în furaje. Efectele termice raportate în timpul producției de furaje provoacă o reacție Maillard în care lizina este afectată în mod special. În timpul reacției Maillard, proporția proteinei protejate împotriva rumenului (UDP) poate crește, dar din cauza condițiilor de temperatură controlate necorespunzător, rata de utilizare a aminoacizilor poate scădea (Ordway și Aines, 2010). Tendințele de hrană fără OMG din ultimii ani reduc cantitatea de soia utilizată, care este cea mai bogată sursă de lizină din hrana pentru bovine de lapte.

Niacina (vitamina B3)

Niacina este o componentă cheie a două coenzime din metabolism, acidul nicotinic adenin dinucleotid (NAD) și acid nicotinic adenin dinucleotid fosfat (NADP) (Bender, 1992). Aceste coenzime transportă electronii în timpul metabolismului proteinelor, grăsimilor și carbohidraților.

Niacina reduce defalcarea țesutului adipos (lipoliză) și, astfel, fluxul de acizi grași liberi în ficat. În 2003, a fost descoperit un receptor pentru care amida acidului nicotinic format din niacină ar putea inhiba transcripția genelor responsabile de eliberarea grăsimilor (Wise și colab., 2003). În rumen, niacina crește acidul propionic și scade sinteza acidului lactic, rezultând niveluri ridicate de gluconeogeneză (producerea de glucoză din materii prime non-glucidice, cum ar fi propionatul). Într-o formă protejată împotriva rumenului, ajută la absorbția glucozei din ficat prin creșterea transportului pasiv al glucozei în celulele ficatului și îmbunătățind astfel alimentarea cu energie a vacii.

Natura și conținutul de niacină al rației hrănite influențează semnificativ sinteza niacinei microbilor din rumen (Niehoff și colab., 2008). Conform rezultatelor lui Santschi și colab. (2005), niacina este eliminată de 98,5% din rumen, ceea ce poate fi rezultatul atât al degradării microbiene, cât și al absorbției prin peretele rumenului (Zinn și colab., 1987). Este posibil ca o cantitate mai mică să fie absorbită din stomacul vaccinului (Narasinga și Gopalan, 1984).

Niacina are un efect pozitiv asupra sintezei proteinelor microbiene (Samanta și colab., 2000; Kumar și Dass, 2005) prin participarea la utilizarea amoniacului (NH3) sub formă de NAD și NADP (Newbold și colab., 2005). Mai mulți cercetători (Erickson și colab., 1990; Doreau și Ottou, 1996) au observat o creștere a populației de protozoare atunci când au fost hrăniți cu niacină, care se datorează probabil incapacității protozoarelor de a sintetiza niacina.

Conform cercetărilor lui Tienken și colab. (2015), hrănirea niacinei într-o formă protejată are ca rezultat niveluri mai ridicate de nicotinamidă în sânge decât hrănirea unei forme neprotejate. Rungruang și colab. (2014) au observat o creștere liniară a niacinei plasmatice în timpul hrănirii cu niacină protejată de rumen, deci este recomandabil să se administreze o parte din niacina suplimentată într-o formă protejată împotriva rumenului pe care microbii nu o pot degrada sau doar într-o măsură limitată.

rezumat

Substanțele discutate, care au și un efect hepatoprotector, joacă un rol cheie în metabolismul bovinelor de lapte. Aceste substanțe au un efect pozitiv nu numai asupra funcției hepatice, ci și asupra proceselor metabolice generale și a fermentării rumenului. În perioada de fătare, nevoia animalelor de substanțe de protecție hepatică se înmulțește, ceea ce merită furnizat într-o formă stabilă la rumen chiar înainte de fătare. Adăugarea colinei, lizinei, metioninei și niacinei în forme stabile la rumen la hrana vacilor de lapte poate reduce semnificativ bolile metabolice postpartum, ducând la efective mai sănătoase și performanțe mai echilibrate pe termen lung.