Цель исследования – разработка схемы коррекции показателей процессов рубцового пищеварения и обмена углеводных соединений у коров-первотелок в условиях биогеохимической провинции СПК «Сарафаново» Челябинской области. В образцах почв данного хозяйства на фоне недостатка микроэлементов установлено повышенное содержание железа – в 3,2–4,3 раза; никеля – на 14,4–91,4 % относительно предельно допустимой концентрации. В условиях биогеохимической провинции у значительного количества коров-первотелок отмечается нарушение всех видов обмена. Уменьшение уровня сахара в крови на 41,3 % по сравнению с нормой объясняется нарушениями пищеварения и обмена углеводов. Введение в кормовой рацион коров-первотелок свекловичной патоки, пивных дрожжей, «Витартила» позволило нормализовать показатели рубцового пищеварения и углеводного обмена. Рост количества простейших в рубцовом содержимом опытных животных в 2,9 раза по сравнению с контрольными сопровождался увеличением содержания летучих жирных кислот – на 29,9 %. На фоне коррекции у коров-первотелок происходило достоверное повышение глюкозы в крови при одновременном снижении активности 1,6 дифосфат альдолазы на 35,9 %, что является благоприятным фактором, способствующим повышению скорости регуляции гликолиза в целом, и подтверждается снижением уровня молочной и пировиноградной кислот у коров-первотелок на 17,5 и 12,9 % соответственно. В крови опытной группы коров-первотелок произошло снижение солей никеля на 12,8 % (Р < 0,05) по сравнению с контрольной группой, что связано с сорбционными свойствами «Витартила». Проводимая терапия в данном хозяйстве позволила повысить в опытной группе коров молочную продуктивность на 18,1 %, а также воспроизводительную функцию.
коровы-первотелки, биогеохимическая провинция, тяжелые металлы, летучие жирные кислоты, гликолиз
Введение. Интенсификация животноводства, постоянное совершенствование генетического потенциала, высокая молочная продуктивность коров, несбалансированность их рациона по ключевым компонентам питания, стрессы и гиподинамия приводят к функциональному перенапряжению организма и создают предпосылки для развития заболевания обмена веществ. Остроту проблемы усугубляют геохимические аномалии определенных территорий, которые принято называть биогеохимическими провинциями, где течение обменных процессов имеет существенные особенности [1]. В ходе диспансерного обследования животных отдельно рассматривают нарушения углеводного, белкового, минерального, липидного и других обменов, при этом все типы обмена веществ взаимосвязаны. В хозяйствах повсеместно регистрируются комбинации различных метаболических нарушений, поскольку расстройство одного вида обмена неизбежно вызывает нарушение другого вида [2].
Принимая во внимание морфофункциональную специфику многокамерного желудка жвачных, причинами ряда заболеваний незаразной этиологии (ацидоз, остеодистрофия, гепатоз и др.) могут быть нарушения процессов рубцового пищеварения [3]. Известно, что в рубце жвачных животных под воздействием ферментативных процессов образуются летучие жирные кислоты (ЛЖК), которые служат одним из главных энергетических материалов для них. Предшественником глюкозы у жвачных является пропионовая кислота, которая всасывается в стенке рубца, поступает в кровь и далее в печень, где начинает участвовать в углеводном обмене. Таким образом, имеет место тесная взаимосвязь процессов рубцового пищеварения и обмена углеводных соединений. Особую значимость дефицит углеводов представляет в определенном физиологическом состоянии, которым является лактация, так как в этот период животные нуждаются в большом количестве питательных веществ и энергии, необходимых для образования молока. Высокая молочная продуктивность у коров-первотелок на территории биогеохимической провинции сопровождается глубокими изменениями обменных процессов [2].
Учитывая вышеизложенное, изучение показателей, характеризующих процессы пищеварения в рубце, состояние показателей углеводного обмена у коров-первотелок позволит глубже раскрыть механизм развития ряда заболеваний обмена веществ, а предлагаемые схемы коррекции имеют актуальное научное направление в ветеринарной практике.
Цель исследования – разработка схемы коррекции показателей процессов рубцового пищеварения и обмена углеводных соединений у коров-первотелок в условиях биогеохимической провинции.
Материалы и методы. Исследование было проведено на базе СПК «Сарафаново» Чебаркульского района Челябинской области. Специализацией хозяйства является производство молока. Всего в хозяйстве 977 голов дойных коров с продуктивностью 6 085 кг за лактацию.
На первом этапе в хозяйстве была сформирована экспериментальная группа из десяти коров-первотелок (n = 10), у которых были отобраны для исследований образцы крови и содержимого рубца. Установленные при этом данные сравнивали с нормативными, которые приводит И.П. Кондрахин [4]. На втором этапе коровы-первотелки были разделены на две группы (n = 5).
Контрольной группе животных коррекционное лечение не проводилось, для них использовали принятый в сельскохозяйственном предприятии рацион. Коровам-первотелкам опытной группы дополнительно в рацион вводили: свекловичную патоку в количестве 1,5 кг на голову в сутки, в разведении водой 1:3; минерально-кормовую добавку «Витартил», в дозе 0,1 г/кг живой массы 1 раз в сутки в течение 15 дней с интервалом 15 дней; пивные дрожжи – 50 г на голову [5]. Продолжительность эксперимента составила 30 дней. Морфологический и биохимический анализы крови животных проводились по стандартным ветеринарным методикам [4]. Отбор проб содержимого рубца, его исследование для определения рН, количества инфузорий, общего количества летучих жирных кислот выполняли по методике, предложенной Н.В. Куриловым [6]. Методом газовой хроматографии с использованием хроматографа Chom-5 в лаборатории химико-физиологических исследований ВНИИФБиП сельскохозяйственных животных определяли состав летучих жирных кислот содержимого рубца. Количество эссенциальных микроэлементов и солей тяжелых металлов (солей никеля) определяли во всех пробах (почва, источники воды, корма, кровь) атомно-абсорбционным методом с использованием спектрофотометра ААS-3. Статистическая обработка материала проводилась по Стъюденту с помощью критерия достоверности, и после этого результаты сравнивали с нормативными, которые приводит И.П. Кондрахин [4] и Г.П. Грибовский [7].
Результаты и их обсуждение. Исследование объектов окружающей среды землепользования СПК «Сарафаново» на содержание в них эссенциальных и токсических элементов позволило выявить серьезные отклонения относительно предельно допустимой концентрации (ПДК). Так, в образцах почвы, отобранных от различных полей хозяйства, на которых выращены кормовые культуры (ячмень, кукуруза на силос, смесь однолетних трав на сенаж) было обнаружено значительное превышение нормы содержания железа, уровень которого в объектах превышал ПДК в 4,3; 3,6; 3,2 раза соответственно. Количество жизненно необходимых элементов (медь, цинк, кобальт) было в значительной степени меньше показателей ПДК. В образцах почвы, полученных в местах выращивания ячменя фуражного, количество меди было на 71,4 %; в местах произрастания силосных культур на 69,4; а в образцах почвы сенажных культур на 27,6 % ниже ПДК. Во всех образцах почвы исследуемых участков содержание цинка и кобальта было пониженным. Наряду с этим отмечено высокое содержание никеля, которое превышало ПДК в образцах почвы зерновых культур на 42,8 %; силосных – на 91,4 и сенажных – на 14,4 %.
Токсико-химический анализ источников воды хозяйства позволил выявить следующие изменения. В пробах воды, взятых из водонапорной башни, уровень железа ниже значений ПДК на 60 %, а в поилках животноводческих помещений превышал его в 4,7 раза, что, вероятно, связано с коррозией водопроводных труб. Уровень меди, цинка и кобальта был существенно меньше значений ПДК: меди – на 98,3 %; цинка – на 70,0 и кобальта – на 94,5 %.
В образцах кормовых культур (ячмень) было выявлено превышение количества железа на 50 %; в силосе кукурузном – на 46,7; в сенаже – на 39,7 %. Количество микроэлементов (медь, цинк, кобальт) было значительно ниже значения МДУ. Превышение МДУ по никелю было обнаружено в образцах всех кормов, так, в концентратах количество никеля превышало МДУ на 62,3 %; силосе кукурузном – на 31,3 и сенаже – на 29,7 %.
Учитывая изложенное, проведенные исследования дают основание считать, что землепользование СПК «Сарафаново» является биогеохимической провинцией с выраженным дефицитом жизненно необходимых элементов в объектах окружающей среды, высоким содержанием железа и никеля. Анализ кормового рациона позволил выявить выраженный дефицит сахара, микроэлементов, витаминов и высокий уровень никеля.
Характеристики фоновых показателей рубца отличались уменьшением рН среды рубца на 13,7 %; числа инфузорий – на 73,0 и общей концентрации ЛЖК – на 28,8 %. Исследованием установлено, что процент летучих жирных кислот (ЛЖК) составил: уксусная кислота – 59,1 %; пропионовая – 14,3; изомасляная – 1,9; масляная – 21,5 %, и только 3,2 % приходилось на ЛЖК с длинной углеродной цепью (изовалерьяновая, валерьяновая, капроновая). При сравнении полученных данных с нормативными показателями было отмечено, что содержание уксусной кислоты на 4,4 %; пропионовой – на 10,7 % было ниже, а количество масляной и изомасляной – на 79,1; 90,1 % соответственно выше рекомендованных значений. Помимо этого, у исследуемых коров-первотелок отмечалась гипогликемия, уровень глюкозы был на 41,3 % ниже нормы. Активность фермента 1,6 дифосфата альдолазы при этом была повышена на 14,8 %. Уровень содержания молочной и пировиноградной кислот превышал нормативные значения на 40,4 и 30,1 % соответственно. Это явление свидетельствует о преобладании анаэробного пути гликолиза.
Таким образом, у экспериментальной группы коров-первотелок имеют место глубокие изменения процессов пищеварения в рубце и обмене углеводных соединений. Предлагаемая схема коррекции показателей рубцового пищеварения и обмена углеводных соединений имела терапевтический эффект. Результаты представлены в таблице 1.
Таблица 1
Показатели процессов рубцового пищеварения у коров-первотелок
на фоне проведенной терапии (М ± m; n = 5)
|
Показатель |
Через 30 дней эксперимента |
|
|
Опытная группа |
Контрольная группа |
|
|
рН,ед. |
6,9±0,04 |
6,29±0,07* |
|
Кол-во инфузорий, × 109/л |
797,6±0,06 |
270,6±0,09*** |
|
Общее кол-во ЛЖК, ммоль/л |
116,4±0,03 |
89,6±0,08** |
* Р < 0,05 ; ** Р < 0,01; *** Р < 0,001.
Данные таблицы 1 говорят о том, что комплексное применение свекловичной патоки, пивных дрожжей и кормовой добавки «Витартил» способствовали нормализации процессов рубцового пищеварения. В результате проведенной терапии указанными препаратами реакция среды рубца у опытных животных была на 9,6 % (Р < 0,05) выше, чем у животных контрольной группы. Рост количества простейших в рубцовом содержимом опытных животных в 2,9 раза (Р < 0,001) сопровождался увеличением количества летучих жирных кислот – на 29,9 % (Р < 0,01) по сравнению с контрольными значениями. Нормализация активной реакции среды произошла за счет кормовой добавки «Витартил», полученной из опал-кристаболитовых пород и имеющей в составе оксиды кремния, алюминия, магния и другие микро- и макроэлементы. За счет входящих в состав элементов она обладает антацидными свойствами и участвует в процессах нейтрализации избытка кислых продуктов, образующихся в рубце. Кроме того, она выполняет функцию сорбентов и способствует удалению из желудочно-кишечного тракта продуктов метаболизма, токсинов, солей тяжелых металлов, газов. В крови опытной группы коров-первотелок произошло снижение солей никеля на 12,8 % (Р < 0,05) по сравнению с показателями крови животных контрольной группы, что связано с сорбционными свойствами «Витартила». Активизации процессов рубцового пищеварения способствовало введение в рацион опытной группы коров свекловичной патоки, которая является источником быстрой энергии, стимулирует микробную активность, используется для питания микрофлоры. Фармакологическое действие пивных дрожжей обусловлено «входящими в его состав витаминами группы В, аминокислотами и минеральными веществами, которые обеспечивают рост и развитие животных, улучшают усвоение пищи, активизируют транспортные функции кишечника, нормализуют обменные процессы, обладают иммуностимулирующим действием, способствуют выведению токсических элементов» [5]. Проводимая терапия позволила оказать существенное влияние на перераспределение ЛЖК в содержимом рубца (рис.).
Уровень ЛЖК в содержимом рубца на фоне проводимой терапии, %
На рисунке отражено, что предложенный метод коррекции привел к повышению уксусной и пропионовой кислоты на 7,2 (Р < 0,05) и 13,3 % (Р < 0,05) соответственно при одновременном снижении изомасляной и масляной кислот на 28,9 (Р < 0,01) и 32,4 % (Р < 0,01) соответственно в сравнении с контрольными животными. В опытной группе коров-первотелок увеличилось количество кислот с длинной углеродной цепью: изовалерьяновой – на 54,5 % (Р < 0,001); валерьяновой – на 18,0 (Р < 0,01) и капроновой – на 50,0 % (Р < 0,001).
Таким образом, свекловичная патока, пивные дрожжи и «Витартил» активизировали процессы пищеварения в рубце коров-первотелок опытной группы, а это явление оказало положительное влияние на показатели обмена углеводных соединений.
В таблице 2 отражено достоверное повышение глюкозы (Р < 0,01) в крови опытной группы коров-первотелок при одновременном снижении активности 1,6 дифосфат альдолазы на 35,9 % (Р < 0,01) на фоне коррекции, что является благоприятным фактором, способствующим повышению скорости регуляции гликолиза в целом. Эта тенденция подтверждается снижением уровня молочной и пировиноградной кислот у коров-первотелок на 17,5 (Р < 0,01) и 12,9 % (Р < 0,05) соответственно.
Таблица 2
Показатели обмена углеводных соединений на фоне проводимой терапии (М ± m; n = 5)
|
Показатель |
Через 30 дней эксперимента |
|
|
Опытная группа |
Контрольная группа |
|
|
Глюкоза, ммоль/л |
2,63±0,04 |
1,79±0,09** |
|
1,6 дифосфат альдолаза, Ед/л |
38,3±0,10 |
59,7±0,02** |
|
Молочная кислота, ммоль/л |
1,32±0,06 |
1,60±0,04** |
|
Пировиноградная кислота, мкмоль/л |
171,4±0,09 |
196,6±0,06* |
*Р < 0,05; **Р < 0,01.
Обобщая данные исследования, необходимо отметить, что в опытной группе коров наблюдалось повышение молочной продуктивности на 18,1 %, активизировалась воспроизводительная способность, так как четыре головы из пяти коров опытной группы к концу эксперимента пришли в охоту.
Заключение
- В условиях биогеохимической провинции, когда объекты внешней среды содержат аномальное количество микро-, макроэлементов и солей тяжелых металлов, у коров-первотелок нарушаются все виды обмена веществ.
- Погрешности рациона, дефицит углеводов, микроэлементов, высокий уровень солей никеля в нем являются основными этиологическими факторами глубоких изменений показателей процессов пищеварения в рубце и обмена углеводов у коров-первотелок.
- Предлагаемая схема коррекции кормового рациона коров-первотелок путем введения свекловичной патоки, пивных дрожжей и «Витартила» сопровождалась не только нормализацией показателей рубцового пищеварения и углеводного обмена, но и высокими молочной продуктивностью и воспроизводительной способностью.
1. Роль экологических факторов в развитии незаразной патологии в условиях технологической провинции Южного Урала / А.М. Гертман [и др.] // Ученые записки Казанской государственной академии ветеринарной медицины им. Н.Э. Баумана. Казань: Казанская ГАВМ им. Н.Э. Баумана, 2008. С. 37–41.
2. Гертман А.М., Кирсанова Т.С., Папуниди К.Х. Коррекция молочной продуктивности больных гепатозом коров в условиях нарушенного экологического равновесия // Ветеринарный врач. 2010. № 2. С. 7–10.
3. Гертман А., Самсонова Т. Нормализация рубцового пищеварения в условиях техногенных провинций // Молочное и мясное скотоводство. 2012. № 3. С. 28–29.
4. Методы ветеринарной клинической лабораторной диагностики: cправочник / И.П. Кондрахин [и др.]; под общ. ред. И.П. Кондрахина. М.: КолосС, 2004. 519 с.
5. Справочник лекарственных препаратов: официальный сайт. URL: https://www.vidal.ru (дата обращения: 17.02.2023).
6. Курилов Н.В., Севастьянова Н.А. Изучение пищеварения у жвачных: метод. указания / ВНИИ физиологии, биохимии и питания с.-х. животных. Боровск, 1987. 104 с.
7. Грибовский Г.П. Ветеринарно-санитарная оценка основных загрязнителей окружающей среды на Южном Урале. Челябинск, 1996. 224 с.
