Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Метаболические параметры энергетического обмена в середине лактации у коров черно-пестрой породы

ВАК РФ 03.00.13, Физиология

Автореферат диссертации по теме "Метаболические параметры энергетического обмена в середине лактации у коров черно-пестрой породы"

2 Ц ФЕВ WW

И-Ь

\ ; .л

Ач С 4

На правах рукописи

ЛАЗАРННКО ВЕРА ПАВЛОВНА

тшижЕСШ шжря энергетического овма в СЕРЕМНЕ ЖЩ У КОРОВ ЧЕРНО-ШРСЙ ЮРОМ'

03.00.13 - физиология человека и мвотных

АВТОРЕФЕРАТ

щхерввщ на соискание ученой (жпени каншаш биологических наук

Боровск - 1997

Работа выполнена в лаборатории энергетического питания Всероссийского научно-исследовательского института физиологии, биохимии и питания сельскохозяйственных животных.

Научный руководитель - кандидат биологических наук Агфнов Ещршр Иванович Официальные оппонент: доктор сельскохозяйственных наук, профессор Кирилов Михаил Петрович (Ш)

кандидат биологических наук Соловьев А.Н. (ВНШБиП с/х животных) Вещее предприятие - Московская сельскохозяйственная академия им. К.А.Тимирязева

Защита диссертации состоится морш&ш г.

а

на заседании диссертационного Совета Д.020.17.01. при Всероссийском научно-исследовательском институте физиологи!, биохимии и питания сельскохозяйственных даотных. 4?рес шшшута: 249010, г. Боровск, Калужской области,

ВНШБиП с.-х. животных. С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке института

Автореферат разослан " П" с^р ¿¿с-Уд 1996 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

кандидат биологических наук В.И.Дудин

ч-

1.0Б1Щ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБШ

дуальность работы. В зарубежных научно-исследовательских центрах и в ¡тране проводятся фундаментальные исследования по дальнейшему совер-)ванию систем питания сельскохозяйственных животных. Многие исследо-[роводятся на основе изучения трансформации питательных веществ корма (очно-кишечном тракте в субстраты, доступные для усвоения, их преоб-!ия а использования на энергетические нужды и биосинтез. В настоящее накоплен значительный экспериментальный материал по количественной обмена веществ в печени, молочной железе, жировой, мышечной тканях и оргаш и тканях в зависимости от уровня поступления плтателвныл в<г (Kriss,1931; Медведев, 1972; Judson, Leng, 1973; Надальяк, Агафонов, з, 1937; Овчаренко, 1990).

звая система питания жвачных животных основана ва принципах субстрат-збеспечения метаболизма и субстратном регулировании основных функций зма и процессов биосинтеза. Таким образом, затрагивается более высо-ровень конверсии питательных веществ корма по сравнению с ныне дейс-ми системами питания. Это позволит прогнозировать состояние обмена в, эффективность биосинтеза и затраты на теплопродукцию, выявлять ли-ющие факторы метаболизма в зависимости от типа кормления, возраста ых, их генетического потенциала, направления и уровня продуктивности, подход позволяет учитывать важнейшие звенья метаболизма и воздейство-а количественные и качественные параметры продуктивности, аиболее актуальной и сложной остается проблема рационального корше-обеспечения доступной энергией высокопродуктивных коров. У коров я корма может трансформироваться одновременно в различных сочетаниях:

на молоко, прирост тканей тела и плода, на теплопродукцию (Надальяк, Агафонов, Решетов, 1982). Образующаяся в процессе обмена веществ энергия используется на обновление тканевых структур и ресинтез макроэргов, на передвижение ионов (и различных молекул) против концентрационных, электрических и ионных градиентов, для роста и развития организма, обеспечения жизнедеятельности всех клеточных элементов.

У высокопродуктивных коров до Ш их потребности в энергий и питательных веществах приходится на метаболические потребности молочной железы, 1 уровень которых в большей степени зависит от количества и качества молока (Kleiber, 1969; Надальяк, 1973). При этом молочная продуктивность коров не всегда адекватна потреблению ими питательных веществ, что обусловлено характером поступления и распределения субстратов, направления и уровня продуктивности, потребностями на поддержание. Поэтому проведение исследований по оценке полноценности питания коров с учетом количественной характеристики образующихся в желудочно-кишечном тракте субстратов, их поступления в кровь и использования в обмене представляется актуальной проблемой.

В связи с разработкой новой концепции питания на основе субстратной обеспеченности продуктивного обмена высокомолочных коров,необходимы количественных данные для оценки субстратной питательности кормов и рационов и определения потребности в субстратах у коров. Это позволит регулировать биосинтез и энергозатраты у коров, совершенствовать способы нормирования и тактику кормления.

Цель и задачи исследований. Исходя из актуальности проблемы нормированного кормления лактирующих коров целью исследований явилась разработка способов оценки потребности молочных коров в субстратах и метаболитах, необходимых для энергетических процессов, оценка энергетической и субстратной

питательности кормов и рациона. Били поставлены следующие задачи:

- изучить количество и соотношение субстратов, образующихся в желудочно-кишечном тракте;

- изучить содержание в крови основных энергетических субстратов и некоторых метаболитов анаэробного и аэробного обмена;

- изучить эффективность использования энергетических метаболитов на функции поддержания и лактацию.

Положения, выносигае на защиту:

- оценка энергетической и субстратной питательности рациона возможна на основе анализа химического состава кормов, показателей метаболизма питательных веществ корма в желудочно-кишечном тракте, баланса энергии и азота;

- использование показателей концентрации метаболитов крови для определения субстратной обеспеченности организма лактирукщх коров;

- количественная характеристика и соотношение субстратов, используешх в энергетическом обмене на основе анализа теплопродукции и легочного газообмена.

Ночная новизна. Впервые проведены комплексные исследования по оценке энергетического и субстратного питания молочных коров и определена энергетическая и субстратная питательность рациона. Рассмотрен баланс основных субстратов, образующихся в желудочно-кишечном тракте и использованных в организме лактирующих коров на энергетические нужды и биосинтез. В период 3-5 шцев лактации и при использовании одного уровня и типа кормления коров, остановлены существенные изменения ( Р<0,05) коэффициента энергетической )беспеченности у коров, отражающего соотношение экзогенных и эндогенных :убстратов, использованных в энергетическом обмене, соотношения аэробного и «аэробного окисления, эффективности использования некоторых субстратов и

метаболитов в энергетическом обмене. Получены исходные данные для опреде ния потребности ¿актирующих коров в субстратах на энергетические нужды.

Практическая значимость работа. Данные по химическому анализу углев них фракции открывают возможности для определения их количественного вки в обеспечение энергией лактирущих коров и для оптимизации углеводной до тельности рационов. Полученный экспериментальный материал является физис го-биохимической основой для разработки способов оценки энергетическс субстратной питательности рационов, субстратной обеспеченности энергете ких процессов и биосинтеза у коров.

Данные по количественному определению субстратов, поступивших с щ и использованных организмом ¿актирующих коров, могут быть использованы оптимизации энергетического и субстратного питания молочных коров. Рез: таты работы будут использованы для разрабатываемой в лаборатории сис1 энергетического и субстратного питания коров.

Апробация работы. Основные положения работы доложены на 2-й меад родной научной конференции "Актуальные проблемы биологии и животноводе (Боровск, сентябрь, 1995г.) и на мешборагорном заседании отдела пит ВШФБиП с/х животных (Боровск, декабрь, 1996).

Публикация результатов исследований. По материалам исследований о ликованы 2 статьи.

Объем диссертации. Диссертация изложена на Ш страницах машине ного текста и состоит из введения, обзора литературы, собственных hcci ваний, заключения, выводов собственных исследований, предложений, сг литературы. Список используемой литературы включает 242 наименования, i числе 150 отечественных и 92 зарубежных. Содержит 3V таблица 8 pi ков.

1. МАТЕРИАЛ И МЕТОДУ ИССЛЕДОВАНИИ.

Опыты проведены в виварии института на 3 коровах черно-пестрой породы продуктивностью 5700-4800 л молока за предшествующую лактацию. Коровы бы-1 подобраны по принципу аналогов с учетом живой массы, продуктивности, юков отела, количества лактации. Животные предварительно были оперированы ) методу, разработанному проф. Алиевым A.A., через месяц после отела с на-иением катеторов: на плечеголовной ствол аорты, на воротную и заднюю пода вены. Отбор крови из указанных мест проводили с учетом времени кормле-га: за час до кормления, через час после кормления и через 3 часа после )рмления (7, 9, И, 13, 15, 17, 19, 21 и 23 часа), что отражало среднюю щентрацию изучаемых метаболитов в суточном цикле. Первое взятие провели 1 61-й день после отела. Затем кровь брали через каждые 10 дней до 150 1ей лактации, включительно. Общая схема исследовании приведена на рис.1.

В кормлении опытных мвотных использовали типовые рационы с набором задиционных кормов: комбикорм - 557» по энергетической питательности, гру-*е корма и корнеплоды - 457«. Рационы были постоянные в течение всего опы-1. Кормление было трехразовое, равными долями, доение коров трехразовое. В шце 3-го - начале 4-го месяцев лактации были проведены балансовые опыты и шращкшные исследования (Надальяк и др., 1986). Содержание энергии в зрмах, кале,моче и молоке определяли сжиганием в адиабатическом калоримет-

легочный газообмен изучали с применением масочной методики на аппарате JT-2.

Методы биохимических анализов, применяемые в нашей работе, в основном Непринятые и имеются в соответствующих руководствах. Поэтому считаем це-

- б -Рис Л

сш опт.

к

щить котесшенше аспеш поступления в кровь энергетических пета жшюв, эффективность их использования на функции поддержания и лакщию

Коровы на 3-5 месяцах лающим

шечеголоввд аорш

воротная] вена

Iзадняя гаш| вена

баланс энергии!

Летучие

шрные

кислоты

газообмен, шплопродукция

Глюкоза

ж

Пируват Машт Кетовые Неэстерифицирован-тела ные хирные кислоты

лесообразным дать их краткую аннотацию. Первоначальную влажность корм( рубцового содержимого и кала определяли путем высушивания образцов до го тоянного веса при Т=65°С. Общий азот в кормах, содержимом рубца, кале, ш и молоке - по методу Кьельдаля на приборе Сиреньева. Жир в кормах и кал< по Сокслету. Сахар в кормах и кале - по Бертрану; крахмал в кормах и кал

- 7) Дюбуа; калорийность сухого вещества кормов, крови, молока, кала - в ка-зриметрической бомбе; структурные углеводы по Ван Совету; концентрацию Ж - по методу Нома в модификации Пророва; концентрацию кетоновых тел в зови и моче - по методу Энгфельда-Пинкуссена; концентрацию глюкозы в крови по цветной реакции с орто-талувдином, общую концентрацию Ж в рубцовой едкости и в крови - методом паровой дистиляции в аппарате Маркгама; разде-шие Ж - путем газожидкостной хромотографии на хромотографе "Хром-2"; щентрацию лактата в крови - по Баркеру и Саммерсону; концентрацию пируэта - по Лонгу; содержание жира в молоке - по Герберу; содержание лактоза молоке - по Ре1ез; на целостном организме изучали: потребление корма, мойную продуктивность, баете энергии, легочный газообмен.

Эффективность использования энергетических метаболитов на функции попрания и лактацию определяли расчетным методом:

- коэффициент энергетической обеспеченности метаболизма у ¿актирующих )ров (Цюпко, 1984);

- соотношение анаэробного и аэробного дыхания (Прохорова, Туликова, «5);

- соотношение субстратов, использованных в энергетическом обмене - пу-'М анализа теплопродукции с учетом дыхательного коэффициента (Агафонов, '93).

Статистическую обработку результатов проводили по методу Стьюдента акин, 1980). Разницу между результатами считали достоверной при Р<0,05.

- 8 -

2. РЕЗУЛЬТАТЫ ИСВДОВШЙ.

2.1. Особенности кормления коров, энергетическая и субстратная питательность рациона.

Существующие методы оценки энергетической питательности кормов и ра онов не отражают существа трансформации питательных веществ в желудочно-шечном тракте. От количества и соотношения образующихся субстратов в сл ном желудке и кишечнике в конечном счете зависит обеспеченность и эффект ность энергетических и пластических процессов б тканевом обмене.

Значительная часть энергии питательных веществ у жвачных поступает пищеварительного тракта за счет переваривания структурных и легкофермен руемнх углеводов. Известно, что в преджелудках жвачных сбраживается 70£ : реваримых . структурных углеводов и около 95-98% легколереваримых углево, (Синещеков, 1948; 1965; Anstreng, 1964; Куриов, 1965; 1967; Воробье др., 1986), обеспечивающих организм энергией на 40-70% (Orth, Kaufmai 1961; Jonson, Kesler, 1962; Севастьянова, Курилов, 1968).

В связи с разработкой метода фракционирования структурных углевода помощью нейтральных и кислых детергентов (Van Soest, 1969) появилась bi можность более точного определения переваривания в желудочно-кишечном тр; те животных каждой фракции в отдельности и выяснения их вклада в обеспе1 ние организма энергией.

В среднем в рационе коров содержалось от сухого вещества 20,6% гао но-детергентной клетчатки (КДК) и 34,6% нейтрально-детергентной клетча' (Щ)(табл.1). По имеющимся рекомендациям уровень ВДК в рационе высокоп] дугаивных коров должен быть в пределах 30-351 и КДК 20-221 (Van Soe:

ЬегЬБОП, 1979).

Переваримость углеводов у коров также существенно различалась по фрак-ям - структурные углеводы в составе НДК переваривались на 56,627,, целлю-за на 64,182, гемицеллмоза на 61,917., легкоферментируемые углеводы имели мую высокую переваримость - 90%.

Зная количественный состав фракций, их переваримость и доступность для воения, определили содержание обменной энергии в каждой фракции углево-в. Наибольшее содержание обменной энергии было в легкогидролизуемых фрак-IX - 39,8 Щж, наименьшее - в лигнине 8,63 Щж.

Современные системы кормления жвачных животных, основанные на чистой гребности в обменной энергии, позволяют с большой точностью прогнозиро-рь уровень продуктивности, но в то же время односторонне направлены на шизацию продуктивного потенциала животных. Это приводит к повышению эф-ггивности использования кормов при одновременном отрицательном влиянии яа [ество продукции, состояние здоровья, сроки продуктивного использования, эти проблемы в последнее время стали больше уделять внимания, делаются [ытки совершенствования систем питания животных на основе контроля биохи-:еских реакций в сложном желудке, тонком и толстом кишечнике жвачных, а же на уровне тканевого метаболизма.

Для определения первичного фонда субстратов, образующихся в хелудоч-кипючном тракте, использовали величину энергии переваримых питательных еств, из которой вычитали потери энергии с метаном и теплотой фермента-(Агафонов, 1993). Используя суммарную величину энергии субстратов, об-ованных в преджелудках и фактические данные по соотношению летучих жир-кислот в рубцовой жидкости, определили вклад ацетата, пропионата и бу-ата в формирование первичного фонда субстратов: ацетат - 3324 г, пропио-

Таблица 1

Содержание §ращш углеводов в корнах, их переваримость и содержание звергии

1 Нейтрально- тсломо- Лигнин Г' • Гещелжшоза Целлюлоза Легкфрмен-\

Показатели детергентная 'детергентная тируемые уг-

клеташа клешатка левода

в ра- в 1 кг\в ра- в 1 кг в ра- в 1 кг\в ра- в 1 кг в ра- 1 в \ кг в ра- в 1 кг

ционе ционе ционе ционе ционе ционе

Сено злаковое, г 1424,21491,1 860,1 296,6 196,5 67,5 564,3 [ 194,6 663,3 [228,8 234 80,7

Силос кукурузный, г 1655,1 111,8 924,5 62,5 151,7 10,2 730,6 49,4 772,7 52,8 225 15,2

Свеш кормовая, г 310,7 26,5 205,8 17,6 51,1 4,4 104,9 9,0 154,7 ! 13,2 946 80,9

Комбикорм, г 838,6 125,2 531,4 79,3 200,7 29,9 307,0 45,8 330,6 49,3 2361 352,5

Поступило с кормом всего, г 4228,5 - 2521,8 - 600,0 - 1706,8 - 1921,6 - 3769 -

¡Выделено с калом, г 1834,0 - 1181,1 - 492,0 - 650,2 - 688,0 - 377,0 _

Переварено, г 2394 - 1340,7 - 106 - 1057,6 - 1240 - 3392 -

Переварилось, 1 от принятого 56,62 - 53,18 - 17,95 - 61,91 - 64,18 - 90,0 -

Содержание энергии, Щж 30,27 - 19,49 - 8,63 - 10,70 - 10,86 - 39,80 -

В рационе, 1 от СВ 34,6 - 20,6 4 0 _ 13,9 - 15,7 - -

- и -

нат - 726 г, бутират - 387 г. Было определено количество субстратов, образованных в мечнике: азотсодерщие вещества - 869 г, ВЖК - 331 г, глюкоза - 778 г (табл. 2).

Таблица 2

Рацион коршюшя поров по фаяжеоюй ждамш.

Еоказашли ' Единицы Сено рж ку- Т Свекла | Комби- Ктго

'измеренияшаковоетрузный кормовая! корм

Количество корма кг 2,9 14,8 11,7 6,7 36,1

В рационе содер-

жится:

Сухое вещество кг 2,11 2,81 1,35 5,91 12,18

Кормовые единицу - 1,25 2,51 1,40 6,70 11,85

Обменная энергия № 16,00 21,50 13,50 62,37 113,37

Сирой протеин г 235,25 279,42 118,05 891,7 1524,42

в т.ч. переваришй 2 132,91 190,03 79,09 686,8 1088,85

Нейтрально-детер-

геншая штата г 1424,2 1655,1 310,7 838,6 4228,5

Кислошо-детер-

гетая клеташа г 860,1 924,5 205,8 531,4 2521,8

Целлюлоза г 663,6 772,7 154,7 330,6 1921,6

Гещелшоза г 564,3 730,6 104,9 307,0 1706,8

Лигнин о 196,5 151,7 51,1 200,7 600,0

Крахмал г 146 127 150 2122 2545

Сахар г 88 99 797 240 1224

Субстратная харашрисшка рациона

ацеш г 3324

пропиошглтоза г 1504

бутират г 387

азотсодер. вещества г 869

высшие жирные

кислот г 331

i \

Молочная продуктивность коров по периодам лактации с учетом калорийности молока, содержания жира и лактозы представлена в табл. 3.

Таблица 3

Молочная продумишот коров

Месяц Дней после Сулшннй Содержание жира Калорийность Лактоз а, 1

лашции отела УДОЙ, кг в молоке, 1 молока, ММ/кг

| 61 - 70 10,2 + 1,3 [ 3,73 + 0,17 2,70

3 71 - 80 11,3 + 1,6 3,92 ± 0,20 2,85 4,78

1 81 - 90 ■и 7 + 1 р, 1' > • ! > 4,00 + 0,10 2,88

1 91 - 100 12,5 1 0,9 3,86 ± 0,14 2,93

4 101 - 110 13,0 + 0,8 3,87 ± 0,12 2,99 4,56

111 - 120 12,4 ± 1,2 3,93 ± 0,16 3,02

121 - 130 12,0 ±1,1 3,86 ± 0,15 2,90

5 131 - 140 11,2 ±0,8 3,67 + 0,17 2,69 4,64

141 - 150 10,2 ± 0,9 3,74 ± 0,21 2,70

У коров опытной группы суточный удой в период 61-150 дней лашда снизился с 13,0 до 10,2 кг молока. Калорийность молока была в пределах 2,69-3,02 ВДж/кг. Содержание молочного жира в молоке изменялось недостоверно: максимальное - на 3 месяце лактации - 4Д, минимальное - на 5 месяце лактации - 3,677«.

2.2.2. Концентрация и соотношение Ж в рубце, поступление в кровь.

Под действием ферментов рубцовой микрофлоры углеводы кормов расщепляются с образованием летучих жирных кислот: уксусной, пропионовой, масляной и др., которые используются как в энергетическом обмене, так и в синтетических процессах в организме жвачных животных. Интенсивность обмена Ж 1

организме находится в прямой связи с их концентрацией в крови ЦлпгеН, [960; Агашт, Ь^Баи, 1961).

Опыта по изучению образования Ж в рубце лактиррда коров и поступление их в кровь проводились при постоянных условиях кормления. Наибольшее удержание Ж в рубцовой жидкости было через час после кормления 9,69 -11,81 ммоль/100 мл, через 3 часа после кормления наблюдалось достоверное снижение Ж до 9,41 и 10,17 ммоль/100 мл (Р<0,05).

Максимальное содержание летучих жирных кислот в крови было через 3 ча-:а после кормления 3,44 - 3,61 ммоль/100 мл, минимальное - перед кормлением 2,36-3,05 ммоль/100 мл (Р<0,05). Таким образом, Ж в крови лактирующих коров находятся в непосредственной зависимости от интенсивности и характера зубцового метаболизма. Анализируя образование и всасывание Ж из рубца в фовь можно отметить некоторые любопытные закономерности. На 3 месяце лактации на |оне увеличения в рубцовом содержимом пропионата после кормления и 2,3 ммоль/100 мл произошло уменьшение поступления его в воротную вену на 537., что было возможно из-за усиления кровоснабжения стенки рубца и увеличения синтеза ею лактата. К 5-му месяцу лактации концентрация пропионата в фови воротной вены увеличивается на 217„.

Содержание бутирата в рубцовом содержимом было достаточно стабильным. Зднако, на 3 месяце лактации бутират мог метаболизироваться в кетоновые тела, так как снизилось содержание его в воротной вене. К концу опыта содержание бутирата в крови у коров изменялось незначительно.

- 14 -

2.2.3. Содержанке кетонови тел в крови у хоров.

Кетоновые тела - это метаболиты, которые использртся как источники энергии. Тем не менее, увеличение их количества в организме ведет к ряду обменных нарушений. В крови здоровых коров содержится 4-8 мгХ кетоновых тел.

Содержание кетоновых тел в крови лактирующих коров на 3 месяце лактации было: в артерии 3,235 - 6,160 мгХ, в воротной вене 5,645-6,545 мгё, в задней полой вене 4,345 - 4,470 мгХ. На 4 месяце лактации произошло увеличение кетоновых тел в крови: в артерии 7,360-7,900 мг7о, в воротной вене 5,277 - 5,460 мг%, в задней полой вене 5,317 - 5,814 мгХ. На 5 месяце лактации содержание кетоновых тел в крови достоверно снизилось: в артерии с 6,027 до 5,456 мг£, в воротной вене с 5,637 до 5,047, в задней полой вене < 4,010 до 3,420 Ш (Р<0,05). Из полученных данных следует, что на 4 месяце лактации увеличение поступления кетоновых тел в кровь связано с более высоким уровнем молочной продуктивности у коров.

2.2.4. Содержание глокозн в крови у коров.

Глюкоза является важнейшим энергетическим метаболитом в организме жвачных животных и необходима для нормального течения синтетических и обменных процессов. Она является важнейшим метаболитом в синтезе компонентов молока: из нее образуется практически вся лактоза, определяющая объем секреции молочной железы,значительная доля глицерольной части триацилглицеро-лов молочного жира. Концентрация глюкозы в крови у коров изменялась по месяцам лактации. Так, отмечаюсь достовернее ее увеличение на Ш в артериальной кровигс 50,697 и 52,925мгХ на 3 месяце лактации до 54,037 и 62,320

яЯ на 5 месяце лактации. Возможно это происходит по причине снижения потребности в глюкозе, в сеязи с уменьшением молокообразования ( с 13,0 до 10,2 кг/сутки).

После кормления увеличивалась концентрация глюкозы в артериальной кро-ш по сравнению с кровью воротной вены, что связано с процессами глюконео-^енеза в печени. При этом артерио-венозная разница в период 3-го месяца отации значительно ниже, чем в последующие периоды. Это происходило за ;чет более эффективного использования глюкозы молочной железой на синтети-геские процессы (табл.4).

Таблица 4.

Содершше дтт в крови коров,Ш.

Крювеносные сосущ Месяцы лашщии

! . _ и ...... - 5

1' ВЗ № за час до кощления 50, 597 1 2,230 1 51,750 ± 1,390 51,317 + 2,110 49,170 + 1,070 - 0,62 + 2,58 54,037 + 1,780 57,900 + 1,770 - 3,87

А ВВ АВР чере 52,925 + 1,560 51,650 + 1,180 + 1,27 час после кормления 50,433 + 1,03 49,700 + 1,03 + 0,73 60,467 + 1,640 57,987 + 1,760 + 2,48

52,625 + 1,760 52,475 + 1,760 + 0,15

через 3 часа после кормления

51,750 + 0,500 51,267 + 0,960 + 0,48

62,320 + 1,510 61,050 1 1,230 + 1,27

4 - артерия; В8 - б орошая вена; АВР- артерио-венозная разность.

-162.2.5. Содержание в крови лактата и пирувата.

При образовании летучих жирных кислот в рубце одним из основных промежуточных продуктов ферментации углеводов является молочная кислота, в основном это предшественник пропионовой кислоты. В период 3-4 месяцев лактации содержание молочной кислоты в крови у коров было: в артерии 9,20- 15,34 мг% в воротной вене 8,08-12,97 мг7., в задней полой вене 9,45-16,81 мгХ; на 5 месяце лактации содержание лактата в крови у коров достоверно снизилось: в артерии до 6,21-6,56 мгХ, в воротной вене до 6,12-6,66 мг%, в задней полой вене до 5,21-5,56 мй (Р<0,05, табл.5). При анализе содержания молочной кислоты в крови с учетом времени кормления было замечено, что увеличение поступления ее в кровь (на 0,3-1,51 мг7.) происходило уже через час после кормления, то есть с усилением бродильных процессов в рубце и повышенна активности рубцовой стенки. В постабсорбцвоннын период содержание лактата I крови было наименьшим.

Синтез пировиноградной кислоты (ПВК) в результате гликолитическогс распада углеводов происходит непосредственно из фосфоэнолпирувата при участии пируваткиназн. Предельные концентрации ПВК в крови достаточно низкие, что связано с ее токсичностью (Островский и др., 1984).

Увеличение концентрации ПВК в крови у коров происходило на фоне снижения концентрации молочной кислоты: наименьшее содержание было на 3 месяц лактации 0,25-0,32 мгё, наибольшее - на 5 месяце лактации - 0,43-0,56 мг: (КО, 05). Корреляция между показателями концентраций лактата и пирувата бы ла отрицательной г=-0,75.

Таблица 5

Содержание полочной и пировиноградвой шслош в крови у коров,ыгХ.

шея :осуд Месяцу лакшции

3 | 4 5

лтпаж пируват | лашат j пируват J лактат J пируват

к ВВ ШР ЗШ ' Л- за час до 13,74+0,6710,25+0,04 1 9,20+0,80 12,03+0,69 0,28+0,07 8,96+0,49 + 1,71 - 0,03 + 0,24 14,88+1,25 0,32+0,15 10,08+0,54 троения 0,31+0,061 6,21+0,331 0,54+0,07 0,24+0,02 6,66+0,31| 0,51+0,06 + 0,07 - 0,45 | + 0,03 0,28+0,03 5,23+0,111 0,50+0,08

и через час после щ к ¡15,25+0,0110,28+0,04 ¡10,37+0,69 ВВ 12,34+0,34 0,27+0,06 10,23+0,47 кВР + 1,91 + 0,01 + 0,14 ЗАВ 16,81+0,50 0,30+0,05 9,45+0,36 тения 0,19+0,07 0,21+0,03 - 0,02 0,27+0,04 6,48+0,201 0,50+0,06 6,12+0,41| 0,51+0,05 + 0,36 S - 0,01 5,66+0,311 0,45+0,05 )

к ВВ кВР ЗШ 15,34+0,12 12,97+0,54 + 2,37 16,19+0,75 через 3 часа после кормленш 0,31+0,05 |11,04+1,01| 0,27+0,04 0,29+0,03 8,08+0,69 0,23+0,03 + 0,02 + 2,96 + 0,04 0,30+0,03 9,83+0,16 0,30+0,05 I 6,56+0,38| 0,53+0,09 6,62+0,57 0,56+0,08 - 0,06 s - 0,03 5,21+0,21| 0,43+0,04 J

По мнению Прохоровой и Тупиковой (1965) количественное соотношение

вду пировиноградной и молочной кислотами было выражено коэффициентом К= полочная кислота

-, где С-концентрация кислот. Это соотношение

'пировиноградная кислота

должно являться показателем интенсивности анаэробных и аэробных процессо! организме.

Данные по соотношению молочной и шровиноградной кислот в крови у н ров представлены в табл. 6.

Таблица

Соотношение лагаша и пирувт в крот у коров.

¡Кровеносние сосуды

Ёесщ лактации

4

за час до кормления

А 54,96 29,68 11,50

ВВ 42,96 37,33 13,06

ЗЕВ 46,50 36,00 10,46

через час после кошения

А 54,46 54,58 12,96

ВВ 45,70 48,81 12,00

ЗЕВ 56,03 35,00 12,58

А

ВВ

зав

через 3 часа после кормления .

40,89 ', 12,38

35,13 11,82

32,77 12,12

Соотношение лактат:пиррат от времени приема корма варьирует незначительно. Достаточно четко просматривается динамика с учетом периода лактации: с 3 по 5 месяцы лактации происходило достоверное снижение коэффициент; с 56,05 на 3 месяце лактации до 11,50 на 5 месяце лактации ( Р<0,05).

5

2.2.6. Содержание в крови неэстери^ицировашм жирных кислот.

Синтез триглицеролов в ранние сроки лактации, при еще не установившейся функции молочной железы синтезировать жирные кислоты, преимущественно зависит от эндогенного поступления длинноцепочных жирных кислот (Овчаренко, 1990). Уровень НЖ в крови невысокий. Однако, восполнение дефицита энергии хуществляется,в основном за счет свободных жирных кислот, которые включается в энергетический обмен быстрее, чем глюкоза ((Мтег, 1961).

Для характеристики субстратной обеспеченности за счет эндогенного поступления метаболитов изучали концентрацию в крови Н31К, поскольку они характеризуют активность процессов мобилизации из жировых депо. Концентрация НЭЖК в крови у коров была высокой на 3 месяце лактации 10,00-14,22 мг7», а на 5 месяце лактации происходило снижение до 7,58-12,0 мгХ. Различия статистически достоверны между 3 и 5 месяцами лактации ( Р<0,05). Незначительное повышение концентрации НЖ в крови было за час до коршюния (постабсорбционный период).

Для установления обеспеченности лактирующих коров энергией изучали изменения уровня экзогенных и эндогенных метаболитов в крови в связи с потреблением корма и по месяцам лактации. Эти различия в уровне энергетических метаболитов наиболее четко проявляются при определении соотношения концентрации в крови летучих жирных кислот, кетоновых тел и неэстерифицированных кирных кислот. Это соотношение названо коэффициентом энергетической обеспе-4енности (КЭО) (Цюпко, 1984) и определяется по формуле: КЭО = Ж+КТ

НЖ.

Для сравнения коэффициент энергетической обеспеченности определяли по

концентрации метаболитов в воротной вене и в артерии (табл. 7). Коэ^шщеш энергетической обеспеченном!

Месяц шриещше |ла/шшшжш, т!

Кетоновые тела, т%

Незстерифициро-Шоз§ициент энергети-ванные жирные ¡ческой обеспеченности кислот, т%

по воротной!по артери вене

за час до кормления

14,16 ± 0,19 6,545+0,990 13,12 + 2,10 1,578

через час после кормления

18,42 + 0,19 5,645+1,220 12,40 + 2,06 1,941

через 3 часа после кормления

20,70 + 0,33 6,000+0,710 10,00 + 1,94 2,670

18,30 + 0,52 за час до кормления 5,460+0,470 10,00 + 1,64 2,376 1,483

4 20,88 + 0,21 через час после кормления 6,254+0,410 9,81 + 0,79 2,766 1,701

21,66 + 0,40 через 3 часа после кормления 5,277+0,240 9,14 + 0,70 2,947 1,861

17,76 + 0,21 за час до кормления 5,637+1,010 8,23 + 0,39 2,843 1,250

5 19,26 + 0,42 через час после кормления 5,047+0,330 8,56 + 0,47 2,840 1,513

20,64 + 0,26 через 3 часа после кормления 5,160+0,380 7,58 + 0,37 3,404 1,710

Установлено, что величина коэффициента энергетической обеспеченное зависит от объема и скорости поступления энергетических метаболитов из ж лудочно-кишечного тракта в кровь. Чем больше поступает продуктов перевар:

вания в кровь, тем выше обеспеченность энергетических процессов в организме лакирующих коров экзогенными метаболитами.

Между концентрацией НЖ и глюкозы в крови существует отрицательная корреляция ( г- -0,7), с увеличением концентрации глюкозы уменьшается концентрация НЭК. По данным Овчаренко и Медведева (1986) мобилизация тканевой энергии у коров в ранние сроки лактации протекает на фоне низкого уровня в крови инсулина, глюкозы и незаменимых аминокислот и относительно высокого уровня соматотропина и НЖ.

2.3. Эффективность использования субстратов в энергетической обмене.

Высокая молочная продуктивность и интенсивный обмен веществ у высокопродуктивных коров требуй нормирования их кормления с учетом физиологического состояния, периодов лактации,При изучении норм питания животных (как методический подходов целях определения путей трансформации питательных веществ и энергии) применяется разделение затрат питательных веществ на поддержание жизни и образование продукции.

2.3.1. Использование субстратов на подержание и общий энергетический

обмен.

Обмен веществ и энергии в животном организме зависит от интенсивности окислительных процессов, которые, в ев» очередь, измеряются уровнем потребления кислорода, выделения углекислоты и дыхательным коэффициентом (ДО). Теплопродукция является интегральной величиной, отражающей затраты обменной энергии на подержание физиологических функций организма, а также на био-

синтез. Поэтому для определения субстратной обеспеченности организма коров на основные функции (поддержание, лактацию, прирост), мы использовали результаты обменных опытов и респирационных исследований - баланс энергии, баланс азота (табл. 8).

Таблица 8

Результат обменных опшюв и ресшрациошшх исследований.

Показатели

Нисса Зорька\Марта

В среднем

¡Валовая энергия коща, Щж/сут Содержание энергии в кале, ВДх/ср Энергия переваришх лиюелышх веществ, МДм/сужи Энергия в те, МДх/сут Потери энергии с метаном и теплотой ¡ферментации, Щж/сут Обменная энергия, ВДх/сут Теплопродукция, МДж/сут ¡Энергия удоя, ЁДж/сут Баланс энергии, МДж/сут шхжльний коэффициент ¡Поступило азота с кормом, г Йдаеяо азота с мочой, г

229,38 66,04

181,13 46,44

163,34 134,69 7,78 5,66

28,74 1126,82 78,60

41.19 +7,03 0,948

1266,10

95.20

23,70 105,33 73,03 31,72 +0,58 0,894 240,39 87,75

193,28 54,29

138,99 6,56

24,46 107,97 75,68 24,56 +7,73 0,928 246,93 99,29

201,26 i 16,0? 55,59 + 6,53

145,67 ± 9,55 6,67 + 0,71

25,63 ± 1,68 113,37 t 7,16 75,77 i 1,86 32,49 i 3,16 .+5,11 + 2,15 0,923 i 0,02 251,14 + 6,90 94,08 4 2,48

Потребность в обменной энергии на поддержание определяли по формуле ОЭпд = 0,5 Щж х #75 (Нормы и рационы кормления крупного рогатого скота, 1994). У Ниссы ОЭдд = 53,66 Щж/сутки, у Зорьки - 51,68 Щж/сутки, у Марты - 52,47 Щж/сутки, в среднем по группе - 52,60 4 0,66 Щж/сутки.

По азоту мочи провели расчет количества распавшихся азотсодержащих веществ у коров: и определили энергию, образованную за счет их сгорания ( в среднем по группе - 10,47 ВДжУсутки, табл.9). Вычитая из общей теплоиродук-

Таблица 9

Использование субстратов в жргежесж обмене

| Субстрат Нисса Зорька Март В среда

г | т % г т % » № • т %

Азотсодерщие вещества 595 1 10,60 13,5 548 9,76 13,4 621 11,05 14,6 588 10,47 13,8

ршш 353 5,68 7,2 261 4,21 5,8 306 4,93 6,5 307 4,94 6,5

дагш 3489 51,12 65,0 2589 37,93 51,9 3030 44,39 58,7 3036 оо 58,7

йше шрые кислом и кетоновые тела 282 11,22 14,3 ! 531 21,13 28,9 385 15,31 20,2 399 15,89 21,0

Итого 4719 78,62 100,0 3929 73,03 100,0 4342 75,68(100,0 4330 75,78|100,0|

ции (75,77 Щж) эту величину получили количество энергии, образованной з счет сгорания ацетата, кетоновых тел, глюкозы и высших жирных кислот ( среднем по группе - 65,31 Щж/сутки).

Дыхательный коэффициент отражает соотношение окисленных углеводов ацетата, кетоновых тел и липидов. При окислении глюкозы и ацетата ДК раве 1,0; при окислении липидов и кетоновых тел - 0,7 ( Метод, ук., 1986). йс пользуя калорийность исследуемых метаболитов определили вклад данных мета болитов в энергетику организма коров (табл.9). В среднем по группе вкла исследуемых метаболитов в энергетику организма лакирующих коров составил ацетат - 44,48 Щж/сутки, или 58,71; глюкоза - 4,94 ВДж/сутки, ми 6,5% азотсодержащие вещества -10,47 Щж/сутки или 13,81; высшие жирные кислот и кетоновые тела - 15,89 ВДж/сутки или 21,0 I от величины общей теплопрс дукции.

2.3.2. Эффективность использования энергии корма на лактации.

Для полного определения использования субстратов., в организме коре важно знать потребности в них на продукцию. Зная калорийность молока, также содержание в нем жира, белка и лактозы, определили чистые потребност в субстратах на образование молока по формуле ОЗпр^ЧЭ^КПИ х У где ЧЭмог чистая энергия молока, КПИ - коэффициент продуктивного использования обменной энергии, У - суточный удой (Нормы и рационы кормления кррного рогг того скота, 1994).

По количеству азота, отлаженного в тканях животных, балансу энергии калорийности белка и жира было определено отложение белка в тканях; по щ нще с балансом энергии - количество жира в приросте живой массы.

Оценка эффективности использования энергии на молокообразование осложняется тем, что молокообразование часто сопровождается либо потерями энергии из тканей (отрицательный баланс энергии), либо отложением ее в теле (положительный баланс энергии). Эффективность синтеза молока у коров рассчитывается по затратам обменной энергии. Для расчета эффективности синтеза молока из общей величины обменной энергии исключают энергию, необходимую на поддержание, а оставшуюся часть обменной энергии относят к калорийности молока. В среднем принято, что эффективность синтеза молока составляет 60-621 В нашем опыте эффективность использования обменной энергии на лактацию в среднем по группе составила 60,6 ± 1,877..

ВЫВОДЫ :

1. Изучена возможность включения дополнительных показателей в оценку питательности кормов, характеризующих содержание структурных углеводов: нейтраль но-детергентной клетчатки, кислотно-детергентной клетчатки и отдельных фракций (целлюлозы, гемицелшолоз и лигнина). С учетом этих данных проведена оценка субстратной питательности рациона по количеству образующихся субстратов в желудочно-кишечном тракте у коров: ацетата, пропионата, бутирата, высших жирных кислот, аминокислот, глюкозы. Установлено, что вклад структурных углеводов в общую величину обменной энергии составляет 26,7% (30,27 МДж/сутки).

2. За период с 3 по 5 месяцу лактации молочная продуктивность коров снизилась с 13,0 до 10,2 кг/суш (Р<0,05). При этом содержание молочного жира изменялось недостоверно: с 3,67 йо 4,007.; содержание лактозы с 4,78 до

4,567..

3. Содержание Ж в рубцовой жидкости находилось в непосредстве} зависимости от поступления кормов в желудочно-кишечный тракт: наибож концентрация через час после кормления 9,69-11,81 ммоль/100 мл (Р<0,05).

4. Концентрация Ж в крови зависела от интенсивности и характера; цового метаболизма. Максимальный уровень Ж в крови был через 3 часа пс кормления на 4 месяце лактации: в артерии 2,52 ммоль/ЮОмл, в воротной I 3,61 ммоль/ЮОмл (Р<0,05). А-В разность была всегда отрицательной,т.е. бадалось постоянное поступление Ж из желудочно-кишечного тракта в крс

5. Концентрация кетоновых тел в крови была максимальной на 4 мес лактации - от 5,317 до 7,940 мг7. (Р<0,05). Основное количество кетоно тел (62-787.) представлено иксимасляной кислотой.

6. С увеличением концентрации глюкозы в крови с 54,037 до 62,32 снижается содержание Ж с 12,01 до 7,58 I (Р<0,05). Коэффициент корреля отрицательный: г= - 0,7.

7. Недостаток энергетических субстратов в организме коров восполня за счет эндогенного поступления энергии. Уровень Н31К в крови на 3 мес лактации составлял 10,00-14,22 мг%, что достоверно выше по сравнению месяцем лактации ( Р<0,05).

8. Величина коэффициента энергетической обеспеченности была минима ной на 3 месяце лактации: по артерии 0,930-1,391; по воротной в 1,578-2,670 и максимальной - на 5 месяце лактации: по артерии 1,250-1,' по воротной вене 2,840-3,404. На 3 месяце лактации на окисление у лактир: щх коров использовалось не только Ж и кетоновые тела, но и значителы количество НШК.

9. Уровень молочной кислоты в артериальной крови у коров на 3 мес:

1й был высокий - до 15,34 мгХ. В период 5 месяца лактации содержание 1Й кислоты в крови коров достоверно снижалось до 6,21 мг% (Р<0,05).

Концентрация пировиноградной кислоты в крови у коров достоверно [вапась на фоне снижения в крови лактата ( максимальная концентрация а на 5 месяце лактации 0,43-0,56 мг%; Р<0,05). . Соотношение латат:пируват значительно варьирует по периодам лак-на 3 месяце 42",96-56,03; на 5 месяце 10,46-13,06. Между показателями рации лактата и пирувата крови существует отрицательная корреляция

. Общие затраты энергии у коров (теплопродукция ) составили 75,77 ки или Ш от обменной энергии рациона, в том числе за счет окисле-етата - 44,48 ВДд, глюкозы- 4,94 ВДж, азотсодержащих веществ 10,47 ысших жирных кислот и кетоновых тел 15,88 Щж им 58,7; 6,5; 13,8 и соответственно.

Практические предложения.

Показатели содержания нейтрально-детергентной и кислотно-детергент-гчатки более полно характеризуют качество кормов для лактирующих ко-згут быть использованы для оптимизации углеводно-энергетической пи-хзти рационов.

Субстратная характеристика рациона может быть использована для усо-рвования систем питания молочного скота.

- 28-

Список работ, опубликовании по теме диссертации.

1. Лазаренко В.П. Определение клетчатки по Ван Соесту и ее переваримости у молочных коров. // Актуальные проблемы в животноводстве. 2 Международная конференция. Боровск, 1995 - с.50-60.

2. Лазаренко В.П. Переваримость структурных и неструктурных углеводов кормов у коров // Зоотехния, N9, 1996, -с.9-11.