Коровы в транзитный период испытывают потребность как в метионине, так и в холине

Thomas R Overton 

Опубликовано: 19 марта, 2014 г.

*Д-р. Thomas R. Overton профессор в области молочного скотоводства в Cornell University отделение ветеринарии. Исследования, проведенные в течение последних 15 лет, поддерживают роль и метионина, и холина в кормлении коров в транзитный период. 

Холин и метионин играют жизненно важную роль в метаболизме млекопитающих.

Холин – витаминоподобное вещество, обладающее рядом свойств, включая то, что он является преобладающим фосфолипидом, содержащимся в мембранах всех клеток организма (в форме фосфатидилхолина), входит в состав нейромедиатора ацетилхолина, непосредственный прекурсор бетаина в метаболизме метила (Рисунок). Кроме того, типичным симптомом дефицита холина у моногастричных является развитие жировой инфильтрация печени.

Метионин – жизненнонеобходимая аминокислота, строительный материал белков, считается одной из двух основных лимитирующих аминокислот для секреции молока и молочного жира у лактирующих дойных коров.

Метионин может участвовать в биосинтезе фосфатидилхолина в качестве донора метильных групп. В исследовании, проведенном несколько лет назад, с целью определения кинетики и взаимодействия между метионином и холином, эти помеченный радиоизотопами вещества вводили лактирующим козам, и 6% от общего холина было получено из метионина (Emmanuel and Kennelly, 1984).

Холин и метионин были целью опытов на коровах в переходный период в течение последних 10-15 лет, и оба продемонстрировали положительное влияние на продуктивность в период ранней лактации.

Представленные выше взаимодействия исследовали с целью изучения возможности замены метионина холином, и требуется ли введение в рацион холина, если уже применяется метионин.

Хотя в анализируемой литературе опыты проводились на дойных коровах, доказательств того, что метионин действительно способен заменить холин, мало; скорее, каждое из этих питательных веществ оказывает свое обособленное действие на коров в переходный период.

Опыты на коровах в транзитный период

Piepenbrink and Overton (2003) определили, что дача защищенного холина (RPC) перед отелом и в течение периода ранней лактации способствует увеличению содержания жира в молоке (в среднем на 5,3 фунта в день) в течение ранней лактации, а также снижению времени нахождения помеченного радиоизотопом пальмитата в составе печеночных триглицеридов in vitro и повышению концентрации в печени гликогена, что говорило об улучшении обмена веществ в печени.

В этом опыте рационы были составлены так, чтобы соответствовать потребности в метионине в граммах в день с помощью кукурузной клейковины. Влияние на содержание в крови неэтерифицированных жирных кислот (NEFAs) и бета-гидроксибутирата (BHBA) было незначительным.

Zahra et al. (2006) описал, что у коров, получавших с кормом RPC в период ранней лактации повышались удои (2,6 фунт/день), но влияние на содержание в крови NEFAs и BHBA, также как и на состав печени, было незначительным.

Cooke et al. (2007) оценивал влияние введения RPC на профилактику скопления в печени триглицеридов, используя метод ограничения рациона сухостойных коров. Введение RPC в течение периода ограничения рациона приводило к снижению содержания в плазме NEFAs и скопления триглицеридов в печени практически на 50% по сравнению с контрольной группой. Корме того, использование RPC перед ограничением рациона и в последующий период, приводило к более быстрому клиренсу триглицеридов из печени.

Zom et al. (2011) описал, что дача RPC не влияла на метаболиты в крови, но способствовала снижению содержания триглицеридов в печени в период ранней лактации; дальнейшее исследование изменений (Goselink et al., 2013) экспрессии генов печени в этом опыте предполагает, что введение RPC приводит к повышению экспрессии генов, связанных с образованием липопротеинов очень низкой плотности.

Elek et al. (2008 и 2013 гг.) определил, что скармливание коровам RPC способствует выработке 5,5 фунтов в день более жирного молока (больше на 9,7 фунтов молока в день) в период ранней лактации, это происходит за счет снижения концентрации триглицеридов в печени и циркуляции BHBA.

В дополнение к этим результатам, опыты показывают, что RPC способствует статичтически значимому — на 5,3 фунта молока в день больше (Scheer et al. (2002)); на 6,4 фунта молока в день больше (Pinotti et al. (2003)), и на 4,0 фунта молока в день больше в одном опыте, плюс на 1,8 фунта молока в день больше в другом опыте (Lima et al. (2007))

— или статистически незначимому — на 5,1 фунта молока в день больше (Janovick-Guretzky et al. (2006)) повышению молочной продуктивности.

Метионин. Также существуют исследования влияния введения метионина в рацион коров перед отелом и в течение ранней лактации.

Overton et al. (1996) давал коровам 0 или 20 г/день защищенного метионина (RPM) за 7-10 дней до отела и в течение лактации. Коровы, получавшие RPM, вырабатывали на 6,0 фунта скорректированного по жирности молока в день больше в период ранней лактации.

Socha et al. (2005) включал в рацион коров 10,5 г/день RPM или 10,2 г/день RPM, плюс 16,0 г/день защищенного лизина (RPL) за 14 дней до ожидаемой даты отела и в период ранней лактации. Удои коров, получавших RPM плюс RPL, в период ранней лактации были выше, по сравнению с коровами, получавшими только RPM; удои коров, получавших основной рацион были на среднем уровне.

Введение с кормом RPM и RPM плюс RPL способствует повышению содержания белка в молоке при кормлении коров в послеотельный период рационами, содержащими 18,5% сырого протеина. Добавление аминокислот не влияет на содержание белка в молоке, если в послеотельный период в рационе 16% сырого протеина.

Ни в одном из опытов, проведенных Overton et al. (1996) или Socha et al. (2005), не исследовалось влияние добавления аминокислот на печень и энергетический обмен.

Piepenbrink et al. (2003) оценивали влияние на продуктивность и метаболизм введения с кормом аналога метионина –  2- гидрокси-4-(метилтио)-бутановой кислоты (HMB) – коровам перед отелом. Они описали, что дача среднего уровня HMB способствует повышению удоев на 6,6 фунтов молока в день.

Сравнительная оценка влияния HMB на метаболизм (концентрация циркулирующих NEFAs и BHBA, концентрации триглицеридов и гликогена в печени, in vitro оценка метаболизма пропионата и пальмитата в печени) предполагает, что изменение продуктивности не связано с изменениями метаболизма в печени.

Это было подтверждено Bertics and Grummer (1999), которые исследовали схожую с описанной ранее модель опыта с холином, для оценки влияния на аккумуляцию триглицеридов в печени в период ограничения рациона и их выведение при использовании HMB. В этом опыте, HMB не оказывал влияния ни на аккумуляцию триглициридов ни на их выведение.

Ordway et al. (2009) оценивали влияние введения в рацион коров в период перед отелом и в течение ранней лактации изопропилового эфира HMB (HMBi) или RPM. Они определили, что добавление HMBi и RPM не оказывало влияния на удои или содержание жира в молоке, средние удои составляли 95,7, 95,9 и 92,6 фунта в день у коров на основном рационе, с HMBi и RPM, соответственно. Однако, процент содержания белка в молоке увеличивался при добавлении и HMBi, и RPM. В опыте не исследовали влияние метионина на печень и энергетический обмен.

Preynat et al. (2009 и 2010 гг.) включали в рацион коров в переходный период и раннюю лактацию RPM с или без внутримышечного введения фолиевой кислоты и витамина B12. Добавление RPM не оказывало влияния на удои (83,3 фунта против 83,0 фунтов в день в контроле и RPM, соответственно), но способствовало повышению в молоке процента сырого протеина (2,94% против 3,04%). Интересно, что в этом опыте, у коров, получавших RPM, концентрации триглицеридов в печени были повышены.

Osorio et al. (2013) содержали коров  с 21 дня до отела и в послеотельный период либо на основном рационе, либо добавляли к нему HMBi или RPM.

У коров, получавших метионин, наблюдали значительное, по сравнению с контрольной группой, повышение удоев — на 5,3 фунта в день больше для HMBi и на 9,5 фунта в день больше для RPM. Но, влияние этих двух источников метионина на содержание в крови NEFAs и BHBA и триглицеридов в печени было незначительным. Интересно, что у коров, получавших метионин, нейтрофильный фагоцитоз был выше (образцы взяты в 21 день после отела), что говорит об улучшении иммунного статуса.

Резюме, заключения

В целом, исследования, проведенные в течение последних 15 лет, подтверждают роль как холина, так и метионина в кормлении коров в переходный период. Однако, есть несколько важных предположений.

Количество опытов, описывающих результаты влияния на продуктивность и метаболизм, больше в случае холина, нежели метионина. Кроме того, в нескольких опытах описано явное улучшение метаболизма в печени и снижение аккумуляции триглицеридов у коров, получавших RPC, в качестве возможной основы для изменения продуктивности. Этот биологический механизм соответствует типичному симптому дефицита холина, хорошо описанному у моногастричных животных.

Доступные в настоящее время исследования предполагают потенциальное влияние источников метионина на продуктивность коров в переходный период; однако, этот механизм не связан с метаболизмом в печени и возможно имеет отношение к иммунному статусу или роли метионина как лимитирующей аминокислоты для коров в переходный период и раннюю лактацию.

Ссылки

Bertics, S.J., and R.R. Grummer. 1999. Effects of fat and methionine hydroxy analog on prevention or alleviation of fatty liver induced by feed restriction. J. Dairy Sci. 82:2731-2736.  

Cooke, R.F., N. Silva del Rio, D.Z. Caraviello, S.J. Bertics, M.H. Ramos and R.R. Grummer. 2007. Supplemental choline for prevention and alleviation of fatty liver in dairy cattle. J. Dairy Sci.

90:2413-2418.  

Elek, P., T. Gaal and F. Husveth. 2013. Influence of rumen-protected choline on liver composition and blood variables indicating energy balance in periparturient dairy cows. Acta Vet. Hung. 61:59- 70.  

Elek, P., J.R. Newbold, T. Gaal, L. Wagner and F. Husveth. 2008. Effects of rumen-protected choline supplementation on milk production and choline supply of periparturient dairy cows. Animal 2:1595-1601.

Emmanuel, B., and J.J. Kennelly. 1984. Kinetics of methionine and choline and their incorporation into plasma lipids and milk components in lactating goats. J. Dairy Sci. 67:410-415.  

Goselink, R.M.A., J. van Baal, H.C.A. Widjaja, R.A. Dekker, R.L.G. Zom, M.J. de Veth and A.M. van Vuuren. 2013. Effect of rumen-protected choline supplementation on liver and adipose gene expression during the transition period in dairy cattle. J. Dairy Sci. 96:1102-1116.  

Janovick-Guretzky, N.A., D.B. Carlson, J.E. Garrett and J.K. Drackley. 2006. Lipid metabolite profiles and milk production for Holstein and Jersey cows fed rumen-protected choline during the periparturient period. J. Dairy Sci. 89:188-200.  

Lima, F.S., M.F. Sa Filho, L.F. Greco, F. Susca, V.J.A. Magalhaes, J. Garrett and J.E.P. Santos. 2007. Effects of feeding rumen-protected choline (RPC) on lactation and metabolism. J. Dairy Sci. 90(suppl. 1):174(abstr.).  

Ordway, R.S., S.E. Boucher, N.L. Whitehouse, C.G. Schwab and B.K. Sloan. 2009. Effects of providing two forms of supplemental methionine to periparturient Holstein dairy cows on feed intake and lactational performance. J. Dairy Sci. 92:5154-5166.  

Osorio, J.S., P. Ji, J.K. Drackley, D. Luchini and J.J. Loor. 2013. Supplemental Smartamine M or MetaSmart during the transition period benefits postpartal cow performance and blood neutrophil function. J. Dairy Sci. 96:6248-6263.  

Overton, T.R., D.W. LaCount, T.M. Cicela and J.H. Clark. 1996. Evaluation of a ruminally protected methionine product for lactating dairy cows. J. Dairy Sci. 79:631-638.  

Piepenbrink, M.S., and T.R. Overton. 2003. Liver metabolism and production of cows fed increasing amounts of rumen-protected choline during the periparturient period. J. Dairy Sci. 86:1722-1733.  

Piepenbrink, M.S., A.L. Marr, M.R. Waldron, W.R. Butler, T.R. Overton, M. Vazquez-Anon and

M.D. Holt. 2004. Feeding 2-hydroxy-4-(Methylthio)-Butanoic Acid to periparturient dairy cows improves milk production but not hepatic metabolism. J. Dairy Sci. 87:1071-1084.   P

inotti, L., A. Baldi, I. Politis, R. Rebucci, L. Sangalli and V. Dell'Orto. 2003. Rumen-protected choline administration to transition cows: Effects on milk production and vitamin E status. J. Vet. Med. 50:18-21.  

Preynat, A., H. Lapierre, M.C. Thivierge, M.F. Palin, N. Cardinault, J.J. Matte, A. Desrochers and

C.L. Girard. 2010. Effects of supplementary folic acid and vitamin B12 on hepatic metabolism of dairy cows according to methionine supply. J. Dairy Sci. 93:2130-2142.  

Preynat, A., H. Lapierre, M.C. Thivierge, M.F. Palin, J.J. Matte, A. Desrochers and C.L. Girard. 2009. Influence of methionine supply on the response of lactational performance of dairy cows to supplementary folic acid and vitamin B12. J. Dairy Sci. 92:1685-1695.  

Scheer, W.A., M.C. Lucy, M.S. Kerley and J.N. Spain. 2002. Effects of feeding soybeans and rumen-protected choline during late gestation and early lactation on performance of dairy cows. J. Dairy Sci. 85(suppl. 1):276(abstr.).

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

Zahra, L.C., T.F. Duffield, K.E. Leslie, T.R. Overton, D. Putnam and S.J. LeBlanc. 2006. Effects of rumen-protected choline and monensin on milk production and metabolism of periparturient dairy cows. J. Dairy Sci. 89:4808-4818.  

Zom, R.L.G., J. van Baal, R.M.A. Goselink, J.A. Bakker, M.J. de Veth and A.M. van Vuuren. 2011. Effect of rumen-protected choline on performance, blood metabolites and hepatic triacylglycerols of periparturient dairy cattle. J. Dairy Sci. 94:4016-4027.  

Volume:86 Issue:11