Porównanie hormonów metabolicznych u bydła mlecznego i mięsnego

 

Streszczenie
        Hormony metaboliczne i metabolity pełnią istotną rolę w relacji pomiędzy bilansem energetycznym, a poporodową wydajnością reprodukcyjną u krów mlecznych i mięsnych.  Przebadaliśmy łaciate krowy mleczne rasy słowacko-holsztyńskiej znajdujące się w laktacji  (n = 16) (DC, ang. Dairy Cows – krowy mleczne) oraz krowy mięsne rasy Charolais (n = 8) (BC, ang. Beff Cows – krowy mięsne), było to bydło o różnym potencjale wydajności mlecznej oraz różnej zdolności gromadzenia składników odżywczych, ale znajdujące się w podobnej kondycji  (ocena BCS). Celem badania była ocena dynamiki zmian stężenia leptyny, insuliny, IGF-I oraz niezestryfikowanych kwasów tłuszczowych (NZFA, ang. Non-Esterified Fatty Acids- niezestryfikowane kwasy tłuszczowe), mocznika oraz glukozy w trakcie okresu okołoporodowego.  Produkcja mleka u krów mlecznych utrzymywała się na poziomie około 4500 ± 450 kg/rok, a u krów mięsnych na poziomie około 2500 ± 200 kg/rok. Próbki krwi pobierano dwa razy w tygodniu.  Stwierdzono znacząco niższe stężenie NEFA u krów mięsnych, w porównaniu z krowami mlecznymi  (P<0,01) w pierwszym i drugim tygodniu po porodzie. Znacząco wyższe koncentracje IGF-I odnotowano u krów mięsnych, w porównaniu z krowami mlecznymi w pierwszym, drugim oraz trzecim tygodniu po porodzie (P<0,01). Znacząco wyższe stężenie insuliny stwierdzono u krów mięsnych, w porównaniu z krowami mlecznymi jedynie w pierwszym tygodniu po porodzie (P<0,05). W okresie przed i poporodowym stwierdzono również nieznacznie wyższe stężenie glukozy u krów mięsnych, w porównaniu z krowami mlecznymi (P>0,05). Odnotowano znacznie wyższe koncentracje leptyny w drugim i trzecim tygodniu przed porodem (P<0,05), podczas gdy po porodzie nie stwierdzono znacząco wyższych poziomów leptyny u krów mięsnych w porównaniu z krowami mlecznymi (P>0,05).

Słowa kluczowe: krowa, mleczna, mięsna, wskaźniki metaboliczne

Wprowadzenie
   Oznaczanie dynamicznych zmian stężenia leptyny, insuliny, IGF–I, NEFA, glukozy oraz mocznika w osoczu lub surowicy mogą pomóc w przewidywaniu i ocenie zależności pomiędzy wydajnością mleczną, żywieniem oraz wynikającym z nich statusem reprodukcyjnym krów. Jakkolwiek mechanizm odpowiedzialny za te zależności nie został wyjaśniony (Patton i wsp., 2006). Hormony oraz wskaźniki metaboliczne są istotnymi wyznacznikami statusu reprodukcyjnego oraz żywieniowego u krów. Hormony te wpływają na regulację procesów osi podwzgórze-przysadka-jajnik, a także na produkcję pęcherzyków oraz steroidowych hormonów jajnikowych i funkcję ciałka żółtego (Zulu i wsp., 2002).  U krów wysokomlecznych oraz u krów z ujemnym bilansem energetycznym stężenie insuliny, IGF- I, NEFA oraz glukozy jest ważnym wyznacznikiem jakości żywienia oraz wydajności rozrodczej (Lucy, 2003). Ujemny bilans energetyczny charakteryzowany jest przez utratę kondycji oraz uruchamianie rezerw tłuszczowych oraz białkowych organizmu, co w praktyce prowadzi do spadku  BCS.  Stan taki utrzymuje się przez 10-12 tygodni, ale jego największe nasilenie obserwujemy w pierwszych tygodniach laktacji (Tamminga i wsp., 1977). Niższy bilans energii oraz azotu występujący u krów rasy Holstein, w porównaniu z krowami rasy Charolais jest w szczególności spowodowany różnicami w potencjale wydajności mlecznej, a towarzyszy mu niższe stężenie insuliny w surowicy u jałówek rasy Holstein (Pareek i wsp., 2007). Celem badania było porównanie stężenia wskaźników metabolicznych we krwi u dwóch ras krów z innym podłożem genetycznym i fizjologicznym  procesów regulacji produkcji  mleka oraz poziomu energii składników odżywczych.

Materiały i metody
        Zwierzęta były podzielone na dwie grupy; mleczne łaciate krowy rasy słowacko-holsztyńskiej (n – 16) oraz krowy rasy mięsnej Charolais (n = 8). BCS został oceniony w tej samej skali 5-punktowej (0-słaby i 5-otyłość) u krów mlecznych oraz w skali 9-punktowej u krów mięsnych (1- słaby i 9 – otyłość). W trakcie rozpoczęcia badania ocena BCS krów mlecznych wynosiła od 3,5 do 4 oraz od 6,5 – 7 w skali BCS u krów mięsnych.  Dawkowanie oraz jakość pożywienia została ustalona dokładnie na podstawie produkcji mleka przez program komputerowy stosowany na farmie. Największa liczba cieląt była urodzona wiosną. Próbki krwi do oceny IGF-I (ang. insulin-like growth factor I – czynnik wzrostu podobny do insuliny I), insuliny, NEFA (ang. non-esterified fatty acids – niezestryfikowane kwasy tłuszczowe), mocznika oraz glukozy pobierano dwa razy w tygodniu z żyły ogonowej, w okresie od 21 dni przed porodem do 21 dni po porodzie. Stężenie IGF-I było mierzone metodami radioimmunologicznymi (RIA) przy użyciu testów dla ludzi S-2143 (Linco ltd.), zatwierdzonymi do pomiarów u bydła. Poziom insuliny badano za pomocą testu ELISA (zestaw EIA 2340, Roner). Poziom leptyny był mierzony za pomocą wielogatunkowego zestawu RIA (Linco Res. Inc., St. Charles, MO, USA), zatwierdzonego do badania leptyny i  metabolitów u bydła (glukoza, mocznik) poprzez automatyczną analizę biochemiczną (ALIZE,Lisabio), przy użyciu testów diagnostycznych firm Mérieux i  Randox. NEFA oceniano w surowicy krwi metodami spektrofotometrycznymi (SPECOL 211, Carl Zeiss Jena).  Wszystkie dane statystyczne porównano w teście statystycznym Student – t.

Otrzymane wyniki i dyskusja
Stężenie insuliny w surowicy, zarówno przed pobraniem paszy i przed obciążeniem glukozą, jak i po wzroście stężenia glukozy po obciążeniu glukozą było wyższe u jałówek rasy Charolais, w porównaniu z jałówkami rasy Holstein. Jałówki rasy Charolais wykazały większy potencjał przyrostu energii oraz białka w połączeniu z wyższym stężeniem insuliny i krótszym okresem półtrwania glukozy (Pareek i wsp., 2007). Jako że krowy rasy Charolais oraz Holstein reprezentują ważne rasy bydła pod względem typu nagromadzenia składników odżywczych oraz wydzielania, samice tych dwóch ras są odpowiednie do oceny genetycznego i fizjologicznego tła różnic w regulacji rozdziału składników odżywczych u bydła (Pareek i wsp., 2007; Bellmann i wsp., 2004;  Ren i wsp., 2002). Ciccioli i wsp., (2003) ocenili funkcje endokrynne, BCS oraz wskaźniki reprodukcyjne w odmiennych warunkach żywieniowych u krów  pierwiastek ras mięsnych. W naszym badaniu w trakcie trzech tygodni przed oraz po porodzie nie stwierdzono znacząco wyższych poziomów glukozy u krów mięsnych, w porównaniu z krowami mlecznymi (średnio 3,94 ± 0,25 vs. 3, 54  ± 0, 31 mmol/l) (P>0,05) (Ryc. 1).  Istotne różnice w stężeniu IGF-I pomiędzy krowami mięsnymi i mlecznymi stwierdzono w pierwszym, drugim i trzecim tygodniu po porodzie (średnio, 141.7 ± 12.07 vs. 98.4 ± 17.4 ng/ml) (P<0,01) (Ryc. 2). W okresie poporodowym odnotowaliśmy wyższe stężenie insuliny w grupie krów mięsnych, w porównaniu z grupą krów mlecznych, ale znacząca różnica w stężeniu insuliny została stwierdzona jedynie w pierwszym tygodniu po porodzie (3.98 ± 0.55 ng/l  vs. 2.84 ± 0.32 ng/l) (P<0,05) (Ryc. 3). Wyraźnie wyższe stężenie leptyny u krów mięsnych, w porównaniu z krowami mlecznymi zostało stwierdzone w drugim i trzecim tygodniu przed porodem (średnio 5,59 ± 1,14 vs. 3,91 ± 0,74 ng/l) (P<0,05), podczas gdy po porodzie nie stwierdzono wyraźnie wyższych stężeń leptyny u krów mięsnych, w porównaniu z krowami mlecznymi (średnio 4,2 ± 0,80 vs. 3,5 ±  0,58 ng/l) (P>0,05) (Ryc. 4). Wyraźnie niższe stężenia NEFA u krów mięsnych, w porównaniu z krowami mlecznymi zostały stwierdzone w drugim i trzecim tygodniu po porodzie (0, 19  ± 0,05 vs. 0, 36 ± 0, 15 mmol/l (P<0,01) (Ryc. 5). Nie stwierdzono znaczących różnic w stężeniu mocznika u krów mięsnych, w porównaniu z krowami mlecznymi w okresie okołoporodowym (Ryc. 6). Ocena w skali BCS spadła u krów mlecznych z (4 ± 0,25)  (początek eksperymentu) do (3,2 ± 0,14), a u krów mięsnych z (6, 5 ± 0.18) do (6,2 ± 0, 2) w drugim tygodniu laktacji.

Ryc.1Stężenie glukozy we krwi krów mlecznych i mięsnych przed i po porodem.

Ryc.2 Stężenie IgF-I we krwi krów mlecznych i mięsnych przed i po porodem.

Ryc.3 Stężenie insuliny we krwi krów mlecznych i mięsnych przed i po porodem.

 

Ryc.4 Stężenie leptyny we krwi krów mlecznych i mięsnych przed i po porodzie.

Ryc.5 Stężenie NEFA we krwi krów mlecznych i mięsnych przed i po porodem.

Ryc.6 Stężenie mocznika we krwi krów mlecznych i mięsnych przed i po porodem.

  Podziękowania
Praca ta była wspierana przez Ministerstwo Edukacji Republiki Słowackiej, VEGA 1/3484/06 i AV 4/0009/07