Streszczenie rozprawy doktorskiej

Mgr Agata Paprocka
ZALEŻNOŚCI POMIĘDZY ZAWARTOŚCIĄ NEUROPEPTYDU CART
WE KRWI A AKTYWNOŚCIĄ DOBOWĄ I PARAMETRAMI PRODUKCYJNYMI
KRÓW MLECZNYCH
1. STRESZCZENIE
Jednymi z mniej poznanych obszarów wiedzy dotyczącej produkcji mleka są wewnętrzne
mechanizmy regulujące pobieranie pokarmu i gospodarkę energetyczną. Podstawą
funkcjonowania tych mechanizmów oraz utrzymania odpowiedniego poziomu homeostazy
organizmu jest dostarczenie mu, wraz z pobieranym pokarmem, niezbędnych składników
odżywczych. Dzięki nim mogą przebiegać nie tylko podstawowe funkcje życiowe, ale również
procesy sprzyjające towarowej produkcji mleka. Żywienie uważa się za jeden z
najważniejszych czynników związanych z prawidłowym kierunkiem przemian większości
szlaków metabolicznych. Zachowania żywieniowe krów mlecznych są najczęściej efektem
synergii wielu rodzajów czynników. Warunki utrzymania, wielkość produkcji, kaliber czy masa
ciała krów to jedne z najlepiej opisanych w literaturze. Niestety, nadal niewystarczająco dobrze
zbadane pozostają te odpowiadające za intensywność gromadzenia tkanki tłuszczowej i
zachowania żywieniowe. Jednym z najmniej poznanych wątków jest rola neurotransmiterów
wykazujących działanie anorektyczne. W przypadku bydła najskromniej opisanym jest, między
innymi Cocaine and Aphetamine Regulated Transtript, który uznaje się za czynnik wpływający
na tłumienie łaknienia, łączony z utratą masy ciała i spowolnieniem odkładania tłuszczu.
Opisane właściwości tego peptydu wskazują nie tylko na funkcje ko-regulatora na poziomie
behawioru żywienia. Wskazują również na jego rolę w kontroli trawienia i metabolizmu
energetycznego.
W związku z powyższym można przypuszczać, że działanie CART jest pośrednio
zaangażowane również w mechanizmy współuczestniczące w produkcji mleka. Dlatego też
wykonano badania, których celem było przeanalizowanie zależności występujących pomiędzy
wydajnością dobową krów, fazą laktacji, masą ciała, BCS oraz długością czasu przeżuwania, a
udziałem we krwi Cocaine and Amphetamine Regulated Transcript, glukozy i związków
ketonowych oraz zawartością w mleku podstawowych składników. Badaniami objęto 70 krów
rasy polskiej holsztyńsko-fryzyjskiej (PHF) w czasie trwania laktacji rzeczywistych. Analizy
krwi wykonywano od około 2. tygodnia do 5. miesiąca laktacji, w około 30. dniowych
odstępach czasu. Badania wykonano na przełomie lat 2014/2015, w oborze wyposażonej w 2
roboty udojowe i system umożliwiający monitorowanie zachowań dobowych. Pasze
objętościowe podawano w formie TMR, a dodatek paszy treściwej w stacji paszowej.
Wszystkie składniki mieszane były w wozie paszowym i zadawane na stole paszowym. Krowy
żywiono dawką zbilansowaną i pokrywającą w pełni ich zapotrzebowanie na składniki
pokarmowe.
Uzyskane wyniki poddano analizie statystycznej wykonując jednoczynnikową analizę
wariancji. Pomiędzy wybranymi cechami wyliczono współczynnik korelacji prostej Pearsona.
W opracowaniu wykazano, że osobniki poświęcały przeżuwaniu pokarmu przeciętnie 505,9
minuty/dobę. Najmniej czasu na tę czynność poświęcały w interwale od 6. do 12. godziny doby.
Jednak w tym oraz kolejnym interwale stwierdzono jednocześnie największą, wynosząca
łącznie 45% stada, częstotliwość dojenia się krów. Wykazano, że osobniki charakteryzujące się
dłuższym czasem przeżuwania posiadały istotnie (P≤0,05) większą masę ciała i silniejszą
kondycję cielesną. Zależności te potwierdzono także wartościami współczynnika korelacji
wynoszącymi 0,436 i 0,351. Posiadały również, przeciętnie o 3,9 litra, większą przeciętną
produkcję dobową. W tym przypadku na korzystną tendencję wskazuje również wartość
współczynnika korelacji (r=0,309, P≤0,05). Słabszy wpływ długości czasu przeżuwania
obserwowano natomiast w przypadku kształtowania się zawartości podstawowych składników
w mleku. Dłuższy czas przeżuwania sprzyjał w największym stopniu większej zawartości
laktozy (r=0,349), nieco słabiej związany był natomiast z zawartością suchej masy (r=0,288) i
białka (r=0,207).
Analiza wyników dotyczących odziaływania Cocaine and Amphetamine Regulated Transcript
(CART) na wskaźniki aktywności dobowej oraz podstawie parametry budowy ciała badanych
krów, wskazuje ich wyraźną współzależność. Wykazano bowiem, że osobniki o mniejszej
koncentracji CART we krwi charakteryzowały się jednocześnie dłuższym czasem przeżuwania,
większą masą ciała i silniejszą kondycją cielesną. W przypadku tych wskaźników uzyskane
wartości współczynnika korelacji, wynoszące kolejno -0,647, -0,370 i -0,567, wskazują na
antagonizujące i anorektyczne odziaływanie CART. Istotny pozostaje również fakt, że
koncentracja CART we krwi była również ujemnie związana z produkcją dobową mleka (r=0,579). Wpływ CART należy uznać za istotny, zwłaszcza że prowadzone analizy zawartości
glukozy i związków ketonowych we krwi oraz proporcja tłuszczu do białka w mleku,
pozostawały typowe i nie przekraczały wartości referencyjnych. Należy również zauważyć, że
większej koncentracji CART częściej towarzyszyły: większy udział związków ketonowych i
mniejszy udział glukozy we krwi. Tendencję tę obserwowano jednak najwyraźniej w przypadku
takich czynników jak BCS, czas przeżuwania i faza laktacji.
Należy stwierdzić, że w ciągu dnia krowy o większej koncentracji CART we krwi wykazywały
większą skłonność do spędzania czasu na przeżuwaniu, dzięki temu traciły mniej energii i to
najprawdopodobniej dlatego u nich częściej stwierdzano silniejszą kondycję, większą masę
ciała oraz korzystniejszą produkcję dobową mleka. Uzyskane wyniki mogą wskazywać, że
związany z większą koncentracją CART we krwi krótszy czas przeżuwania pokarmu, może
niekorzystnie wpływać na wykorzystanie z paszy składników pokarmowych. Ich deficyt może
w efekcie inicjować uruchamianie rezerw tłuszczowych, utratę masy ciała i wyhamowanie
sekrecji mleka.
SUMMARY
One of the less known areas of knowledge, regarding the production of milk are internal
mechanisms that regulate food intake and energy management. It is crucial for the functioning
of these mechanisms and maintaining adequate level of homeostasis to provide the organism
with food with essential nutrients. This means they can run not only the basic functions of life,
but also the processes conducive to commodity milk production. Nutrition is considered to be
one of the most important factors associated with the correct direction of change in most
metabolic pathways. Feeding behavior of dairy cows is most often the result of the synergy of
many kinds of factors. Conditions for maintenance, production volume, caliber and body weight
of cows are among the best reported in the literature. Unfortunately, factors responsible for the
intensity of accumulation of fat and feeding behavior are still insufficiently well researched.
One of the least understood topics is the role of neurotransmitters with anorexic effect. In case
of bovine, inter alia, Cocaine und Aphetamine Regulated Transtript is considered to be
modestly described as a factor affecting the suppression of appetite, combined with weight loss
and fat deposition slowdown. The described properties of the peptide indicate not only the
function of co-regulator of feeding behavior. They also point to its role in digestion and control
of energy metabolism.
Therefore, it can be assumed that the effect of CART is also indirectly involved in the
mechanisms participating in milk production. Therefore, tests were performed, whose aim was
to analyze the relations between the daily performance of cows, stage of lactation, body weight,
BCS, and the length of rumination time and participation of Cocaine and Amphetamine
Regulated Transcript, glucose and ketone bodies in the blood and the content of the milk
primary components. The study included 70 cows Polish Holstein-Friesian (PHF) during real
lactation. Blood tests were performed from 2nd week to 5th month of lactation, at about 30 day
intervals. The research was conducted at the turn of 2014/2015 in the barn equipped with two
milking robots and a system for monitoring the daily behavior. Roughage was treated as TMR
and the addition of roughage was provided in the feed station. All the ingredients were mixed
in the feed wagon and asked for a feed table. Cows were fed with a balanced dose, fully covering
their need for nutrients. The results were analyzed statistically by performing a one-way
analysis of variance. For the selected traits the Pearson straight correlation coefficient was
calculated. The study demonstrated that individuals devoted chewing food on average 505,9
minutes per day. The least time was devoted to this activity in the interval between 6 and 12
hours of a day. However, in this and the next interval the largest frequency of milking the cows
was found, amounting to a total of 45% of the herd,. It has been shown that individuals having
a longer duration of rumination had significantly (p≤0,05) higher body weight and a stronger
physical condition. These relationships were also confirmed by the correlation coefficient
values amounting to 0,436 and 0,351. They also had an average of 3,9 liters, increased average
daily production. In this case, a favorable trend is also indicated by the value of the correlation
coefficient (r=0,309, p≤0,05). The weaker effect of the chewing time were observed for
development of the content of basic components in the milk. Longer chewing was conducive
to the greatest extent for greater lactose content (r=0,349), slightly less it was connected with
the dry matter content (r=0,288) and protein (r=0,207).
Analysis of the results on the impact of Cocaine and Amphetamine Regulated Transcript
(CART) on a daily activity indicators and the basic parameters of studied body building in
cows, indicates their clear correlation It has been shown that individuals with a lower
concentration of CART in the blood were characterized by longer rumination time, increased
body weight and a stronger physical condition. With these indicators, the values of the
correlation coefficient, ranging successively -0.647, -0.370 and -0.567, prove antagonizing,
anorectic effect of the CART. Significant is also the fact that CART concentration in the blood
was also negatively associated with daily milk production (r=-0,579). Effect of CART should
be considered essential, particularly because the tests on glucose and ketone bodies in the blood,
and the ratio of fat to protein in the milk remained conventional and do not exceed the reference
values. It should also be pointed that a greater concentration of CART was often accompanied
by a greater share of ketone bodies and smaller share of glucose in the blood. However, this
trend was observed, apparently in case of factors such as BCS, mastication time and phase of
lactation.
It must be noted that during the day the cows with a higher concentration of CART in blood
were more inclined to spending time on chewing, thereby losing less energy and it is most likely
reason that they have a stronger condition, more favorable weight and daily milk production.
The results may indicate that shorter rumination time ,associated with a greater CART
concentration in the blood, may adversely affect the utilization of feed nutrients. Their deficit
may initiate utilisation of fat reserves, weight loss and a slowdown in the secretion of milk.