ZMIANY WYBRANYCH PARAMETRÓW KRWI KRÓW ZWIĄZANE Z

Acta Sci. Pol., Medicina Veterinaria 4(1) 2005, 73-86
ZMIANY WYBRANYCH PARAMETRÓW
KRWI KRÓW ZWIĄZANE
Z CIĄśĄ I LAKTACJĄ1
Katarzyna Darul, Helena Kruczyńska
Akademia Rolnicza im. Augusta Cieszkowskiego w Poznaniu
Streszczenie. Doświadczeniem objęto 15 krów w okresie Ŝywienia zimowego oraz 15 w
okresie Ŝywienia letniego, w celu przesledzenia zmian parametrów krwi w czasie okresu
zasuszania i laktacji. Krew od tych samych zwierząt pobrano w trzech terminach: I –
okres zasuszenia (ok. 3 tyg. przed wycieleniem), II – 2 dzień po wycieleniu, III – szczyt
laktacji (50 dzień po wycieleniu). W pobranych próbach oznaczono: glukozę, insulinę
(tylko w okresie zimy), cholesterol, triglicerydy (TAG), wolne kwasy tłuszczowe (WKT),
aminotransferazy alaninową (ALT) i asparaginową (AST). Obliczono równieŜ ilorazów
WKT: Cholesterol oraz WKT:TAG. W okresie Ŝywienia zimowego istotnie wyŜsza koncentracja cholesterolu, glukozy i insuliny występowała u krów zasuszonych niŜ w laktacji.
StęŜenie triglicerydów i wolnych kwasów tłuszczowych we wszystkich okresach doświadczenia kształtowało się na zbliŜonym poziomie podobnie jak iloraz WKT:TAG oraz
aktywność ALT. Natomiast stosunek WKT:Cholesterol był istotnie niŜszy u zwierząt w
laktacji a aktywność AST najniŜsza w okresie zasuszenia. Natomiast w czasie lata obserwowano istotny spadek koncentracji TAG, cholesterolu i glukozy w drugim dniu po wycieleniu. StęŜenie WKT w tym okresie zwiększyło się, jednak nie były to zmiany statystycznie istotne. Zarówno po obliczeniu ilorazu WKT:TAG, jak i WKT:Cholesterol najniŜsze wartości zanotowano w drugim dniu po wycieleniu w porównaniu do pozostałych
okresów. Aktywność ALT była wyŜsza u krów zasuszonych niŜ tych w laktacji a AST
pozostawała bez zmian.
Słowa kluczowe: krowy, parametry krwi, ciąŜa, laktacja
WSTĘP
Zwiększenie intensywności chowu i hodowli bydła mlecznego poprzez jego genetyczne doskonalenie zwłaszcza w warunkach gorszego dobrostanu zwierząt staje się
przyczyną negatywnych skutków zdrowotnych [Bulter 2003]. Bardzo waŜnym okresem
w uŜytkowaniu krów jest okres okołoporodowy nazywany przejściowym; ostatnie
1
Adres do korespondencji – Corresponding author: Katedra śywienia Zwierząt i Gospodarki
Paszowej, Akademia Rolnicza im. Augusta Cieszkowskiego, ul. Wołyńska 33, 63-637 Poznań
74
K. Darul, H. Kruczyńska
3 tygodnie ciąŜy i pierwsze 3 tygodnie laktacji [Markiewicz i in. 2004]. W tym czasie
następuje zmiana stanu przewagi procesów anabolicznych na kataboliczne. Prawidłowy
przebieg tych przemian z jak najmniej zakłóconym metabolizmem węglowodanów i
lipidów warunkuje zdrowie i produkcyjność krów, co ma swoje odzwierciedlenie w
wydajności i płodności zwierząt [Markiewicz i in. 2004, Bronicki 2001]. Wzrost zapotrzebowania na energię i składniki pokarmowe następuje juŜ pod koniec ciąŜy, ale największe zapotrzebowanie dotyczy krów po porodzie [Markiewicz i in. 2004, Pushakumara i in. 2003]. Niestety, wysoko produkcyjne krowy, w następstwie poporodowego
zmniejszenia apetytu, nie są w stanie pobrać odpowiedniej ilości paszy do ich pokrycia
[Bulter 2000, 2003, McNamara i in. 2003, Pushakumara i in. 2003]. Dochodzi do negatywnego bilansu energii oraz zaburzeń przemiany węglowodanów i tłuszczów [Filar
1999, Bronicki 2001, Bulter 2003, Reist i in. 2003].
Analiza koncentracji podstawowych wskaźników przemiany węglowodanowo-lipidowej we krwi zwierząt, pozwala na diagnozowanie ich stanu zdrowotnego i chorób metabolicznych okresu okołoporodowego, do jakich naleŜą między innymi ketoza i
stłuszczenie wątroby [Filar 1999]. Mają jednak one ograniczoną przydatność w diagnostyce w związku z trudnościami interpretacyjnymi wynikającymi z szerokiego zakresu
tzw. norm fizjologicznych. Dla ułatwienia diagnostyki chorób, istnieje potrzeba dokładniejszego poznania profilu metabolicznego krów, w róŜnych okresach cyklu produkcyjnego.
Celem pracy było określenie kształtowania się poziomu wybranych parametrów
krwi prawidłowo Ŝywionych (lato/zima) krów znajdujących się w róŜnym stanie fizjologicznym.
MATERIAŁ I METODY
Doświadczenie przeprowadzono na krowach mlecznych z dolewem krwi hf, w wieku od 2-6 lat i średniej wydajności 7143 kg/rok (6871-8756) w okresie lata i zimy.
Krowy Ŝywiono prawidłowo, zgodnie z zasadami systemu INRA, dawki pokarmowe
układano za pomocą programu komputerowego Inration. Skład dawek pokarmowych
krów przedstawiono w tabeli 1 i 2. Kondycja krów zasuszonych (BCS) wynosiła 3,5, w
skali od 1-5.
W obu okresach Ŝywieniowych od 15 zwierząt w trzech terminach: I – okres zasuszenia (ok. 3 tyg. przed wycieleniem), II – drugi dzień po wycieleniu, III– szczycie
laktacji (50 dzień po wycieleniu) pobierano próby krwi z Ŝyły jarzmowej po porannym
udoju przed karmieniem. Po odwirowaniu krew przechowywano w temperaturze
-20 0 C. W zebranych próbach dokonano oznaczeń poziomu następujących parametrów:
glukozy, cholesterolu całkowitego, triglicerydów (TAG) – metodą enzymatyczną, kolorymetrycznie przy uŜyciu testów biochemicznych firmy DIALAB, aktywność aminotransferazy alaninowej (ALP) i asparaginowej (ASP) – metodą kinetyczną, reakcji
spadkowej, zmodyfikowaną przez International Federation of Clinical Chemistry, przy
uŜyciu testów biochemicznych DIALAB oraz wolnych kwasów tłuszczowych (WKT)
metodą kolorymetryczną Duncomba [1964). Insulinę oznaczono radioimmunologicznie
przy uŜyciu testów LINCO Research, Inc. Cat. No PI-12K.
Uzyskane wyniki opracowano statystycznie przy uŜyciu pakietu statystycznego SAS
wykonując jednoczynnikową analizę wariancji. RóŜnice istotnie statystycznie ustalono
przy poziomie P≤0.01 i P≤0.05.
Acta Sci. Pol.
Zmiany wybranych parametrów krwi...
75
Tabela 1. Skład dawek pokarmowych krów w okresie Ŝywienia letniego (kg sm.)
Table 1. Composition of feed rations of summer feeding (kg dm)
Pasza
Feed
Kiszonka z kukurydzy – Maize silage
Sianokiszonka z lucerny – Alfalfa haylage
Wysłodki prasowane – Sugar beet pulp
Sianokiszonka z traw – Grass haylage
Pastwisko – Pasture
Mieszanka treściwa B-1– Concentrate B-1
LNB max, % miesz. treściwej
% of concentrate
LNB pauza
*
Krowy zasuszone
Dry cows
3,0
2,0
–
3,3
do woli – unrestricted
4*
Krowy w laktacji
Lactating cows
3,7
3,0
2,2
3,3
do woli – unrestricted
6-8
–
2
100 g
–
ostatnie 2 tyg. przed wycieleniem – 2 weeks before calving
Tabela 2. Skład dawek pokarmowych krów w okresie Ŝywienia zimowego (kg sm.)
Table 2. Composition of feed rations of winter feeding (kg dm)
Pasza
Feed
Kiszonka z kukurydzy – Maize silage
Sianokiszonka, koniczyna + lucerna
Haylage clover + alfalfa
Wysłodki prasowane kiszone
Sugar beet pulp silage
Siano łąkowe – Grass hay
Wywar zboŜowy – Brewer,s grain
Mieszanka treściwa B – Concentrate B
LNB-max, % miesz. treściwej
% of concentrate
Phosphor Josera
*
Krowy zasuszone
Dry cows
3,3
2,3
Krowy w laktacji
Lactating cows
4,4
4,0
–
2,4
do woli – unrestricted
0,4
4*
do woli – unrestricted
1,4
6-8
–
2
150 g
–
ostatnie 2 tyg. przed wycieleniem – 2 weeks before calving
WYNIKI I DYSKUSJA
Większość problemów metabolicznych u krów występuje w okresie okołoporodowym. Wyniki wielu badań świadczą o wpływie stanu fizjologicznego zwierząt zarówno
na przemiany węglowodanowe, jak i lipidowe, czego odzwierciedleniem są zmiany w
koncentracji wybranych parametrów krwi [Mazur i in. 1988, Ballard i in. 2001, El-Sherif i in. 2001, Mc Namara i in. 2003, Mandebvu i in. 2003, Kim i in. 2003, Pushakumara i in. 2003, Truck i in. 2004].
W badaniach własnych w czasie zimy stęŜenie cholesterolu (rys. 1), wyraŜone w
mmol/l, w surowicy krwi u krów zasuszonych (2,65 ± 0,20) oraz w drugim dniu po
wycieleniu (2,32 ± 0,22) było istotnie niŜsze niŜ w szczycie laktacji (4,15 ± 0,17).
Medicina Veterinaria 4(1) 2005
K. Darul, H. Kruczyńska
76
Natomiast latem koncentracja tego wskaźnika w okresie zasuszenia (3,55 ± 0,29) oraz
szczytu laktacji (3,88 ± 0,23) była istotnie wyŜsza niŜ na drugi dzień po wycieleniu
(2,16 ± 0,06).
5
a
4 ,5
a
a
4
3 ,5
mmol/l
3
b
b
2 ,5
z im a
b
w in te r
2
la to
1 ,5
sum m er
1
0 ,5
0
I
II
III
o k re s - p e rio d
A,B – P ≤ 0,05; a,b – P ≤ 0,01
Rys. 1. Średnie ± SEM stęŜenie cholesterolu w surowicy krwi krów: I – 4 tyg. przed wycieleniem, II – drugi dzień po wycieleniu, III – 8 tyg. po wycieleniu
Fig. 1. Mean ± SEM values of cholesterol level in blood serum of cows:: I – 4 weeks before
calving, II – second day after calving, III – 8 weeks after calving
Koncentracja triglicerydów (mmol/l) w surowicy krwi krów w czasie zimy (rys. 2)
utrzymywała się mniej więcej na tym samym poziomie we wszystkich okresach i wynosiła odpowiednio: 0,21 ± 0,02; 0,23 ± 0,02; 0,20 ± 0,01. Natomiast w lecie u krów w
okresie zasuszenia stęŜenie TAG było istotnie wyŜsze (0,30 ± 0,01) niŜ na drugi dzień
po wycieleniu (0,21 ± 0,01) oraz w szczycie laktacji (0,24 ± 0,01), P ≤ 0,01. Jednocześnie koncentracja tego wskaźnika w II okresie była istotnie niŜsza niŜ w III, P ≤ 0,05.
JednakŜe zarówno w przypadku cholesterolu, jak i TAG obserwowane wartości nie
przekraczały wielkości referencyjnych: 1,8-5,2 mmol/l i 0,1-0,3 mmol/l, odpowiednio
[Winnicka 1997], z tym Ŝe podane przedziały cechuje szeroki zakres.
Podobną tendencje zmian w koncentracji cholesterolu zauwaŜa się w pracy Mandebvu i in. [2003] oraz Ballarda i in. [2001], gdzie jego stęŜenie przed wycieleniem krów
było większe w porównaniu do 1 tygodnia po wycieleniu. W miarę postępującej laktacji
wskaźnik ten wzrastał, przewyŜszając nawet wartości z okresu zasuszania.
Redukcję zarówno stęŜenia TAG, jak i cholesterolu po wycieleniu u krów zaobserwowali takŜe Mazur i in. [1988], Kim i in. [2003] oraz Truck i in. [2004], sugerując,
iŜ zjawisko to spowodowane jest utratą zdolności wątroby do zachowania równowagi
między wychwytywaniem kwasów tłuszczowych a zdolnością do sekrecji lipoprotein
tworzonych z trójglicerydów mobilizowanych z tkanki tłuszczowej. Powoduje to zmiany w lipidowym składzie LDL (lipoproteiny o niskiej gęstości) i HDL (lipoproteiny o
Acta Sci. Pol.
Zmiany wybranych parametrów krwi...
77
wysokiej gęstości) a szczególnie w proporcji cholesterolu i fosfolipidów [Truck i in.
2004]. Mazur i in. [1988] wykazali niŜsze wartości LDL i HDL u krów rozpoczynających laktację w porównaniu z krowami w 6 tygodniu po wycieleniu, równieŜ poziom
TAG, cholesterolu i fosfolipidów u tych zwierząt był niŜszy. Przyczyną niskiej koncentracji HDL i LDL jest obniŜenie syntezy VLDL (lipoproteiny o bardzo niskiej gęstości)
w wątrobie. U krów mamy do czynienia z wrodzoną niską zdolnością do syntezy i sekrecji VLDL przez wątrobę. Zjawisko to jest czynnikiem sprzyjającym rozwojowi
stłuszczenia wątroby, które predysponuje z kolei do wzrostu liczby przypadków mastitis, metritis i obniŜonej płodności [Mazur i in. 1988, Kaneene i in. 1997, Markiewicz i
in. 2004, Truck i in. 2004].
0 ,3 5
Aa
0 ,3
Bb
mmol/l
0 ,2 5
Cb
0 ,2
zim a
w in te r
0 ,1 5
la to
sum m er
0 ,1
0 ,0 5
0
I
II
III
o k re s - p e rio d
A,B – P ≤ 0,05; a,b – P ≤ 0,01
Rys. 2. Średnie ± SEM stęŜenie triglicerydów w surowicy krwi krów: I – 4 tyg. przed wycieleniem, II – drugi dzień po wycieleniu, III – 8 tyg. po wycieleniu
Fig. 2. Mean ± SEM values of triglycerides level in blood serum of cows:: I – 4 weeks before
calving, II – second day after calving, III – 8 weeks after calving
Pösö i in. [2000] sugerują, Ŝe obserwowany po porodzie spadek koncentracji cholesterolu moŜe być związany z aktywnością acetylotransferazy lecytyno-cholesterolowej
(LCAT), enzymu obecnego w lipoproteinach o duŜej gęstości, syntetyzowanego w
wątrobie, katalizującego estryfikację wolnego cholesterolu. U krów po porodzie obserwuje się zmniejszenie aktywności LCAT. Według Pösö i in. [2000] spowodowane jest
to uwalnianiem tłuszczu zapasowego w tym okresie i jego napływem do wątroby.
Zwiększona akumulacja TAG w wątrobie na początku laktacji jest stanem fizjologicznym i jeśli jest umiarkowana nie wpływa na funkcje tego narządu. Jednak gdy stosunek
triglicerydów do glikogenu przekroczy 2:1, to następuje zmniejszenie degradacji hormonów, spadek poziomu cholesterolu i estrogenów we krwi, co przejawia się miedzy
innymi osłabieniem objawów rujowych [Pösö i in. 2000, Markiewicz i in. 2004]. Sekrecja LCAT w hepatocytach szczurów związana jest z sekrecją apoA-1, głównego elementu składowego HDL [Fungwe i in. 1998]. Krótko po wycieleniu poziom wszystkich
białek osocza, syntetyzowanych w wątrobie (albuminy, transferyny, białka wiąŜące
Medicina Veterinaria 4(1) 2005
K. Darul, H. Kruczyńska
78
witaminę A) ulega zmniejszeniu [Pösö i in. 2000, Truck i in. 2004], co moŜe sugerować, iŜ synteza LCAT ograniczana jest dostępnością aminokwasów [Pösö i in. 2000].
Krótko przed a szczególnie po wycieleniu tempo metabolizmu wątrobowego drastycznie zwiększa się. Nasila się teŜ proces glukoneogenezy a zmniejsza dostępność aminokwasów do syntezy białek [Pösö i in. 2000, McNamara i in. 2004].
Zimą u krów zasuszonych stęŜenie WKT (mmol/l) wynosiło 0,24 ± 0,05 a w drugim
dniu po wycieleniu 0,26 ± 0,04 i w szczycie laktacji 0,25 ± 0,02. W okresie lata zwierzęta zasuszone charakteryzowały się wyraźnie niŜszą koncentracją WKT (0,20 ± 0,01)
w porównaniu do stęŜenia, jakie u tych samych osobników występowało w okresie II
(0,30 ± 0,04) oraz III (0,31 ± 0,04) (rys. 3). Ballard i in. [2001], Mandebvu i in. [2003]
oraz Pushakumara i in. [2003] donoszą natomiast o wyraźnym wzroście stęŜenia WKT
w surowicy krwi krów po wycieleniu, które było istotnie wyŜsze w porównaniu z okresem zasuszania czy późniejszej laktacji.
0 ,4
0 ,3 5
mmol/l
0 ,3
0 ,2 5
zim a
w in te r
0 ,2
0 ,1 5
la to
sum m e
0 ,1
0 ,0 5
0
I
II
III
o k re s - p e rio d
A,B – P ≤ 0,05; a,b – P ≤ 0,01
Rys. 3. Średnie ± SEM stęŜenie wolnych kwasów tłuszczowych w surowicy krwi krów: I – 4
tyg. przed wycieleniem, II – drugi dzień po wycieleniu, III – 8 tyg. po wycieleniu
Fig. 3. Mean ± SEM values of free fatty acids level in blood serum of cows:: I – 4 weeks before
calving, II – second day after calving, III – 8 weeks after calving
ChociaŜ selekcja genetyczna zwierząt na wielkość produkcji obejmuje równieŜ
wzrost apetytu [Pushakumara i in. 2003], to wysoko produkcyjne krowy we wczesnej
laktacji nie są w stanie pobrać takiej ilości paszy, aby całkowicie pokryć swoje potrzeby, zwłaszcza energetyczne [Kim i in. 2003, Pushakumara i in. 2003]. Wysoka wydajność mleczna krów jest duŜym obciąŜeniem dla przemiany materii [Filar 1999]. Następujący wzrost poziomu WKT jest więc metabolicznym przystosowaniem się do warunków wysokiego zapotrzebowania energetycznego zwierząt [El-Sherif i in. 2001, Pushakumara i in. 2003]. Obserwowane wartości tego wskaźnika we krwi odzwierciedlają
stopień intensywności lipolizy. Warto zaznaczyć, Ŝe u krów tych wielkość energii
Acta Sci. Pol.
Zmiany wybranych parametrów krwi...
79
czerpanej z tkanki tłuszczowej wykorzystywanej do syntezy mleka wynosi ponad 1/3
energii niezbędnej do utrzymania laktacji w czasie pierwszych czterech tygodni po porodzie [Studziński i in. 2003]. Brakuje wartości referencyjnych dla koncentracji WKT w
surowicy krwi krów, określających granice „bezpiecznej” lipolizy. Według Filara [1999]
dopuszczalne stęŜenie tego wskaźnika to 0,5 mmol/l. Z kolei McNamara i in. [2003] sugerują, iŜ koncentracja WKT u krów we wczesnej laktacji powinna być < 0,7 mmol/l a w
końcowym okresie ciąŜy < 0,4 mmol/l. W opracowaniu Winnickiej [1997] brakuje wartości dla WKT.
Porównując koncentrację lipidów we krwi krów z okresu lata i zimy zauwaŜyć moŜna wyŜsze wartości tych wskaźników w lecie. Sezonową zmienność w stęŜeniu lipidów
oraz TAG we krwi wolno Ŝyjących przeŜuwaczy (renifera fińskiego), będących w tym
samym okresie fizjologicznym, obserwowali Niemen i in. [1984]. Koncentracja tych
wskaźników była dwa razy wyŜsza jesienią w porównaniu do zimy i wiosny. Alia-Johanson i in. [2004] badali w ciągu roku zmiany w stęŜeniu wolnych kwasów tłuszczowych u kóz, niŜsze wartości wykazali latem. Według Alia-Johanson i in. [2004]
sezonowe zmiany w intensywności tych przemian mogą być związane z długością dnia,
światło moŜe kontrolować metabolizm lipidów przy udziale SCN (jądro skrzyŜowania
podwzgórza). Wiadomo, Ŝe SCN jest głównym generatorem rytmu dobowego odpowiedzialnym za synchronizację zwierzęcia z otoczeniem, głównie z warunkami oświetlenia
[Alia-Johanson i in. 2004]. Oddziaływanie SCN na tkanki peryferyczne i organy moŜe
odbywać się nie tylko przy udziale krąŜących specyficznych substancji regulujących ale
równieŜ autonomicznego systemu nerwowego [Bartness i in. 2001, la Fleur 2003].
Obserwowane zmiany w wartościach ilorazu WKT:TG oraz WKT:Cholesterol
(rys. 4a, b) u krów są następstwem zmian w koncentracji tych parametrów. Iloraz
WKT:TG w surowicy krwi krów zasuszonych (1,41 ± 0,45) oraz będących w szczycie
laktacji (1,44 ± 0,13) był zbliŜony i wyŜszy w porównaniu do zwierząt w drugim dniu
po wycieleniu (1,17 ± 0,20), róŜnice statystycznie nieistotne. Natomiast w lecie iloraz
ten przybierał istotnie (P≤0,01) niŜsze wartości u krów zasuszonych (0,63 ± 0,05) w
porównaniu z osobnikami okresu II (1,44 ± 0,15) oraz III (1,28 ± 0,15).
W czasie zimy obserwowano podobne wartości ilorazu WKT:Cholesterol u krów w
okresie zasuszenia (0,10 ± 0,02) oraz na drugi dzień po wycieleniu (0,11 ± 0,02). W
szczycie laktacji przyjmował on istotnie niŜszą wartość (0,06 ± 0,01). W okresie lata
najwyŜsza wartość WKT:Cholesterol zaznaczyła się u zwierząt w drugim dniu po wycieleniu (0,14 ± 0,01) i była to istotna róŜnica w porównaniu do krów z okresu I (0,06 ±
0,01) oraz III (0,08 ± 0,01).
Iloraz WKT:TAG oraz WKT:Cholesterol wraz z oznaczonym poziomem TAG,
cholesterolu i WKT sa przydatne we wczesnym rozpoznawaniu, między innymi stłuszczenia wątroby u krów. Według Filar [1999] u zwierząt chorych następuje wzrost
wartości tych ilorazów, który w porównaniu ze zwierzętami zdrowymi moŜe sięgać
nawet 80%.
McNamara i in. [2003] analizując stęŜenie glukozy we krwi zauwaŜyli, Ŝe utrzymuje
się ono na stałym poziomie lub „delikatnie” wzrasta w czasie ciąŜy, podnosząc się
znacznie pod koniec tego okresu i dramatycznie spadając przy wycieleniu. Czynnikiem
łączącym spoŜycie suchej masy z zaburzeniami metabolicznymi jest propionian, będący
prekursorem glukozy. Jego niedobór przyczynia się do niepełnego utleniania kwasów
tłuszczowych, konsekwencją czego jest spontaniczna ketoza w okresie poporodowym
[Filar 1999, Markiewicz i in. 2004]. Wykazano, Ŝe negatywny bilans energii oraz
Medicina Veterinaria 4(1) 2005
K. Darul, H. Kruczyńska
80
wysoki poziom ciał ketonowych ma niekorzystny wpływ na rozród u krów [Reist 2000,
Nielsen 2004]. Według Winnickiej [1997] ogólnie stęŜenie glukozy powinno kształtować się na poziomie 2,2-4,5 mmol/l. Fillar [1999] uwaŜa, Ŝe spadek poniŜej
1,7 mmol/l. jest niekorzystny.
2
1,8
a
1,6
a
1,4
1,2
1
0,8
zim a
winter
b
lato
summe
r
0,6
0,4
0,2
0
I
II
III
okres - period
a)
WKT : TAG / FFA : TG
0,18
0,16
a
0,14
AB
A
0,12
0,1
b
0,08
zim a
w inter
B
b
lato
0,06
sum m er
0,04
0,02
0
I
II
III
okres - perio d
b)
WKT: Cholesterol / FFA : Cholesterol
A,B – P ≤ 0,05; a,b – P ≤ 0,01
Rys. 4. Średnie ± SEM wartości: a) WKT:TG i b) WKT:Cholesterol: I – 4 tyg. przed wycieleniem, II – drugi dzień po wycieleniu, III – 8 tyg. po wycieleniu
Fig. 4. Mean ± SEM values of: a) FFA:TG, b) FFA:Cholesterol: I – 4 weeks before calving, II –
second day after calving, III – 8 weeks after calving
Acta Sci. Pol.
Zmiany wybranych parametrów krwi...
81
Koncentracja glukozy (rys. 5) wyraŜona w mmol/l w surowicy krwi badanych krów
w czasie zimy w okresie zasuszenia (2,97 ± 0,06) była istotnie wyŜsza niŜ na drugi
dzień po wycieleniu (2,72 ± 0,12) oraz w szczycie laktacji (2,58 ± 0,05). Nie wykazano
istotnych róŜnic w stęŜeniu tego wskaźnika pomiędzy okresem II a III. RównieŜ latem
krowy zasuszone charakteryzowały się istotnie wyŜszą koncentracją glukozy (3,61 ±
0,18) w porównaniu z okresem poporodowym (3,01 ± 0,14) oraz szczytem laktacji (2,33
± 0,14). Przy P ≤ 0,05 obserwowano istotne róŜnice w stęŜeniu glukozy pomiędzy okresem II i III. Koncentracja tego wskaźnika w szczycie laktacji była wysoce istotnie niŜsza P ≤ 0,01 niŜ w okresie zasuszenia i na drugi dzień po wycieleniu. Dwa ostatnie
okresy w tym względzie nie róŜniły się istotnie między sobą, chociaŜ na drugi dzień po
wycieleniu stęŜenie glukozy było o 16% niŜsze w porównaniu do okresu zasuszenia.
4
Aa
3 ,5
Ba
Aa
3
Bab
mmol/l
2 ,5
Bb
Cb
z im a
w in te r
2
la to
sum m er
1 ,5
1
0 ,5
0
I
II
III
o k r e s -p e r io d
A,B – P ≤ 0,05; a,b – P ≤ 0,01
Rys. 5. Średnie ± SEM stęŜenie glukozy w surowicy krwi krów: I – 4 tyg. przed wycieleniem,
II – drugi dzień po wycieleniu, III – 8 tyg. po wycieleniu
Fig. 5. Mean ± SEM values of glucose level in blood serum of cows: I – 4 weeks before calving,
II – second day after calving, III – 8 weeks after calving
NiŜsze wartości w stęŜeniu tego cukru w surowicy krwi krów po wycieleniu obserwowali między innymi Ballard i in. [2001], Kim i in. [2003], Mandebvu i in. [2003],
Pushakumara i in. [2003], tłumacząc to zwiększonym zapotrzebowania gruczołu mlekowego na glukozę niezbędną do produkcji laktozy. Dodatkowym czynnikiem powodującym zmniejszenie koncentracji glukozy we krwi moŜe być upośledzenie procesów
glukoneogenezy w wyniku wzrostu gromadzenia TAG w wątrobie [Markiewicz i in.
2004]. Wraz ze zmianami stęŜenia lipidów i glukozy we krwi obserwuje się równieŜ
zmiany w poziomie insuliny. Śledząc wyniki doświadczenia Pushakumara i in. [2003]
zauwaŜamy wyraźny spadek koncentracji tego hormonu nawet do drugiego tygodnia po
wycieleniu. W doświadczeniu własnym badano kształtowanie się poziomu insuliny
wprawdzie tylko w okresie zimy (rys. 6), jednak podobnie jak w badaniach Pushakumara
Medicina Veterinaria 4(1) 2005
K. Darul, H. Kruczyńska
82
µU/l
i in. [2003] zanotowano istotnie niŜszą koncentrację tego hormonu (µU/l) zarówno w
drugim dniu po wycieleniu (3,53 ± 0,33), jak i w szczycie laktacji (2,47 ± 0,23) w porównaniu z okresem zasuszenia (6,52 ± 1,66). Niestety w dostępnych normach nie ma
wartości referencyjnych dla tego wskaźnika.
9
8
7
6
5
4
3
2
1
0
A
B
B
I
II
zima
w inter
III
okres - period
A,B – P ≤ 0,05; a,b – P ≤ 0,01
Rys. 6. Średnie ± SEM stęŜenie insuliny w surowicy krwi krów: I – 4 tyg. przed wycieleniem,
II – drugi dzień po wycieleniu, III – 8 tyg. po wycieleniu
Fig. 6. Mean ± SEM values of insulin level in blood serum of cows: I – 4 weeks before calving,
– second day after calving, III – 8 weeks after calving
Zmiany w koncentracji cholesterolu, glukozy, insuliny, triglicerydów zachodzące
w czasie cyklu reprodukcyjnego, zwłaszcza tuŜ przed wycieleniem i w czasie wczesnej
laktacji wpływają na zdolności rozrodcze zwierząt [Kim i in. 2003]. Glukoza stanowi
bowiem główne źródło energii dla jajnika, stymuluje proces steroidogenezy [Rabiee i
in. 2000, Veerkamp i in. 2003] i prawdopodobnie nasila przenikanie cholesterolu do
komórek jajnika [Reist i in. 2003]. Większość cholesterolu w jajnikach pochodzi z jego
bezpośredniego transportu w lipoproteinach z krwi. Cholesterol ten jest prekursorem do
syntezy hormonów sterydowych [Pösö i in. 2000, Reist i in. 2003]. Insulina natomiast
stymuluje steroidogenezę w komórkach pęcherzykowych i ciałka Ŝółtego [Veerkamp i
in. 2003]. Koncentracja cholesterolu we krwi oraz synteza hormonów sterydowych są
pozytywnie skorelowane ze spoŜyciem paszy i zdrowotnością zwierząt a niskie stęŜenie
cholesterolu i glukozy przyczynia się do opóźniania ponownego zacielenia [Rabiee
i in. 2000, Reist i in. 2003]. U przeŜuwaczy, w przeciwieństwie do ludzi, zniŜona
koncentracja cholesterolu bywa problemem.
Aktywność aminotransferazy alaninowej (U/l) (rys. 7a) w surowicy krwi zwierząt z
doświadczenia zimowego ulegała niewielkiemu obniŜeniu u krów na drugi dzień po
wycieleniu (14,33 ± 1,19) w porównaniu z okresem I (16,50 ± 2,09) oraz III (16,76 ±
1,55). Jednak zmiany te nie były statystycznie istotne. W okresie lata obserwowano
istotnie wyŜszą aktywność ALT u krów zasuszonych (17,79 ± 0,84) niŜ w drugim dniu
po wycieleniu (14,46 ± 0,74) oraz szczycie laktacji (14,00 ± 0,62).
Acta Sci. Pol.
Zmiany wybranych parametrów krwi...
83
Aktywność aminotransferazy asparginowej (U/l) (rys. 7b), zimą była najniŜsza u
zwierząt okresu I (27,83 ± 2,41) i istotnie wzrastała na drugi dzień po wycieleniu (37,65
± 2,87) utrzymując tę aktywność w szczycie laktacji (36,84 ± 2,54). Natomiast w czasie
lata krowy zasuszone charakteryzowały się najwyŜszą aktywnością AST (39,43 ± 1,92)
w porównaniu do dwóch pozostałych okresów (36,27 ± 2,25 II oraz 38,20 ± 2,64 III) ale
nie były to róŜnice statystycznie istotne.
20
Aa
18
16
Bb
Bb
14
U/l
12
10
zim a
w inter
8
6
lato
sum m er
4
2
0
I
II
III
okres - period
a) ALT
45
A
A
40
35
U/l
30
B
25
zima
winter
20
15
lato
summer
10
5
0
I
II
III
okres - period
b) AST
A,B – P ≤ 0,05; a,b – P ≤ 0,01
Rys. 7. Średnia ± SEM aktywność w surowicy krwi krów: a) ALT, b) AST: I – 4 tyg. przed
wycieleniem, II – drugi dzień po wycieleniu, III – 8 tyg. po wycieleniu
Fig. 7. Mean ± SEM values of activity: a) ALT, b) AST in blood serum cows: I – 4 weeks
before calving, II – second day after calving, III – 8 weeks after calving
Medicina Veterinaria 4(1) 2005
84
K. Darul, H. Kruczyńska
Trudno jest w tym przypadku ustosunkować się do zalecanych referencyjnych poziomów tych wskaźników chociaŜby ze względu na róŜnice w ich wartościach pomiędzy autorami: Filar [1999] AST< 90 U/l, Winnicka [1997] AST 58-100 U/l, ALT
25-74 U/l oraz bardzo szerokie przedziały.
El-Sherif i in. [2001] donoszą o znaczącym wzroście aktywności obydwu aminotransferaz u owiec od drugiego tygodnia ciąŜy. W okresie laktacji u tych samych zwierząt aktywność AST wzrastała a ALT obniŜała się. Mandebvu i in. [2003] obserwowali
niŜszą aktywność aminotransferazy asparaginowej przed wycieleniem krów oraz odwrotne zachowanie aminotransferazy alaninowej. El-Sherif i in. [2001] sugerują, Ŝe
wzrost w okresie ciąŜy aktywności obydwu enzymów wątrobowych moŜe być wywołany występowaniem zmian patologicznych lub stresem. Poza tym wzrost aktywności
transaminaz moŜe wskazywać na uszkodzenie komórek mięśni i wątroby spowodowane
szybką glukoneogenezą związaną z ciąŜą. Według Krebs [1966] istnieje związek pomiędzy tymi enzymami a procesami glukoneogenezy. Większa aktywność enzymów w
okresie laktacji, w momencie gdy nie występują schorzenia sugeruje, Ŝe wątroba nadal
jest w stanie najwyŜszej aktywności [Filar 1999, El-Sherif i in. 2001].
PODSUMOWANIE
Uzyskane wyniki potwierdzają fakt występowania deficytu energii równieŜ u
prawidłowo Ŝywionych wysoko wydajnych krów, w pierwszym okresie laktacji. Pozwalają teŜ na bliŜsze poznanie kierunku przemian zachodzących przed i po porodzie,
mającego odzwierciedlenie w koncentracji analizowanych parametrów krwi. Przedstawiony profil metaboliczny z uwzględnieniem okresu fizjologicznego moŜe być przydatny dla celów porównawczych oraz diagnostycznych okresu okołoporodowego krów i
zagroŜenia występowania chorób metabolicznych a takŜe do uściślenia wartości referencyjnych.
PIŚMIENNICTWO
Alila-Johanson A., Eriksson L., Soveri T., Laakso M.L., 2004. Daily and annual variations of free
fatty acid, glycerol and leptin plasma concentrations in goats (Capra hircus) under different
photoperiods. Comp. Biochem. Physoil., Part A., 138, 119-131.
Ballard C.S., Mandebvu P., Sniffen C.J., Emanuele S.M., Carter M.P., 2001. Effect of feeding an
energy supplement to dairy cows pre- and postpartum on intake, milk yeld, and incidence of
ketosis. Animal Feed Sci. and Technol. 93, 55-69.
Bartnes T.J., Song C.K., Demas G.E., 2001. SCN efferents to peripheral tissues; implications for
biological rhythms. J. Biol. Rhythms. 16, 196 -204.
Bronicki M., 2001. Patologiczne uwarunkowania profilaktyki i leczenia zespołu stłuszczenia
wątroby u krów mlecznych. Med. Wet. 57(8), 543-546.
Bulter. W.R., 2000. Nutritional interactions with reproductive performance in dairy cattle. Anim.
Reprod. Sci. 60-61, 449-457.
Bulter W.R., 2003. Energy balance relationships with follicular development, ovulation and fertility in postpartum dairy cows. Livestock Prod. Sci. 83, 211-218.
El-Sherif M.M.A., Fawzia Assad., 2001. Changes in some blood constituents of Barki ews during
pregnancy and lactation under semi arid conditions. Small Ruminants Res., 40, 269-277.
Acta Sci. Pol.
Zmiany wybranych parametrów krwi...
85
Filar J., 1999. Schorzenia przemiany węglowodanowo-tłuszczowej u przeŜuwaczy. Wyd. AR
Lublin.
Fungwe T.V., Kudchodakar B.J., Lacko A.G., Dory L., 1998. Fatty acids modulate lecitin: cholesterolacyltransferase secretion independently of effects on triglyceride secretion in primary rat
hepatocytes. J. Nutrition. 128, 1270-1275.
Kaneene J.B., Miller R.M., Herdt T.H., Gardiner J.C., 1997. The association of serum nonesterified fatty acids and cholesterol, managment and feeding practices with peripartum disease in
dairy cows. Prew. Vet. Medic., 31, 59-72.
Kim I.H., Suh G.H., 2003. Effect of the amount of body condition loss from the dry to near calving periods on the subsequent body condition change, occurrence of postpartum diseases,
metabolic parameters and reproductive performance in Holstein dairy cows. Theriogenology.
60, 1445-1456.
Krebs H.A., 1966. Bovine ketosis. Vet. Res., 78, 178.
la Fleur S.E., 2003. Daily rhythms in glucose metabolism: suprachiasmatic nucleus output to
peripheral tissue. J. Neuroendocrinol. 15, 315-322.
Mandebvu P., Ballard C.S., Sniffen C.J., Tsang D.S., Valdez F., Miyoshi S., Schlatter L., 2003.
Effect of feding an energy supplement prepartum and postpartum on milk yeld and composition, and incidence of ketosis in dairy cows. Animal Feed Sci. and Tech., 105, 81-93.
Markiewicz H., Kuźma K., Malinowski E., 2004. ZaleŜności między niektórymi hormonami,
cytokininami i metabolitami w okresie okołoporodowym u krów. Medycyna Wet. 60(4),
356-359.
Mazur A., Ayrault-Jarrier M., Chilliard Y., Rayssiguier Y., 1992. Lipoprotein metabolism in fatty
liver dairy cows. Diabete & Metabolisme 18, 145-149.
McNamara S., Murphy J.J., Rath M, O’Mara F.P., 2003. Effects of different transition diets on
energy balance, blood metabolites and reproductive performance in dairy cows. Livstoc Prod.
Sci. 84, 195-206.
Nieminen M., Ojutkangas V., Timisjarvi J., Hissa R., 1984. Serum lipids, thyroxine and catecholamine levels in the reindner with reference to annual climatic cycle. Comp. Biochem.
Physiol., Part A, 79, 87-92.
Nielsen N.I., Ingvarsten K.L., 2004. Propylene glycol for dairy cows a review of the metabolism
of propylene glycol and ist effects on physiological parameters, feed intake, milk production
and risk of ketosis. Animal Feed Sci. Technol. 115, 191-213.
Pöso A.R., Saukko T.M., Tesfa A.T., Linddberg L.A., 2000. Fat infiltration in liver and activity of
lecitin :cholesterol acyltransferase in serum of dry and lactating dairy cows. Researchin Vet.
Sci. 68, 169-173.
Pushpakumara P.G.A., Gardner N.H., Reynolds C.K., Beever D.E., Wathes D.C., 2003. Relationship between transition period diet, metabolic parameters and fertility in lactating dairy cows.
Theriogenology. 60, 1165-1185.
Rabiee A.R. Lean I.L., 2000. Uptake of glucose and cholesterol by the ovary of sheep and cattle
and the influence of arterial LH concentrations. Animal Reprod. Sci, 64, 199-209.
Reist M., Erdin D.K., von Euw D., Tschüm K.M., Leuenberger H., Hammon H.H., Morel C., Philipona C., Zbinden Y., Künzi N., Blum J.W., 2003. Postpartum reproductive function: association with energy, metabolic and endocrine status in high yelding dairy cows. Theriogenology.,
59, 1707-1723.
Studzinski T., Filar J., Czarnecki A., Madej E., 2003. Hormonalne i metaboliczne uwarunkowania
adaptacji w okresie okołoporodowym i we wczesnej laktacji u krów. Med. Wet. 59(9), 811815.
Truk R., Juretic D., Geres D., Truk N., Rekic B., Simeon-Rudolf V., Svetina A., 2004. Serum
paraoxonase activity and lipid parameters in the early postpartum period of dairy cows. Research in Vet. Sci. 76, 57-61.
Medicina Veterinaria 4(1) 2005
K. Darul, H. Kruczyńska
86
Veerkamp R.F., Beerda B., van der Lende T., 2003. Effects of genetic selection for milk yeld on
energy balance, levels of hormones, and metabolites in lactating cattle, and possible links to
reduced fertility. Livestock Prod. Sci. 83, 257-275.
Winnicka A., 1997. Wartości referencyjne podstawowych badań laboratoryjnych w weterynarii.
Wydawnictwo SGGW Warszawa.
CHANGES IN SOME BLOOD CONSTITUENTS
OF DAIRY COWS: ASSOCIATION WITH PREGNANT
AND LACTATION
Abstract. The research comprised 15 cows in the winter feeding period and 15 in the
summer feeding period, which aimed tracking down the changes in the blood parameters
during the drying-out and lactation period. Blood from these animals was taken in three
stages: I – the drying-out period (about 3 weeks before calving), II – the 2nd day after
calving, III- the lactation peak (50 the day after calving). In the samples taken the following were marked: glucose, insulin, ((only in the winter period), cholesterol, triglycerides
(TAG), free fatty acid (FFA), alanine (ALT) and asparagine (AST) aminotransferaze.
The FFA:Cholesterol and FFA:TAG quotients were also calculated. Substantially higher
concentration of cholesterol, glucose and insulin was found in the dried cows than in
those during lactation in the winter season. In all the research stages the concentration of
triglycerides and free fatty acids was approximately at the same level as well as the
FFA:TAG quotient and ALT activity. However the FFA:Cholestrol ratio was considerably lower in animals during lactation and AST activity the lowest in the drying-out period. In the summer season namely, there was a dramatic fall in the TAG, cholesterol and
glucose concentration on the 2nd day after calving. In this period the FFA concentration
went up but these were not statistically substantial changes. On the 2nd day after calving
the lowest values in comparison to the other periods were obtained both after calculating
the FFA:TAG and FFA:Cholestrol quotient .ALT activity was higher in the dried cows
than in those in the lactation period, but AST remained unchanged.
Key words: dairy cows, blood constituents, pregnancy, lactation
Zaakceptowano do druku – Accepted for print: 29.07.2005
Acta Sci. Pol.