qнажмите здесь, чтобы открыть PDF-версию
Введение
Исследователи Национальной системы мониторинга здоровья животных (NAHMS) Министерства сельского хозяйства США проводят ежегодное обследование животноводческой отрасли в США. Время от времени они проверяют практики содержания телят и телок. Это потрясающая возможность понять «состояние отрасли» в стране и с использованием данных предыдущих исследований определить скорость изменений в этой важной с биологической и экономической точек зрения отрасли хозяйства.
В 2018 году в журнале Journal of Dairy Science была опубликована серия работ, в которой были представлены результаты последнего исследования NAHMS, посвященного практикам содержания телят до отъема. В этих работах авторы сообщают результаты исследования и дают важное представление о том, как развивается наша отрасль в США. В данной заметке о телятах я рассмотрю факторы, касающиеся качества молозива и пассивного иммунитета на молочных фермах в стране.
Исследование
В течение 2014 года Министерство сельского хозяйства США обследовало 104 разных молочных фермы в 13 штатах. Фермы разделили на западные (в штатах Калифорния, Колорадо и Вашингтон) и восточные (в штатах Айова, Мичиган, Миннесота, Миссури, Нью-Йорк, Огайо, Пенсильвания, Вермонт, Вирджиния и Висконсин). Обследование продолжалось свыше 1,5 года; телят наблюдали от рождения до отъема. Были собраны данные по концентрации IgG в молозиве и сыворотке крови у 1972 телочек голштинской породы. Необходимо отметить, что в исследование включали только тех телят, которые дожили до возраста 24 часов; поэтому в исследование не вошли мертворожденные или умершие до момента взятия образцов крови на концентрацию IgG в сыворотке. В исследование включали только телочек. Авторы отслеживали качество молозива и уровень IgG в сыворотке (т. е. пассивную передачу иммунитета), а также различные практики содержания, ухода и кормления. Затем они оценивали данные статистически, чтобы определить, какие факторы влияют на важные показатели, в том числе на качество молозива и уровень IgG в сыворотке крови в возрасте старше 24 часов. Другие аспекты исследования NAHMS включали данные по телятам как джерсейской, так и голштинской пород. Однако для изучения молозива брали данные только телят голштинской породы. Более подробную информацию о методах сбора информации на молочных фермах можно найти в работе Shivley et al. (2018).
Качество молозива
Рассмотрим общее качество молозива в исследовании. Средняя концентрация IgG в молозиве была 74,4 г/л (стандартное отклонение = 0,72), а в 77,4% образцов концентрация IgG была > 50 г/л (рис. 1). Большое количество наблюдений (n = 1972) позволяет считать эти значения достоверными. Среднее значение и величина отклонения больше, чем аналогичные данные (68,8 г/л, стандартное отклонение = 1,1) у Morrill et al. (2012), которые в 2012 году провели исследование качества молозива в масштабах страны. Эти исследователи измеряли IgG в 827 образцах молозива, собранных на 67 фермах в 12 штатах; Министерство сельского хозяйства США собирало образцы на 104 фермах в 13 штатах (частично в других штатах). Morrill et al. сообщают, что в 71% образцов молозива концентрация IgG была ≥ 50 г/л; эта доля аналогична данным исследования Министерства сельского хозяйства США (77%).
Более ранние данные из штата Пенсильвания (Kehoe et al., 2011) также позволяют предположить, что качество молозива улучшилось (в среднем = 96,1 г IgG/л) на фермах с хорошей организацией, а в большей части (90%) образцов изучаемого молозива уровень IgG был выше целевого показателя 50 г/л. Все эти масштабные исследования несколько отличаются от небольших работ в научной литературе, в которых часто сообщается о гораздо более низких концентрациях IgG в молозиве, при этом часто приводятся данные с одной фермы (например, Abel et al., 1993) или из одного региона страны (Kehoe et al., 2007). (Примечание: более подробную информацию об этом опыте можно найти в заметке о телятах №133). Gulliksen et al. (2008) также сообщают, что средняя концентрация IgG в молозиве 1250 норвежских молочных коров (большинство из них — красной норвежской породы или ее гибриды) была 45 г/л, что значительно ниже, чем в последних работах по скоту голштинской породы.
Исследователи NAHMS оценивали некоторое количество различных переменных, связанных с содержанием и уходом; однако для изменений качества молозива (концентрации IgG) статистически значимыми оказались только два фактора: источник молозива и индекс теплового стресса (индекс температуры и влажности).
Влияние предродовых факторов на концентрацию IgG в молозиве еще недостаточно изучено. Исследование NAHMS показало, что, если молозиво собирали, когда средний индекс температуры и влажности (ИТВ) указывал на тепловой стресс для коров в течение месяца до отела, концентрация IgG в молозиве была больше, чем у коров с ИТВ в термонейтральной зоне. Авторы выдвинули гипотезу, что тепловой стресс вызвал расширение сосудов вымени коров во время образования молозива (последние 3 недели до отела), поэтому во время формирования молозива в вымя попало больше IgG. Однако другие исследования в научной литературе не подтверждают эти результаты. Morrill et al. (2012) сообщают, что в молозиве, собранном в летние месяцы на фермах на юге США, были более низкие концентрации IgG, чем в молозиве с ферм на севере США. Tao et al. (2012) также сообщают, что коровы, подвергшиеся тепловому стрессу в штате Флорида, давали молозиво с такой же концентрацией IgG, как и коровы, которых охлаждали в том же помещении. Таким образом, предположение, что тепловой стресс может улучшить концентрацию IgG в молозиве, как заключают Shivley et al. (2018), требует дальнейшего изучения. Другие авторы (например, Dunn et al., 2017) показали, что кормление до отела и окружающая среда во время сухостойного периода слабо влияют на концентрацию IgG в молозиве.
В исследовании NAHMS также были сделаны выводы, что в молозиве коров третьей и последующих лактаций концентрация IgG была выше, чем в молозиве более молодых коров, заменителе молозива или молозиве из объединенных / неизвестных источников (рис. 2). Эти данные согласуются с данными многих других исследований в научной литературе, в которых сообщается, что молозиво более молодых коров (1-й и 2-й лактации) в целом имеет более низкую концентрацию IgG, чем молозиво от более старых коров. Однако необходимо отметить, что среднее молозиво от коров первой лактации содержало в среднем 72,3 г/л — намного больше целевого показателя 50 г/л, который мы считаем критерием хорошего качества молозива. Поэтому имеет смысл регулярно проверять молозиво рефрактометром и использовать молозиво от животных первой лактации, если концентрация IgG в нем удовлетворительная.
Авторы исследования NAHMS сообщают об отсутствии значительных различий в качестве молозива между образцами из западных и восточных штатов. Это отличается от результатов исследования Morrill et al. (2012), в котором сообщается, что в молозиве от коров из юго-западных штатов (Калифорния, Аризона, Техас) было меньше IgG, чем в молозиве от коров Среднего Запада или Северо-Востока США.
Концентрация IgG в сыворотке крови
Исследователи NAHMS также отобрали образцы крови 1623 телочек голштинской породы. Средняя концентрация IgG в сыворотке крови была 21,6 г/л (стандартное отклонение = 0,25), и у 73,3% телят концентрации IgG были ≥ 15 г/л. Авторы сообщают, что у 12,1% телят концентрации IgG были < 10 г/л (что считается недостаточной передачей пассивного иммунитета).
То, что у большинства телят концентрация IgG в сыворотке была ≥ 15 г/л, — это отличная новость. Телята с достаточной концентрацией IgG в сыворотке (> 10 г/л, что считается достаточным пассивным иммунитетом) менее восприимчивы к болезням и реже погибают. Достижение высоких концентраций IgG в сыворотке является основной целью любой хорошей программы кормления молозивом, именно поэтому мы тщательно собираем и обрабатываем молозиво. Именно поэтому мы также выпаиваем молозиво рано (по возможности, в течение 1 часа после рождения) и в достаточном количестве, чтобы обеспечить теленку 150–200 грамм IgG в первые 24 часа жизни. Эти данные позволяют предположить, что в США ситуация с кормлением молозивом улучшается.
Необходимо отметить, что эти данные относятся только к телочкам — исследователи не включили в свой анализ данные о бычках и данные о других породах, кроме голштинской. Включение данных о концентрации IgG в сыворотке крови бычков, скорее всего, снизило бы общие средние показатели.
Команда исследователей также рассмотрела факторы, влияющие на приобретение иммунитета (т. е. концентрацию IgG в сыворотке) у маленьких телят голштинской породы. В этом массиве данных статистически значимыми факторами в отношении изменений концентрация IgG в сыворотке были регион, пастеризация, источник молозива, возраст первого кормления, объем молозива, возраст на момент взятия образца крови и концентрация IgG в молозиве.
Регион. Концентрация IgG в сыворотке в западном регионе была выше, чем в восточном (23,5 и 21,5 г IgG/л соответственно для западной и восточной части США). Причина такой разницы неясна, поскольку в исследовании NAHMS концентрация IgG в молозиве не менялась в зависимости от региона страны. Возможно, различия в практиках кормления или обработки молозива являются причиной повышенной концентрации IgG в сыворотке на западных молочных фермах.
Пастеризация. Концентрация IgG в сыворотке крови была выше у телят, которых кормили пастеризованным молозивом, по сравнению с теми, которым давали непастеризованное молозиво (24,4 против 20,5 г/л соответственно). Есть достаточно много исследований, в которых показано, что концентрация IgG в сыворотке улучшалась, если телят кормили пастеризованным молозивом. Более подробную информацию о пастеризации можно найти в заметках о телятах №96 и 200.
Возраст первого кормления. При отсрочке кормления молозивом за каждый час после рождения концентрация IgG в сыворотке снижается на 0,32 г/л (стандартное отклонение = 0,11). Эти данные вполне согласуются с идеей, что с ростом телят их способность абсорбировать иммуноглобулины снижается до возраста около 24 часов, а затем исчезает. Процесс созревания кишечника называется «закрытие кишечника». Факторы, связанные с закрытием кишечника, еще не до конца изучены, но к ним относятся (по крайней мере) развитие секреции ферментов кишечника, замена незрелых клеток кишечника (которые могут абсорбировать макромолекулы) зрелыми клетками, которые потеряли эту способность, и выработка внутри клеток кишечника ферментов, которые переваривают IgG. Эти данные подтверждают мнение, что «чем раньше, тем лучше».
Источник молозива. Концентрация IgG в сыворотке крови была наиболее высокой у телят, которые получали молозиво от коров первой лактации (в среднем 25,7 г/л, стандартное отклонение = 1,11), а самой низкой — у телят, которым давали коммерческий заменитель молозива (в среднем 16,6 г/л, стандартное отклонение = 2,21). Подождите! Если кормление заменителем молозива имеет смысл (концентрация IgG в заменителях молозива в этом исследовании была ниже, чем в образцах молозива, проверенных исследователями), данные о концентрации IgG в сыворотке у телят, которых кормили молозивом коров первой лактации, противоречат интуиции. Беглый взгляд на рис. 2 показывает, что коровы первой лактации давали молозиво с самым низким содержанием IgG (в среднем). Почему у их телят самая высокая концентрация IgG в сыворотке?
Ответ, скорее всего, состоит в том, что в целом коровы первой лактации рожают более мелких телят. Важно помнить, что концентрация IgG в сыворотке зависит от измеряемого объема крови, т. е. граммов IgG на литр сыворотки. Объем сыворотки (или плазмы) — функция массы тела / размера теленка. Если мы введем 50 грамм IgG в организм теленка с 3 литрами плазмы, у него будет более высокая концентрация IgG в сыворотке (50 / 3 = 16,7 г/л), чем если ввести те же 50 грамм IgG теленку с 4 литрами плазмы (50 / 4 = 12,5 г/л). Более мелкие телята более характерны для мелких коров первой лактации, поэтому такое объяснение имеет смысл с биологической точки зрения.
Объем скормленного молозива. Авторы сообщают, что дача большего количества молозива привела к более высокой концентрации IgG в сыворотке. Звучит разумно. Конечно, существует верхний предел количества молозива, которое мы можем или должны скормить новорожденным телятам, — есть хорошая рекомендация дать 40‑килограммовому новорожденному голштинскому теленку примерно 4 литра (1 галлон) молозива в первое кормление (через пищеводный зонд или с помощью бутылки с соской) и предложить (но не поить насильно) второе кормление в объеме 2 литра в возрасте 12 часов. Более мелким телятам (например, джерсейской породы) стоит предлагать пропорционально меньше молозива (например, 25-килограммовому джерсейскому теленку можно дать 2,5 литра в первое кормление, что составляет 10% массы тела).
Возраст на момент взятия образцов. Это интересное наблюдение, из которого можно сделать практические выводы о том, как мы выполняем программу. Авторы обнаружили, что у телят в возрасте старше 24 часов концентрации IgG в сыворотке снижаются линейно (примерно на 0,7 г/л в день). Это означает, что, если я измеряю концентрацию IgG в сыворотке телят в возрасте 10 или 15 дней, результаты оценки будут неверны. Итак, в какой момент лучше всего измерять концентрацию IgG в сыворотке? В целом, чем ближе к 24 часам (но ПОСЛЕ 24 часов), тем лучше. Мы считаем, что в 24 часа кишечник закрывается. После этого момента абсорбции в кровь больше не происходит. Однако IgG в сыворотке крови не статичны — организм использует их для защиты от болезнетворных патогенов. Поэтому они постепенно расходуются, и их концентрация в сыворотке со временем уменьшается. Иммуноглобулины также выходят из кровотока и перемещаются в другие части тела, чтобы защищать его от патогенов. Существенной разницы между 1-м и примерно 5-м днем нет, поэтому если вы проводите измерения в этих временных рамках, вы скорее всего попадете в точку. Не забудьте также, что мы ищем большую разницу в концентрациях IgG в сыворотке крови. Инструменты, которые мы используем для контроля концентрации IgG в сыворотке крови на ферме (рефрактометр для измерения общего белка или рефрактометр BRIX), не совершенны. Например, разница между 10,5 и 10,6 г IgG/л в сыворотке не значительна. А разница между 15 и 5 г IgG/л значительна.
IgG в молозиве. Как и ожидалось, кормление молозивом, в котором больше IgG, дало более высокую концентрацию IgG в сыворотке крови телят. Авторы сообщают, что на каждые 10 г/л увеличения концентрации IgG в молозиве концентрация IgG в сыворотке крови телят, которых кормили этим молозивом, повышалась на 1,1 г/л. Это важный вывод из результатов исследования. Мы знаем, что концентрация IgG в молозиве меняется значительно и влияет на конечную цель программы кормления молозивом — передать телятам достаточный пассивный иммунитет. Поэтому контроль качества молозива с помощью рефрактометра BRIX — важная мера в улучшении здоровья телят. Более подробную информацию об использовании рефрактометра BRIX можно найти в заметках о телятах №183 и 199.
Резюме
Исследование NAHMS обеспечивает всесторонний обзор текущего состояния сферы выращивания телят в США. По большей части, новости обнадеживают. Качество молозива выше, чем во многих предыдущих исследованиях, и в среднем концентрации IgG в сыворотке также выше. Доля телочек с НППИ снижается — это хорошая новость для фермеров и их телят. Однако основной вывод из данных состоит в том, что до сих пор существует значительная изменчивость в приобретении пассивного иммунитета. В общем уравнении есть много переменных, подверженных существенным изменениям; ими нужно управлять с помощью протоколов. Внедрение ясных, простых и последовательных письменных протоколов кормления молозивом несомненно помогло улучшить состояние сферы выращивания телят в США.
© FAO, 2022