Український часопис ветеринарних наук

Гормональна регуляція концентрації глюкози та її похідних у крові молочних корів під час транзитного періоду

Василь Васильович Влізло, Дмитро Дмитрович Остапів, Маріан Романович Сімонов, Вальтер Баумгартнер, Віктор Томчук
Завантажити статтю
Анотація

Порушення обміну речовин у молочних корів переважно реєструють в останні тижні сухостійного періоду та перші – після отелення (транзитний період). Метою роботи було дослідити гормональну регуляцію концентрації глюкози та її похідних у крові молочних корів під час транзитного періоду. Дослідження проводили на коровах 2–4 лактацій, продуктивністю 7,8–8,2 тис. кг молока за попередню лактацію. Кров для досліджень відбирали в корів за 7–10 діб до отелення та на 2–4 добу, 10–14 та 30–40 доби після нього. Концентрацію у плазмі крові глюкози визначали глюкозооксидазним методом, пірувату − модифікованим методом Умбрайта, лактату – за реакцією з параоксидифенілом, а вміст гормонів  – методом імуноферментного аналізу. Встановлено, що у високопродуктивних молочних корів під час транзитного періоду відбуваються істотні зміни в обміні вуглеводів та функціонального стану органів і систем, які спрямовані на забезпечення високої продуктивності. Так, у корів упродовж двох тижнів після отелення реєструється гіпоглікемія. Водночас зі зменшенням концентрації глюкози у плазмі крові корів зростає вміст пірувату та лактату, а також відношення лактату до пірувату, що свідчить про посилення глюконеогенезу. Негативний енергетичний баланс та посилення глюконеогенезу призводять до зниження синтез інсуліну та інсуліноподібного фактору росту. Порівняно із завершальним періодом сухостою, на 2–4 добу лактації, концентрація лептину в плазмі крові корів зменшувалася втричі та трималася на низькому рівні до 40 доби лактації. Рівень кортизолу в плазмі крові був найвищим на 2–4 та 10–14 добу лактації. Інтенсивний синтез кортизолу в період енергетичного дефіциту посилює глюконеогенез, що можливе за рахунок ліполізу та протеолізу. У перші доби після отелення у плазмі крові корів зменшувався вміст тироксину та трийодтироніну. Пригнічення продукції тиреоїдних гормонів є наслідком фізіологічних регуляторних особливостей цього періоду. Таким чином, у високопродуктивних корів під час транзитного періоду слід звертати увагу на підтримання життєво важливих функцій організму та їх злагоджену ендокринну регуляцію, що забезпечить фізіологічно збалансований рівень метаболізму, успішне отелення, високу молочну продуктивність та здоров’я тварин

Ключові слова

молочне скотарство, метаболізм вуглеводів, лактат, піруват, гормони

ЦИТУВАТИ
Vlizlo, V., Ostapiv, D., Simonov, M., Baumgartner, W., & Tomchuk, V. (2022). Hormonal regulation of the concentration of glucose and its derivatives in the blood of dairy cows during the transit period. Ukrainian Journal of Veterinary Sciences, 13(4), 16-24. https://doi.org/10.31548/ujvs.13(4).2022.16-24
Використані джерела

[1] Banda, L., Chagunda, M., Ashworth, C., & Roberts, D. (2022). Associations among body energy status, feeding duration and activity with respect to diet energy and protein content in housed dairy cows. Journal of Dairy Research, 89(2), 128-133. doi: 10.1017/S0022029922000267.

[2] Barkema, H.W., von Keyserlingk, M.A., Kastelic, J.P., Lam, T.J., Luby, C., Roy, J.P., LeBlanc, S.J., Keefe, G.P., & Kelton, D.F. (2015). Changes in the dairy industry affecting dairy cattle health and welfare. Journal of Dairy Science, 98(11), 7426-7445. doi: 10.3168/jds.2015-9377.

[3] Cabezas-Garcia, E.H., Gordon, A.W., Mulligan, F.J., & Ferris, C.P. (2021). Revisiting the relationships between fat-to-protein ratio in milk and energy balance in dairy cows of different parities, and at different stages of lactation. Animals, 11(11), article number 3256. doi: 10.3390/ani11113256.

[4] Ebinghaus, A., Knierim, U., Simantke, C., Palme, R., & Ivemeyer, S. (2020). Fecal cortisol metabolites in dairy cows: A cross-sectional exploration of associations with animal, stockperson, and farm characteristics. Animals, 10(10), article number 1787. doi: 10.3390/ani10101787.

[5] European convention for the protection of vertebrate animals used for experimental and other scientific purposes. (1986, March). Retrieved from https://zakon.rada.gov.ua/laws/show/994_137.

[6] Fazio, E., Bionda, A., Chiofalo, V., Crepaldi, P., Lopreiato, V., Medica, P., & Liotta, L. (2022). Adaptive responses of thyroid hormones, insulin, and glucose during pregnancy and lactation in dairy cows. Animals, 12(11), article number 1395. doi: 10.3390/ani12111395.

[7] Galkin, O.Yu., & Grigorenko, A.A. (2011). Bioethics in Ukraine: From theory to practice. Normative-legal and educationalscientific aspects. Research Bulletin of the National Technical University of Ukraine “Kyiv Polytechnic Institute”, 3, 12-19.

[8] Grala, T.M., Kuhn-Sherlock, B., Roche, J.R., Jordan, O.M., Phyn, C.V.C., Burke, C.R., & Meier, S. (2022). Changes in plasma electrolytes, minerals, and hepatic markers of health across the transition period in dairy cows divergent in genetic merit for fertility traits and postpartum anovulatory intervals. Journal of Dairy Science, 105(2), 1754-1767. doi: 10.3168/jds.2021-20783.

[9] Gross, J.J., Wellnitz, O., & Bruckmaier, R.M. (2015). Cortisol secretion in response to metabolic and inflammatory challenges in dairy cows. Journal of Animal Science, 93(7), 3395-3401. doi: 10.2527/jas.2015-8903.

[10] Gruber, S., & Mansfeld, R. (2019). Herd health monitoring in dairy farms − Discover metabolic diseases. Tierärztliche Praxis, 47(4), 246-255. doi: 10.1055/a-0949-1637.

[11] Hailemariam, D., Mandal, R., Saleem, F., Dunn, S.M., Wishart, D.S., & Ametaj, B.N. (2014). Identification of predictive biomarkers of disease state in transition dairy cows. Journal of Dairy Science, 97(5), 2680-2693. doi: 10.3168/jds.2013-6803.

[12] Imhasly, S., Bieli, C., Naegeli, H., Nyström, L., Ruetten, M., & Gerspach, C. (2015). Blood plasma lipidome profile of dairy cows during the transition period. BMC Veterinary Research, 11, article number 252. doi: 10.1186/s12917-015-0565-8.

[13] Ingvartsen, K.L., & Moyes, K. (2013). Nutrition, immune function and health of dairy cattle. Animal, 7(1), 112-122. doi: 10.1017/S175173111200170X.

[14] Knob, D.A., Thaler Neto, A., Schweizer, H., Weigand, A.C., Kappes, R., & Scholz, A.M. (2021). Energy balance indicators during the transition period and early lactation of purebred Holstein and Simmental cows and their crosses. Animals, 11(2), article number 309. doi: 10.3390/ani11020309.

[15] Lacassea, P., Vanackerab, N., Olliera, S., & Sterab, C. (2018). Review: Innovative dairy cow management to improve resistance to metabolic and infectious diseases during the transition period. Research in Veterinary Science, 116, 40-46. doi: 10.1016/j.rvsc.2017.06.020.

[16] Mezzetti, M., Minuti, A., Piccioli-Cappelli, F., Amadori, M., Bionaz, M., & Trevisi, E. (2019). The role of altered immune function during the dry period in promoting the development of subclinical ketosis in early lactation. Journal of Dairy Science, 102(10), 9241-9258. doi: 10.3168/jds.2019-16497.

[17] Mollo, A., Agazzi, A., Prandi, A., Fusi, J., De Amicis, I., & Probo, M. (2021). Metabolic and production parameters of dairy cows with different dry period lengths and parities. Acta Veterinaria Hungarica, 69(4), 354-362. doi: 10.1556/004.2021.00049.

[18] Petruh, I., Simonov, M., Vlizlo, V., & Ostapiv, D. (2018). The role of insulin-like growth factor and leptin in the pathogenesis of internal non-contagious pathology of dairy cows. Ukrainian Journal of Veterinary and Agricultural Sciences, 1(2), 19-22. doi: 10.32718/ujvas1-2.05.

[19] Rico, J.E., Bandaru, V.V.R., Dorskind, J.M., Haughey, N.J., & McFadden, J.W. (2015). Plasma ceramides are elevated in overweight Holstein dairy cows experiencing greater lipolysis and insulin resistance during the transition from late pregnancy to early lactation. Journal of Dairy Science, 98(11), 7757-7770. doi: 10.3168/jds.2015-9519.

[20] Schulz, K., Frahm, J., Meyer, U., Kersten, S., Reiche, D., Rehage, J., & Dänicke, S. (2014). Effects of prepartal body condition score and peripartal energy supply of dairy cows on postpartal lipolysis, energy balance and ketogenesis: An animal model to investigate subclinical ketosis. Journal of Dairy Research, 81(3), 257-266. doi: 10.1017/S0022029914000107.

[21] Simonov, M., & Vlizlo, V. (2015). Some blood markers of the functional state of liver in dairy cows with clinical ketosis. Bulgarian Journal of Veterinary Medicine, 18(1), 74-82. doi: 10.15547/bjvm.814.

[22] Simonov, M., Vlizlo, V., Stybel, V., Peleno, R., Salata, V., Matviishyn, T., Khimych, M., & Gorobei, O. (2021). Levels of the etiological factor of cancer insulin-like growth factors in bovine, goat, and sheep milk in different lactation periods. International Journal of One Health, 7(2), 246-250. doi: 10.14202/IJOH.2021.246-250.

[23] Smith, G.L., Friggens, N.C., Ashworth, C.J., & Chagunda, M.G.G. (2017). Association between body energy content in the dry period and post-calving production disease status in dairy cattle. Animal, 11(9), 1590-1598. doi: 10.1017/S1751731117000040.

[24] Soonberg, M., Kass, M., Kaart, T., Barraclough, R., Haskell, M.J., & Arney, D.R. (2021). Effect of grouping on behaviour of dairy heifers and cows in the transition period. Journal of Dairy Research, 88(1), 45-51. doi: 10.1017/S0022029921000066.

[25] Spachmann, S.K., Schönhusen, U., Kuhla, B., Röntgen, M., & Hammon, H.M. (2013). Insulin signaling of glucose uptake in skeletal muscle of lactating dairy cows. In J.W. Oltjen, E. Kebreab, H. Lapierre (Eds.), Energy and protein metabolism and nutrition in sustainable animal production (pp. 277-278). Wageningen: Academic Publishers. doi: 10.3920/978-90-8686-781-3_92.

[26] Official website of the State Statistics Service of Ukraine. (n.d.). Retrieved from http://www.ukrstat.gov.ua.

[27] Stivanin, S.C.B., Vizzotto, E.F., Matiello, J.P., Machado, F.S., Campos, M.M., Tomich, T.R, Pereira, L.G.R., & Fischer, V. (2021). Behavior, feed intake and health status in Holstein, Gyr and Girolando-F1 cows during the transition period: Behavior and health of dairy cows in the transition period. Applied Animal Behaviour Science, 242, article number 105403. doi: 10.1016/j.applanim.2021.105403.

[28] Van Saun, R.J. (2016). Indicators of dairy cow transition risks: Metabolic profiling revisited. Tierärztliche Praxis, 44(2), 118-126. doi: 10.15653/TPG-150947.

[29] Vossebeld, F., van Knegsel, A.T.M., & Saccenti, E. (2022). Phenotyping metabolic status of dairy cows using clustering of time profiles of energy balance peripartum. Journal of Dairy Science, 105(5), 4565-4580. doi: 10.3168/jds.2021-21518.

[30] Walter, L.L., Gärtner, T., Gernand, E., Wehrend, A., & Donat, K. (2022). Effects of parity and stage of lactation on trend and variability of metabolic markers in dairy cows. Animals, 12(8), article number 1008. doi: 10.3390/ani12081008.

[31] Weber, C., Hametner, C., Tuchscherer, A., Losand, B., Kanitz, E., Otten, W., Singh, S.P., Bruckmaier, R.M., Becker, F., Kanitz, W., & Hammon, H.M. (2013). Variation in fat mobilization during early lactation differently affects feed intake, body condition, and lipid and glucose metabolism in high-yielding dairy cows. Journal of Dairy Science, 96(1), 165-180. doi: 10.3168/jds.2012-5574.