Nowonarodzone cielęta są niezwykle podatne na warunki środowiskowe. Zarówno stres cieplny, jak i stres związany z zimnem odgrywają główną rolę w zdolności cieląt do przetrwania pierwszych dni życia, a ich zakres komfortu jest znacznie węższy, niż mogłoby się wydawać. Matka natura może dostarczyć pogodę, ale my możemy dostarczyć siarę, która da cielętom szansę na walkę.

Znamy znaczący wpływ niepowodzenia transferu biernego na niskie spożycie IgG po urodzeniu, ale czy wiesz, że tłuszcz z siary może również wpływać na ogólny stan zdrowia i wydajność nowonarodzonych cieląt? Noworodki, zarówno cielęta, jak i małe przeżuwacze, są wrażliwe na niskie temperatury. Wiele osób może pomyśleć, że stres związany z zimnem występuje w temperaturach poniżej zera; jednak nie potrzeba wiele, jeśli chodzi o chłodne powietrze otoczenia, aby wywołać stres związany z zimnem u noworodka. Strefa termoneutralna jest jednym ze sposobów opisania tego zjawiska. Jest to zakres temperatur, w których zwierzę nie potrzebuje dodatkowej energii, metabolizmu ani fizjologicznych mechanizmów obronnych, aby utrzymać temperaturę ciała. Temperatura otoczenia poniżej tego, co jest uważane za dolną temperaturę krytyczną (LCT), skłoniłaby zwierzę do zwiększenia produkcji ciepła metabolicznego w celu obrony temperatury ciała. Gdy temperatura wzrośnie powyżej górnej temperatury krytycznej (UCT), zwierzę musi również zużywać energię, aby utrzymać temperaturę ciała i zapobiec przegrzaniu. Mechanizmy fizjologiczne do tego celu wymagają energii.

Strefa neutralna termicznie

Pomimo różnic w warunkach środowiskowych, strefa termoneutralna większości cieląt wynosi od 13,4°C/56°F do 25°C/77°F.

Oznacza to, że jeśli temperatura spadnie poniżej 13,4°C/56°F, wywołuje to stres zimna i wymaga od cielęcia obrony temperatury ciała w sposób, który omówimy. To samo dotyczy górnego zakresu wywołującego stres cieplny powyżej 25°C/77°F.

Załóżmy na przykład, że jest mroźna zimowa noc, a krowa się cieli. Temperatura wynosi 10 stopni C/50 stopni F.

Co zatem jest potrzebne temu zwierzęciu do obrony swojej temperatury ciała, biorąc pod uwagę, że dosłownie przychodzi na ten świat poniżej swojej neutralnej termicznie strefy?

Innymi słowy, w jaki sposób ten noworodek będzie wytwarzał wystarczającą ilość ciepła, aby utrzymać swoje funkcje życiowe? Odpowiedź leży w dwóch ważnych reakcjach fizjologicznych.
Jednym z nich jest termogeneza drżeniowa, a drugim termogeneza bez drżenia, obejmująca metabolizm brunatnej tkanki tłuszczowej (zwanej również tłuszczem brunatnym). Badania potwierdzające to zjawisko sięgają aż do lat 80-tych, kiedy to Vermorel i wsp. (1983) umieścili nowonarodzone cielęta w kąpieli wodnej o temperaturze 37 stopni Celsjusza i stwierdzili, że dreszcze zaczęły się w temperaturze 32 stopni Celsjusza. Dreszcze nasilały się w miarę schładzania wody; w rzeczywistości produkcja ciepła wzrosła aż o 100%. Tak więc, gdy cielę dopiero się urodziło, prawdopodobne jest, że dreszcze będą miały miejsce wizualnie.
Badania przeprowadzone na nowonarodzonych jagniętach wykazały, że około 60% odpowiedzi termogenicznej wynika z drżenia, a pozostałe 40% z metabolizmu brązowego tłuszczu (Carstens 1994). To świeżo narodzone cielę z pewnością będzie drżeć, a następnie wykorzysta najsilniejszy organ wytwarzający ciepło w swoim ciele: brązowy tłuszcz! Co ciekawe, brunatna tkanka tłuszczowa tego cielęcia prawdopodobnie będzie stanowić tylko 1-2% jego masy ciała po urodzeniu, a mimo to przyczyni się do 40% jego zdolności termogenicznych. (Ciekawostka: Możesz wierzyć lub nie, ale brązowy tłuszcz, mimo że stanowi 1-2% masy ciała, jest faktycznym organem).

Co możemy zrobić, aby uruchomić produkcję ciepła?

Więc skoro to cielę ma teraz dwa mechanizmy obrony temperatury ciała poprzez dreszcze lub metabolizm brązowego tłuszczu, powinno być w porządku, prawda? Możemy po prostu odejść i iść spać? Cóż, warto upewnić się, że cielę przynajmniej wstaje. Badanie przeprowadzone przez Vermorel i in. wykazało, że produkcja ciepła u nowonarodzonych cieląt wzrosła o 100%, gdy cielęta stały przez 10 minut i o kolejne 40%, gdy stały przez 30 lub więcej minut. Aktywność tak prosta jak stanie zwiększa ruch mięśni i rzeczywiście wyzwala produkcję ciepła.

Czy jest coś, co możemy podać cielęciu, aby je rozgrzać?

Jest jeszcze jedna rzecz, którą musimy wziąć pod uwagę, a która może być najważniejsza. Siara! Podczas gdy w siarze znajdują się przeciwciała i setki bioaktywnych czynników zapewniających odporność i wzrost tkanek, tłuszcz z siary jest ważnym graczem w stresie zimna. Tłuszcz z siary ma unikalny profil kwasów tłuszczowych i służy jako substrat dla brązowych komórek tłuszczowych. W pewnym sensie, Zapewnia przysłowiowe paliwo dla silnego ciepła wytwarzającego brązowy tłuszcz. Komórki brunatnej tkanki tłuszczowej pobierają kwasy tłuszczowe z siary, a następnie uruchamiają proces spalania, w wyniku którego komórka dosłownie wytwarza ciepło. Co ciekawe, istnieją inne bioaktywne czynniki w siarze, które rekrutują więcej brązowych komórek tłuszczowych do dojrzewania w funkcjonalne maszyny wytwarzające ciepło. Obejmują one czynniki wzrostu w siarze, które zostały udokumentowane w badaniach nad proliferacją większej liczby brązowych komórek tłuszczowych, a mianowicie czynnik wzrostu fibroblastów (FGF), insulinopodobny czynnik wzrostu (IGF), naskórkowy czynnik wzrostu (EGF) i płytkowy czynnik wzrostu (PDGF).

W związku z tym, niezależnie od tego, czy cielę jest bydłem mięsnym czy mlecznym, a temperatura jest poniżej dolnej temperatury krytycznej (tj. 13,4 stopni C/56 stopni F), niezwykle ważne jest, aby cielę otrzymało siarę. Spowoduje to trzy rzeczy:

1. Dostarczy mnóstwo energii, aby cielę mogło wstać (i pamiętaj, że produkcja ciepła wzrasta wraz z aktywnością).

2. Zapewni unikalny tłuszcz kolostralny, aby uruchomić brązowe komórki tłuszczowe do produkcji ciepła

3. Mnóstwo czynników wzrostu w siarze będzie rekrutować więcej brązowych komórek tłuszczowych (w pewnym sensie tworzyć więcej maszyn cieplnych).

Czy preparat zastępujący siarę może być stosowany jako narzędzie u cieląt ras mięsnych lub mlecznych, aby odgrywać rolę w termogenezie?

Czy preparaty zastępujące siarę są tym samym, co siara matczyna produkowana przez krowy mięsne lub mleczne? W tym miejscu sytuacja może się skomplikować. Niestety, nie wszystkie zamienniki siary są sobie równe. Wiele preparatów zastępujących siarę jest wytwarzanych z surowicy krwi, serwatki, koncentratu białka serwatkowego i nie zawiera wyłącznie tłuszczu z siary jako głównego źródła energii. Źródła tłuszczu mogą obejmować między innymi tłuszcz zwierzęcy, olej roślinny, olej kokosowy, nabiał i tłuszcz palmowy. Tłuszcze te nie mają takiego samego lub unikalnego profilu kwasów tłuszczowych jak tłuszcz kolostralny. Tłuszcz nie jest więc sobie równy, co ma wpływ na stymulację brązowej tkanki tłuszczowej. Naukowcy wykazali na przykład, że tłuszcze wielonienasycone (tj. kwasy tłuszczowe omega 3 i 6... olej rybny) w porównaniu z tłuszczami nasyconymi (łój, tłuszcz zwierzęcy, masło itp.) mają zarówno działanie rekrutacyjne, jak i stymulujące na brunatny tłuszcz (pod względem udziału kluczowych składników komórkowych (zawartość białka UCP1), które pobudzają produkcję ciepła w komórkach brunatnej tkanki tłuszczowej). W rzeczywistości badania Wilmsa i wsp. (2022) wykazały, że tłuszcz z siary ma wyższą zawartość wielonienasyconych kwasów tłuszczowych w porównaniu z mlekiem pełnym. Wielonienasycony tłuszcz zwany kwasem tłuszczowym omega-3 był o 45% wyższy w siarze w porównaniu z mlekiem pełnym (ciekawostka: kwas eikozapentaenowy (EPA), rodzaj kwasu tłuszczowego omega-3, był o 73% wyższy w siarze w porównaniu z mlekiem pełnym i wytwarza cząsteczki sygnałowe zmniejszające stan zapalny w organizmie). Prawdopodobnie istnieje ku temu fizjologiczny powód i budzi to wątpliwości wśród wielu źródeł tłuszczu stosowanych w syntetycznych zamiennikach siary dostępnych na rynku.

Czego powinniśmy szukać w preparatach zastępujących siarę?

Jeśli używany jest preparat zastępujący siarę, należy upewnić się, że jest on wykonany z całej siary bydlęcej i tłuszczu z siary... a nie z innego źródła tłuszczu!

Aby jeszcze bardziej udowodnić znaczenie tłuszczu z siary w preparatach zastępujących siarę, przeprowadzono badania nad preparatami zastępującymi siarę o niskim poziomie tłuszczu. Ważne jest, aby preparat zastępujący siarę zawierał nie tylko tłuszcz z siary (pochodzący z czystej siary bydlęcej), ale także wystarczającą ilość tłuszczu.

W badaniu porównano preparat zastępujący siarę o zawartości tłuszczu 22% z odtłuszczoną siarą o zawartości tłuszczu 5,7 %. Oba zamienniki miały taką samą ilość IgG/przeciwciał, a jedyną różnicą była zawartość tłuszczu. Badanie zostało zaprojektowane tak, aby nie stymulować dreszczy i próbować stymulować tylko metabolizm brązowego tłuszczu (minimalna temperatura 13,4 stopni C i średnia temperatura 21,4 stopni C).

Wyniki były zdumiewające! Cielęta karmione odtłuszczonym preparatem zastępującym siarę miały o 50% więcej chorób układu oddechowego w ciągu pierwszych 90 dni życia i o 6% więcej śmiertelności. Miały również niższą temperaturę w odbycie i spędzały mniej czasu na stojąco, a więcej w pozycji leżącej. Co ciekawe, cielęta karmione odtłuszczoną siarą miały niższy przyrost masy ciała w pierwszych 4 miesiącach życia. Cielęta karmione pełnotłustą siarą przybrały na wadze o 6,6 kg/14,6 funtów więcej w wieku 90 dni i o 10 kg/22 funtów więcej w wieku 127 dni. Odpowiada to różnicy w średnich dziennych przyrostach wynoszącej 0,07 kg/d (154 funtów/d) w ciągu pierwszych 90 dni i 0,1 kg/d (22 funtów/d) w wieku 127 dni. Wpływ na przyrost masy ciała był ogromny, a z ekonomicznego punktu widzenia oznacza to, że można wydać pieniądze na preparat zastępujący siarę z pełnym tłuszczem i całym tłuszczem z siary.

Przyjmując konserwatywne podejście, załóżmy, że karmienie do 127 dnia życia kosztuje $1,50 na sztukę dziennie, a docelowa waga to 129 kg/284 funty.

Jeśli cielę urodziło się z wagą 40 kg/88 funtów i przybiera na wadze 71 kg/d (1,56 funta/d), to osiągnięcie 129 kg/284 funtów zajmie (129 kg/284 funtów - 40 kg/88 funtów = 89 kg/196 funtów całkowitego przyrostu masy ciała) (89 kg/196 funtów całkowitego przyrostu masy ciała / 71 kg/d (1,56 funta/d) = 125 dni. Załóżmy teraz, że w tym 127-dniowym okresie cielę przybiera na wadze 81 kg/d (1,79 funta/d).

Matematyka wyglądałaby następująco: (129kg/284lbs-40 kg/88lbs = 89 kg/196 lbs całkowitego przyrostu masy ciała (89 kg/196 lbs całkowitego przyrostu masy ciała/.81 kg/d (1.79lbs/d) = 109 dni, aby osiągnąć 129 kg/284 lbs. Różnica wynosi zatem 125d-109d = 16 dni. Innymi słowy, jeśli cielę przytyje o 0,07 kg/d (154 funty/d) więcej, osiągnie cel 129 kg/284 funtów 16 dni wcześniej. Jeśli karmienie cielęcia kosztuje $1,50 dziennie, oznacza to $24,00 więcej oszczędności w postaci mniejszej liczby dni na karmienie. Czy możesz sobie pozwolić na wydanie $24.00 więcej na pełnotłusty preparat zastępujący siarę z czystym tłuszczem z siary?

Do tej pory powinno być oczywiste, jak ważny jest brązowy tłuszcz dla noworodka i jaką rolę odgrywa siara w termoregulacji. Nie oznacza to, że nie można stosować preparatów zastępujących siarę, ale ważne jest, aby upewnić się, że są one wykonane z całej siary bydlęcej i nie są odtłuszczone lub wykonane z innych źródeł tłuszczu.

Mike Nagorske, DVM.

Dyrektor ds. badań, SCCL
[email protected]