Wiele gospodarstw chce wykorzystywać siarę, którą już posiada, ale często nie jest ona idealna. Nowy sposób podawania siary pozwala producentom poprawić jakość siary matki przed podaniem jej cielęciu.

Obecnie powszechnie wiadomo, że siara jest niezbędna dla przeżycia cieląt, ich wydajności i ma wpływ na ich produktywność przez całe życie.

Zarządzanie siarą zazwyczaj obejmuje zarządzanie siarą i protokołami wdrożeniowymi z naciskiem na cztery główne punkty:

1. Czas podawania (w ciągu pierwszych dwóch godzin i drugie karmienie w ciągu 12 godzin)

2. Jakość siary (stężenie przeciwciał IgG większe niż 50 g/l)

3. Czystość siary (niski poziom patogenów lub bakterii)

4. Ilość siary (zazwyczaj 10% masy ciała w kg).

Wszystkie te aspekty zarządzania są równie ważne. Na przykład, producent może dobrze zarządzać trzema z czterech aspektów, a mimo to mieć słabe zdrowie cieląt. Jeśli powiedzmy, że czas, czystość siary i ilość siary są dobrze zarządzane, ale siara nie ma odpowiedniego poziomu przeciwciał, powoduje to, że więcej cieląt nie otrzymuje transferu odporności biernej (FTPI). Gdy cielęta nie otrzymują wystarczającej ilości przeciwciał w siarze lub nie otrzymują ich wcale, ryzyko wystąpienia zarazy, chorób układu oddechowego i ogólnej śmiertelności wzrasta czterokrotnie w ciągu pierwszych 60 dni życia. Dzieje się tak, ponieważ w pewnym sensie matka cielęcia przekazuje mu swoją odporność poprzez siarę, dlatego też nazywamy to zjawisko pasywnym transferem. W tym artykule skupimy się na jakości siary lub stężeniu przeciwciał / IgG. Podczas gdy będziemy omawiać odpowiednie poziomy przeciwciał, ważne jest, aby zdać sobie sprawę, że Siara to znacznie więcej niż tylko przeciwciała. Jest pełna setek bioaktywnych czynników, naturalnych prebiotyków, składników odżywczych i witamin/śladowych minerałów.

Jak określić stężenie przeciwciał lub IgG w siarze?

Podczas gdy złotym standardem pomiaru stężenia przeciwciał / IgG w siarze jest wysoce techniczna metoda laboratoryjna zwana immunodyfuzją radialną, pośrednim sposobem pomiaru w gospodarstwie jest refraktometr optyczny lub cyfrowy brix. Ponownie, urządzenia te są "pośrednimi" pomiarami rzeczywistej zawartości IgG w colostralu i rzeczywiście mają dokładność około 80%. Poziom brix 22% odpowiada około 50 g IgG na L. W związku z tym, jeśli dana osoba nakarmiłaby cielę o wadze 90 funtów/40 kg 4L siary o brix 22%, dostarczyłaby cielęciu masę 200 gramów IgG. Przez lata służyło to jako praktyczna zasada dla cieląt rasy holsztyńskiej, która polega na karmieniu 10% masy ciała (.1 X 40 = 4L) przy 22% brix (50 g IgG/L x 4 = 200 gramów IgG). Istnieją jednak nowe zalecenia wskazujące, że zachorowalność cieląt i wskaźnik nieudanego transferu odporności biernej (FTPI) zmniejszają się poprzez dostarczanie większej ilości przeciwciał IgG. W rzeczywistości te nowe zalecenia mają teraz na celu zapewnienie 300 gramów IgG w celu osiągnięcia doskonałego transferu biernego. Więc co to oznacza w kategoriach brix? Cóż, oznacza to, że musimy podnieść standardy w gospodarstwie, aby wybrać siarę o poziomie brix powyżej 24% brix.

Czy bryksować każdą partię podawanej siary, czy każdy udój siary od poszczególnych krów?

Odpowiedź brzmi: tak, powinniśmy. Powodem jest to, że siara jest bardzo zmienna pod względem stężenia przeciwciał. W rzeczywistości istnieją różnice genetyczne między krowami, żywienie krów suchych, sezonowość, parzystość i czas pobrania to tylko niektóre z czynników, które przyczyniają się do tej zmienności. Badania przeprowadzone na przestrzeni lat wykazały, że nawet 30% siary ma przeciwciała poniżej 50 g/l (i należy pamiętać, że jest to oparte na starych standardach, gdzie 22% brix = 50 g/l IgG), a ostatnie badanie przeprowadzone przez National Health Monitoring Study w 2014 roku wykazało, że około 23% siary ma poniżej 22% brix. Jest to coś, co należy wziąć pod uwagę, gdy nowe normy wskazują, aby karmić siarą o poziomie brix wyższym niż 24%. Czy oznacza to również, że siara jest bezwartościowa poniżej 22 % brix? Jak możemy wykorzystać siarę poniżej 24 % brix? Przede wszystkim, Jedną z praktycznych zasad, która nadal obowiązuje, jest odrzucanie siary o poziomie brix poniżej 15-16%. Poziomy Brix na tych poziomach zazwyczaj wskazują, że siara zawiera mniej niż 30 g IgG na litr i nie zapewnia cielętom wystarczającej odporności.

Co jeśli brix siary mieści się w przedziale 15-24% brix?

Jednym z rozwiązań jest wykorzystanie tej siary do drugiego karmienia między 6 a 12 godziną porodu; jednak nowe zastosowanie zwane "wzbogacaniem" może być skuteczne.

Jest rozwiązanie!.... Wzbogacenie!

Wzbogacanie polega na dodaniu precyzyjnej ilości proszku zastępującego siarę bezpośrednio do siary matki. W tym przypadku, jeśli poziom brix mieści się w przedziale 15-24%, wzbogacenie preparatem zastępującym siarę o stałym poziomie IgG może rzeczywiście zmienić siarę gorszej jakości w siarę matczyną doskonałej jakości.

Nowe badanie przeprowadzone na Uniwersytecie w Guelph dowiodło, że jest to skuteczny sposób na poprawę jakości siary matczynej. W badaniu naukowcy karmili matczyną siarę na różnych poziomach brix, przy czym najniższy poziom wynosił 15,8% brix (co odpowiada 30 g IgG na litr).

U cieląt karmionych siarą matki o brix 15,8%, 18,8% nie udało się przenieść odporności biernej.

Podawali również siarę wzbogaconą z 15,8% brix do 26% brix i byli w stanie osiągnąć dobry poziom biernego transferu, podczas gdy 0% cieląt nie przekazało biernej odporności (w porównaniu do 18,8%, o których wspomniano, gdyby nie wzbogacili).

Badacze wzbogacili również siarę z 20,3% brix do 31,3 % brix i osiągnęli średnio doskonały transfer bierny u cieląt. W rzeczywistości cielęta karmione siarą o brixie 20,3% miały tylko 50% cieląt osiągających doskonały transfer bierny i 6,25% osiągających dobry transfer bierny.

Po wzbogaceniu siary 20,3% do 31,3% brix udało im się osiągnąć wyższe poziomy transferu biernego, przy czym 62,5% cieląt osiągnęło doskonały transfer bierny, a 0% osiągnął dobry transfer bierny (w porównaniu do zaledwie 50%).

Ponownie, w oparciu o badania wskazujące na niższą zachorowalność u cieląt osiągających doskonały transfer bierny, strategie wzbogacania okazały się poprawiać transfer odporności biernej i znacznie zmniejszać odsetek cieląt, u których transfer odporności biernej nie powiódł się.

Wzbogacanie jest doskonałym sposobem na wykorzystanie siary matczynej, którą masz pod ręką od matki i podniesienie jej jakości za pomocą produktu z siary.

 

Mike Nagorske, DVM.

Dyrektor ds. badań, SCCL
mike.nagorske@sccl.com

 

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
mike.nagorske@sccl.com

Cielęta są wyjątkowym gatunkiem, ponieważ polegają na przyjmowaniu siary w celu zapewnienia ochrony immunologicznej w pierwszych miesiącach życia. Czy refraktometry są dokładnym sposobem szybkiego i łatwego pomiaru transferu immunologicznego u poszczególnych cieląt?

Odpowiednie spożycie siary jest najważniejszym czynnikiem decydującym o zdrowiu, przeżywalności, wydajności i tym samym rentowności w życiu cieląt. Pasywny transfer jest powszechnie używany do opisania zjawiska, w którym cielę nabywa odporność od matki poprzez siarę.

Moje cielęta otrzymały siarę. Jak mogę teraz sprawdzić, czy moje cielęta mają wystarczającą odporność?

Wielu producentów często zadaje sobie pytanie, czy istnieją wizualne sposoby określenia, czy cielę nie przeszło transferu biernego; jednak zwykle wymaga to pobrania próbki krwi, odwirowania próbki w celu pobrania surowicy i bezpośredniego lub pośredniego pomiaru poziomu IgG.

Pośrednim sposobem pomiaru IgG w surowicy jest wykorzystanie refraktometru optycznego lub cyfrowego, który mierzy całkowite białko surowicy (STP). Metoda ta jest uważana za test po stronie cielęcej, ponieważ krew może być pobrana w określonym dniu, odwirowana, a surowica może być umieszczona na refraktometrze, a wynik jest znany od razu.

Ponieważ białko całkowite w surowicy jest łatwo analizowane i dostępne w gospodarstwie, wielu producentów polegało na tym teście w celu określenia poziomu pasywnego transferu u cieląt. Chociaż jest to praktykowane od wielu lat i jest uważane za przydatne narzędzie, wyniki były często błędnie interpretowane ze względu na ograniczenia testu.

Ważne jest, aby zrozumieć, jak działa refraktometr i jaki jest skład badanej surowicy, zanim położy się nacisk na dane z STP. Wierzcie lub nie, ale refraktometry zostały pierwotnie zaprojektowane do użytku w przemyśle winiarskim, piwowarskim i syropów klonowych do pomiaru ilości sacharozy lub cukru w wodzie. Sam refraktometr, czy to optyczny, czy cyfrowy, opiera się na źródle światła i pryzmacie.
Refraktometry Brix zostały zatwierdzone do użytku w gospodarstwie w celu pośredniego pomiaru zawartości IgG zarówno w siarze, jak i surowicy.

U cieląt specjalnie karmionych siarą matki, zastosowanie białka całkowitego w surowicy okazało się wysoce skorelowane z poziomami IgG u cieląt, a także wykorzystywane do identyfikacji niepowodzenia transferu biernego (FTP).
Jednakże, test całkowitego białka w surowicy nie jest przeznaczony do określania statusu biernego transferu u poszczególnych cieląt.

Badanie całkowitego białka w surowicy nie ma na celu udzielenia odpowiedzi na pytania dotyczące statusu biernego transferu u poszczególnych cieląt. Właściwym sposobem wykorzystania tego testu jest raczej poziom populacji i odpowiedź na jedno pytanie: Czy mój program zarządzania siarą działa, czy nie? Godden et al., 2008 najlepiej to opisuje i wskazuje, że wyniki muszą być interpretowane na podstawie grupy lub stada i będą dokładnie odzwierciedlać względny odsetek cieląt z FPT.

Jak dokładnie wykonać test i co oznaczają jego wyniki?

Aby przeprowadzić ją prawidłowo, próbki surowicy powinny być pobrane od co najmniej 12 klinicznie normalnych cieląt
(bez zarazy lub choroby układu oddechowego) między 24 godzinami a 7 dniami życia. Godden et al;, 2008 również wspomina o dwóch metodach określania odsetka cieląt z FTP, gdzie jednym celem jest, aby 80% lub więcej badanych cieląt osiągnęło lub przekroczyło 5,5 g/dL, a drugim, aby 90% lub więcej cieląt było powyżej wartości granicznej 5,0 g/dL.

Zaleca się, aby w przypadku nieproporcjonalnie dużej liczby cieląt z FPT przeprowadzić badanie w celu ustalenia problemów z programem zarządzania siarą.

Ponadto może to obejmować wykorzystanie złotego standardu metody określania rzeczywistego stężenia IgG w surowicy, w której przeprowadza się test immunodyfuzji radialnej (RID).

"...prawidłowym sposobem wykorzystania tego testu jest wykorzystanie go na poziomie populacji i udzielenie odpowiedzi na jedno pytanie: Czy mój program zarządzania siarą prawdopodobnie działa, czy nie działa?".

Czy mogę używać refraktometru do badania cieląt po podaniu produktów zastępujących siarę?

Jeśli podawany jest preparat zastępujący siarę, badanie białka całkowitego w surowicy nie powinno być wykorzystywane do określania statusu biernego transferu, nawet na poziomie populacji. Niedawne badanie przeprowadzone przez Lopeza i in. (2021) dotyczyło dokładności stosowania całkowitych białek surowicy u cieląt karmionych siarą matki i cieląt karmionych preparatem zastępującym siarę na bazie siary. IgG w surowicy było niedokładne lub słabo skorelowane z IgG w surowicy, biorąc pod uwagę cielęta karmione preparatem zastępującym siarę na bazie siary.

W związku z tym, ponieważ wyniki są bardzo zmienne i niedokładne, nie zaleca się stosowania całkowitych białek surowicy podczas monitorowania lub określania statusu poziomu pasywnego u cieląt karmionych preparatem zastępującym siarę. Zamiast tego zaleca się wykonanie testu immunodyfuzji radialnej.

Jakie inne czynniki mogą wpływać na poziom białka całkowitego w surowicy i zmieniać wyniki badania refraktometrem?

Ważne jest również, aby wziąć pod uwagę skład surowicy i niektóre ograniczenia tego, co jest testowane w surowicy. Jeśli chodzi o próbę zrozumienia statusu transferu biernego na podstawie całkowitego białka w surowicy, musimy pamiętać o następujących założeniach:

1. Siara w postaci stałej zawiera około 50% białek (z czego połowa to IgG1).
2. Wszystkie białka siary są nieselektywnie wchłaniane do krwiobiegu (nie tylko IgG).
3. Cielęta, które ssą duże ilości siary, można zidentyfikować poprzez pomiar całkowitego poziomu białka w surowicy, a cielęta z wysokim całkowitym poziomem białka mają wysoki poziom IgG1. Chociaż jest to w pewnym stopniu poprawne, ważne jest również, aby pamiętać, że całkowite białka w surowicy są pobierane po spożyciu siary.

W związku z tym na całkowite białko w surowicy będą miały również wpływ następujące czynniki:

1. Przedwczesne poziomy białek surowicy
2. Ilość wchłoniętego białka (jak opisano w punkcie 1). Im więcej wchłoniętej siary, tym więcej wchłoniętego białka
3. Im wyższy poziom IgG w siarze, tym wyższy poziom białek w surowicy.
4. Czas pobierania krwi.

Jeśli chodzi o poziom białka w surowicy przed ssaniem, niektóre cielęta karmione siarą mają niższy poziom białka całkowitego niż cielęta pozbawione siary (Tennant et al AJVR 1969 30: 345), prawdopodobnie z powodu różnic w stężeniu albuminy, które może wahać się od 1,9 do 3,4 g/100 ml u jednodniowych cieląt (Schultz et al 1971, 35:93). Jest to w dużej mierze powód, dla którego całkowite białko w surowicy cieląt może być wysokie nawet przed spożyciem siary.

Poniższy rysunek przedstawia wiele innych białek w surowicy. Podobnie jak w przypadku pomiaru całkowitej zawartości ciał stałych w siarze, pomiar całkowitej zawartości białek w surowicy cielęcej zakłada, że jeśli poziom białka w surowicy jest wysoki, to poziom IgG w surowicy jest wysoki i odwrotnie. Jednakże, ponieważ IgG jest tylko jednym składnikiem (a nie głównym składnikiem), zmiany w innych frakcjach również wpływają na całkowity poziom białka w surowicy. Innymi słowy, jeśli na przykład cielę urodzi się z początkowo wyższym poziomem albuminy, całkowite białko w surowicy może być wyższe, a IgG może nie wskazywać na wyższy poziom białka.

Podsumowując, ważne jest, aby mierzyć status immunologiczny naszych cieląt, jednak najbardziej praktycznym i dokładnym sposobem na to jest pomiar na poziomie stada. Zamiast skupiać się na wynikach pojedynczego cielęcia, zadajmy sobie pytanie: czy mam zdrowe cielęta? Analizując transfer immunologiczny na poziomie stada, możemy uzyskać wgląd w program siary i stan zdrowia naszych cieląt.

Testy białka całkowitego w surowicy

DO'S	NIE
Ocena stanu stada obejmującego co najmniej 12 cieląt. Rozumienie poziomów kategorii Pobieranie próbek między 12 a 36 godziną Użyj go, aby uzyskać ogólną ocenę swojego programu siary matczynej.	× Ocena poszczególnych cieląt × Pobieranie próbek po 48 godzinach lub od chorych cieląt × Wykorzystanie STP do wypłaty premii za cielęta × Użyj go do przetestowania sukcesu programu wymiany siary

 

Mike Nagorske, DVM.

Dyrektor ds. badań, SCCL
mike.nagorske@sccl.com

Nowonarodzone jagnięta i koźlęta wymagają siary po urodzeniu jako jedynego źródła pożywienia. Gdy matka nie może dostarczyć wystarczającej ilości wysokiej jakości siary, producenci mają teraz bardzo skuteczną i wygodną alternatywę.

 

Czym jest siara?

Siara jest pierwszą wydzieliną produkowaną przez gruczoł mlekowy maciorki i jest kluczowym i najważniejszym źródłem pożywienia dla noworodka. Mleko to jest ważnym składnikiem dla przetrwania i zdrowia potomstwa, nie tylko ze względu na wysokie wartości odżywcze, ale także dlatego, że jest źródłem przeciwciał, które wspomagają rozwój i chronią przed infekcjami. Ponieważ jest to źródło bogate w energię, pomaga noworodkom utrzymać temperaturę ciała w celu przetrwania. Siara przyczynia się również do wzrostu i rozwoju ciała i narządów koźląt/jagniąt, a także ich przyszłej wydajności produkcji mleka ze względu na jej różnorodne składniki, takie jak czynniki bioaktywne, komórki i hormony. Karmienie wysokiej jakości siarą w wystarczającej ilości natychmiast po urodzeniu chroni noworodka, zarówno w perspektywie krótko-, jak i długoterminowej. Idealnie byłoby, gdyby każdy noworodek został nakarmiony siarą tak szybko, jak to możliwe (w ciągu 30 minut) po urodzeniu, uważając, aby nie przekroczyć dwóch godzin po urodzeniu przy pierwszym spożyciu.

Ze względu na rodzaj łożyska przeżuwaczy, transfer biernej immunoglobuliny od matki do płodu w czasie ciąży jest upośledzony. Dlatego siara jest jedynym źródłem początkowej nabytej odporności. W związku z tym odsetek przeżycia nowonarodzonych koźląt/jałówek zależy od dostępu do siary w pierwszych godzinach po urodzeniu.

Kiedy i ile siary?

Zachorowalność i śmiertelność koźląt i jagniąt to globalne wyzwanie, które wpływa na ich dobrostan i produktywność w gospodarstwie. Zapewnienie odpowiedniej ilości siary jest kluczem do zmniejszenia strat, które mogą wystąpić z powodu chorób zakaźnych, które szkodzą noworodkom. W większości intensywnych gospodarstw mlecznych jagnięta i koźlęta są oddzielane od matek natychmiast po urodzeniu i przenoszone do jednostki sztucznego odchowu. Wczesny dostęp do siary, która jest dobrej jakości, w wystarczającej ilości i jest podawana tak szybko, jak to możliwe, jest niezbędny dla ich zdrowia, ponieważ brak odpowiedniej odporności biernej od matki do potomstwa jest główną przyczyną zachorowalności i śmiertelności u małych przeżuwaczy.

Jagnięta i koźlęta muszą otrzymać co najmniej 50 ml/kg dobrej siary (>25% Brix) jak najszybciej po urodzeniu. Pierwsze karmienie nie może trwać dłużej niż 2 godziny po urodzeniu. W ciągu 24 godzin nowonarodzone jagnię/dziecko musi otrzymać równowartość 200 ml/kg masy ciała w siarze (AHDB) lub co najmniej 30 g IgG. Zatem noworodek o wadze 3 kg powinien otrzymać co najmniej 600 ml siary w pierwszym dniu życia. Ilość tę można podzielić na dwa lub trzy posiłki. Jeśli jednak nie jest to możliwe, sugerowane spożycie w celu zapewnienia odpowiedniego biernego transferu immunologicznego wynosi 10-15% masy ciała noworodka. Oznacza to, że 3-kilogramowe dziecko/jagnię powinno otrzymać co najmniej 450 ml podzielone na dwa lub trzy posiłki w ciągu pierwszego dnia życia.

Trudności związane z siarą mogą wynikać z jej niskiej jakości, braku odpowiedniej ilości, a nawet z braku personelu na fermie, który pomógłby w szybkim dostarczeniu siary. Wszystkie te problemy mogą zaszkodzić zdrowiu noworodków i narazić je na infekcje i słaby rozwój w pierwszych miesiącach życia. W rezultacie opracowano protokoły podawania suszonej siary, które mogą pomóc zapewnić, że noworodki otrzymują wystarczające ilości wysokiej jakości siary.

Czy mogę używać suszonej siary krowiej?

Stosowanie komercyjnej siary bydlęcej już istnieje w kilku jednostkach hodowlanych. Badania wykazały wysoką skuteczność wchłaniania przeciwciał IgG pochodzących zarówno z siary bydlęcej, jak i owczej/koziej. Oznacza to, że siara bydlęca może być podawana nowonarodzonym dzieciom i jagniętom, wykazując doskonałe wyniki.

Stosowanie substytutu siary bydlęcej zmniejsza zachorowalność i śmiertelność przed odsadzeniem, a także ogranicza stosowanie antybiotyków. Skutkuje to lepszym dziennym przyrostem masy ciała i zwiększa liczbę jagniąt/koźląt wprowadzanych do obrotu. Ponadto wiadomo, że siara chroni przed biegunką, poprawia ogólny stan zdrowia i przyrost masy ciała.

 

 

Juliana Mergh Leão, DVM, MSc., DSc.

Weterynaryjny specjalista techniczny, SCCL
juliana.merghleao@sccl.com

 

Haim Leibovich, PhD.

Konsultant ds. systemów produkcji małych przeżuwaczy
haim.leibovich@gmail.com

 

Joana Palhares Campolina, DVM, MsC, DsC.

Lekarz weterynarii/badawczy lekarz weterynarii
joana.campolina@yahoo.com.br

 

Na rynku dostępnych jest wiele past, które oferują szybkie rozwiązanie długiej listy wyzwań stojących przed cielętami. Czy naprawdę działają, a jeśli nie, to co powinienem podawać moim cielętom zamiast nich?

WSTĘP

Jako dyrektor ds. weterynaryjnych usług technicznych w Saskatoon Colostrum Company, często jestem pytany o moją opinię na temat różnych tubek pasty, które są dostępne na rynku i jak wypadają one w porównaniu z wymianą i suplementacją siary. Aby przeprowadzić taką rozmowę, ważne jest, aby zrozumieć, jakie są cele producenta i w jaki sposób chce on stosować pastę w swojej działalności. Czy szukają pasty, która zapewnia źródło energii, czy może takiej, która zawiera bezpośrednio podawane mikroorganizmy? A może chcą suplementu siary (immunoglobuliny)? Kiedy spojrzymy na te cele indywidualnie, zwykle widzimy, że te tuby nie zapewniają pożądanych rezultatów.

ENERGIA

Większość tubek dostępnych na rynku dostarcza znikomą ilość białka (0-3,5 g CP) i tłuszczu (0-4 g CF). Często tłuszcz znajdujący się w tych tubkach to tłuszcze alternatywne, takie jak olej kukurydziany, łój lub inne, które są mniej biodostępnym tłuszczem niż tłuszcz kolostralny. Nawet te, które zawierają tłuszcz kolostralny, zawierają go tak mało, że zapewnia on bardzo niewielkie korzyści. Dla kontrastu, jeśli spojrzymy na całą siarę, będzie ona zawierać 168-672 g surowego białka i 70-280 g surowego tłuszczu w postaci tłuszczu z siary, w zależności od dawki dostarczonej cielęciu.

MIKROORGANIZMY ZASILANE BEZPOŚREDNIO

Populacja komensalnej flory jelitowej w przewodzie pokarmowym cieląt jest zwykle liczona w tysiącach u różnych gatunków. Większość past mikrobiologicznych podawanych bezpośrednio (DFM) dostarcza 1-3 gatunków kluczowych bakterii jelitowych. Colostrum zawiera ponad 40 naturalnych prebiotyków, które wspierają wszystkie szczepy bakterii.

SUPLEMENT COLOSTRUM + ODPORNOŚĆ

Cielęta muszą otrzymać 300 g IgG w ciągu pierwszych kilku godzin życia, aby dobrze się rozwijać. Jeśli chodzi o stężenie immunoglobulin w tych produktach, nie dostarczają one żadnej znaczącej ilości IgG. Większość "suplementów siary" dostarcza od 3,5 do 13 g IgG. Ponownie, gdy spojrzymy na siarę w porównaniu, dostarczy ona znacznie więcej przeciwciał IgG w zakresie 50-200 g w zależności od dostarczonej dawki. Podsumowując, cała siara bydlęca jest najlepszym źródłem immunoglobulin i składników odżywczych, jakie można dostarczyć cielęciu. Gdy producenci analizują swoje możliwości poprawy zdrowia cieląt, zarządzanie siarą powinno być na pierwszym planie.

 

 

Dr Travis White, DVM.

Dyrektor Weterynaryjnych Usług Technicznych, SCCL
travis.white@sccl.com

Jeśli chodzi o karmienie siarą, istnieją dwie metody, z których mogą korzystać producenci: karmienie przez rurkę przełykową lub butelkę ze smoczkiem. Czas, sprzęt i osobiste preferencje wpływają na decyzję o zastosowaniu jednej z tych dwóch metod. W tym miesiącu Colostrum Counsel omawia skutki podawania siary przez rurkę przełykową i butelkę u nowonarodzonych cieląt.

 

Colostrum Counsel:
Rurka przełykowa a karmienie siarą z butelki

Karmienie nowonarodzonych cieląt dobrej jakości siarą w ciągu pierwszych godzin życia ma kluczowe znaczenie dla ich zdrowia i powodzenia. Siara może być podawana cielęciu za pomocą jednej z dwóch metod: rurki przełykowej lub butelki ze smoczkiem. Karmienie przez rurkę jest zwykle uważane za metodę bardziej efektywną czasowo, ponieważ podanie dużej ilości siary zajmuje tylko kilka minut. W przeciwieństwie do tego, karmienie siarą za pomocą butelki ze smoczkiem zajmuje więcej czasu, ale jest uważane za "bardziej naturalne", ponieważ naśladuje ssanie cielęcia przez matkę.

Chociaż karmienie przez rurkę jest metodą efektywną czasowo, istnieją obawy, że karmienie siarą przez rurkę może spowodować przedostanie się siary do żwacza, co opóźniłoby dostarczenie siary do jelita. W szczególności, dwa wcześniejsze badania sugerowały, że siara może przedostawać się do żwacza podczas stosowania podajnika rurowego, ponieważ cielęta karmione rurką mają niższe stężenie IgG we krwi niż cielęta karmione butelką ze smoczkiem (Kaske i in., 2005; Godden i in., 2009). Jednak w badaniach tych nie mierzono "szybkości opróżniania trawieńca", czyli szybkości, z jaką posiłek opróżnia się z trawieńca do przewodu pokarmowego. Co więcej, chociaż istnieje wiele czynników, na które może wpływać metoda karmienia siarą, poprzednie badania koncentrowały się tylko na tym, jak metoda karmienia może wpływać na IgG.

Mając te duże luki w wiedzy do wypełnienia, naukowcy z University of Alberta starali się ustalić, czy karmienie siarą przez rurkę przełykową wpłynie na szybkość opróżniania trawieńca, a także na stężenie IgG, glukozy, insuliny i hormonów jelitowych (glukagonopodobnego peptydu-1 (GLP-1) i GLP-2) we krwi w porównaniu z cielętami karmionymi siarą przez butelkę ze smoczkiem.

Metody

W celu przeprowadzenia badania (Desjardins-Morrissette i in., 2018), dwadzieścia cieląt rasy holsztyńskiej było karmionych 3 l siary przez butelkę ze smoczkiem (cielęta BOTTLE) lub 3 l siary przez rurkę przełykową (cielęta TUBE). Niezależnie od metody karmienia, obie grupy były karmione tą samą siarą (Headstart, SCCL, dostarczającą 200 g całkowitego IgG) w 2 godzinie życia. Po posiłku z siary cielęta karmiono 3 l pasteryzowanego mleka pełnego w 12. godzinie życia za pomocą butelki ze smoczkiem, a następnie co 12 godzin. W celu częstego pobierania próbek krwi po posiłku z siary w celu oszacowania szybkości opróżniania żołądka, a także stężenia IgG, glukozy, insuliny oraz GLP-1 i GLP-2 we krwi, w 1 godzinie życia założono cewnik szyjny.

IgG i opróżnianie żołądka

Podsumowując, nie wykryto żadnych różnic w stężeniu IgG lub szybkości opróżniania trawieńca między cielętami karmionymi TUBE i BOTTLE (Tabela 1). Poprzednie badanie (Godden i in., 2009) wykazało spadek stężenia IgG tylko wtedy, gdy 1,5 l siary podawano w probówce, a nie wtedy, gdy podawano 3 l siary. Ponieważ szacuje się, że żwacz cielęcia przed odsadzeniem może pomieścić do 400 ml płynu (Chapman i in., 1986), autorzy postawili hipotezę, że płyn, który pozostaje w żwaczu, nie wpłynie na stężenie IgG ani opróżnianie trawieńca podczas podawania 3 litrów siary. Zasadniczo, gdy mała objętość (np. 1,5 l) siary jest podawana za pomocą rurki, większa część tego posiłku (~ 26%) pozostanie w żwaczu, a gdy podawana jest duża objętość (np. 3 l), tylko niewielka część posiłku (~ 13%) pozostanie w żwaczu i prawdopodobnie nie wpłynie na stężenie IgG.

Należy również zauważyć, że w tym badaniu podawano wysokiej jakości siarę. W szczególności, każde cielę otrzymało 200 g IgG w 3 litrach paszy, co znacznie przekracza minimalną zalecaną ilość (100 g). Nie wiadomo, czy podawanie siary o różnej jakości mogło wpłynąć na wyniki zaobserwowane w tym badaniu. Niezależnie od tego, autorzy sugerują, że jeśli podawana jest odpowiednia ilość siary dobrej jakości i jeśli rurki są prawidłowo wykonane, to zarówno karmienie cieląt siarą przez rurkę, jak i butelkę powinno skutkować odpowiednim biernym transferem odporności.

Stężenie glukozy i insuliny

Karmienie cieląt siarą za pomocą probówki zwiększyło zarówno pole pod krzywą glukozy, jak i insuliny (AUC) w porównaniu do cieląt karmionych siarą z butelki (Tabela 1). Wszystkie cielęta były karmione tą samą siarą, a zatem taką samą ilością laktozy (~2,7%, Godden i in., 2009) i glukozy. W związku z tym, jeśli różnica ta nie jest spowodowana podawaniem różnych ilości glukozy, to prawdopodobnie wynika ona z faktu, że cielęta karmione rurką spożywają posiłek z siary w krótszym czasie (5,2 min) niż cielęta karmione butelką (17,6 min) (Tabela 1). U bydła wykazano, że 30% glukozy jest wykorzystywane w jelicie cienkim, podczas gdy pozostałe 70% jest trawione i pojawia się we krwi (Richards i in., 1999). Ponieważ cielęta TUBE spożyły siarę w krótszym czasie, początkowy czas, w którym siara dostała się do jelita cienkiego był krótszy. Mogło to spowodować, że więcej glukozy dostało się do krwiobiegu, a mniej zostało wykorzystane przez jelito cienkie. W rezultacie cielęta TUBE miały wyższe stężenie glukozy i insuliny.

Co ciekawe, cielęta TUBE spożyły również większą ilość mleka w butelce (2,96 l) podczas pierwszego posiłku mlecznego w porównaniu do cieląt BOTTLE (2,47 l) (Tabela 1). Autorzy spekulują, że być może cielęta TUBE spożyły więcej mleka w butelce podczas pierwszego posiłku mlecznego, ponieważ jelito cienkie zużyło mniej glukozy po karmieniu siarą, a jelito cienkie mogło mieć większe zapotrzebowanie na składniki odżywcze w czasie pierwszego posiłku mlecznego.

Stężenia glukagonopodobnego peptydu 1 i 2

Przed tym badaniem nigdy nie odnotowano stężenia GLP-1 i GLP-2 we krwi nowonarodzonych cieląt, nie mówiąc już o odpowiedzi na karmienie siarą. Chociaż nie zaobserwowano efektu leczenia dla GLP-1 i GLP-2, zaobserwowano znaczący efekt czasowy po posiłku z siary (rysunek 1). GLP-2 jest znany ze stymulowania rozwoju jelit (Taylor-Edwards i in., 2011), podczas gdy wykazano, że GLP-1 zwiększa stężenie insuliny we krwi u cieląt, co powoduje wychwyt glukozy do wykorzystania energii (Fukumori i in., 2012a). Wydzielanie tych hormonów z jelita cienkiego jest stymulowane przez składniki odżywcze, takie jak lipidy i węglowodany (Burrin i in., 2001), a zatem karmienie siarą może inicjować ich wydzielanie w jelitach niedojrzałych noworodków. Dlatego, chociaż nie zaobserwowano żadnego efektu leczenia, badanie to sugeruje, że siara może mieć korzystny wpływ na rozwój jelit cielęcia poprzez działanie tych hormonów peptydowych jelit.

Wiadomości na wynos

Nie zaobserwowano różnic w opróżnianiu trawieńca, stężeniu IgG, GLP-1 i GLP-2 we krwi, gdy cielęta były karmione 3 litrami siary przez rurkę przełykową lub butelkę ze smoczkiem. Jednak cielęta karmione przez rurkę miały wyższe stężenie glukozy we krwi i spożywały większą ilość pierwszego posiłku mlecznego w porównaniu z cielętami karmionymi butelką. Wyniki te mogły wynikać z faktu, że cielęta karmione przez zgłębnik miały mniej glukozy dostępnej jako substrat energetyczny dla jelita cienkiego, ale wymaga to dalszych badań.

Amanda Fischer, MSc.

SCCL i asystent naukowy na Uniwersytecie Alberty
afischer@ualberta.ca

WSPÓŁAUTOR
Mariah Desjardins-Morrissette, MSc.

 

Referencje
Desjardins-Morrissette, M., J.K. van Niekerk, D. Haines, T. Sugino, M. Oba i M.A. Steele. 2018. Wpływ karmienia siarą przez zgłębnik lub butelkę na wchłanianie IgG, opróżnianie trawieńca i stężenie hormonów w osoczu u nowonarodzonych cieląt. J. Dairy Sci. 101(5):4168-4179.
Burrin, D.G., Petersen, Y., Stoll, B., Sanglld, P. 2001. Glukagonopodobny peptyd 2: czynnik wzrostu jelit reagujący na składniki odżywcze. J. Nutr. 131: 709-712.
Chapman, H.W., Butler, D.G., Newell, M. 1986. Droga płynów podawanych cielętom przez przełyk. Can. J. Vet. Res. 50(1): 84-87.
Fukumori, R., Mita, T., Sugino, T., Obitsu, T., Taniguchi, K. 2012. Stężenie w osoczu i działanie amidu glukagonopodobnego peptydu-1 (7-36) u cieląt przed i po odsadzeniu. Domest. Anim. Endocrinol. 43: 299-306.
Kaske, M., Werner, A., Schberth, H.J., Rehage, J., Kehler, W. 2005. Colostrum management in calves: effects of drenching vs. bottle feeding. J. Anim. Physiol. Anim. Nutr. 89(3-6): 151-157.
Godden, S.M., Haines, D.M., Konkol, K., Peterson, J. 2009. Poprawa biernego transferu immunoglobulin u cieląt. II: Interakcja między metodą karmienia a objętością podawanej siary. J. Dairy Sci. 92 (4): 1758-1764.
Richards, C. J. 1999. Influence of small intestinal protein on carbohydrate assimilation and metabolism in beef cattle. Ph.D. Diss. Univ. Kentucky.
Taylor-Edwards, C.C., Burrin, D.G., Holst, J.J., Mcleod, K.R., Harmon, D.L. 2011. Glukagonopodobny peptyd-2 (GLP-2) zwiększa przepływ krwi w jelicie cienkim i wzrost błony śluzowej u przeżuwających cieląt. J. Dairy Sci. 94: 888-898.

 

Większość produktów SCCL jest oznaczona jako "Veterinary Biologics". Ta ważna klasyfikacja gwarantuje, że nasze produkty spełniają najwyższe standardy regulacyjne dotyczące produktów z siary na całym świecie.

Co to jest weterynaryjny lek biologiczny?

Weterynaryjne produkty biologiczne są zwykle definiowane jako "produkty ochrony zdrowia zwierząt, takie jak szczepionki, przeciwciała i zestawy do badań diagnostycznych in vitro, które są stosowane do zapobiegania, leczenia lub diagnozowania chorób zakaźnych u zwierząt". Biologiczne produkty weterynaryjne w szczególności stymulują lub angażują odpowiedź immunologiczną na choroby zakaźne, w przeciwieństwie do leków weterynaryjnych, które mają inny sposób działania. Suszona siara bydlęca może być sklasyfikowana jako weterynaryjny środek biologiczny, pasza lub dodatek paszowy w zależności od kraju, w którym produkt jest zarejestrowany lub sprzedawany; jednak ponieważ SCCL produkuje nasze suszone produkty z siary bydlęcej w Kanadzie, jesteśmy regulowani przez Kanadyjską Inspekcję Żywności (CFIA), Kanadyjskie Centrum Weterynaryjnych Środków Biologicznych (CCVB). Siara bydlęca jest sprzedawana wyłącznie jako weterynaryjny środek biologiczny w Kanadzie i musi być zgodna z przepisami i normami dotyczącymi weterynaryjnych środków biologicznych, niezależnie od tego, czy SCCL sprzedaje w Kanadzie, czy eksportuje nasze produkty dla cieląt, jagniąt i kóz na całym świecie. Jako weterynaryjny lek biologiczny, siara bydlęca jest sklasyfikowana jako produkt zawierający przeciwciała (w szczególności bydlęcą immunoglobulinę G lub bydlęcą IgG) z oświadczeniem o "pomocy w zapobieganiu niepowodzeniu transferu biernego (FPT)" u nowonarodzonych cieląt, jagniąt lub kóz.

W jaki sposób uzyskuje się oznaczenie?

Zakład wytwarzający weterynaryjny produkt biologiczny ORAZ każdy produkt wytwarzany przez ten zakład wymaga uzyskania licencji CFIA-CCVB. Licencje dla zakładów i licencje dla produktów muszą być odnawiane co roku po przyznaniu wstępnego zatwierdzenia. Aby uzyskać licencję, należy złożyć, zweryfikować i zatwierdzić przez CFIA-CCVB kompleksowy wniosek, który udowodni, że każdy produkt spełnia wymagania dotyczące czystości, mocy, bezpieczeństwa i skuteczności u gatunków docelowych oraz zgodnie ze wskazówkami na etykiecie, zanim produkt będzie mógł być sprzedawany lub dystrybuowany w Kanadzie lub eksportowany na cały świat. Zakład lub placówka produkcyjna musi przejść kompleksową kontrolę na miejscu, w tym w placówkach kontraktowych, które są wykorzystywane do testowania, pakowania, przechowywania lub produkcji kontraktowej gotowego produktu. Ta inspekcja zakładu przed udzieleniem licencji jest przeprowadzana przez CFIA-CCVB, a fizyczne i administracyjne inspekcje są również wymagane na bieżąco w licencjonowanym zakładzie i jego umowach w celu utrzymania zarówno licencji na zakład, jak i na produkt. Obecnie SCCL jest kontrolowany przez CFIA-CCVB co najmniej raz na 12 miesięcy.

Jakie kryteria muszą spełnić produkty Veterinary Biologic, aby je otrzymać?

Colostrum jako weterynaryjny lek biologiczny musi spełniać wymagania, aby zapewnić, że jest czysty lub wolny od określonych mikroorganizmów o określonych specyfikacjach lub limitach i testach zatwierdzonych przez organ regulacyjny; że jest silny, a składnik aktywny lub bydlęca IgG jest funkcjonalny i obecny we wskazanej ilości, której skuteczność została udowodniona; że jest bezpieczny w stosowaniu u gatunków docelowych i nie powinien powodować nieuzasadnionych reakcji; oraz że jest skuteczny i zapewnia ochronę lub korzyści, których oczekuje się i które są określone w zatwierdzonym oświadczeniu, gdy jest stosowany zgodnie z zaleceniami. Czystość, moc, bezpieczeństwo i skuteczność weterynaryjnego leku biologicznego muszą zostać udowodnione organowi regulacyjnemu przed wydaniem licencji poprzez przedłożenie solidnych danych badawczych, wyników testów i obserwacji, które są weryfikowane przez organ regulacyjny i mierzone w odniesieniu do określonego zestawu norm lub wymagań.

 

Manuel F. Chamorro, DVM, MS, PhD, DACVIM
Adiunkt ds. zwierząt gospodarskich i służby polowej, College of Veterinary Medicine, Kansas State University, oraz techniczny konsultant weterynaryjny, SCCL

Stosowanie antybiotyków w rolnictwie jest dodatkowym kosztem dla producentów i coraz większym zmartwieniem dla konsumentów. Podawanie preparatu zastępującego siarę może zmniejszyć potrzebę stosowania antybiotyków u cieląt przed odsadzeniem.

Zwiększone obawy współczesnych społeczeństw dotyczące pojawienia się bakterii opornych na antybiotyki doprowadziły do tego, że instytucje regulacyjne ograniczyły do minimum liczbę antybiotyków, które mogą być stosowane u zwierząt produkujących żywność w celu terapeutycznego i profilaktycznego leczenia chorób zakaźnych. Czasami nieuzasadnione stosowanie środków przeciwdrobnoustrojowych w hodowli bydła i bydła mlecznego może mieć potencjalnie niekorzystny wpływ na zdrowie ludzi, ponieważ ryzyko przeniesienia opornych mikroorganizmów na populację ludzką może potencjalnie wzrosnąć [Silbergeld i in. 2008]. Profilaktyczne i metafilaktyczne podawanie antybiotyków w celu zapobiegania chorobom u cieląt wcześnie po przybyciu do paszy i na ranczach cieląt mlecznych nie jest rzadkością. W tym samym czasie, gdy nadużywanie antybiotyków jest widoczne w niektórych sytuacjach, odkrycie i rozwój nowych środków przeciwdrobnoustrojowych do leczenia starych i nowych infekcji w medycynie ludzkiej i weterynaryjnej zmniejszyło się w ostatnich latach. Szacuje się, że niedobór antybiotyków wzrósł o około 283% w latach 2006-2010 [Stanton 2013; Borchardt i Rolston 2013].

Aby przezwyciężyć ograniczoną dostępność antybiotyków do leczenia zwierząt produkujących żywność, a jednocześnie wysokie wskaźniki zachorowalności i śmiertelności obserwowane w niektórych operacjach związanych z bydłem, takich jak feedloty i hodowle cieląt mlecznych, zaproponowano opracowanie alternatyw dla antybiotyków, takich jak szczepionki przeciwbakteryjne, środki immunomodulujące i peptydy przeciwdrobnoustrojowe (AMP) [Seal i in. 2013]. Siara matki zapewnia specyficzną odporność nowonarodzonemu cielęciu poprzez immunoglobuliny (IgG), które skutecznie chronią przed zakaźnymi mikroorganizmami w pierwszych tygodniach życia. Oprócz IgG, siara matki zapewnia wysokie stężenie czynników immunomodulujących (cytokin), peptydów przeciwbakteryjnych (laktoferyna), czynników wzrostu (EGF, IGF-1) i witamin, które wzmacniają odpowiedzi immunologiczne i wywierają funkcje przeciwdrobnoustrojowe u młodego cielęcia [Hagiwara i in. 2000; Yamanaka i in. 2003]. Pobranie siary u nowonarodzonych cieląt powinno nastąpić natychmiast po urodzeniu, ponieważ zdolność jelita cielęcia do wchłaniania IgG zmniejsza się stopniowo po 6 godzinach życia. Cielęta z odpowiednim biernym transferem IgG w ciągu pierwszych 24 godzin życia wykazują niższe wskaźniki zachorowalności i śmiertelności w porównaniu z cielętami z niepowodzeniem biernego transferu IgG (FPT) [Berge i in. 2005]; jednak korzyści z matczynych składników siary, w tym immunoglobulin (IgG, IgA, IgM), czynników immunomodulujących, witamin, czynników wzrostu i cząsteczek przeciwdrobnoustrojowych można przedłużyć w okresie przed odsadzeniem poprzez ciągłe podawanie matczynej siary w dawce dla cieląt. Badania wykazały, że chociaż wchłanianie IgG po 24 godzinach życia nie występuje u cieląt, działanie immunoglobulin i innych czynników odpornościowych obecnych w siarze zapewnia lokalną odporność w przewodzie pokarmowym i może zapobiegać infekcjom wywołanym przez wirusy i bakterie jelitowe [Snodgrass i in. 1982]. Jedno z badań wykazało, że gdy 70 g suszonego produktu zastępującego siarę zawierającego 10 g IgG zmieszano z dawką preparatu mlekozastępczego podawanego dwa razy dziennie od 1 do 14 dnia życia cielętom mlecznym z częściowym lub całkowitym FPT, liczba dni z biegunką i liczba kuracji antybiotykowych była znacznie zmniejszona w porównaniu z grupą kontrolną cieląt z FPT, które nie otrzymywały suplementu zastępującego siarę [Berge i in. 2009].

W nowszym badaniu przeprowadzonym w SCCL podawaliśmy 150 g suszonego preparatu zastępującego siarę z siarą zmieszanego z preparatem mlekozastępczym dwa razy dziennie od 1 do 14 dnia życia cielętom rasy holsztyńskiej na ranczu cieląt i porównaliśmy częstość występowania chorób (biegunki i zapalenia płuc) oraz całkowitą liczbę kuracji antybiotykowych z grupą kontrolną cieląt, które nie otrzymywały preparatu zastępującego siarę w dawce pokarmowej. Wszystkie cielęta użyte w tym badaniu miały odpowiedni bierny transfer IgG na początku badania (IgG w surowicy > 10 g/L). Ogólna częstość występowania chorób u cieląt suplementowanych preparatem zastępującym siarę została zmniejszona o 40%; dodatkowo liczba kuracji antybiotykowych w grupie cieląt otrzymujących preparat zastępujący siarę została zmniejszona 4-krotnie (Chamorro i Haines 2015, dane niepublikowane). Możliwe, że składniki obecne w suszonym preparacie zastępującym siarę, takie jak IgG, czynniki odpornościowe, witaminy i inne peptydy przeciwdrobnoustrojowe, takie jak laktoferyna, mogły odegrać rolę w zwiększeniu odporności miejscowej i ogólnoustrojowej u cieląt otrzymujących uzupełniającą siarę. Wyniki tych badań sugerują, że suplementacja siary u cieląt mlecznych w ciągu pierwszych 2 tygodni życia niezależnie od statusu biernego transferu zmniejsza występowanie chorób i minimalizuje profilaktyczne i terapeutyczne stosowanie antybiotyków przed odsadzeniem.

 

Manuel F. Chamorro, DVM, MS, PhD, DACVIM .

Dyrektor ds. usług technicznych i badań klinicznych, SCCL

 

Referencje

- Silbergeld EK, Graham J, Price LB. Przemysłowa produkcja żywności pochodzenia zwierzęcego, oporność na środki przeciwdrobnoustrojowe i zdrowie ludzi. Annu Rev Public Health. 2008;29:151-169.

- Stanton TB. Wezwanie do badań nad alternatywnymi antybiotykami. Trends Microbiol. 2013;21(3):111-113

- Borchardt RA, Rolston KV. Niedobory antybiotyków: skuteczne alternatywy w obliczu narastającego problemu. JAAPA. 2013; 26(2):13-18.

- Seal BS, Lillehoj HS, Donovan DM, Gay CG. Alternatywy dla antybiotyków: sympozjum na temat wyzwań i rozwiązań dla produkcji zwierzęcej. Zobacz komentarz w PubMed Commons poniżejAnim Health Res Rev. 2013; 14(1):78-87

- Hagiwara K, Kataoka S, Yamanaka H, Kirisawa R, Iwai H. Wykrywanie cytokin w siarze bydlęcej. Vet Immunol Immunopathol. 2000; 76(3-4):183-190.

- Yamanaka H, Hagiwara K, Kirisawa R, Iwai H. Cytokiny prozapalne w siarze bydlęcej nasilają odpowiedź mitogenną komórek jednojądrzastych krwi obwodowej od nowonarodzonych cieląt poprzez ekspresję IL-2 i CD25. Microbiol Immunol. 2003; 47(6):461-468.

- Berge AC, Lindeque P, Moore DA, Sischo WM. Badanie kliniczne oceniające profilaktyczne i terapeutyczne stosowanie antybiotyków na zdrowie i wydajność cieląt przed odsadzeniem. J Dairy Sci. 2005; 88(6):2166-2177.

- Snodgrass DR, Stewart J, Taylor J, Krautil FL, Smith ML. Diarrhoea in dairy calves reduced by feeding colostrum from cows vaccinated with rotavirus. Res Vet Sci. 1982; 32(1):70-73.

- Berge AC, Besser TE, Moore DA, Sischo WM. Evaluation of the effects of oral colostrum supplementation during the first fourteen days on the health and performance of preweaned calves. J Dairy Sci. 2009; 92(1):286-295.

Jeśli chodzi o zarządzanie cielętami w gospodarstwie, głównym celem producenta jest posiadanie zdrowych, produktywnych cieląt, które ostatecznie staną się wysokowydajnymi krowami. Aby osiągnąć ten cel, w gospodarstwie należy stosować pewne techniki, które zapewnią, że cielę osiągnie swój pełny potencjał. W tym wydaniu The Colostrum Counsel producenci mogą dowiedzieć się, jak ocenić jakość siary za pomocą refraktometru Brix, a także jak pobierać próbki krwi od młodych cieląt.

 

The Colostrum Counsel: Praktyczny przewodnik po technikach stosowanych w gospodarstwie w celu zapewnienia zdrowych cieląt

Wiemy, że podawanie cielętom niewystarczających ilości IgG w pierwszym dniu życia skutkuje niepowodzeniem transferu biernego, co zagraża zdrowiu cielęcia. Jednak tylko niewielki odsetek producentów faktycznie ocenia jakość siary, a większość z nich robi to tylko na podstawie oględzin. Niezbędne jest podawanie siary zawierającej co najmniej 50 g IgG na litr, jednak doniesiono, że 16-29% próbek zawiera mniej niż tę ilość (Bartier i in., 2015; Quigley i in., 2013; Morrill i in., 2012). Jak więc możemy zmierzyć stężenie IgG w sposób efektywny czasowo i kosztowo w gospodarstwie, aby zapewnić odporność bierną?

Korzystanie z refraktometru Brix

Refraktometr Brix to skuteczny i przyjazny dla użytkownika sposób określania jakości siary. Refraktometr mierzy współczynnik załamania światła sacharozy (cukru) w roztworze i z tego powodu był historycznie stosowany w przemyśle winiarskim, soków owocowych i cukrowniczym. W odniesieniu do siary, refraktometr Brix pośrednio mierzy stężenie IgG poprzez określenie całkowitej ilości substancji stałych. Ostatnie badania sugerują, że wartość Brixa wynosząca 23 procent powinna być stosowana jako punkt odcięcia dla odpowiedniej jakości siary (Bartier i in., 2015). Optyczne refraktometry Brix są dość niedrogie ($100-$200 CAD) i są tak samo dokładne jak cyfrowy refraktometr Brix, który jest mniej opłacalny ($400+).

Aby użyć optycznego refraktometru Brix:

1. Otwórz pokrywę próbki i umieść kilka kropli siary na obszarze próbki. Po zakończeniu zamknij pokrywę.

2. Patrząc w lunetę refraktometru, trzymaj go pod kątem 90 stopni do źródła światła.

3. Wartość Brix można odczytać pomiędzy jasnym i ciemnym obszarem.

4. Po zakończeniu wytrzyj całą próbkę i oczyść obszar przed testowaniem innej próbki.

Obraz 1.
Igła, igła transferowa i probówka do próżniowego pobierania surowicy.

 

Obraz 2.
Położenie żyły szyjnej na nieogolonej łydce.

 

Obraz 3.
Położenie żyły szyjnej na ogolonej łydce.

 

Pobieranie próbek krwi od cieląt

Teraz, gdy już wiesz, jak testować IgG w siarze, możesz również dowiedzieć się, jak sprawdzić, czy udany transfer bierny rzeczywiście wystąpił u cielęcia. Podczas gdy krew może być pobierana w pierwszym tygodniu życia w celu oceny statusu IgG, może być również pobierana w celu monitorowania obecności choroby w gospodarstwie w dowolnym momencie, a zatem jest to przydatna umiejętność. Pobieranie krwi od cielęcia jest techniką łatwą do opanowania i nie powinno być stresujące ani dla ciebie, ani dla cielęcia.

Chociaż krew jest zwykle pobierana od krów za pomocą żyły ogonowej, żyła ta jest zbyt mała u cieląt, dlatego zamiast niej stosuje się żyłę szyjną. Żyła szyjna nie jest zbyt duża, dlatego należy użyć 1-calowej igły transferowej o rozmiarze 18 lub 20 cali. Najczęstszym sposobem pobrania próbki jest użycie probówki próżniowej z surowicą, więc potrzebny jest również specjalny uchwyt (zdjęcie 1). Igły, uchwyty i probówki powinny być dostępne w lokalnych sklepach z artykułami dla zwierząt, a także można je zamówić online.

Po zebraniu wszystkich materiałów można pobrać próbki krwi od cielęcia, wykonując poniższe czynności:

1. Cofnij tył cielęcia do narożnika. Zapobiegnie to nadmiernemu poruszaniu się łydki podczas pobierania próbki. Pochylając się nad łydką, umieść jedną rękę u podstawy szyi łydki i użyj drugiej ręki, aby rozciągnąć szyję łydki na górnej części uda (zdjęcie 4).
2. Aby znaleźć żyłę szyjną, należy mocno przyłożyć lewą rękę do dolnej części szyi łydki, aby powiększyć żyłę (zdjęcie 2). Powinieneś poczuć, jak żyła "wyskakuje" w rowku szyjnym. Jeśli po raz pierwszy próbujesz pobrać próbkę żyły szyjnej, możesz również ogolić obszar rowka szyjnego na szyi łydki, dopóki nie będziesz mieć pewności co do lokalizacji żyły szyjnej (zdjęcie 3).
3. Po zlokalizowaniu żyły można ją nakłuć igłą. Nie należy nakłuwać bezpośrednio prostopadle do żyły - igłę należy wprowadzić prawie równolegle do żyły (zdjęcie 6). Po wprowadzeniu igły można podłączyć rurkę próżniową do uchwytu. Krew powinna łatwo spływać do rurki. Jeśli krew nie wypływa łatwo, można delikatnie wyregulować igłę, przesuwając ją do przodu i do tyłu, aż krew zacznie wypływać. Jeśli igła wyjdzie całkowicie z żyły z podłączoną rurką próżniową, próżnia zostanie zniszczona i konieczne będzie użycie nowej rurki podczas drugiej próby. Cielę należy nakłuć maksymalnie trzy razy w każdą żyłę szyjną. Jeśli masz trudności z utrzymaniem cielęcia w bezruchu, poproś o pomoc w jego unieruchomieniu. Odwodnione lub chore cielęta mogą mieć mniejsze żyły, które wymagają rzadszego wprowadzania igły do żyły w celu uzyskania przepływu krwi.
4. Pozwolić, aby krew spłynęła do probówki do momentu pobrania odpowiedniej próbki. Po zakończeniu delikatnie wyjmij igłę z żyły i uciskaj miejsce wkłucia przez około 5-10 sekund. Zapobiegnie to tworzeniu się krwiaka (gromadzeniu się krwi) nad żyłą szyjną.
5. Po zakończeniu należy prawidłowo zutylizować igłę i przechowywać probówkę z krwią. Upewnij się, że używasz nowej igły za każdym razem.

Po pobraniu próbki krwi można wysłać ją do analizy zawartości IgG lub zrobić to samodzielnie. Wszystko, czego potrzebujesz do oszacowania stężenia IgG we krwi, to refraktometr Brix, który możesz już mieć do szacowania zawartości IgG w siarze, a także wirówka ($100-$400 CAD) do odwirowania krwi. Po pobraniu od cielęcia, probówka próżniowa z surowicą może być przechowywana w temperaturze pokojowej przez 1-3 godziny, aby umożliwić krzepnięcie krwi. Po skrzepnięciu odwirować próbkę krwi z niską prędkością (np. 3000 x g) przez 20 minut. Aby oszacować zawartość IgG, wystarczy odpipetować kilka kropli supernatantu surowicy (przezroczysta warstwa) na pokrywkę próbki i odczytać wartość Brix. Wartość procentowa Brix jest silnie skorelowana (93%) ze stężeniem IgG w surowicy, a punkt odcięcia, który należy zastosować do udanego transferu pasywnego, wynosi 8,4% (Deelen i in., 2014).

Przesłanie do domu

Nauka pobierania próbek krwi od cieląt i szacowania zawartości IgG we krwi i siarze za pomocą refraktometru Brixa to umiejętności łatwe do opanowania, a korzystanie z tych technik jest opłacalną inwestycją zarówno czasu, jak i pieniędzy. Korzystanie z tych umiejętności w gospodarstwie zapewnia karmienie najlepszą siarą i daje spokój ducha, wiedząc, że udany transfer bierny występuje u cieląt, co zmniejsza ryzyko chorób w gospodarstwie.

 

 

Amanda Fischer, MSc.

SCCL i asystent naukowy na Uniwersytecie Alberty
afischer@ualberta.ca

 

Referencje
Bartier, A.L., M.C. Windeyer i L. Doepel. 2015. Ocena narzędzi do pomiaru jakości siary w gospodarstwie. J. Dairy Sci. 98:1878-1884.
Deelen, S.M., T.L. Ollivett, D.M. Haines i K.E. Leslie. 2014. Evaluation of a Brix refractometer to estimate serum immunoglobulin G concentration in neonatal dairy calves. J. Dairy Sci. 97(6):3838-3844.
Morrill, K.M., E. Conrad. A. Lago, J. Campbell, J. Quigley i H. Tyler. 2012. Ogólnokrajowa ocena jakości i składu siary w gospodarstwach mlecznych w Stanach Zjednoczonych. J. Dairy Sci. 95:3997-4005.
Quigley, J.A., A. Lago, C. Chapman, P. Erickson i J. Polo. 2013. Ocena refraktometru Brix w celu oszacowania stężenia immunoglobuliny G w siarze bydlęcej. J. Dairy Sci. 96:1148-1155.

Czy wiesz, że inne czynniki poza IgG mogą wpływać na zdrowe jelita cieląt? Oligosacharydy w siarze i mleku przejściowym służą jako potencjalne mediatory zdrowych jelit cieląt. W tym wydaniu The Colostrum Counsel wyjaśnimy, w jaki sposób te czynniki wpływają na optymalizację ogólnego stanu zdrowia cieląt.

 

The Colostrum Counsel: Oligosacharydy wyjaśnione

Cielęta polegają na terminowym karmieniu dobrej jakości siarą, aby zapewnić im odporność bierną, ponieważ nie ma transferu immunoglobulin od matki do cielęcia w macicy. Ze względu na znaczenie odporności biernej, większość badań nad siarą bydlęcą i mlekiem przejściowym koncentrowała się na ilości i jakości IgG. Jednak siara jest również bogata w dodatkowe składniki odżywcze i czynniki bioaktywne, które są niezbędne do prawidłowego rozwoju i dojrzewania jelit. Czynniki te dopiero zaczynają zyskiwać popularność w dziedzinie badań nad siarą. Wśród tych bioaktywnych czynników są oligosacharydy (OS). Cząsteczki te są zasadniczo "cukrami prostymi" i postawiono hipotezę, że odgrywają kluczową rolę w rozwoju jelit noworodka. W szczególności OS pomagają w tworzeniu zdrowych bakterii jelitowych, hamują bakterie chorobotwórcze, a także mogą zwiększać wchłanianie IgG z siary do krwi.

Struktury i stężenia w siarze

Jak wspomniano wcześniej, OS są prostymi związkami cukrowymi, których rdzeń stanowi laktoza. W celu stworzenia strukturalnie różnych cząsteczek, do rdzenia laktozy w gruczole mlekowym dodawane są reszty fukozy (ładunek obojętny) lub kwasu sialowego (ładunek kwaśny). W bydlęcej siarze i mleku zidentyfikowano około 40 różnych związków OS, przy czym większość (>70%) bydlęcych OS ma przyłączoną resztę kwasu sialowego (Tao i in., 2008; rysunek 1). Bydlęce OS różnią się od OS wytwarzanych przez ludzi, ponieważ łańcuchy węglowe ludzkich OS są dłuższe i tylko niewielka ich ilość (5-15%) ma przyłączoną grupę kwasu sialowego (Ninonuevo i in., 2006).

Najobficiej występującym OS w siarze bydlęcej jest 3'sialilolaktoza (3'SL), której stężenie w siarze jest 4 razy wyższe w porównaniu z mlekiem dojrzałym, a następnie 6'sialilolaktozamina (6'SLN) z drugim najwyższym stężeniem (Martin-Sosa i in., 2003; rysunek 1). W przeciwieństwie do IgG, stężenie OS nie spada tak szybko po udoju siary. W rzeczywistości wykazano, że 3'SL, 6'SLN i 6'sialilolaktoza (6'SL) mają wyższe stężenia w 2 dni po wycieleniu w porównaniu do 7 dni po wycieleniu (Nakamura i in., 2003; Rysunek 2).

Większość gospodarstw często podaje 1-2 posiłki siary po urodzeniu, po których następuje natychmiastowe przejście na preparat mlekozastępczy lub mleko pełne. Podwyższone stężenie OS, wraz z obfitością dodatkowych bioaktywnych cząsteczek w mleku przejściowym (udoje 2-6) pokazują, że karmienie mlekiem przejściowym może mieć wartość dla zdrowia jelit młodych cieląt w gospodarstwie.

Funkcje oligosacharydów

Większość OS może szybko dotrzeć do jelita grubego, ponieważ są one odporne na kwaśne pH żołądka i nie mogą być rozkładane przez żaden z enzymów jelitowych cielęcia. Większość badaczy zakładała, że większość OS dociera do jelita grubego w nienaruszonym stanie, jednak Janschter-Krenn i wsp. (2013) wykazali, że związki te mogą faktycznie zmieniać strukturę i mogą również odgrywać rolę w jelicie cienkim. Co więc dokładnie robią te małe cukry proste w jelicie cienkim i grubym?

Źródło energii dla zdrowych bakterii jelitowych

Kilka korzystnych grup bakterii w jelicie cienkim i okrężnicy ma wiele enzymów, które pozwalają im rozkładać OS i wykorzystywać je jako źródło energii. Wykazano, że pożyteczne bakterie Bifidobacteria mogą spożywać 3'SL, główny OS w siarze bydlęcej, w celu promowania jej wzrostu (Yu i in., 2013). Co więcej, ostatnie badania wykazały, że nowonarodzone cielęta mają większą ilość Bifidobacteria w jelicie cienkim, gdy wyższe stężenia OS są dostarczane w siarze (Fischer i in., 2018; Malmuthuge i in., 2015).

Większa ilość Bifidobacteria w jelicie cielęcym prawdopodobnie przyczynia się do ogólnie zdrowej społeczności bakterii jelitowych, ponieważ są one w stanie wytwarzać krótkołańcuchowe kwasy tłuszczowe, które mają pozytywny wpływ na komórki okrężnicy, a także stabilizują barierę śluzówkową jelita i poprawiają układ odpornościowy jelita, aby zapobiec przerostowi bakterii chorobotwórczych (Picard i in., 2005; Yasui i in., 1995; Boffa i in., 1992). Dodatkowo, inna korzystna grupa, znana jako Bacteroides, może w wyjątkowy sposób wykorzystywać część kwasu sialowego OS do promowania ich wzrostu i osiedlania się w jelitach noworodków (Marcobal i in., 2011).

Hamowanie rozwoju bakterii chorobotwórczych

Oprócz promowania wzrostu pożytecznych bakterii, wykazano również, że OS zapobiegają osiedlaniu się bakterii chorobotwórczych w jelitach. Aby zaatakować tkanki gospodarza, patogeny muszą wiązać się z cukrami, które są strukturalnie podobne do OS, znanymi jako "glikany gospodarza", na powierzchni komórek jelitowych. Ponieważ struktury glikanów oraz OS siary i mleka są tak podobne, OS mogą działać jako "wabiki receptorów" i wiązać się z patogenem. Hamuje to ich zdolność do wiązania się z gospodarzem i powodowania późniejszych infekcji i chorób (Zivkovic i in., 2011). W szczególności wykazano, że dwa z głównych OS w siarze bydlęcej i mleku przejściowym, 6'SL i 6'SLN, mogą blokować wiązanie enterotoksycznych E. coli (Martin i in., 2002). Dodatkowe OS w siarze i mleku mogą również wiązać się z rotawirusem (Huang et al., 2012), Vibrio cholera (Coppa et al., 2006) i Streptococcus pneumoniae (Andersson et al., 1986), co pokazuje ich zróżnicowaną zdolność do utrzymania zdrowej i zrównoważonej społeczności drobnoustrojów jelitowych.

Wzmocnienie funkcji układu odpornościowego

Jak wspomniano wcześniej, pożyteczne bakterie jelitowe mogą wykorzystywać siarę i OS mleka, co pozwala im pozytywnie regulować układ odpornościowy na wiele sposobów. Na przykład, bakterie spożywające OS indukują wyższą ekspresję związków przeciwzapalnych i zmniejszają związki prozapalne, w porównaniu do bakterii spożywających alternatywne źródło energii (Chiclowski et al., 2012). Bakterie rosnące na OS mogą również regulować w górę ilość białek połączeń ścisłych między komórkami jelitowymi, co zasadniczo oznacza, że "zacieśniają" szczeliny, dzięki czemu bakterie chorobotwórcze nie mogą przedostać się między komórkami jelitowymi i dostać się do krwiobiegu (Chiclowski i in., 2012; Ewaschuk i in., 2008).

Jednym z fascynujących aspektów dotyczących części kwasu sialowego OS jest to, że gdy kwas sialowy jest związany z jelitem, może faktycznie zwiększać wiązanie IgG z komórką jelitową, a także jej wchłanianie do komórki (Gill i in., 1999). Może to wyjaśniać, dlaczego siara bydlęca zawiera tak dużą ilość OS z resztami kwasu sialowego w porównaniu z ludzką siarą, w której tylko niewielka część zawiera kwas sialowy. U ludzi występuje bierny transfer immunoglobulin podczas ciąży od matki do płodu, podczas gdy u bydła cielę może uzyskać IgG tylko z siary, ponieważ nie ma biernego transferu podczas ciąży. W związku z tym, ponieważ bierny transfer IgG jest jednym z najważniejszych czynników promujących zdrowie i przeżycie nowonarodzonego cielęcia, wysoka zawartość kwasu sialowego w siarze może w rzeczywistości pomagać IgG w uzyskaniu dostępu do krwiobiegu cielęcia - uruchamiając układ odpornościowy.

A co z mannan-oligosacharydami?

Mannan-oligosacharydy (MOS) są często podawane cielętom w preparatach mlekozastępczych (np. Bio-Mos®) w pierwszych tygodniach życia. W przeciwieństwie do OS pochodzących od bydła, mannan-OS pochodzą ze ściany komórkowej drożdży, a mianowicie Saccharomyces cerevisiae. Mannan-OS mają strukturę przypominającą szczotkę, która pozwala im przyczepiać się do bakterii chorobotwórczych, takich jak Salmonella i E. coli, blokując w ten sposób ich wiązanie się ze ścianą komórkową jelita i powodując późniejszą infekcję. Cielęta karmione MOS w preparacie mlekozastępczym wykazują zmniejszenie liczby E. coli w kale (Jacques i in., 1994), poprawę wyników w kale (Morrison i in., 2010) i lepsze wyniki wzrostu (Sellars i in., 1997).

Ze względu na pozytywne efekty zaobserwowane w przypadku suplementacji preparatem mlekozastępczym, badacze starali się ustalić, czy podobne efekty można zaobserwować również w przypadku suplementacji siary lub preparatu zastępującego siarę. Niestety, badanie, w którym suplementowano MOS w preparacie zastępującym siarę, nie wykazało wpływu na bierny transfer w 24-godzinnym okresie życia ani na występowanie chorób (Robichaud i in., 2014).

Co więcej, dodatkowe niedawne badania, w których uzupełniono MOS w świeżej siarze bydlęcej, faktycznie wykazały negatywny wpływ na bierny transfer w porównaniu z cielętami karmionymi nieuzupełnioną siarą (Brady i in., 2015; Short i in., 2016). Struktura oligosacharydu jest głównym wyznacznikiem funkcji biologicznej, a jelita cieląt są ewolucyjnie dostosowane do reagowania na związki wydzielane przez matkę do siary. Ponieważ OS pochodzące od bydła są "bardziej naturalne" dla nowonarodzonego cielęcia mlecznego, możliwe jest, że ich suplementacja w pierwszych dniach życia może prowadzić do zwiększonej odporności biernej i lepszego zdrowia jelit w porównaniu do tych suplementowanych MOS.

Przesłanie do domu

Wysoka zawartość oligosacharydów produkowanych przez matkę w siarze i mleku przejściowym może mieć pozytywny wpływ na zdrowie jelit, w szczególności działając jako źródło energii dla zdrowych bakterii jelitowych, hamując patogeny i wzmacniając układ odpornościowy. Dlatego karmienie mlekiem przejściowym lub mlekiem uzupełnionym wysokiej jakości preparatem zastępującym siarę może zapewnić zwiększoną ochronę jelit nowonarodzonego cielęcia. Dodatkowe badania powinny skupić się na możliwości uzupełnienia OS w tradycyjnych preparatach mlekozastępczych, a nawet w mleku pełnym, aby zapewnić maksymalną ochronę jelit nowonarodzonego cielęcia.

 

Liczby

 

Rysunek 1.
Struktury dwóch najobficiej występujących oligosacharydów w siarze bydlęcej i mleku przejściowym.

Rysunek 2.
W badaniu przeprowadzonym przez Nakamurę i wsp. (2003) określono stężenie podstawowych oligosacharydów (3'SL, 6'SL i 6'SLN) w siarze, mleku przejściowym i mleku dojrzałym.

 

 

Amanda Fischer, MSc.

SCCL i asystent naukowy na Uniwersytecie Alberty
afischer@ualberta.ca

 

 

Referencje
Andersson, B., O. Porras, L.A. Hanson, T. Lagergard i C. Svanborg-Eden. 1986. Inhibition of attachment of Streptococcus pneumoniae and Haemophilus influenzae by human milk and receptor oligosaccharides. J. Infect. Dis. 153:232-237.
Boffa, L.C., J.R. Lupton i M.R. Mariani. 1992. Modulation of colonic epithelial cell proliferation, histone acetylation, and luminal short chain fatty acids by variation of dietary fibre (wheat bran) in rats. Cancer Res. 52:5906-5912.
Brady, M.P., S.M. Godden i D.M. Haines. 2015. Uzupełnianie świeżej siary bydlęcej węglowodanami aktywnymi w jelitach zmniejsza bierny transfer immunoglobuliny G u cieląt rasy Holstein. J. Dairy Sci. 98:6415-6422.
Chiclowski, M., G. De Lartigue, J.B. German, H.E. Raybould i D.A. Mills. 2012. Bifidobacteria izolowane od niemowląt i hodowane na oligosacharydach mleka ludzkiego wpływają na funkcję nabłonka jelitowego. J. Pediatr. Gastroenterol. Nutr. 55:321-327.
Coppa, G.V., L. Zampini, T. Galeazzi, B. Facinelli, L. Ferrante, R. Capretti i G. Orazio. 2006. Human milk oligosaccharides inhibit the adhesion to Caco-2 cells of diarrheal pathogens: Escherichia coli, Vibrio cholerae i Salmonella fyris. Pediatr. Res. 59:377-382.
Ewaschuk, J.B., H. Diaz, L. Meddings, B. Diederichs, A. Dmytrash, J. Backer, M. Looijer-van Langen i K.L. Madsen. 2008. Secreted bioactive factors from Bifidobacterium infantis enhance epithelial cell barrier function. Am. J. Physiol. Gastrointest. Liver Physiol. 295:G1025-G1034.
Fischer, A.J., N. Malmuthuge, L.L. Guan i M.A. Steele. 2018. Short Communication: The effect of heat treatment of bovine colostrum on the concentrations of oligosaccharides in colostrum and in the intestine of neonatal male Holstein calves. J. Dairy Sci. 101:401-407.
Gill, R.K., S. Mahmood i J.P. Nagpaul. 1999. Functional role of sialic acid in IgG binding to microvillus membranes in neonatal rate intestine. Biol. Neonate. 76:55-64.
Huang, P., M. Xia, M. Tan, W. Zhong, C. Wei, L. Wang, A. Morrow i X. Jiang. 2012. Spike protein VP8* of human rotavirus recognizes histo-blood group antigens in a type-specific manner. J. Virol. 86:4833-4843.
Jacques, K.A. i K.E. Newman. 1994. Wpływ suplementów oligosacharydowych na wydajność i zdrowie cieląt rasy holsztyńskiej przed i po odsadzeniu. J. Anim. Sci. 72(Suppl 1): 295.
Jantscher-Krenn, E., C. Marx i L. Bode. 2013. Oligosacharydy mleka ludzkiego są różnie metabolizowane u noworodków szczurów. Br. J. Nutr. 110:640-650.
Malmuthuge, N., Y. Chen, G. Liang, L.A. Goonewardene i L.L. Guan. 2015. Karmienie siarą poddaną obróbce cieplnej promuje kolonizację korzystnych bakterii w jelicie cienkim nowonarodzonych cieląt. J. Dairy Sci. 98:8044-8053.
Marcobal, A., M. Barboza, E.D. Sonnenburg, N. Pudlo, E.C. Martens, P. Desai, C.B. Lebrilla, B.C. Weimer, D.A. Mills, J.B. German i J.L. Sonnenburg. 2011. Bacteroides in the infant gut consume milk oligosaccharides via mucus-utilization pathways. Cell Host Microbe. 10:507-514.
Martin, M.J., A. Martin-Sosa i P. Hueso. 2002. The sialylated fraction of milk oligosaccharides is partially responsible for binding to enterotoxigenic and uropathogenic Escherichia coli in human strains. J. Nutr. 132:3067-3072.
Martin-Sosa, S., M.J. Martin, L.A. Garcia-Pardo i P. Hueso. 2003. Sialyloligosacharydy w mleku ludzkim i bydlęcym oraz w preparatach dla niemowląt: zmiany wraz z postępem laktacji. J. Dairy Sci. 86:52-59.
Morrison, S.J., S. Dawson i A.F. Carson. 2010. The effects of mannan oligosaccharide and Streptococcus faecium addition to milk replacer on calf health and performance. Livest. Sci. 131:292-296.
Nakamura, T., K. Kimura, Y. Watanabe, M. Ohtani, I Arai i T. Urashima. (2003). Concentrations of sialyloligosaccharides in bovine colostrum and milk during the prepartum and early lactation. J. Dairy Sci. 86, 1315-1320.
Krajowy System Monitorowania Zdrowia Zwierząt. 2011. Dairy Heifer Raiser, 2011. US Dept. of Agric-Anim. and Plant Health Insp. Serv.-Vet. Serv., Ft. Collins, CO.
Ninonuevo, M.R., Y. Park, H. Yin, J. Zhang, R.E. Ward, B.H. Clowers, J.B. German, S.L. Freeman, K. Killeen, R. Grimm i C.B. Lebrilla. 2006. A strategy for annotating the human milk glycome. J. Agric. Food Chem. 54(20):7471-7480.
Picard, C., J. Fioramonti, A. Francois, T. Robinson, F. Neant i C. Matuchansky. 2005. Review article: Bifidobacteria as probiotic agents- physiological effects and clinical benefits. Aliment. Pharmacol. Ther. 22:495-512.
Robichaud, M., S.M. Godden, D.M. Haines, D.B. Haley, D.L. Pearl, J. Rushen i S. LeBlanc. 2014. Dodanie węglowodanów aktywnych w jelitach do preparatu zastępującego siarę nie poprawia biernego transferu immunoglobuliny G u cieląt rasy Holstein. J. Dairy Sci. 97:5700-5708.
Sellars, K., M. Burril, J. Trei, K.E. Newman i K.A. Jacques. 1997. Effect of mannan oligosaccharide supplementation on performance and health of Holstein calves. J. Dairy Sci. 80(Suppl. 1): 188.
Short, D.M., D.A. Moore i W.M. Sischo. 2016. Randomizowane badanie kliniczne oceniające wpływ oligosacharydów na przenoszenie odporności biernej u nowonarodzonych cieląt mlecznych. J. Vet. Intern. Med. 30:1381-1389.
Tao, N., E.J. DePeters, S. Freeman, J.B. German, R. Grimm i C.B. Lebrilla. 2008. Bovine milk glycome. J. Dairy Sci. 91:3768-3778.
Yasui, H., J. Kiyoshima i H. Ushijima. 1995. Passive protection against Rotavirus-induced diarrhea of mouse pups born to and nursed by damed feeding Bifidobacteria breve YIT4064. J. Infect. Dis. 172(2):403-409.
Yu, Z-T., C. Chen i D.S. Newburg. 2013. Utilization of major fucosylated and sialylated human milk oligosaccharides by isolated human gut microbes. Glycobiology. 23(11):1281-1292.
Zivkovic, A.M., J.B. German, C.B. Lebrilla i D.A. Mills. 2011. Human milk glycobiome and its impact on the infant gastrointestinal microbiota. PNAS. 108(1):4653-4658.