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
[email protected]

 

 

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.

Ile kosztuje niepowodzenie pasywnego transferu? Model ekonomiczny szacuje wartość utraconych możliwości, które można wykorzystać, jeśli poprawi się praktyki karmienia siarą.

Wpływ dobrych praktyk karmienia siarą na długoterminową produktywność

Ekonomia niższej zachorowalności i śmiertelności dzięki poprawie praktyk karmienia siarą jest oczywista, łatwo mierzalna i prawie powszechnie akceptowana. Jednak korzyści finansowe płynące z dobrych praktyk karmienia siarą ze względu na poprawę namacalnych parametrów produkcji są często pomijane. Wpływ dobrych praktyk karmienia siarą na średni dzienny przyrost, zmniejszony wskaźnik uboju i zwiększoną produkcję mleka to 3 namacalne przykłady korzyści finansowych, które można uzyskać poprzez karmienie większą ilością siary.

Więcej siary = większe dzienne przyrosty

W kilku badaniach wykazano istotną korelację między poziomem IgG w surowicy cieląt 24-48 godzin po urodzeniu a średnim dziennym przyrostem (Robison J. D. i in. 1988, Massimini G. i in. 2006 oraz Dewell R.D. i in. 2006), a tempo wzrostu jałówek od urodzenia do osiągnięcia dojrzałości płciowej wpływa na wiek przy pierwszym wycieleniu (Clark RD i Touchberry RW 1962, Virtala AM i in. 1996, Zanton GI, Heinrichs AJ 2005). Tak więc związek między dobrym poziomem pasywnego transferu na wzrost i wiek przy pierwszym zacieleniu został dobrze ugruntowany. Niedawno badania przeprowadzone w Polsce potwierdziły to bezpośrednio i wykazały, że im wyższy poziom transferu biernego, tym lepsze wyniki w zakresie wieku do pierwszej inseminacji (Furman-Fratczak K i wsp. 2011). W badaniu tym 175 cieląt jałówek podzielono na 4 grupy na podstawie stężenia IgG w surowicy w 30-60 godzinie życia i obserwowano od urodzenia do pierwszej inseminacji. Badanie wyraźnie ujawniło korzyści związane ze stężeniem IgG w surowicy ≥10 g / l. Warto zauważyć, że jałówki z najwyższym poziomem IgG (>15 g/L) osiągnęły masę inseminacyjną (407 kg) w wieku 454 dni o cały miesiąc wcześniej niż jałówki, u których wystąpił FPT (IgG <5 g/L) i 21 dni wcześniej niż jałówki, u których wystąpił częściowy FPT (IgG 5 do 10 g/L). Jałówki z dobrym poziomem transferu biernego (IgG 10-15g/L) również osiągnęły masę inseminacyjną przed kohortami sklasyfikowanymi w FPT lub częściowym FPT, ale 4 dni później niż grupa sklasyfikowana z najwyższym poziomem transferu biernego. Zatem im wyższy poziom IgG, tym lepsza wydajność. Jaki jest tego wpływ ekonomiczny? Korzystając z dynamicznego modelu programowania stada zastępczego bydła mlecznego, Tozer i Heinrichs wykazali, że średni wiek przy pierwszym wycieleniu wpłynął na koszty netto hodowli jałówek zastępczych; obniżenie wieku przy pierwszym wycieleniu o 1 miesiąc obniżyło koszt programu wymiany stada 100 krów o $1400 lub 4,3% (Tozer PR i Heinrichs AJ 2001).

Więcej siary = niższe wskaźniki uboju

Wykazano również, że karmienie większą ilością siary ma wpływ na współczynnik uboju. W jednym z badań zaobserwowano 16% wzrost przeżywalności cieląt jałówek do końca drugiej laktacji, gdy były karmione czterema litrami siary w porównaniu do kohort karmionych 2 litrami (Faber S. N. et al. 2005). Jaki jest ekonomiczny wpływ tej poprawy na wskaźniki uboju stada? Korzystając z tego samego modelu opisanego wcześniej, Tozer i Heinrichs obliczyli, że koszty odchowu zwierząt zastępczych można zmniejszyć o około $1000 do $1500 na każde 1% zmniejszenia wskaźnika uboju stada mlecznego (Tozer PR i Heinrichs AJ 2001).

Więcej siary = zwiększona produkcja mleka

Korzyści z dobrych praktyk karmienia siarą dla długoterminowej produktywności nie kończą się na tym: wczesne badania wpływu poziomów IgG w surowicy noworodków wykazały również, że wyższe poziomy IgG korelują również z wyższą produkcją mleka w późniejszym okresie życia (DeNise SK i in. 1989). W badaniu tym oszacowano, że na każdą jednostkę IgG w surowicy powyżej 12 mg/ml (mierzoną w 24 do 48 godzin po karmieniu siarą) przypadał wzrost produkcji mleka o 8,5 kg i wzrost produkcji tłuszczu o 0,24 kg w pierwszej laktacji. Odkrycie to zostało potwierdzone przez nowsze badanie, które wykazało, że cielęta jałówek karmione 4 litrami siary po urodzeniu produkowały znacznie więcej mleka (średnio o 1 kg więcej mleka dziennie w ciągu dwóch laktacji) niż kohorty karmione 2 litrami. Jaki jest wpływ ekonomiczny? W tym konkretnym badaniu cielęta karmione 4 litrami siary produkowały o 2 263 funty mleka więcej do końca drugiej laktacji (Faber S. N. et al. 2005).

Ile siary należy podawać, aby uzyskać te korzyści?

Z badań wspomnianych powyżej i cytowanych tutaj jasno wynika, że im więcej siary jest podawane, tym większe są korzyści dla cielęcia i całej operacji. Dlatego odpowiedź brzmi: jak najwięcej i jak najszybciej po urodzeniu. Należy dążyć do osiągnięcia wysokiego poziomu pasywnego transferu u cieląt. Pójście na skróty, jeśli chodzi o praktyki zarządzania siarą, może ostatecznie kosztować operację duże pieniądze. Często koncentrujemy nasze wysiłki na starszych zwierzętach w stadzie udojowym, jednak inwestycja w nasze młodsze zwierzęta przyniesie zwrot w nadchodzących latach.

 

Manuel Campos, DVM, MSc, PhD
Weterynaryjne usługi techniczne w Ameryce Południowej, SCCL

Najważniejszym posiłkiem spożywanym przez cielę w ciągu jego życia jest pierwsze karmienie siarą. Wiedza o tym, kiedy i jak interweniować, jest pierwszym krokiem do zapewnienia produktywnego cielęcia.

Jaki jest wpływ dobrych praktyk karmienia siarą na długoterminową produktywność?

Korzyści finansowe płynące z dobrych praktyk żywienia siarą ze względu na poprawę namacalnych parametrów produkcji są często pomijane. Wpływ dobrych praktyk karmienia siarą na poprawę średniego dziennego przyrostu, obniżenie kosztów leczenia i lepszą efektywność wykorzystania paszy to 3 przykłady korzyści finansowych, które można uzyskać dzięki karmieniu większą ilością siary.

Kiedy producent powinien obawiać się, że cielę musi otrzymać suplement siary lub preparat mlekozastępczy?

Istnieje wiele okoliczności, w których producenci powinni podawać siarę; obejmują one bardzo zimną pogodę, porody bliźniacze i cielęta urodzone przez jałówki pierworodne o słabych instynktach macierzyńskich, jednak cielęta z dystocją / trudnym porodem są najbardziej narażone na niepowodzenie biernego transferu odporności, ponieważ często wolno wstają i ssą, a ich zdolność organizmu do wchłaniania przeciwciał może być osłabiona z powodu opóźnienia i zmienionych parametrów metabolicznych. Za każdym razem, gdy istnieje potrzeba pomocy w porodzie cielęcia, powinno ono otrzymać co najmniej dodatkową dawkę siary, jeśli nie pełną dawkę zastępczą. Producenci powinni rozważyć suplementację każdego cielęcia, które nie ssało w ciągu 1-2 godzin od urodzenia.

Kiedy należy podawać siarę?

Z każdą minutą, która mija po urodzeniu, zdolność cielęcia do wchłaniania przeciwciał zmniejsza się, a do 24 godzin jelita są prawie całkowicie zamknięte. Siara musi być podana jak najszybciej po urodzeniu, najlepiej w ciągu godziny. W stadach bydła mięsnego cielętom należy pomagać w ssaniu, jeśli nie robią tego samodzielnie. Jeśli konieczne jest karmienie butelką lub rurką, a nie jest możliwe natychmiastowe wydojenie krowy, dobrej jakości suplement lub substytut siary jest doskonałą alternatywą, aby zapewnić cielęciu pierwszy posiłek w odpowiednim czasie. Jeśli siara została podana z opóźnieniem przekraczającym 2 godziny, należy podawać większe ilości, aby zrekompensować zmniejszone wchłanianie.

Ile siary potrzebują cielęta?

Jeśli chodzi o siarę, więcej znaczy lepiej. Większość weterynarzy zaleca obecnie, aby cielęta otrzymywały co najmniej 1 galon lub 4 litry dobrej jakości siary, co powinno zapewnić cielętom co najmniej 150-200 g IgG. Dobrej jakości preparaty zastępujące siarę mogą być stosowane, gdy matka nie zapewnia wystarczającej objętości lub gdy jakość siary / IgG / stężenie przeciwciał jest niskie. Znaczny odsetek jałówek po pierwszym wycieleniu produkuje tylko niewielkie ilości siary, czasami mniej niż 1 l, a ich cielęta mogą skorzystać z suplementu lub preparatu zastępującego siarę.

Jak podawać siarę?

Najpierw należy spróbować nakarmić cielę butelką. Jeśli cielę nie zje całej butelki lub karmienie siarą jest opóźnione o ponad 6 godzin, zaleca się podanie pozostałej części przez sondę w celu uzyskania skutecznego biernego transferu odporności. Ponieważ wchłanianie siary Cielęta odnoszą również korzyści z drugiego i trzeciego karmienia siarą.

Czy zimne cielęta powinny być traktowane inaczej?

Strefa neutralna termicznie cieląt wynosi od 15 do 25°C (59 do 77°F), a wiele cieląt rodzi się w znacznie chłodniejszych warunkach! Cielęta potrzebują karmienia siarą w odpowiednim czasie, aby je ogrzać poprzez dostarczenie energii do produkcji ciepła ciała. Należy pamiętać, że siara podawana butelką powinna być ciepła, ale nie zbyt gorąca, aby można było zanurzyć w niej dłoń. Siara zawiera unikalny tłuszcz siarowy, który inicjuje metabolizm zapasów brązowego tłuszczu, który zasila wewnętrzny piec cielęcia w energię i ciepło, aby wstać, ssać, utrzymać ciepło i pozostać przy życiu.

Czy producenci mogą wykorzystywać siarę od własnych krów, a jeśli tak, to w jaki sposób?

Siara stadna może być używana do uzupełniania cieląt innych matek, ale aby zrobić to dobrze, jest to wymagający proces. Siara powinna zostać pobrana za pomocą odkażonego sprzętu w ciągu 2 godzin od urodzenia cielęcia; powinna zostać zbadana za pomocą refraktometru lub hydrometru w celu pomiaru jakości i tylko siara, która spełnia parametry zgodne z wysokim poziomem IgG / przeciwciał, powinna zostać użyta; siara powinna być schłodzona w małych pojemnikach o pojemności 1 l lub mniejszej, tak szybko, jak to możliwe, ponieważ liczba bakterii podwaja się co 20 minut; przechowywana w lodówce nie dłużej niż 48 godzin lub zamrożona nie dłużej niż rok. Należy unikać wielokrotnego zamrażania i rozmrażania, ponieważ może to obniżyć jakość i żywotność siary. Nierozsądne jest używanie siary z sąsiednich gospodarstw mlecznych, ponieważ stanowi to ryzyko wprowadzenia czynników chorobotwórczych do stada - nawet z gospodarstw korzystających z pasteryzatora w gospodarstwie.

Czego powinienem szukać w produkcie colostrum?

Dokładnie sprawdzaj etykiety składników. Produkty colostrum mogą być wytwarzane z różnych źródeł, jednak największe korzyści dla cielęcia wynikają z karmienia prawdziwą siarą, a nie formułami białek i tłuszczów z innych źródeł. Produkty oparte na siarze zawierają wszystkie czynniki odpornościowe, metaboliczne i wzrostowe naturalnie występujące w siarze matki. Jednym z bardzo ważnych składników jest tłuszcz z siary. Tłuszcz siarowy jest niezbędny do aktywacji metabolizmu brązowego tłuszczu; ważnego źródła energii wymaganego przez cielę zaraz po urodzeniu. Produkty zawierające krew lub serwatkę z dodatkiem tłuszczów roślinnych i zwierzęcych, które nie występują naturalnie w siarze, nie zapewniają takich samych korzyści dla cielęcia, a niektóre z tych produktów w ogóle nie zawierają siary. Szukaj produktów, które są regulowane przez CFIA (Kanada) lub USDA (Stany Zjednoczone) i tych, które są poparte licznymi badaniami bezpieczeństwa i skuteczności opublikowanymi w czasopismach naukowych.

Czy mogę podać siarę po 24 godzinach?

Mleko przejściowe jest produkowane przez krowę przez pierwsze 6 udojów i reprezentuje stopniowy spadek bioaktywnych składników występujących w siarze pierwszego mleka. Karmienie mlekiem przejściowym może być dodatkowym wzmacniaczem odporności, oprócz bogatego składu składników odżywczych, energii, czynników wzrostu i hormonów. Chociaż cielę nie może już wchłaniać przeciwciał bezpośrednio do krwiobiegu, czynniki odpornościowe zawarte w mleku przejściowym są przydatne w zapewnianiu lokalnej odporności i ochrony przed infekcjami powodującymi biegunkę. Ssące cielęta uzyskują te korzyści w sposób naturalny i można je również zapewnić innym cielętom poprzez karmienie produktem zastępującym siarę w ilości równej podawaniu 10 g IgG (lub 1 kubka siary matki z pierwszego udoju) lub więcej na karmienie; strategia ta jest szczególnie korzystna w okresach ryzyka wystąpienia zarazy.

 

Deserae Hook, BSc, Ag
Dyrektor ds. marketingu, SCCL

Skuteczne praktyki zarządzania siarą obejmują terminowe podawanie odpowiednich ilości czystej siary z szerokim spektrum przeciwciał ochronnych. Cel ten można osiągnąć poprzez staranną selekcję, łączenie i obróbkę cieplną siary matczynej zebranej w gospodarstwie lub poprzez stosowanie standaryzowanego komercyjnego produktu siary, który jest licencjonowany jako weterynaryjny lek biologiczny.

W poprzednim wydaniu CC omówiliśmy wiele wyzwań związanych z bezpieczeństwem biologicznym i zagrożeniami chorobowymi, które mogą być związane z praktykami karmienia siarą. W dokumencie tym przedstawiliśmy dwie podstawowe koncepcje epidemiologiczne, które pomagają zrozumieć przenoszenie chorób w grupie zwierząt. Pierwszą kluczową koncepcją było R0 (R Zero) reprezentujące stopień przenoszalności patogenu, a drugą była "odporność stada" lub poziom ochrony przed chorobą w populacji zwierząt. W tym numerze CC omawiamy, w jaki sposób praktyki zarządzania siarą mogą wpływać na R0 i odporność stada oraz wpływać na ogólne bezpieczeństwo biologiczne i zdrowie w mleczarni.

Praktyki zarządzania wpływające na R0

Im dłużej cielęta pozostają przy matce, tym większa jest możliwość bezpośredniego i natychmiastowego przeniesienia czynników zakaźnych. Przeniesienie może nastąpić drogą kropelkową podczas kaszlu lub oddawania moczu, poprzez bezpośredni kontakt podczas zachowań społecznych, takich jak lizanie cielęcia przez matkę i/lub ssanie przez cielę. Prawdopodobieństwo przeniesienia (R0) zostanie znacznie zmniejszone, jeśli cielę zostanie natychmiast oddzielone od matki i ręcznie nakarmione siarą.

Siara może być ważnym źródłem przenoszenia czynników zakaźnych w stadach bydła mlecznego. Obecność patogenów w siarze może nastąpić poprzez bezpośrednie przeniesienie z gruczołu mlekowego zakażonej krowy lub poprzez zanieczyszczenie siary kałem, moczem lub innymi wydzielinami po udoju krowy. Dlatego siara może być potencjalnie zanieczyszczona każdym patogenem obecnym w mleczarni i może stanowić ważne źródło utrzymywania infekcji w stadzie.

Dobre praktyki higieniczne i sanitarne podczas pobierania siary zmniejszą ryzyko przeniesienia zakażenia w wyniku zanieczyszczenia siary czynnikami zakaźnymi po jej pobraniu, ale nie mają wpływu na ryzyko przeniesienia patogenów wydzielanych bezpośrednio do gruczołu mlekowego, takich jak Mycobacterium avium Paratuberculosis (MAP). Aby zminimalizować przenoszenie MAP i innych patogenów wydzielanych bezpośrednio do siary, istnieją dwa podejścia: pobieranie siary tylko od krów, które okazały się wolne od infekcji i/lub stosowanie siary poddanej obróbce cieplnej w celu zniszczenia patogenów. Testowanie poszczególnych krów pod kątem szeregu patogenów, które mogą być przenoszone przez siarę, jest niepraktyczne. Dlatego tylko druga alternatywa jest wykonalna. Wykazano, że obróbka cieplna (HT) siary przy użyciu metody niskiej temperatury i dłuższego czasu (60oC przez 60 minut) jest osiągalna, a dostępne na rynku "pasteryzatory" wsadowe są obecnie używane w wielu mleczarniach. Wykazano, że ta obróbka cieplna zachowuje większość bioaktywności IgG i właściwości płynu siary, jednocześnie eliminując lub znacznie redukując ważne patogeny, w tym E. coli, Salmonella spp, Mycoplasma bovis i MAP (recenzja Godden S., 2008). Należy jednak podkreślić, że ten protokół HT zmniejsza liczbę bakterii, ale nie sterylizuje. Jeśli siara jest silnie zanieczyszczona, parametry te nie wyeliminują wszystkich patogenów. Ponadto sprzęt musi być starannie konserwowany i rutynowo kalibrowany, aby zapewnić jakość procesu obróbki cieplnej. Nie ma testu oceniającego obciążenie mikrobiologiczne lub bioaktywność przeciwciał po obróbce cieplnej w gospodarstwie, dlatego skuteczność tego podejścia na co dzień w operacjach komercyjnych pozostaje niepewna. Niedawne długoterminowe badanie kliniczne nad przenoszeniem MAP wykazało, że pod koniec 3-letniego okresu testowania nie było różnicy w odsetku zwierząt z pozytywnym wynikiem testu na MAP, porównując zwierzęta, które spożywały siarę poddaną obróbce cieplnej w gospodarstwie i te, które spożywały świeżą siarę (Godden S. M. i in. 2015).

Alternatywą, która eliminuje niepewność i zapewnia, że żadne patogeny nie są przenoszone w siarze, jest stosowanie dostępnych na rynku produktów z siary licencjonowanych jako weterynaryjne produkty biologiczne przez federalne agencje regulacyjne. Badanie wykazało znaczne zmniejszenie ryzyka przeniesienia MAP u cieląt karmionych komercyjnym suplementem siary w porównaniu z cielętami karmionymi surową siarą matki po urodzeniu (Pithua i in., 2009). Rozsądnie jest postulować, że karmienie komercyjnymi produktami z siary może podobnie zmniejszyć ryzyko przeniesienia wielu innych chorób.

Praktyki zarządzania, które wpływają na odporność stada u noworodków.

U nowonarodzonych cieląt główną odporność na infekcje i choroby stanowi odporność bierna (przeciwciała matczyne) zapewniana przez IgG1 wchłaniane z siary. Zatem odporność stada cieląt w pierwszych tygodniach życia zależy od jakości biernego transferu odporności. Jeśli siara podawana cielętom jest niskiej jakości (niska masa przeciwciał i/lub niepełne spektrum przeciwciał ochronnych), odsetek zwierząt podatnych na infekcje będzie wysoki, zwiększając tym samym liczbę infekcji pojawiających się w grupie (zwiększając R0).

Zarządzanie siarą w celu zapewnienia skutecznego bezpieczeństwa biologicznego wymaga, aby "stado" noworodków miało wystarczający poziom odporności ochronnej na określone patogeny w środowisku. Najczęstszymi przyczynami zachorowalności i śmiertelności cieląt w ciągu pierwszych 3 tygodni życia są zapalenia płuc i biegunki wywołane przez patogeny zdolne do infekowania błon śluzowych dróg oddechowych i jelit. Aby przeciwciała o określonej specyficzności były obecne w siarze, matki muszą otrzymać "zastrzyk" immunologiczny w odpowiednim czasie w okresie zasuszenia krów, aby wytworzyć wysokie miana przeciwciał przeciwko każdemu czynnikowi budzącemu obawy. Istnieją dwa sposoby na zapewnienie, że pełne spektrum przeciwciał jest obecne w siarze podawanej poszczególnym cielętom, albo poprzez bardzo kompleksowy program szczepień krów zasuszonych, albo poprzez stosowanie komercyjnych produktów z siary produkowanych z dużych puli pojedynczej siary. Proces łączenia produktów komercyjnych można przeprowadzić w celu zapewnienia zarówno znormalizowanej ogólnej masy IgG, jak i ochronnych mian przeciwciał przeciwko wszystkim ważnym patogenom wszechobecnym w gospodarstwach mlecznych.

Jeśli przyjmiemy definicję bezpieczeństwa biologicznego jako praktyk zarządzania wdrożonych w celu zapobiegania wprowadzaniu i/lub rozprzestrzenianiu się czynników zakaźnych w stadzie, możemy być pewni, że wdrożenie praktyk karmienia siarą jako krytycznego punktu kontroli poprawi bezpieczeństwo biologiczne w mleczarni. I odwrotnie, zaniechanie tego pomija jedną z najważniejszych możliwości w programie bezpieczeństwa biologicznego.

Podsumowując, skuteczne zarządzanie siarą może odgrywać rolę w zmniejszaniu poziomu chorób zakaźnych w stadzie mlecznym, zarówno poprzez ograniczenie bezpośredniego przenoszenia chorób, jak i poprzez zwiększenie odporności stada. Skuteczne zarządzanie siarą obejmuje terminowe podawanie odpowiednich ilości czystej siary z szerokim spektrum przeciwciał ochronnych. Chociaż skuteczne zarządzanie siarą można osiągnąć poprzez staranną selekcję, łączenie i obróbkę cieplną siary matczynej zebranej w gospodarstwie, stosowanie standaryzowanego komercyjnego produktu z siary, który jest licencjonowany jako weterynaryjny środek biologiczny przez agencje federalne, jest wygodnym i niezawodnym środkiem ułatwiającym osiągnięcie tego celu.

Manuel Campos, DVM, MSc, PhD
Weterynaryjne usługi techniczne w Ameryce Południowej, SCCL
Deborah Haines, DVM, M Phil, PhD
Dyrektor ds. badań i rozwoju, SCCL i emerytowany profesor Wydziału Mikrobiologii Weterynaryjnej, Western College of Veterinary Medicine, University of Saskatchewan
 

Aby zapewnić odpowiednią odporność, energię i ogólny stan zdrowia, ważne jest podawanie cielętom odpowiedniej ilości dobrej jakości siary. Jednak zrozumienie właściwego leczenia dla każdego rozmiaru cielęcia, zwłaszcza mniejszych cieląt, może być wyzwaniem, aby zmaksymalizować te korzyści zdrowotne.

 

The Colostrum Counsel: Karmienie siarą mniejszych cieląt

Powszechnie wiadomo, że karmienie wystarczającą ilością dobrej jakości siary jest jednym z najważniejszych czynników zapewniających zdrowie i dobrostan nowonarodzonego cielęcia. Obecnie zaleca się podawanie siary w ilości 10% urodzeniowej masy ciała w pierwszych godzinach życia, aby zapewnić bierny transfer IgG. Jednak dla producentów czasochłonne jest ważenie każdego cielęcia po urodzeniu i obliczanie ilości siary, którą należy podać. Powoduje to, że większość producentów standaryzuje ilość siary podawanej wszystkim noworodkom, na przykład podając 4 l siary natychmiast po urodzeniu, a następnie 2 l 12 godzin później. Ale czy należy karmić bliźniacze cielęta rasy holsztyńskiej o masie ciała 25 kg taką samą ilością 4 l siary zaraz po urodzeniu, jaką karmiłoby się średniej wielkości cielę rasy holsztyńskiej o masie ciała 40 kg? To pytanie można również zadać w przypadku mniejszych ras, takich jak Jersey lub małe cielęta rasy Hereford lub Angus. Ile siary to za dużo i jakie są tego konsekwencje?

Wchłanianie IgG u małych cieląt

Szybkość wchłaniania IgG może w rzeczywistości zależeć od objętości siary podawanej małemu cielęciu. Na przykład, badanie przeprowadzone na nowonarodzonych cielętach rasy Jersey wykazało, że karmienie 2 litrami wysokiej jakości siary (84 g IgG na litr) bezpośrednio po urodzeniu, a następnie drugim 2 litrowym posiłkiem tej samej siary w 12 godzin po urodzeniu, skutkowało wyższym stężeniem IgG we krwi w porównaniu do cieląt karmionych jednym dużym 4 litrowym posiłkiem wysokiej jakości siary bezpośrednio po urodzeniu (Jaster, 2005). W szczególności wykazano, że ilość IgG wchłoniętych z siary była o 18% wyższa, gdy cielęta rasy Jersey były karmione dwoma mniejszymi posiłkami siary. Sugeruje się, że odkrycie to mogło mieć miejsce, ponieważ istnieje maksymalna ilość IgG, która może zostać wchłonięta przez jelita cielęcia. Tak więc dostarczanie nadmiernej ilości siary (i IgG) może w rzeczywistości powodować zahamowanie wchłaniania IgG.

Chociaż nie wspomniano o tym, szybkość opróżniania trawieńca mogła odgrywać rolę w skuteczności wchłaniania IgG w badaniu Jaster (2005), ponieważ pozorna skuteczność wchłaniania (AEA (%), ile IgG z siary jest wchłaniane przez jelito cienkie) była również wyższa u cieląt rasy Jersey karmionych 2L dwa razy w ciągu 12 godzin. Z definicji opróżnianie trawieńca jest znane jako czas, przez jaki posiłek pozostaje w trawieńcu przed przejściem do przewodu pokarmowego (Burgstaller i in., 2017) i wykazano, że objętość płynnego posiłku jest ważnym czynnikiem, który może wpływać na szybkość opróżniania trawieńca u młodych przeżuwaczy (Bell i Razig, 1973). W szczególności wykazano, że im większa objętość posiłku oferowanego cielęciu w jednym karmieniu, tym dłużej posiłek pozostanie w trawieńcu (Burgstaller i in., 2017). Wykazano, że opóźnienie opróżniania trawieńca zmniejsza AEA IgG (Mokhber-Dezfooli i in., 2012). W związku z tym prawdopodobne jest, że karmienie cielęcia rasy Jersey posiłkiem o objętości 4 litrów na raz zmniejszy opróżnianie żołądka, a tym samym zmniejszy skuteczność wchłaniania IgG w porównaniu z karmieniem mniejszym posiłkiem o objętości 2 litrów.

Metoda karmienia

Wyniki badań przeprowadzonych przez Jastera (2005) na cielętach rasy Jersey są przeciwne do wyników eksperymentu przeprowadzonego na cielętach rasy Holstein (Morin i in., 1997). Pokazuje to, że masa ciała cielęcia odgrywa kluczową rolę w tym, ile IgG może zostać wchłonięte z siary. Jednak w przypadku karmienia mniejszymi posiłkami metoda podawania siary może mieć wpływ na ilość wchłoniętej IgG. Badanie przeprowadzone na cielętach rasy holsztyńskiej wykazało, że podawanie 1,5 litra preparatu zastępującego siarę (100 g IgG ogółem) za pomocą butelki ze smoczkiem skutkowało wyższym stężeniem IgG we krwi w porównaniu z cielętami karmionymi 1,5 litra przez zgłębnik przełykowy (Godden i in., 2009). Co więcej, wszystkie cielęta karmione 1,5 l siary butelką ze smoczkiem osiągnęły odpowiedni bierny transfer (IgG w surowicy ≥10 mg/ml), podczas gdy 58,3% cieląt karmionych 1,5 l siary przez rurkę przełykową nie osiągnęło biernego transferu.

Chociaż stosowanie podajnika przełykowego jest efektywne czasowo i wygodne dla producenta, dobrze wiadomo, że rowek przełykowy nie jest uruchamiany, gdy nie występuje ssanie ze smoczka, co powoduje odkładanie siary bezpośrednio do siateczki (Godden i in., 2009). Ze względu na to zjawisko, autorzy postawili hipotezę, że cielęta karmione 1,5 l płynem przez rurkę przełykową miały niższe stężenie IgG, ponieważ większość posiłku została zdeponowana w siateczce, która ma pojemność ~ 1 l płynu, co skutkuje opóźnieniem opróżniania siary z trawieńca. W związku z tym, aby zapobiec opóźnieniu w dostarczaniu IgG do jelita cienkiego w celu wchłonięcia i niepowodzeniu biernego transferu, zaleca się, aby 2L posiłek siary był podawany butelką ze smoczkiem, a wszelkie odmowy były w razie potrzeby podawane przez rurkę przełykową.

Wiadomości na wynos

Oprócz uwzględnienia objętości siary do karmienia i zastosowanej metody, zawsze ważne jest, aby karmić siarą tak szybko, jak to możliwe po urodzeniu, a także stosować dobrej jakości siarę zawierającą ponad 50 g IgG na litr, aby osiągnąć udany transfer bierny. Niestety, analiza siary w celu określenia stężenia IgG może być czasochłonna i nie jest łatwa do wykonania, w wyniku czego tylko ~13% producentów rutynowo ocenia jakość siary, a połowa z nich szacuje jakość wyłącznie na podstawie oględzin (NAHMS, 2007). Ponieważ ilość IgG podawana cielęciu musi być wystarczająca (≥100 g IgG ogółem), aby zapewnić bierny transfer, zamiennik siary można uznać za realną opcję. W przypadku mniejszych cieląt, takich jak jerseye lub cielęta ważące mniej niż 30 kg, zaleca się podawanie preparatu zastępującego siarę w ilości zapewniającej 2 litry zawierające jak najwięcej IgG - szczególnie w przypadku karmienia przez zgłębnik - i powtórzenie tego samego karmienia 8-12 godzin później. Zapewni to, że mały noworodek osiągnie maksymalne wchłanianie ważnych czynników odżywczych i odpornościowych w siarze, co zaowocuje zdrowym cielęciem.

 

Amanda Fischer, MSc.

SCCL i asystent naukowy na Uniwersytecie Alberty
[email protected]

 

 

Referencje
Bell, F.R. i S.A.D. Razig. 1973. Opróżnianie żołądka i wydzielanie u cieląt karmionych mlekiem. J. Physiol. 228:499-512.
Burgstaller, J., T. Wittek i G.W. Smith. 2017. Zaproszony przegląd: opróżnianie absomasalne u cieląt i jego potencjalny wpływ na choroby żołądkowo-jelitowe. J. Dairy Sci. 100:17-35.
Godden, S.M., D.M. Haines, K. Konkol i J. Peterson. 2009. Poprawa biernego transferu immunoglobulin u cieląt. II: Interakcja między metodą karmienia a objętością podawanej siary. J. Dairy Sci. 92:1758-1764.
Jaster, E.H. 2005. Ocena jakości, ilości i czasu podawania siary na wchłanianie immunoglobuliny G1 u cieląt rasy Jersey. J. Dairy Sci. 88:296-302.
Mokhber-Dezfooli, M.R., M. Nouri, M. Rasekh i P.D. Constable. 2012. Effect of absomasal emptying rate on the apparent efficiency of colostral immunoglobulin G absorption in neonatal Holstein-Friesian calves. J. Dairy Sci. 95:6740-6749.
Morin, D.E., G.C. McCoy i W. L. Hurley. 1997. Effects of quality, quantity and timing of colostrum feeding and addition of a dried colostrum supplement on immunoglobulin G1 absorption in dairy calves. J. Dairy Sci. 80:747-753.
Krajowy System Monitorowania Zdrowia Zwierząt. 2007. Mleczarstwo 2007. Część 1: Odniesienie do zdrowia bydła mlecznego i zarządzania w Stanach Zjednoczonych. US Dept. of Agric-Anim. And Plant Health Insp. Serv.-Vet. Serv., Ft. Collins, CO.

U cieląt mlecznych przed odsadzeniem, dodanie preparatu zastępującego siarę w proszku do preparatu mlekozastępczego przez 14 dni wykazało pozytywne wyniki w zmniejszaniu częstości występowania biegunki, chorób układu oddechowego, depresji i choroby pępowinowej. Stosowanie antybiotyków było znacznie mniejsze w przypadku cieląt otrzymujących preparat zastępujący siarę.

Alternatywy dla antybiotyków są kwestią globalną

Wyniki wcześniejszych i obecnych badań wskazują, że suplementacja cieląt siarą matki lub produktem zastępującym siarę po 24 godzinach życia poprawia ogólny stan zdrowia cieląt mlecznych i zmniejsza stosowanie antybiotyków w okresie przed odsadzeniem (Berge i in., 2009; Chamorro i in., 2016). Ostatnio agencje regulacyjne ze Stanów Zjednoczonych i Europy zwiększyły restrykcyjne środki w zakresie stosowania antybiotyków u głównych zwierząt produkujących żywność; jednak rozwój nowych środków przeciwdrobnoustrojowych dla gatunków zwierząt gospodarskich jest znikomy, a zachorowalność i straty śmiertelności związane z chorobami zakaźnymi są nadal powszechne wśród operacji hodowlanych na całym świecie. Dlatego też istnieje wyraźna potrzeba opracowania alternatywnych rozwiązań w celu ograniczenia stosowania antybiotyków u głównych gatunków zwierząt produkujących żywność, takich jak bydło.

W niedawnym badaniu opublikowanym w Journal of Dairy Sci.1 byliśmy w stanie wykazać korzystny wpływ suplementacji komercyjnego produktu zastępującego siarę (CCT-HiCal, SCCL, Saskatoon, Kanada) w dawce pokarmowej cieląt mlecznych przed odsadzeniem na występowanie chorób i ograniczenie stosowania antybiotyków.

Projekt badania - przez 14 dni jedna grupa otrzymywała wyłącznie preparat mlekozastępczy, druga grupa otrzymywała siarę w preparacie mlekozastępczym dwa razy dziennie.

Dwieście dwa 1-d-letnie cielęta rasy holsztyńskiej zostały przydzielone do 1 z 2 grup po przybyciu do ośrodka odchowu cieląt mlecznych. Cielęta przydzielone do grupy kontrolnej (n=100) otrzymywały dwa razy dziennie preparat mlekozastępczy (28% białka surowego i 20% tłuszczu surowego) bez dodatku siary. Cielęta przydzielone do grupy leczonej (n=102) otrzymywały 150 g uzupełniającego preparatu zastępującego siarę w proszku (CCT-HiCal) zawierającego ≥20 g IgG dodawanego do preparatu mlekozastępczego dwa razy dziennie przez pierwsze 14 dni życia.

Przed przydzieleniem do grupy od wszystkich cieląt pobrano próbki surowicy w celu potwierdzenia przeniesienia odporności biernej. Cielęta były oceniane codziennie aż do odsadzenia (56 dzień życia) pod kątem objawów choroby klinicznej, jak również leczenia antybiotykami. Wystąpienie choroby klinicznej i leczenie antybiotykami było codziennie rejestrowane przez personel zaślepiony na przydział leczenia. Wszystkie cielęta miały odpowiedni transfer odporności biernej (IgG w surowicy > 10 g / l), a większość cieląt miała doskonały transfer odporności biernej (IgG w surowicy > 15 g / l po 24 godzinach).

Wyniki - cielęta suplementowane siarą były lepiej chronione przed biegunką, chorobami układu oddechowego i chorobą pępkową.

W przypadku cieląt, które otrzymywały preparat zastępujący siarę w proszku, prawdopodobieństwo wystąpienia biegunki, choroby układu oddechowego, depresji i choroby pępka było odpowiednio o 85%, 54%, 79% i 82% niższe niż w przypadku cieląt, które nie otrzymywały preparatu zastępującego siarę w proszku. Wskazuje to na ochronny wpływ suplementu zastępującego siarę w proszku na występowanie nie tylko biegunki, ale także chorób układu oddechowego i pępowiny.

Ponadto wyniki te sugerują również, że osiągnięcie wysokiego poziomu IgG z siary matki nie zawsze skutkuje pełną ochroną przed patogenami zakaźnymi oraz że czynniki takie jak presja patogenów i odporność swoista mogą odgrywać ważną rolę w klinicznej ochronie przed chorobami.

Stosowanie antybiotyków u cieląt suplementowanych siarą było niższe niż u cieląt kontrolnych

W odniesieniu do stosowania antybiotyków, prawdopodobieństwo otrzymania co najmniej jednego antybiotyku w przypadku cieląt, które otrzymywały preparat zastępujący siarę było o 93% niższe niż w przypadku cieląt, które nie otrzymywały preparatu zastępującego siarę. Wskazuje to na znaczący wpływ preparatu zastępującego siarę na ograniczenie stosowania antybiotyków u cieląt karmionych siarą.

Dlaczego siara jest korzystna po pierwszym dniu?

Uważamy, że lokalne i możliwe ogólnoustrojowe działanie niektórych składników preparatu zastępującego siarę w proszku, takich jak laktoferyna, TNF-α, naskórkowy czynnik wzrostu, IL-6 i IL-1β, mogło zapewnić dodatkową ochronę poprzez lepszą odpowiedź immunologiczną przeciwko patogenom jelitowym i oddechowym u suplementowanych cieląt. Zmniejszenie ogólnego występowania chorób u suplementowanych przed odsadzeniem cieląt mlecznych prawdopodobnie spowodowało mniejsze zapotrzebowanie na antybiotykoterapię. Chociaż produkty zastępujące siarę były zalecane jako alternatywa dla zapobiegania niepowodzeniom w przenoszeniu odporności biernej u cieląt, gdy dostępność siary matki jest niska lub gdy jakość siary matki jest zagrożona z powodu niskiego poziomu IgG lub obecności patogenów przenoszonych przez siarę, ich stosowanie po zamknięciu jelit po pierwszym dniu życia nie zostało w pełni zbadane.

W oparciu o wyniki tego badania, ten suszony produkt zastępujący siarę (CCT-HiCal) może być stosowany jako uzupełnienie diety mlekozastępczej w celu zmniejszenia zachorowalności i związanej z tym potrzeby antybiotykoterapii u cieląt mlecznych przed odsadzeniem, niezależnie od ich statusu w przekazywaniu odporności biernej.

Chamorro, et al. J. Dairy Sci. 100 2017 2016-11652, Evaluation of effects of colostrum replacer supplementation of the milk replacer ration on the occurrence of disease, antibiotic therapy, and performance of pre-weaned dairy calves.

 

Manuel F. Chamorro, DVM, MS, PhD, DACVIM
Adiunkt w dziedzinie zwierząt gospodarskich i
Służba terenowa, Kolegium Weterynaryjne
Medycyna, Uniwersytet Stanowy w Kansas, oraz
Techniczny konsultant weterynaryjny, SCCL

Dobrostan zwierząt spożywczych jest szybko rosnącym czynnikiem przy wyborze mięsa i produktów mlecznych przez konsumentów. Wadliwe praktyki karmienia siarą mogą prowadzić do znacznego cierpienia młodych cieląt. Odpowiednie karmienie siarą nie tylko zapewni dobrostan cieląt, ale także poprawi atrakcyjność handlową zwierząt.

Stan dobrostanu osiąga się, gdy zaspokojone są potrzeby żywieniowe, środowiskowe, zdrowotne i behawioralne. Przeciwieństwem jest stan cierpienia, a lepiej rozpoznanymi przyczynami cierpienia u nowonarodzonego cielęcia są: duszność, hipotermia, głód, choroba i ból (Mellor i Stafford, 2004). Ogólnie przyjmuje się, że okoliczności, które prowadzą do osłabienia lub śmierci, wiążą się z poważnym cierpieniem. Europejski Urząd ds. Bezpieczeństwa Żywności opracował podejście analizy ryzyka do oceny dobrostanu zwierząt i przeprowadził analizę ryzyka dobrostanu cieląt w systemach intensywnej hodowli (EFSA, 2006). Analiza ta obejmuje charakterystykę głównych zagrożeń powodujących cierpienie oraz ocenę prawdopodobieństwa narażenia cieląt na każde z nich. Zgodnie z oceną EFSA, skala ryzyka dla dobrostanu cieląt wynikająca z niepowodzeń w zarządzaniu siarą jest bardzo wysoka i bardzo poważna dla dotkniętych nią osób (EFSA 2006, 2012).

Dobre praktyki karmienia siarą sprzyjają dobrostanowi cieląt

Wkład spożycia siary w zdrowie i dobrostan nowonarodzonego cielęcia jest dobrze ugruntowany. Najlepiej poznane korzyści płynące z terminowego podawania siary obejmują: i) natychmiastowe źródło energii niezbędnej do termogenezy i przeżycia noworodka ii) ochronę immunologiczną cielęcia noworodka przed czynnikami zakaźnymi w pierwszych tygodniach życia.

Pierwszą adaptacją nowonarodzonego ssaka do środowiska zewnętrznego jest wymóg, aby zwierzę rozpoczęło niezależne procesy metaboliczne i oddechowe w celu uzyskania tlenu i energii. Cielęta rodzą się z bardzo ograniczonymi rezerwami energetycznymi glikogenu i tłuszczu. Szacuje się, że rezerwy glikogenu ulegają wyczerpaniu w ciągu pierwszych 3 godzin życia, a tkanka tłuszczowa może być w stanie zaspokoić potrzeby energetyczne przez około 12 godzin (Girard et al. 1992). Około 20% substancji stałych w dobrej jakości siarze to wyspecjalizowany tłuszcz, który jest łatwo wchłaniany i metabolicznie aktywny, aby natychmiast wytworzyć energię cieplną u noworodka. Zdolność cieląt do szybkiego wejścia w stan metabolizmu anabolicznego po urodzeniu jest bezpośrednio związana ze spożyciem siary dostarczającej krytycznych substratów (Girard 1986).

Nowonarodzone cielę szybko rozwija zdolność do generowania ochronnych odpowiedzi immunologicznych na czynniki zakaźne, jednak w bezpośrednim okresie noworodkowym ochrona przed chorobami jest całkowicie zależna od biernego transferu przeciwciał znajdujących się w siarze (Robison et al. 1988). Siara przenosi szeroką gamę przeciwciał pochodzących z surowicy krowy, które chronią noworodka do czasu, aż sam wytworzy skuteczną wtórną odpowiedź immunologiczną. Przeciwciała pochodzące z siary pozwalają na ekspozycję noworodka na patogeny w środowisku bez chorób i patologii. Ilość i jakość biernej ochrony osiągniętej przez cielę zależy od masy immunoglobulin/przeciwciał spożytych przez cielę w ciągu pierwszych kilku godzin życia, co jest bezpośrednio związane ze stężeniem przeciwciał w siarze, objętością spożytej siary i wiekiem cielęcia w momencie jej spożycia.

Złe praktyki karmienia siarą zagrażają dobrostanowi cieląt

Śmiertelność cieląt w ciągu pierwszych 24 godzin życia może osiągnąć 8% i jest często związana z niepowodzeniami w adaptacji metabolicznej/oddechowej (Lombard i in. 2007). Strategie promujące oddychanie, zmniejszające utratę energii (zapobiegające utracie ciepła lub nadmiernemu przegrzaniu) i zapewniające wczesne spożycie wysokiego poziomu tłuszczu w siarze mogą znacznie zmniejszyć śmiertelność nowonarodzonych cieląt. Niedostarczenie wystarczającej ilości siary wkrótce po urodzeniu może potencjalnie wywołać 3 ze zidentyfikowanych szkodliwych doświadczeń dobrostanu u noworodka: głód, hipotermię i niewydolność oddechową. Spożywanie wysokiej jakości siary w celu promowania tych wczesnych dostosowań metabolicznych powinno być uważane za krytyczny element opieki promującej dobrostan cieląt.

U cieląt, które przetrwają tę wczesną adaptację metaboliczną (pierwsze 24 godziny życia), okres największego ryzyka zachorowalności i śmiertelności przypada na kolejne 3 tygodnie życia. Choroby i zgony w tych tygodniach wynikają przede wszystkim z niewystarczającej ochrony przed czynnikami zakaźnymi. Powszechnie przyjmuje się, że u nowonarodzonych zwierząt domowych ochrona immunologiczna przed chorobami zakaźnymi we wczesnych tygodniach życia jest w dużym stopniu zależna od biernego transferu matczynych immunoglobulin obecnych w siarze. (Robison et al. 1988, Virtala et al. 1999). Niepowodzenie biernego transferu przeciwciał może potencjalnie wywołać u noworodka 2 dodatkowe szkodliwe doświadczenia związane z dobrostanem: chorobę i ból.

Podsumowując, dobre praktyki karmienia siarą pomagają cielętom osiągnąć stan dobrego samopoczucia, podczas gdy niedostateczne karmienie siarą może prowadzić do znacznego cierpienia noworodka i/lub młodego cielęcia.

Manuel Campos, DVM, MSc, PhD
Weterynaryjne usługi techniczne w Ameryce Południowej, SCCL
Deborah Haines, DVM, M Phil, PhD
Dyrektor ds. badań i rozwoju, SCCL i emerytowany profesor Wydziału Mikrobiologii Weterynaryjnej, Western College of Veterinary Medicine, University of Saskatchewan