Chronione składniki pokarmowe w żywieniu krów mlecznych cz. 6.
W żywieniu krów wysokomlecznych ważne jest nie tylko ilościowe dostarczanie składników pokarmowych, ale także ich dostępność w jelicie cienkim. Obok preparatów zawierających chronione białko, aminokwasy i tłuszcze oferowane są także chronione witaminy z grupy B. Czy to ma sens, skoro witaminy te syntetyzowane są w żwaczu krów?
W kolejnych numerach „Hodowli i Chowu Bydła” omawiamy korzyści i zasady stosowania w żywieniu krów mlecznych chronionych składników pokarmowych. Po białku, aminokwasach i tłuszczach chronionych czas na witaminy chronione. Żywienie witaminowe krów mlecznych nie jest łatwe, a na pewno jest bardziej skomplikowane, niż stosowanie witamin w żywieniu świń czy drobiu, u których zapotrzebowanie na witaminy ustala się przez podanie takiej wartości, od której „nie widać” klinicznych objawów niedoboru. Ale jak to ustalić u krów w przypadku witamin z grupy B, których zawsze istotna ilość syntetyzowana jest w żwaczu? U tych zwierząt potrzeby organizmu to nie to samo co zapotrzebowanie w dawce.
Jeszcze do niedawna uważaliśmy, że nie trzeba podawać krowom witamin z grupy B, bo ich ilość produkowana przez bakterie i pierwotniaki w żwaczu wystarcza krowie. Współczesna wiedza wskazuje, że nie zawsze jest to prawda, a niedobory witamin z grupy B mają ujemny wpływ nie tylko na wydajność mleka, ale także na zdrowie krów. Istnieje również wiele dowodów, że podawanie krowom dodatków zawierających witaminy z grupy B może być dla nich korzystne.
Mikroorganizmy żwacza mają nie tylko zdolność do syntezy witamin z grupy B, ale także do ich rozkładu. Dotyczy to zarówno witamin w premiksach, jak i zawartych w paszach. Jednym ze sposobów na efektywniejsze stosowanie witamin z grupy B w żywieniu krów jest ich ochrona przed rozkładem w żwaczu.
Dlaczego żywienie witaminowe krów nie jest łatwe?
Witaminy to bardzo ważne biologicznie niezbędne składniki pokarmowe, podawane krowom w bardzo niewielkich ilościach, na przykład kilka miligramów dziennie. I ten fakt od razu wskazuje na pierwszy problem w żywieniu witaminowym krów. Te kilka miligramów, np. dawka 20 mg biotyny, musi być tak równomiernie „wmieszanych” w TMR, aby ilość pobranej witaminy była zgodna z oczekiwaniami.
O ile witaminy rozpuszczalne w tłuszczach (witamina A, D3 oraz E) muszą być podawane w dawce pokarmowej, o tyle znacząca część witamin rozpuszczalnych w wodzie (witaminy z grupy B, np. biotyna, niacyna, kwas foliowy) syntetyzowana jest w żwaczu przez bakterie i pierwotniaki. Dotyczy to również witaminy K, która należy do witamin rozpuszczalnych w tłuszczu. Ta wspaniała zdobycz ewolucyjna, czyli produkcja witamin w żwaczu, umożliwia pokrycie istotnej części zapotrzebowania krowy na witaminy. Niestety, gdy ilość mleka produkowanego w gruczole mlekowym jest duża (np. w okresie szczytu laktacji), a z mlekiem „wyprowadzane” są z organizmu krowy znaczące ilości witamin, ilość witamin produkowanych przez mikroorganizmy żwacza może być niewystarczająca do pokrycia jej potrzeb. W warunkach wysokiej wydajności mleka zdolność żwacza krowy do syntezy wystarczającej ilości witamin z grupy B może być czynnikiem ograniczającym wydajność mleka. Jest to sytuacja, w której podaż witaminy ze żwacza (i z dawki pokarmowej) jest mniejsza niż drenaż w mleku czy siarze. Na szczególną uwagę zasługuje drenaż w siarze. W badaniach Duplessis i in. (2016) zawartość kwasu foliowego i witaminy B12 w siarze była odpowiednio 6 i 9 razy większa niż w mleku pozyskanym w 39. dniu laktacji. Możliwy niedobór i jego skutki powodują, że obecnie podajemy krowom w dawkach pokarmowych także te witaminy, które jeszcze do niedawna pomijaliśmy, uważając za nieistotne w dawce, bo syntetyzowane w żwaczu.
Wyniki badań naukowych dostarczają informacji na temat wielkości syntezy witamin w żwaczu, ale są to najczęściej badania wykonywane w konkretnych warunkach modelowego doświadczenia, które mogą się zmieniać na przykład w wyniku zmiany składu dawki pokarmowej. W warunkach intensywnego żywienia paszami treściwymi, wymaganego ze względu na wysoką wydajność mleka, środowisko w żwaczu, a zwłaszcza niskie pH płynu żwacza, ogranicza namnażanie się w nim mikroorganizmów, co drastycznie zmniejsza syntezę witamin, na przykład biotyny. Innymi słowy, w sytuacji intensywnego żywienia nie można oczekiwać, że warunki w żwaczu pozwolą na syntezę w nim takich ilości witamin, które zapewnią pełne pokrycie potrzeb krowy, zwłaszcza wysokowydajnej (szczyt laktacji, pełna laktacja). Wiemy, że biotyna jest syntetyzowana w żwaczu, ale zmienność w ilości, która może powstawać w żwaczu, jest tak duża, że ustalono dawkę dzienną 20 mg biotyny „egzogennej” podawanej w dawce pokarmowej, niezależnie od ilości produkowanej przez mikroorganizmy żwacza.
Po co krowom witaminy z grupy B?
Ze względu na fakt, że problematyka żywienia witaminowego krów nie jest zbyt popularna w prasie fachowej, proponuję krótki kurs znaczenia poszczególnych witamin z grupy B dla krów mlecznych (tab. 1). Według niektórych specjalistów zajmujących się żywieniem witaminowym krów do witamin z grupy B należałoby zaliczyć cholinę, chociaż wielkość stosowanej dawki (kilkadziesiąt gramów dziennie/krowę) nie pozwala na zakwalifikowanie tego składnika do klasycznych witamin. Jej oddziaływanie metaboliczne i znaczenie dla zdrowia i rozrodu krów jest jednak tak ważne (tab. 1), że często „podłączana” jest pod witaminy i nazywana witaminą B4. Jayaprakash i in. (2016) nazywają ją substancją witamino-podobną (vitamin-like). Ze względu na jej znaczenie dla krów, zwłaszcza w okresie okołoporodowym, a także konieczność ochrony przed rozkładem w żwaczu (chlorek choliny w „czystej” postaci rozkładany jest w żwaczu) w żywieniu krów stosuje się powszechnie chronioną cholinę.
Witaminy z grupy B (z wyjątkiem biotyny i choliny) rzadko są brane pod uwagę w bilansowaniu dawek pokarmowych. Większość żywieniowców uważa, że ze względu na syntezę w żwaczu ich ilość w dawce pokarmowej nie ma znaczenia. Jak wspomniałem wcześniej, nie zawsze to jest prawda, a niedobory witamin z grupy B mają ujemny wpływ nie tylko na wydajność mleka, ale także na zdrowie krów. Istnieje również wiele dowodów, że podawanie krowom dodatków zawierających witaminy z grupy B może być dla nich korzystne. Niestety, ciągle bardzo niewiele jest informacji na temat korzyści dla krów z dodatkowej podaży tiaminy (B1), ryboflawiny (B2) oraz kwasu pantotenowego (B5). O wiele więcej wiadomo o niacynie, biotynie, kwasie foliowym i witaminie B12.
• Niacyna – nazwa ta stosowana jest dla dwóch aktywnych cząsteczek, tj. kwasu nikotynowego oraz amidu kwasu nikotynowego. Niacyna jest bardzo istotnym składnikiem NAD i NADP, tj. cząsteczek związanych z działalnością ponad 100 enzymów biorących udział w przemianach komórkowych energii. Bardzo istotna część niacyny produkowana jest w organizmie z tryptofanu, co również utrudnia klasyfikowanie niacyny do klasycznych witamin. Te przemiany u krów są jeszcze słabo poznane. Wiadomo jednak, że dodatek niacyny zmniejsza mobilizację rezerw tłuszczowych (uwalnianie tłuszczu). W wielu badaniach obserwowano pozytywne zmniejszanie zawartości we krwi wolnych kwasów tłuszczowych (NEFA) i ciał ketonowych (BHBA), a wzrost zawartości glukozy w wyniku podawania krowom dodatku niacyny. Te efekty podlegają jednak znacznej zmienności, co oznacza, że nie dotyczy to każdej krowy w takim samym stopniu. Wart podkreślenia jest również fakt pozytywnego wpływu dodatku niacyny na liczbę pierwotniaków w żwaczu oraz wielkość syntezy białka w żwaczu. Pomimo tak oczywistych pozytywnych efektów metaanaliza danych pochodzących z 27 doświadczeń wykonanych w latach 90. XX wieku (Schwab i in., 2005) wykazała, że dodatek paszowy 6 g niacyny/dzień nie miał wpływu na pobranie paszy i wydajność krów mlecznych. Jednakże dawka 12 g/dzień
zwiększała wydajność tłuszczu w mleku i powodowała tendencje do zwiększonej wydajności mleka skorygowanego na 3,5% tłuszczu oraz wydajności białka w mleku.
• Biotyna – jest koenzymem dwóch podstawowych enzymów procesu powstawania glukozy w wątrobie (glukoneogenezy). Ponadto bierze udział w ekspresji genów enzymów zaangażowanych w przemiany glukozy. Odgrywa istotną rolę w przemianach tłuszczów i aminokwasów. Metaanalizy wyników badań dotyczących wpływu dodatku biotyny na wydajność krów mlecznych (Lean i Rabiee, 2011 i Chen i in., 2011) wykazały, że w większości badań stosuje się dawkę 20 mg/dzień. Taka dawka powoduje istotny wzrost pobrania suchej masy (odpowiednio o 0,70 i 0,87 kg/dzień), wydajności mleka (odpowiednio o 1,29 i 1,66 kg/dzień), wydajności tłuszczu (odpowiednio 0,07 i 0,05 kg/dzień) i wydajności białka mleka (odpowiednio 0,02 i 0,05 kg/dzień), bez wpływu na zawartość tłuszczu i białka w mleku. Możliwe, że te efekty produkcyjne są lepsze u wysokowydajnych krów, z powodu ich większych potrzeb metabolicznych. Jak podano w tabeli 1, biotyna jest kluczowym składnikiem w tworzeniu keratyny i komórek epidermy, a więc struktur rogu racicowego. Bardzo ważny składnik substancji cementującej róg racicowy. W środowisku specjalistów panuje powszechna zgoda, że dzienna dawka 20 mg biotyny, podawana długookresowo (ponad 6 miesięcy), poprawia jakość rogu racicowego, a dzięki temu może mieć pozytywny wpływ na pobranie paszy, wydajność i skład mleka oraz wskaźniki rozrodu.
• Kwas foliowy – to raczej handlowa nazwa syntetycznej witaminy B9, a aktywną formą biologiczną są tzw. foliany. Biorą udział w syntezie i replikacji DNA, dzięki czemu regulowany jest podział i wzrost komórek. Koenzymy zawierające foliany biorą udział w powstawaniu grup metylowych, istotnych w syntezie fosfatydylocholiny, choliny i neurotransmiterów. Podawanie krowie kwasu foliowego, w dawce pokarmowej lub w iniekcji domięśniowej, zwiększyło wydajność mleka i jego białka w początkowym okresie laktacji, prawdopodobnie z powodu „usprawnienia” przemian białka (Girard i in., 2009). Foliany biorą udział w syntezie białka w gruczole mlekowym i ich brak w organizmie krowy może być czynnikiem limitującym w tej syntezie (Menzies i in., 2009). Niedobór folianów potęguje za mała podaż witaminy B12 (brak tej witaminy powoduje niedobór folianów, nawet gdy podaje się krowom kwas foliowy). Rozkład w żwaczu kwasu foliowego podanego krowie doustnie jest prawie całkowity (ok. 97%; Ragaller i in., 2009), co uzasadnia konieczność ochrony przed rozkładem.
• Witamina B12 – bierze udział jako koenzym w dwóch bardzo ważnych reakcjach, tj. w syntezie metioniny (razem z kwasem foliowym), a także w reakcji wprowadzania kwasu propionowego w cykl Krebsa (dzięki niemu organizm uzyskuje większość energii) oraz w proces glukoneogenezy. To bardzo korzystne procesy dla krów mlecznych. Znacząca część tej witaminy powstaje w żwaczu, jeśli pokryte są potrzeby mikroorganizmów na kobalt. Pomimo tak istotnej roli witaminy B12 nie wykazano pozytywnego wpływu jej podawania doustnego lub w iniekcji na wydajność mleka i jego skład. „Połączony” dodatek witaminy B12 i kwasu foliowego może poprawiać metabolizm energii w okresie wczesnej laktacji, chociaż wyniki badań są w tym zakresie bardzo zmienne.
Witaminy z grupy B wchłaniane są w jelicie cienkim krowy. Ilość przeznaczona do wchłaniania jest sumą ilości witaminy syntetyzowanej w żwaczu i ilości podanej w dawce pokarmowej, która nie podlegała procesom rozkładu w żwaczu. Niestety, wiedza na temat czynników decydujących o ilości witamin, które dostarczane są do wchłaniania jelitowego, nadal jest bardzo ograniczona.
Dlaczego witaminy chronione?
Jak wspomniano wcześniej, mikroorganizmy żwacza mają nie tylko zdolność do syntezy witamin z grupy B, ale także do ich rozkładu. Na przykład kwas foliowy rozkładany jest w 97%, a kwas pantotenowy w 80%. Dotyczy to nie tylko witamin w premiksach, ale także zawartych w naturalnych paszach. Ze względu na udowodnione pozytywne efekty stosowania dodatkowych ilości witamin z grupy B, ponad ilości produkowane w ciele krowy lub syntetyzowane w żwaczu, a także ze względu na rozkład w nim witamin, istnieje konieczność ich ochraniania przed rozkładem w żwaczu. To jeden z praktycznych sposobów na efektywniejsze stosowanie witamin z grupy B w żywieniu krów i wykorzystanie ich w prewencji chorób metabolicznych i chorób racic.
Witaminy chronione przed rozkładem w żwaczu produkowane są przemysłowo, jako witaminy mikrootoczkowane (ryc. 1; https://www.bewital-agri.de/en/products/bewi-fatrix-synerg) lub zawieszone w matrycy tłuszczowej albo trójglicerydowej (ryc. 2; https://jefo.ca/en/innovation-development/jefo-matrix-technology). Bez względu na metodę ochrony technologia produkcji nie może „zepsuć” właściwości biologicznych witaminy, a także musi umożliwić jej dobre wchłanianie w jelitach, a nie w żwaczu. Dzięki ochronie witaminy docierają do miejsca wchłaniania, czyli do jelita cienkiego (ryc. 2). Chroni się przede wszystkim cholinę, kwas foliowy, kwas pantotenowy, biotynę oraz pirydoksynę (B6). Często w jednym produkcie (w mikrootoczkowanej kapsule) znajdują się różne składniki, np. metionina, cholina, betaina i witaminy z grupy B, najczęściej kwas foliowy, ryboflawina i witamina B12.
Jedną z pierwszych witamin chronionych (kwazi-witamin) była obecna na naszym rynku chroniona cholina (B4). W organizmie cholina może powstawać z metioniny i seryny, pod warunkiem pokrycia zapotrzebowania na kwas foliowy i witaminę B12. Stosowany u zwierząt monogastrycznych chlorek choliny nie nadaje się dla przeżuwaczy, bo podlega procesowi rozkładu w żwaczu. W żywieniu wysokowydajnych krów mlecznych stosuje się cholinę chronioną (np. w matrycy trójglicerydowej lub otoczkowaną), a głównym celem jej stosowania jest dostarczanie grup metylowych dla przemian wątrobowych. Może to zmniejszać zagrożenie stłuszczenia wątroby w okresie okołoporodowym. Cholina „pomaga usuwać tłuszcz z wątroby”. Tyle teoria, a co mówią wyniki badań?
Czy warto stosować witaminy chronione?
Wyniki doświadczeń nad stosowaniem witamin chronionych są zmienne. W niektórych badaniach nie wykazano wpływu chronionej choliny na zawartość tłuszczu w wątrobie (Piepenbrink i Overton, 2003; Zahra i in., 2006), zawartość ciał ketonowych we krwi (BHBA; Zahra i in., 2006; Zom i in., 2011) oraz wydajność mleka (Zom i in., 2011). Z drugiej strony, inni wykazali pozytywny wpływ, zwłaszcza wśród krów przetłuszczonych (Zahra i in., 2006). W pracy opublikowanej niedawno w „Journal of Dairy Science” badacze kanadyjscy (Morrison i in., 2018) wykazali, że dodatek mieszaniny chronionej choliny i chronionych witamin z grupy B nie miał wpływu na zachorowalność na ketozę oraz na inne wskaźniki zdrowia krów w okresie od -3. do +3. tygodnia okresu okołoporodowego. Chociaż udział krów bez owulacji w 8. tygodniu po porodzie był mniejszy w przypadku krów żywionych dawkami z dodatkiem chronionej metioniny niż w grupie kontrolnej (odpowiednio 11 i 23%), różnice między grupami nie były istotne. Inne wskaźniki rozrodu, a także wydajność mleka i jego skład w pierwszych trzech próbnych dojach były również zbliżone. Dodatek chronionych witamin nie miał wpływu na pobranie paszy ani na ekspresję genów kodujących enzymy procesów energetycznych w żwaczu. Wyniki tego kompleksowego badania wskazują, że do „zachwytu” nad efektywnością chronionych witamin powinniśmy podchodzić z należytym dystansem.
Wiele zależy od wieku krów i fazy laktacji. Prawdopodobnie lepszych efektów można oczekiwać od krów będących w okresie wczesnej laktacji. W doświadczeniu Sacadura i in. (2008) dodatek mieszaniny chronionych witamin z grupy B (biotyna, kwas foliowy, pirydoksyna i kwas pantotenowy) zwiększył w okresie wczesnej laktacji wydajność mleka i białka w mleku odpowiednio o 0,9 i 0,03 kg/dzień. W okresie pełnej laktacji dodatek spowodował jedynie zwiększenie wydajności białka.
Evans i Mair (2013) podsumowali wyniki 11 doświadczeń prowadzonych głównie w Kanadzie i USA. Dodatek chronionych witamin z grupy B powodował istotne zwiększenie wydajności mleka, tłuszczu i białka, a także istotny wzrost zawartości tłuszczu i białka w mleku. Zwiększenie wydajności mleka było najbardziej widoczne w okresie wczesnej laktacji i malało z kolejnym dniem laktacji. Z kolei wpływ chronionych witamin na skład mleka był wyraźny u wieloródek, a niewidoczny u pierwiastek. Wyniki innych badań są również bardziej optymistyczne. Między innymi Girard i Matte (1998), a także Graulet i in. (2007) obserwowali zwiększenie wydajności mleka odpowiednio o 6% i 3,4 kg/dzień, gdy krowom podawano witaminy z grupy B, odpowiednio od 4. tygodnia przed porodem do 305. dnia laktacji lub od 3. tygodnia przed porodem do 8. tygodnia laktacji.
Podsumowanie
Wyniki wielu badań naukowych wskazują, że krowy mleczne mogą wymagać dodatku witamin z grupy B, pomimo ich produkcji w żwaczu. Ze względu na rozkład w żwaczu niektóre witaminy z grupy B (a także cholina) powinny być podawane krowie w formie chronionej. Efektów z podawania krowom witamin chronionych należy oczekiwać przede wszystkim w okresie okołoporodowym i w okresach najwyższych wydajności. Ze względu na fakt, że są to dodatki drogie, w poszukiwaniu sposobów na poprawę wydajności mleka czy zdrowia krów przed podjęciem decyzji o stosowaniu witamin chronionych warto zastanowić się nad wykorzystaniem wszystkich „prostych” rezerw w gospodarstwie.
