Что происходит в организме коровы после отела: биохимия простыми словами
Отел коровы — это рождение телёнка и начало лактации. В течение первых часов и дней после отела организм коровы переживает настоящую революцию. Подробный разбор изменений — в этой статье.
Введение
Отел коровы — это рождение телёнка и начало лактации. В течение первых часов и дней после рождения телёнка организм коровы переживает настоящую революцию. Потребность в энергии возрастает в 2-2,5 раза, потребление корма падает на 30%, уровень жирных кислот в крови подскакивает в 5-10 раз. Эти несоответствия запускают каскад метаболических процессов, которые определят здоровье и продуктивность коровы на всю лактацию.
Тразитный период — критические 3 недели до и 3 недели после отела — это окно, в которое закладывается либо успех, либо проблема на весь год. Вот что мы знаем из практики российских ферм:
- До 30-50% коров могут иметь субклинический кетоз в первые недели после отела
- 40-50% коров испытывают негативный энергетический баланс, нарушающий воспроизводство
- До 30% всех коров встречают перерывы в охоте именно из-за метаболических нарушений в транзитный период
Субклинический кетоз проходит бессимптомно, но наносит огромный ущерб: снижает надои, нарушает воспроизводство, повышает риск инфекционных осложнений. Большинство этих проблем можно предотвратить простым мониторингом в первые две недели после отела.
Радикальное изменение метаболических потребностей
Потребность в энергии возрастает в 2-2,5 раза
До отела корова весом 600 кг находится в состоянии энергетического равновесия. Её организм точно рассчитывает энергию: на поддержание жизнедеятельности, на развитие плода, на подготовку к лактации.
После рождения телёнка ситуация кардинально меняется. Организм коровы внезапно должен обеспечивать энергией совершенно новое производство — молоко. Молочная железа требует огромное количество глюкозы для синтеза лактозы (молочного сахара).
| Параметр | До отела | После отела | Изменение |
|---|---|---|---|
| Потребность в энергии (МДж/день) | 100 | 200-250 | В 2-2,5 раза ↑ |
| Молочная железа (% энергии) | 0% | 40% | Значительный рост |
| Потребление СВ (кг/день) | 10-12 | 16-18 | +20-30% (норма) |
| РЕАЛЬНОЕ потребление СВ | 7-9 | 12-14 | -30% (проблема) |
Таблица 1: Энергетический баланс коровы в период отела
Это парадокс: в момент, когда корове нужна энергия в 2-2,5 раза больше, она ест на 30% меньше. Причина — организм перестраивается. Микрофлора рубца адаптируется к новому рациону, ферментативная система подстраивается под лактацию, и этот процесс требует 20-30 дней. Рубец коровы просто физически не может вместить больше корма в первые недели.
Глюкоза — главное топливо молочной железы
Молочная железа работает как высокопроизводительная фабрика, требующая постоянного снабжения глюкозой. Для производства 1 литра молока корове нужно примерно 70 граммов чистой глюкозы.
Критически важный факт: от 50 до 85% всей глюкозы (в среднем около 70%), которую производит организм коровы после отела, направляется в молочную железу. Это означает, что всем остальным органам — печени, мышцам, мозгу, иммунной системе — достаётся лишь 15-30% циркулирующей глюкозы.
Именно поэтому корова с низким уровнем глюкозы быстро теряет иммунитет, способность приходить в охоту, сталкивается с маститом и метритом. Глюкоза — это не просто источник энергии, это центральный регулятор жизненных функций организма.
Мобилизация жировых запасов и её последствия
Жировые запасы как стратегический резерв
После отела организм коровы запускает механизм мобилизации энергетических запасов — использование жировых депо. На практике корова начинает стремительно терять массу тела.
В организме любого млекопитающего есть запас энергии в виде жира. До отела, особенно при хорошем кормлении и длинном межотельном интервале, коровы накапливают значительное количество этого резерва. После отела организм активирует режим экстренного энергоснабжения и начинает использовать эти запасы.
Жир из жировой ткани поступает в печень в форме НЭЖК (NEFA, неэтерифицированные жирные кислоты). НЭЖК — это топливо, но не глюкоза. НЭЖК могут использоваться для производства энергии в мышцах и других тканях, однако они не способны напрямую превращаться в глюкозу.
Здесь возникает первая критическая проблема метаболизма раннего послеродового периода.
Печень под нагрузкой: жировая дистрофия
НЭЖК поступают в печень, где должны быть переработаны. Печень преобразует НЭЖК в триглицериды — жиры, которые должны выводиться в кровоток для использования другими тканями.
Однако когда поток НЭЖК чрезмерно велик, триглицериды начинают накапливаться непосредственно в гепатоцитах. При избыточном накоплении триглицеридов развивается жировая дистрофия печени (жировой гепатоз, стеатоз). Печень, переполненная жиром, теряет способность нормально функционировать:
- Снижается синтез белков крови
- Ухудшается детоксикационная функция
- Критически важно: ухудшается способность к глюконеогенезу (производству глюкозы)
Альтернативный путь метаболизма НЭЖК — превращение их в кетоновые тела (кетоны). Этот путь активируется при массивном поступлении жирных кислот в печень.
Кетоновые тела: альтернативное топливо с ограничениями
Механизм образования кетонов
Кетоновые тела — это альтернативный источник энергии, который организм производит при дефиците глюкозы. В нормальной ситуации организм коровы работает преимущественно на глюкозе. Когда глюкозы не хватает, печень начинает производить кетоны из НЭЖК.
Кетоны присутствуют в крови здоровой коровы в физиологических концентрациях:
- Нормальный уровень: 0,6-0,8 ммоль/л
- Субклинический кетоз: ≥1,2 ммоль/л
- Клинический кетоз: ≥3,0 ммоль/л
Почему кетоз представляет проблему
Несмотря на то, что кетоны могут использоваться как топливо, они не являются полноценной заменой глюкозы. Некоторые органы и ткани требуют именно глюкозу для нормального функционирования:
- Мозг — предпочитает глюкозу как основной энергетический субстрат
- Молочная железа — требует глюкозу для синтеза лактозы
- Иммунные клетки — нуждаются в глюкозе для фагоцитоза и антителогенеза
- Яичники — требуют глюкозу для стероидогенеза и овуляции
При дефиците глюкозы, даже на фоне высоких кетонов, организм коровы функционирует с критическими нарушениями:
- Снижение молочной продуктивности на 50-70%
- Повышение риска мастита в 1,5-2 раза
- Задержка первой охоты на 20-30 дней
- Увеличение вероятности выбытия из стада
Глюконеогенез: производство глюкозы de novo
Пути синтеза глюкозы в печени
После отела печень сталкивается с задачей: как обеспечить достаточное количество глюкозы при её массивном расходе на лактацию? Решение — глюконеогенез (буквально: «рождение новой глюкозы») — синтез глюкозы из неуглеводных предшественников.
Печень может производить глюкозу из следующих субстратов:
- Лактат (молочная кислота) — образуется в мышцах и эритроцитах. Лактат транспортируется в печень, где превращается в глюкозу через цикл Кори. Эта глюкоза снова может использоваться тканями.
- Аминокислоты — особенно глюкопластические аминокислоты (глутамин, аланин, серин). Организм мобилизует мышечный белок, расщепляет его до аминокислот, которые печень превращает в глюкозу. Это один из факторов мышечной атрофии в раннем послеродовом периоде.
- Пропионат (пропионовая кислота) — главный глюконеогенный субстрат у жвачных животных. Образуется при ферментации кормов в рубце. Пропионат всасывается через стенку рубца, поступает в портальную кровь и в печени превращается в глюкозу. Это основной путь поддержания гликемии у лактирующих коров.
- Глицерин — побочный продукт липолиза. При расщеплении триглицеридов образуется глицерин, который печень также превращает в глюкозу.
Именно поэтому рацион коровы в транзитный период критически важен. Корма должны обеспечивать высокий выход пропионата в рубце.
Нормальные значения глюкозы крови
Организм коровы поддерживает концентрацию глюкозы в узком диапазоне: Согласно крупным исследованиям и сводным данным, концентрация глюкозы в цельной крови или плазме у здорового взрослого КРС составляет:
- Цельная кровь: 2.2 — 4.0 ммоль/л (40 — 72 мг/дл)
- Плазма/сыворотка: 3.3 — 5.0 ммоль/л (60 — 90 мг/дл)
Важное примечание: В плазме концентрация глюкозы примерно на 10-15% выше, чем в цельной крови, из-за разного содержания воды. Всегда важно знать, какой материал (цельная кровь, плазма, сыворотка) используется в лаборатории
Нормы в зависимости от физиологического состояния (с ссылками на исследования)
1. Лактирующие коровы (особенно ранняя лактация)
- Диапазон: 3.0 — 4.5 ммоль/л (54 — 81 мг/дл) в плазме.
- Особенности: В первые недели после отела, в период максимального удоя, потребность вымени в глюкозе колоссальна. Поэтому нормальный уровень глюкозы у высокопродуктивных коров в ранней лактации часто находится на нижней границе нормы или даже чуть ниже (физиологическая гипогликемия), что свидетельствует об интенсивном ее использовании.
- Исследование: В работе Drynda et al. (2020) "Metabolic parameters in the blood of dairy cows during periparturient period – the pilot study" показано, что средний уровень глюкозы у коров за неделю до отела составлял ~3.6 ммоль/л, а на 2-й неделе лактации падал до ~3.1 ммоль/л, оставаясь в пределах физиологической нормы для этого периода.
- Ключевой фактор: Концентрация глюкозы отрицательно коррелирует с удоем и уровнем кетоновых тел (бета-гидроксибутирата, БГБ).
2. Сухостойные и нелактирующие коровы
- Диапазон: 3.5 — 5.0 ммоль/л (63 — 90 мг/дл) в плазме.
- Особенности: В отсутствие лактации как основного потребителя глюкозы ее уровень в крови стабильнее и выше. Риск гипогликемии минимален.
3. Молочные телята (до 2-3 месяцев)
- Диапазон: Шире, чем у взрослых: 4.0 — 7.5 ммоль/л (72 — 135 мг/дл) в цельной крови.
- Особенности: У новорожденных телят в первые дни жизни уровень глюкозы может быть нестабилен из-за незрелости механизмов глюконеогенеза. После начала потребления молозива и молока, богатых лактозой, уровень глюкозы повышается.
- Исследование: Lomax et al. (2019) в обзоре "Glucose homeostasis and the gastrointestinal tract in calves" указывают, что нормальные постпрандиальные (после кормления) значения у телят на молочном вскармливании могут достигать 6.5-7.5 ммоль/л, что не является патологической гипергликемией.
Репродуктивная функция и энергетический баланс
Связь между гликемией и овуляцией
Один из наиболее значимых клинических эффектов послеродовой гипогликемии — анэструс (отсутствие половых циклов). Корова может быть физически здоровой, но месяцами не проявлять признаков охоты.
Причина заключается в низкой концентрации глюкозы. Овуляция — энергоёмкий процесс, требующий:
- Развития доминантного фолликула
- Синтеза стероидных гормонов (эстрадиол)
- Овуляторного выброса ЛГ
- Формирования жёлтого тела
Все эти процессы энергозависимы и требуют адекватного снабжения глюкозой. При гипогликемии (глюкоза ≤2,2 ммоль/л на 6-12 день после отела) резко возрастает риск овариальной недостаточности и подавления овуляторной функции.
Коровы с низкой глюкозой в раннем послеродовом периоде демонстрируют:
- Задержку первой овуляции на 20-30 дней
- Удлинение сервис-периода на 20-40 дней
- Снижение оплодотворяемости при первом осеменении
- Увеличение количества осеменений на стельность
Это напрямую отражается на экономике стада: корова, которая должна быть оплодотворена через 60 дней после отела, остаётся бесплодной до 90-100 дней, что снижает молочную продуктивность за лактацию и удлиняет межотёльный период.
Каскад метаболических нарушений
Послеродовой период характеризуется не отдельными проблемами, а системным каскадом взаимосвязанных нарушений. Одно метаболическое отклонение запускает следующее, создавая порочный круг.
Ниже представлена патогенетическая цепь событий:
ОТЕЛ
↓
Потребность в энергии ↑ (× 2-2,5)
Потребление корма ↓ (на 30%)
↓
ОТРИЦАТЕЛЬНЫЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ БАЛАНС
(-30 до -40 МДж/сутки)
↓
Мобилизация жировых депо
Жиры → Печень (НЭЖК)
↓
Печень перегружена:
- НЭЖК → Триглицериды (накопление)
- НЭЖК → Кетоны (гиперкетонемия)
↓
ВАРИАНТ 1: Жировой гепатоз
→ Печёночная недостаточность
→ ↓ Глюконеогенез
→ Усугубление гипогликемии
ВАРИАНТ 2: Кетоз
→ ↓ Глюкоза
→ ↓ Иммунитет
→ ↓ Репродукция
↓
РЕЗУЛЬТАТЫ:
- Мастит (иммуносупрессия)
- Метрит (иммуносупрессия)
- Задержание последа (гипотония миометрия)
- Анэструс (гипогликемия)
- Смещение сычуга (гипокинезия ЖКТ)
- Снижение надоев (энергодефицит)
- Выбытие из стада (полиорганная недостаточность)
Все эти патологии — не независимые случайности, а закономерные следствия одного первичного нарушения: отрицательного энергетического баланса и гипогликемии.
Диагностика метаболических нарушений
Временные рамки возникновения проблем
| Проблема | Сроки | Выявление | Действие |
|---|---|---|---|
| Родильный парез | 0-72 ч | Парез конечностей | СРОЧНО |
| Гепатоз | 3-10 день | ↓ Глюкоза, ↑ АЛТ/АСТ | Превентивно |
| Клинический кетоз | 5-30 день | Вялость, запах | День 5-15 |
| Субклинический кетоз | 3-14 день | Только анализ | День 5-10 |
| Анэструс | 20-45 день | Нет охоты | День 6-12 |
| Мастит | 5-30 день | Воспаление вымени | День 3-5 |
Таблица 2: Хронология послеродовых метаболических нарушений
Методы измерения глюкозы и кетонов
Наиболее точный способ ранней диагностики — измерение концентрации глюкозы и кетонов в крови. Существует два практических подхода:
Метод 1: Система CentriVet (портативный анализатор + тест-полоски)
CentriVet представляет собой комплексную систему мониторинга, состоящую из портативного анализатора CentriVet GK и специализированных тест-полосок, откалиброванных для крупного рогатого скота.
Компоненты системы:
- Портативный анализатор CentriVet GK — прибор для считывания результатов
- Тест-полоски с кодовой микросхемой — расходный материал для проведения анализа
- Калибровочные чипы — обеспечивают точность измерений
Технические характеристики:
- Требуется минимальный объём крови: 0,4 мкл (глюкоза), 0,8 мкл (кетоны)
- Время получения результата: 5-10 секунд
- Точность эквивалентна лабораторному анализу
- Автоматическая коррекция по гематокриту — критически важно для КРС, где гематокрит варьирует от 30 до 42%
- Цветные калибровочные чипы обеспечивают стабильную точность
- Большой дисплей для удобства работы в условиях коровника
- Срок хранения тест-полосок после вскрытия: 6 месяцев
Преимущества системы:
- Подходит для ежедневного мониторинга
- Клинически подтверждённая надёжность результатов
- Специальная калибровка для КРС
- Быстрое получение данных непосредственно в коровнике
- Долгий срок хранения расходных материалов
Практическая рекомендация: Для систематического мониторинга более 5-10 коров в месяц использование системы CentriVet экономически оправдано. На фермах с поголовьем 100+ голов это становится необходимым инструментом диагностики.
Типичная ошибка: Избыточное количество крови на тест-полоске приводит к неточному результату. Следует наносить минимально достаточный объём крови, строго следуя инструкции производителя.
Метод 2: Лабораторный анализ
- Наиболее точный референсный метод
- Результат через 24-48 часов
- Высокая стоимость
- Использование: подтверждение диагноза, арбитражные исследования, научная работа
- Ограничение: невозможность оперативного принятия решений
Протокол мониторинга
Группа риска: Все коровы в первые 15 дней после отела
Частота измерений:
- Первая неделя: ежедневно
- Вторая неделя: через день
- При отклонениях: ежедневно до нормализации
Пороговые значения для вмешательства:
- Глюкоза <2,2 ммоль/л и > 5,5 ммоль/л → немедленное действие
- Кетоны >1,2 ммоль/л → начало терапии
Профилактика метаболических нарушений
Кормление в сухостойный период
Правильное кормление в сухостой — основа профилактики послеродовых метаболических проблем.
Оценка упитанности (BCS):
- Оптимальная BCS при отёле: 3,0-3,5 балла для молочных коров (голштинская, черно-пестрая)
- BCS >4,0 (перекорм) → гарантированный риск кетоза и гепатоза
- BCS <2,5 (истощение) → недостаточные резервы
Сухостой 1
- Целевое потребление сухого вещества 15 кг/сут
- Энергия 5 МДж NEL СВ
- Молочая кислота – ниже 4 % от рациона
- Крахмал 10-15 %
- Сырой протеин 10-14 %
Сухостой 2
- Целевое потребление 12-14 кг СВ в сутки
- Энергия 6 МДж NEL/кг СВ
- НЭЖК < 0,3 мЭкв/л
- Молочная кислота – не более 4 % от рациона
- Крахмал 18-22 %
- Сырой протеин 12-16 %
- Магний 0,5 %
- Фосфор 0,3 %
- Калий ниже 1%
- Заполненность секции не более 100 %
- При использовании кислых солей:
- DCAD от -150 до -100 мэкв/кг
- Кальций 1,5 %
- Ph мочи 6 - 6,5
Транзитный период: плавный переход
За 3 недели до отёла:
- Постепенное увеличение концентратов в рационе
- Адаптация рубцовой микрофлоры к лактационному типу ферментации
- Введение пропионогенных кормов
Первые дни после отёла:
- Постепенное увеличение потребления СВ (избегать резкого перекорма)
- Контроль качества и поедаемости кормов
- Обеспечение постоянного доступа к свежей воде
Систематический мониторинг
Протокол раннего выявления:
- Начало измерений: 3-5 день после отёла
- Первая неделя: измерение глюкозы и кетонов на 5 день лактации
- Вторая неделя: измерения кетоновых тел на 10-15 день (момент перевода в другую группу)
- При отклонениях (глюкоза <2,2 или кетоны >1,2) → немедленный переход к терапии
Лечебные протоколы
Терапия гипогликемии
При глюкозе <2,2 ммоль/л:
1. Немедленные меры:
- Внутривенное введение 40% раствора глюкозы: 400 мл медленно (15-20 минут)
- Натрия хлорид 0,9%: 200 мл (для предотвращения гемолиза)
2. Пероральная терапия:
- Пропиленгликоль: 300 мл/день орально
- Глицерин: 200-250 мл/день/гол через рацион
- Механизм: оба вещества — глюкопластические субстраты
3. Гепатопротекция (усиленная схема):
- Холин: 30-40 г/день
- Бетаин: 75-100 г/день
- Метионин: 25-30 г/день
- Витамины В-комплекс: двойная доза
4. Мониторинг эффективности:
- Повторное измерение глюкозы через 24 часа
- Если глюкоза <2,5 ммоль/л → повторить инфузию
- Ведение дневника динамики показателей
5. Коррекция рациона:
- Увеличение концентратной части рациона
- Повышение энергетической ценности на 15-20%
- Контроль поедаемости и качества кормов
Терапия кетоза
1. Антикетогенная терапия:
При уровне кетоновых тел >1,2 ммоль/л:
- Пропиленгликоль 300 мл/день
- Длительность: 3-7 дней до нормализации уровня кетоновых тел
При уровне кетоновых тел >3 ммоль/л:
. Антикетогенная терапия:
- Пропиленгликоль 300 мл/день
- Длительность: 3-7 дней до нормализации уровня кетоновых тел
- Измерение уровня глюкозы
- При нормальном уровне глюкозы в/в введение 400 мл 40 % раствора глюкозы и 6 мг дексаметазона на 100 кг массы тела
2. Энергетическое обеспечение:
- Повышение энергетической ценности рациона на 20-25%
- Кормление защищенными жирами (Энегрия 85) 500 – 1000 г/сут
3. Гепатопротекция:
- Холин (защищённый): 100-150 г/день
- Бетаин: 50-75 г/день
4. Витаминотерапия:
- Витамин В12: кофактор глюконеогенеза
- Витамины А, D, Е: антиоксидантная защита
- Селен: 0,3-0,5 мг/кг живой массы
5. Контроль эффективности терапии:
- Повторное измерение кетонов через 3-5 дней
- Цель: снижение кетонов <1,2 ммоль/л
- Продолжение мониторинга до полной нормализации
- Контроль сопутствующих показателей (аппетит, надои, общее состояние)
Выводы
- Послеродовой период у молочных коров характеризуется радикальной перестройкой метаболизма. Потребность в энергии возрастает в 2-2,5 раза, в то время как потребление корма снижается на 30%. Этот энергетический дисбаланс организм компенсирует мобилизацией жировых запасов.
- Избыточное поступление жирных кислот в печень приводит к двум взаимосвязанным патологиям: жировому гепатозу (нарушение функции печени) и кетозу (накопление кетоновых тел, которые не могут полноценно заменить глюкозу).
- Глюкоза является центральным метаболитом послеродового периода. От 50 до 85% глюкозы направляется в молочную железу. Дефицит глюкозы приводит к каскаду нарушений: иммуносупрессии, репродуктивной дисфункции, снижению продуктивности.
- Раннее выявление метаболических нарушений критически важно. Портативные анализаторы, такие как CentriVet GK, позволяют за 4-10 секунд получить точные данные о концентрации глюкозы и кетонов непосредственно в условиях фермы. Мониторинг в первые 15 дней после отёла позволяет выявить субклинические формы кетоза и начать терапию до развития клинических проявлений.
- Профилактика метаболических нарушений базируется на комплексном подходе: правильное кормление в сухостойный период, плавный транзитный переход, использование гепатопротекторов (холин, бетаин, метионин), обеспечение пропионогенными кормами и систематический мониторинг биохимических показателей крови.
Практические рекомендации
Для обеспечения здоровья стада в послеродовой период рекомендуется:
- Внедрить систему мониторинга глюкозы и кетонов у всех новотельных коров в первые 15 дней после отёла
- Использовать портативные анализаторы для быстрой диагностики (например, CentriVet GK)
- Применять гепатопротекторы, защищенные жиры профилактически, начиная за неделю до предполагаемого отёла
- Обеспечить рацион пропионогенными кормами для поддержания глюконеогенеза
- Контролировать упитанность коров (BCS 3,0-3,5 при отёле)
- При выявлении отклонений (глюкоза <2,2 или кетоны >1,2 ммоль/л) немедленно начинать терапию
- Вести фиксацию результатов мониторинга для анализа эффективности профилактических и терапевтических мероприятий