Основні аспекти кальцієвого гомеостазу у високопродуктивних корів.
Підвищення надоїв у сучасних високопродуктивних корів значно вплинуло на метаболічні функції молочних корів. Частота метаболічних захворювань зазвичай збільшується з підвищенням надоїв і збільшенням поголів’я стада. Молочна лихоманка (клінічна гіпокальціємія) та субклінічна гіпокальціємія (рівень загального кальцію в крові ≤2,0 ммоль/л) є найважливішими порушеннями обміну макроелементів у молочних корів у перехідний період. У середньому 5–10% молочних корів потерпають від клінічної молочної лихоманки — частота субклінічної гіпокальціємії досягає 30–50% у день отелення й одразу після нього. Обидві форми пов’язано з підвищеним ризиком розвитку маститу, затримання відділення плаценти, ендометриту, уповільненої інволюції матки, затриманням першої овуляції після отелення, кетозом, зниженням моторики шлунково-кишкового тракту.
Роль кальцію
Кальцій (Са) у крові ссавців представлено двома формами: вільним іонізованим кальцієм і загальним (вільний + зв’язаний із білками), що перебувають у співвідношенні 1 : 1. Саме іонізований кальцій (Са2+) є біологічно доступною формою для тварин і людей, бере участь у багатьох фундаментальних біологічних процесах в організмі, таких як формування кісток, скорочення м’язів, передання нервових імпульсів і згортання крові, а також є вторинним посередником, що регулює дію багатьох гормонів. Тому дуже важливо, щоб концентрація іонізованого кальцію регулювалася у вузькому діапазоні. У ссавців цей процес має скоординовані дії таких гормонів: 1,25-дигідроксивітаміну D3, паратиреоїдного гормону (ПТГ) та кальцитоніну. Зі зниженням концентрації Са в крові активується синтез ПТГ у щитоподібній залозі та 1,25-дигідроксивітаміну D3 у нирках, що спричиняють мобілізацію Са2+ з кісткової тканини. Кальцитонін — антогоніст зазначених вище гормонів, що запобігає надмірній резорбції кальцію з кісток.
Причини гіпокальціємії
Молочні корови на початку лактації виробляють молозиво (містить 1,7-2,3 г Ca / кг) або молоко (містить 1,2 г Ca / кг) та виділяють від 30 до 40 г Ca щодня. Загальна кількість Ca в плазмі та позаклітинній рідині оцінюється всього у 12 г. Таким чином, із початком лактації в молочних корів в організмі спостерігається негативний баланс Ca.
Концентрація кальцію в крові значно знижується в період отелення, досягаючи найнижчих концентрацій приблизно через 12–24 год після отелення (зразки крові, отримані у цей час, можуть виявити ступінь гіпокальціємії). Вихід кальцію з молозивом / перехідним молоком у ранній період лактації (30–50 г/день) призводить до значного збільшення потреби кальцію, як порівняти з пізнім сухостоєм. У сухостійний період надходження кальцію з їжею зазвичай перевищує потреби матері та плода. Таким чином, пасивне перенесення кальцію з кишківника достатнє для підтримання гомеостазу без активації мобілізації Ca, яка зазвичай не активується до отелення.
Потреба молочної залози в Ca з початком інтенсивної лактації часто перевищує здатність корови поповнювати запаси Ca в плазмі, що призводить до різкого зниження концентрації Ca в плазмі в більшості корів. Головна причина такої невідповідності в тому, що гомеостатичний механізм мобілізації кальцію з кісток запускається тільки через 48 год після отелення, тоді як різке зниження концентрації Са в крові відбувається вже в перші 24 год після отелення. Таким чином, молочна корова запрограмована на перехід у стан лактаційного остеопорозу, що мобілізує кальцій кісток, щоб допомогти їй досягти нормокальціємії на початку лактації, що зазвичай призводить до втрати 9–13% скелетного кальцію в перший місяць лактації й обернено в наступні місяці лактації.
До чинників, що сприяють розвитку гіпокальціємії, належать:
• вік корів у зв’язку зі збільшенням продуктивності;
• уміст фосфору в раціоні — надмірний рівень фосфору інгібує механізм підтримання гомеостазу Са;
• уміст магнію в раціоні, який буде потрібен для активації ПТГ;
• уміст і баланс катіонів й аніонів у раціоні, до яких насамперед належать калій, натрій, хлориді сульфід-іони, — перевищення рівня катіонів спричиняє метаболічний алкалоз зі збільшенням рН крові, а в основному середовищі відбувається зв’язування іонів Са, що стають важко розчинними, а отже, погано засвоюються.
Метод діагностики
Методом діагностики гіпокальціємії є тільки моніторинг концентрації загального та іонізованого Са у крові. Як сказано вище, за нормального гомеостазу Са рівень загального та іонізованого Са має відновитись до значень норми протягом двох діб після отелення. В іншому разі слід очікувати так звану персистентну гіпокальціємію, що триває більш ніж дві доби, або відстрочену субклінічну гіпокальціємію, що розвивається в період розпалу лактації зі зниженням продуктивності та загрозою для здоров’я корів.
До прикладу, результати двох досліджень динаміки концентрації загального й іонізованого кальцію в різні періоди репродуктивного циклу. У таблиці наведено значення Са загального та Са іонізованого від сухостою до періоду максимальної лактації. Загальноприйнятим порогом розвитку субклінічної гипокальціємії вважається концентрація загального Са ≤2,0 ммоль/л; концентрація іонізованого Са ≤1,0 ммоль/л.
Аналіз наведених у таблиці даних вказує, що спостерігається фізіологічне зниження концентрації загального й іонізованого кальцію до новотільного періоду з поступовим збільшенням до періоду максимальної лактації. З тим рівень Са іонізованого виявився нижчим за заведений поріг і, відповідно, слід припустити, що корови проходять новотільний період і пік лактації із субклінічною гіпокальціємією, яку долають завдяки внутрішнім резервам тільки у 200 днів лактації.
В іншому дослідженні ми визначали концентрацію Са загального та Са іонізованого у вибірці з 12 корів до 130 днів лактації. Результати показали рівень загального Са в нормі, але рівень іонізованого Са — нижчий за 1,0 ммоль/л переважно у всій вибірці корів, що може вказувати на проходження коровами піка лактації з (субклінічною) гіпокальціємією. Такий низький іонізований Са може також вказувати на те, що в корів до піка лактації не відбулося нормальної адаптації гомеостазу Са для підтримання максимальної лактації шляхом резорбції іонізованого Са з кісткової тканини, що може бути зумовлено порушенням балансу мінералів у раціоні годівлі.
Моніторинг і профілактика
Для розуміння й корегування балансу мінералів у раціоні годівлі високопродуктивних корів потрібно вести системний моніторинг концентрації загального та іонізованого Са у крові корів упродовж усього репродуктивного циклу. Враховуючи вплив балансу сильних катіонів й аніонів у раціоні на розвиток і тривалість гіпокальціємії в молочних корів, рекомендується контролювати також уміст калію та натрію одночасно з умістом Са, магнію та фосфору.
На сьогодні розроблено деякі методи профілактики гіпокальціємії, проте найкращим методом профілактики та контролю цього критичного стану є адекватне співвідношення макроелементів у раціоні та біохімічний моніторинг крові з метою системного спостереження за станом гомеостазу кальцію в молочному стаді.
The Ukrainian Farmer
