Основные метаболические параметры для расчета потребности молочных коров в субстратах

Состав конечных продуктов переваривания, всасывающихся из пищеварительного тракта у жвачных животных, существенно отличается от моногастричных. Главное отличие - это низкие значения в составе обменной энергии глюкозы (не выше 10%) и жирных кислот (5-10%). Аминокислоты обычно составляют от 15 до 25%, остальная энергия представлена ЛЖК (ацетат 25-35%, пропионат 15-30%, бутират 8-15%).

Баланс этих главных метаболитов оказывает значительное влияние на их распределение между молочной железой и тканями (Coppock et. al.,1964; Ørskov et al ., 1969; 1977; MacRae et al ., 1988) и определяет содержание жира, белка и лактозы в молоке (Tyrrell, 1980; Thomas and Chamberlain, 1984). Относительная пропорция ацетата, пропионата и бутирата, по-видимому, самый важный аспект в распределении субстратов (Sutton, 1986). В системе факториального расчета потребности организма в энергии и протеина лежит учет затрат на основные функции организма (основной обмен и поддержание, переработка субстратов в стенке пищеварительного тракта и печени (глюконеогенез, мочивинообразование, ресинтез белков), молокообразование).

2.2.1. Затраты энергетических субстратов в процессах основного обмена и поддержания.

Непродуктивные потребности организма складываются из энергетического обеспечения терморегуляторных процессов, поддержания мышечного тонуса (включая функцию сердца) и могут быть определены через продукцию АТФ из окисления основных неспецифических нутриентов. Основной обмен вообще определяется как выделение тепла полностью бессимптомного животного в пост-прандиальном состоянии, внутри термонейтральной зоны. Однако, хотя это состояние может быть достигнуто у людей, чрезвычайно трудно достичь этого с животными. Следовательно, термин «основной обмен» специально был принят для людей. Чтобы измерить основной обмен, животные обычно помещается в респирационную камеру, где их активность минимальна. Однако проблема применительно к жвачным животным состоит в том, что требуется длительное время, чтобы достичь состояния голодания или пост-абсорбционного состояния. Обычно в течение 5 дней животных выдерживают без корма, прежде чем делают измерения, но даже в конце такого периода, ферментация в рубце или толстом кишечнике может все еще продолжаться.

Во многих системах оценки кормов величина основного обмена служит начальной, против которой определяется использование различных кормов, особенно использование энергии для поддержания. Однако, в свое время эта практика была оспорена (Webster и др., 1974), главным образом на том основании, что полученные значения во время голодания во многом зависят от пищевого состояния до голодания. Это связано с тем, что размеры метаболически активных органов (печени, почек и т.д.) значительно зависят от уровня питания (Koong и др., 1985). Поскольку 5 дней голодания могут лишь незначительно изменить размеры органов, то основной обмен, измеренный у хорошо питающихся животных будет больше, чем измеренный у животных, которые были до этого на уровне поддержания или недокармливались. Доля органов в основном обмене составляет: печень-20-30%, нервная система 12, сердце -10, мышцы-23, пищеварительный тракт -10-12% (Ørskov, E.R. 1992).

Другой аргумент против использования показателя основного обмена определяемого данной методикой, является окисление жира, которое происходит у голодающих животных и связано со значительно увеличенными уровнями b-гидроксибутирата в крови. Кроме того, некоторые из аминокислот крови, возможно образующиеся во время оборота белка, окисляются, чтобы обеспечить источники предшественников глюкозы, в то время как связанный азот выделяется.

Потребности в глюкозе для обеспечения основного обмена оценены в 2г на кг обменной массы тела (ОМТ) и они связаны в основном с обеспечением функции нервной системы. Эндогенные потери также определяют специфическую потребность организма в отдельных субстратах, в частности в аминокислотах.

Показатель оценки потребности в энергии для поддержания обозначает уровень обменной энергии (ОЭ), потребляемой за сутки, при котором животное находится в нулевом энергетическом балансе и выражает уровень экзогенного снабжения питательными веществами. Из обобщенных данных литературы ARC (1980), приводит среднее значение между 420 и 460 кДж/кгЖМ^0,75 для овец и рогатого скота. Ørskov и McDonald (1970), используя сравнительные данные убойных опытов, получили величину 420 кДж/кгЖМ^0,75 для ягнят.

Энергия, затрачиваемая на поддержания в виде АТФ необходима для таких процессов как циркуляция крови, поддержание мышечного тонуса и концентрации ионов, оборот протеина, синтез ферментов, физическая активность. Согласно нашим знаниям о биохимических процессах в организме на образование одного моля АТФ из АДФ требуется 96, 94, 89, 85, 100 и 81 кДж (включая 10% на теплоту ферментации) соответсвенно из ацетата, пропионата, бутирата, жира, протеина и глюкозы, т.е. в среднем 95 кДж. Лучшими субстратами для синтеза АТФ являются глюкоза и жир но глюкоза обычно составляет малую часть от ОЭ.

Балансовые эксперименты по определению потребности на поддержание показывают довольно значительный разброс получаемых значений, что в основном зависит от уровня белка и жира в рационе, т.к. именно эти два компонента могут вносить значительный вклад в обеспечение потребности организма в необходимом количестве АТФ. 189 опытов с коровами (Van Es, A.J.H. 1994) показали негативное влияние увеличения уровня протеина в рационе на эффективность использования энергии на поддержание. Эффективность может снижаться при преобладании в рационах грубых кормов, когда для обеспечения достаточного уровня энергии требуется потребление большего количества СВ. В этом случае возрастают энергетические затраты на его потребление и передвижение химуса по пищеварительному тракту.

На большинстве рационов потребности на поддержание взрослых нелактирующих коров, установленные в респирационных камерах,  варьируют от 420-460кДж/кг ОМТ с коэффициентами вариации между животными от 5 до 10% (Van Es, 1978). Значения энергии поддержания вообще выражаются относительно живого веса, и имеет значение только влияние предыдущего кормления на вес органов, а размеры жира и белка в теле ни, в частности, вес содержимого пищеварительного тракта не является важными. Имеется относительно немного доказательств, указывающих, что запасы жира и белка влияют на потребность в питательных веществах для поддержания жизни, или полного +или метаболического веса тела. Blaxter (1962), на основе результатов Schiemann (1958), заключил, что нет вероятно никаких различий между упитанными и тощими животными в их потребности в питательных веществах для поддержания жизни на единицу веса тела.

Относительно объема и веса пищеварительного тракта, маловероятно, что энергия на килограмм ткани, требуемая для поддержания пищеварительного тракта и для работы, связанной с содержимым тракта, равняется таковой, требующейся для поддержания тканей тела. Mould и др. (1982) показали, что вес пищеварительного тракта с содержимым некоторых особей банглодешского скота составлял 33% живого веса, принимая во внимание, что у Европейского рогатого скота это только 20%. По-видимому, потребность в питательных веществах для поддержания тканей пищеварительного тракта, относительно веса тела, разная для обоих видов скота.

Таким, образом, для правильной оценки потребности молочного скота в энергии на поддержание требуется знание веса пищеварительного тракта, характерного для данной группы или породы животных. Это различие в первую очередь касается расчета потребности на поддержание для высокопродуктивных молочных коров, отселектированных на повышенную способность к потреблению кормов за счет большего относительного веса тканей пищеварительного тракта от обменной массы тела.