Pierwiastki mineralne, a w szczególności takie mikroelementy jak miedź, mangan, cynk, selen, bor oraz chrom korzystnie wpływają na zdrowie krów wysokowydajnych. Ma to szczególne znaczenie w najbardziej newralgicznym okresie ich fizjologicznego cyklu produkcyjnego, jakim jest okres przejściowy, który decyduje o zdrowiu krowy w późniejszej fazie laktacji, jej wydajności mlecznej oraz wskaźnikach rozrodczych. Długotrwały niedobór składników mineralnych w diecie krów prowadzi na ogół do powstania formy podklinicznej choroby niedoborowej, która często przechodzi w formę kliniczną. Niewielkie niedobory biopierwiastków zwłaszcza mikroelementów, są trudniejsze do rozpoznania, gdyż wywołują nieznaczne zmiany funkcjonalne i strukturalne w organizmie, jednak wraz z zaburzeniami energetycznymi należą one do często występujących zespołów chorobowych, którym towarzyszyć może stres oksydacyjny i immunosupresja, występujące szczególnie w okresie przejściowym. Suplementacja mikropierwiastków krowom wpływa na ograniczenie szkodliwego działania wolnych rodników, ponieważ większość z nich stanowi aktywne centra enzymów wchodzących w skład enzymatycznego układu antyoksydacyjnego. Odpowiednie zaopatrzenie w mikroelementy warunkuje między innymi optymalne wskaźniki rozrodu, prawidłowy wzrost i rozwój płodu oraz wpływa na odporność organizmu. Przypisuje się im również udział w ograniczeniu występowanie stanów zapalnych wymion tła bakteryjnego, obniżeniu poziomu komórek somatycznych w mleku oraz minimalizowaniu ryzyka występowania chorób metabolicznych związanych z ujemnym bilansem energetycznym.
Tab.1. Zalecana zawartość mikroelementów w paszy (w mg kg-1 s.m. paszy) dla krów w okresie zasuszenia i laktacji według normy NRC (National Research Council, 2001)
oraz FDA (Federal Drug Administration, 2009)
Mikroelement
|
Zapotrzebowanie wg NRC/FDA
mg kg-1 s.m. paszy
|
Okres zasuszenia
|
Laktacja
|
żelazo
|
13
|
15
|
cynk
|
21
|
48
|
mangan
|
16
|
14
|
miedź
|
12
|
11
|
jod
|
0.4
|
0.5
|
selen
|
0.3
|
0.3
|
kobalt
|
0.11
|
0.11
|
chrom
|
0.5
|
0.5
|
Poniżej zostanie przedstawiony wpływ mikropierwiastków na organizm krowy z uwzględnieniem ich oddziaływania na układ odpornościowy, pobranie paszy, choroby metaboliczne, zdrowie gruczołu mlekowego oraz rozród.
Układ odpornościowy
Selen:
- poprawia sprawność układu odpornościowego u bydła poprzez działania regulujące metabolizm hormonów tarczycy oraz aktywność białek w procesach antyoksydacyjnych
- pobudza proliferację limfocytów T, przyspiesza dojrzewanie i zwiększa ich aktywność
- stymuluje produkcję immunoglobulin klasy M i G – co może być wykorzystane przy poprawieniu jakości siary
- niedobór Se przyczynia się do zaburzenia rozmieszczenia receptorów na powierzchni neutrofili oraz do zmniejszenia produkcji wolnych rodników w neutrofilach
Miedź:
- reguluje funkcje neutrofili, monocytów, limfocytów T oraz produkcję przeciwciał
Cynk:
- wpływa na stan odpowiedzi immunologicznej organizmu, od niego uzależniony jest m.in. rozwój i aktywność neutrofili i komórek NK oraz regulacja genowa limfocytów
Chrom:
- wpływ zarówno na odpowiedź komórkową jak i humoralną
Pobranie paszy, choroby metaboliczne - niskie pobranie paszy na początku laktacji skłoniło do poszukiwania metod poprawiających produkcyjność, a jednocześnie zmniejszających problemy zdrowotne okresu poporodowego.
Chrom:
- wpływając na metabolizm insuliny, oddziałuje w ten sposób na wykorzystanie glukozy, a użycie go jako dodatku do paszy może zmniejszyć ryzyko występowania ketozy
- suplementacja propionianu chromu przyczynia się do wzrostu syntezy tłuszczu w tkance tłuszczowej oraz zmniejszenia lipolizy, obserwuje się również spadek stężenia niezestryfikowanych kwasów tłuszczowych (NEFA) w surowicy
- dodatek chelatu aminokwasowego chromu w postaci pikolinianu chromu powoduje spadek stężenia β-hydroksymaślanu w surowicy oraz triglicerydów w surowicy i wątrobie
- uzupełnianie dawki pokarmowej w chrom na miesiąc przed porodem do dwóch miesięcy po porodzie może znacząco wpłynąć na zwiększenie spożycia paszy na początku laktacji i produkcji mleka
Bor:
- wpływ tego pierwiastka na organizmy zwierzęce jest poznany w bardzo niewielkim stopniu.
- dodatek boru łagodzi zaburzenia metabolizmu minerałów charakterystyczne dla niedoboru witaminy D3
- według badań dodatek boranu sodu do paszy krowom w okresie przedporodowym w dawce 30g/sztukę przyczynił się do wzrostu stężenia wapnia i magnezu w surowicy tych zwierząt po wycieleniu, nie zanotowano natomiast zmian w stężeniu fosforu
- stosowanie boranu sodu w dawce 100 mg/kg mc. podczas wczesnej laktacji zmniejsza częstotliwość stłuszczenia wątroby
Cynk:
- u przeżuwaczy, cynk jest bardzo ważny dla procesów fermentacji zachodzących w żwaczu - głównie trawienia celulozy i syntezy lotnych kwasów tłuszczowych
- uczestniczy w metabolizmie witaminy A i E
Selen:
- selen jest tzw. insulinomimetykiem, czyli podobnie jak insulina reguluje poziom glukozy we krwi oraz reguluje szereg procesów metabolicznych
Gruczoł mlekowy
Selen:
- selen w połączeniu z witaminą E zmniejsza częstotliwość klinicznych postaci mastitis, skraca czas jego trwania oraz łagodzi jego przebieg (zapalenia środowiskowe - E. coli, S. uberis, S. faecalis i Klebsiella spp.)
- nie zaobserwowano wpływu suplementacji Se na przebieg i czas trwania zapalenia wymienia na tle Staphylococcus aureus
- podając jałówkom selen i witaminę E przed porodem zaobserwowano po porodzie wzrost produkcji siary i mleka przez pierwsze 8 tygodni laktacji w porównaniu do grupy zwierząt nie otrzymującej takiej suplementacji
- zaobserwowano wzrost produkcji mleka po stosowaniu jednorazowych, wysokich dawek Se
Miedź:
- niedobór w diecie (<7mg/kg paszy) redukował zdolność bójczą neutrofili w stosunku do S. aureus
- przy niedoborze tego pierwiastka częściej notowane kliniczne postacie mastitis
- przy żywieniu dietą o zawartości 20mg Cu/kg paszy zaobserwowano mniejsze objawy zapalenia przy eksperymentalnym i klinicznym colimastitis
Mangan:
- suplementacja manganu może mieć korzystny wpływ na zdrowie gruczołu mlekowego krowy poprzez zwiększenie zdolności makrofagów do zabijania bakterii wywołujących mastitis
Cynk:
- kompleks cynk-metionina powoduje obniżenie liczby komórek somatycznych w mleku oraz wpływa na zmniejszenie zapadalności na zapalenie gruczołu mlekowego w wyniku zwiększenia syntezy keratyny w kanale strzykowym
- cynk w formie chelatów może przyczynić się do zwiększenia wydajności mlecznej
- wzbogacanie dawki pokarmowej krów w cynk oraz witaminę E, począwszy od drugiego miesiąca przed terminem planowanego porodem, może przyczynić się do wzrostu wydajności mlecznej
Rozród
Selen:
- jednorazowa dawka selenu w ilości 0.1 mg kg–1 mc. podana krowom 21 dni przed spodziewanym porodem obniża o 70% częstotliwość występowania zapaleń macicy oraz o 40% torbielowatości jajników
Miedź:
- niedobór miedzi odpowiedzialny jest za wczesną śmierć zarodkową i resorpcję płodów, zwiększone ryzyko zatrzymania łożyska oraz niskiej płodności związanej z opóźnionym poporodowym estrus
Mangan:
- suplementacja tym pierwiastkiem może przyczynić się do skrócenia poporodowego anoestrus oraz zwiększenia liczby zapłodnień w pierwszej rui po porodzie
Chrom:
- pikolinian chromu w dawce 3,5 mg/kg paszy podawany w ostatnich 9 tygodniach ciąży - częstotliwość zatrzymania łożyska zmniejszyła się niemal czterokrotnie w porównaniu do krów, które nie otrzymywał tego mikroelementu
Cynk:
- badania wykazały, że obniżone stężenie Zn i podwyższone stężenie Cu we krwi krów w okresie ciąży zwiększają ryzyko poronienia
- potwierdzono znaczącą rolę cynku w regeneracji błony śluzowej macicy, jak również wcześniejszego wystąpienia rui po porodzie
Stosując mikroelementy w żywieniu bydła, pod uwagę należy wciąć fakt, że każde źródło mikroelementów warte jest tyle, ile zwierzę jest w stanie go wchłonąć z układu pokarmowego do krwioobiegu i wykorzystać na produkcję, rozród i utrzymanie wysokiej zdrowotności. Powszechnie stosowanym źródłem mikroelementów są ich nieorganiczne formy, takie jak tlenki, siarczany czy węglany. Niestety, przyswajalność składników mineralnych z tych połączeń jest bardzo niska i w zależności od rodzaju soli oraz pierwiastka waha się od 5 do 30%. Dużo wyższą przyswajalnością cechują się formy organiczne mikroelementów, które są połączeniem pierwiastka z ligandami, którymi mogą być białka, peptydy, aminokwasy, polisacharydy lub kwasy organiczne. W zależności od formy i składnika mineralnego może ona stanowić nawet 90%. Dodatkowo istotną cechą tego typu połączeń jest mniejsza toksyczność metali w tej formie w przypadku przedawkowania. Na niekorzyść organicznych form pierwiastków mineralnych przemawia ich cena - związki te są droższe w porównaniu z ich nieorganicznymi odpowiednikami.
Tab.2. Organiczne i nieorganiczne źródła mikropierwiastków
|
Forma nieorganiczna
|
Forma organiczna
|
Cu
|
tlenek i siarczan miedzi
|
chelaty miedzi
|
Fe
|
chlorki, tlenek, siarczan żelaza
|
fumaran żelazawy, cytrynian żelaza, chelaty żelaza
|
Zn
|
chlorek, tlenek, siarczek cynku
|
mleczan cynku, octan cynku, chelaty cynku
|
Mn
|
siarczan i chlorek manganu
|
chelaty manganu
|
Cr
|
chlorek chromu
|
propionian chromu, pikolinian chromu
glukonian chromu, cytrynian chromu
|
Se
|
selenin i selenian sodu
|
selenometionina, drożdże wzbogacone w Se
|
Reasumując należy stwierdzić, że pierwiastki śladowe stanowią ważny element warunkujący zachowanie homeostazy organizmów żywych, a w szczególności zwierząt wysokoprodukcyjnych. Od ich właściwego stężenia w tkankach i płynach ustrojowych zależy prawidłowy rozwój i zdrowotność organizmu, a możliwy z powodu ich niedoborów spadek produkcyjności zwierząt stanowi ważny aspekt ekonomiczny.