Оптимизация пищеварения КРС для улучшения здоровья вымени

Все более популярной становится идея, что процессы в рубце влияют на функции ЖКТ в целом, метаболический статус организма, функции печени и иммунитет, в т.ч. и молочной железы. У коров есть целый ряд специфических микробных сообществ, а развитие подострого ацидоза рубца (SARA) и его последствий – наглядная иллюстрация тесных связей во всем этом "микробном континууме".

Известно, что рационы, богатые легкопереваримыми углеводами (крахмалом и сахарами), влияют на состав микробных сообществ рубца и их функции. В свою очередь, это приводит к изменению профиля брожения и снижению pH рубца. Низкий в течение длительного периода рН отрицательно сказывается на потреблении и конверсии корма, обмене веществ, поскольку он подавляет популяции бактерий, расщепляющих клетчатку (Villot et al., 2018).

Хорошо известно, что SARA индуцирует высвобождение значительного уровня липополисахарида (LPS, ЛПС) в кровоток (Plaizier et al., 2012). ЛПС – компонент структур бактериальных клеток, который высвобождается главным образом при гибели бактерий. Выявлено, что он вызывает развитие воспаления стенки рубца. Использование рационов, провоцирующих ацидоз, приводит к гибели бактерий, что вызывает скачок уровня ЛПС в рубце. Помимо ЛПС, при SARA высвобождаются и другие связанные с воспалением соединения, например, гистамин. Гистамин вырабатывается бактериями, толерантными к низкому pH (Garner et al., 2002), и при ацидозе может накапливаться (Golder et al., 2013, 2014; Silberberg et al., 2013).

Значительный уровень легкопереваримых углеводов (обычный для рационов с высоким содержанием концентратов) способствует синтезу летучих жирных кислот (ЛЖК), которые являются важным источником энергии для животных. Однако ЛПУ также усиливают синтез молочной кислоты. Помимо действия на микробное сообщество, ее высокая концентрация оказывает повреждающее действие на стенку рубца, приводя к эрозиям, а также общему повышению проницаемости.

Из-за повышенной проницаемости стенки рубца молекулы вызывающих воспаление веществ, в первую очередь липополисахарида и гистамина, легко переходят в кровоток, вызывая системное воспаление, которое, помимо прочего, повышает потребности организма в глюкозе (Kent-Dennis and Penner, 2021) и энергии. Воспалительная реакция может "оттягивать на себя" питательные вещества, необходимые для синтеза компонентов молока (Dong et al., 2011). Гистамин, выбрасываемый в кровоток, также может вызывать воспалительные процессы копыт, приводящие к ламиниту (Garner et al., 2002).

Таким образом, при SARA в рубце образуется множество токсичных соединений, которые, в свою очередь, действуют и на другие органы.

Помимо снижения доступной для поддержания функций организма и синтеза компонентов молока энергии, токсичных вещества в кровотоке влияют на иммунный ответ и воспалительные явления в вымени.

ЛПС может транспортироваться кровотоком в молочную железу (Dong et al., 2011, Zhang et al., 2016), где вызывает местный иммунный ответ (Aditya et al., 2020). Это может ослабить защиту сосков (Dong et al., 2011), что увеличивает риск колонизации вымени патогенными бактериями и повышает вероятность развития мастита.

Обнаружено, что воспалительная реакция в вымени связана со снижением белковомолочности (Zhang et al., 2016). Кроме того, высказано предположение, что помимо воздействия на микробиоту рубца и нижних отделов кишечника SARA влияет на содержание микроорганизмов в молоке (Zhang et al., 2015).

В результате SARA может ухудшить здоровье скота и снизить выработку молока.

Протекающие в рубце процессы воздействуют и на органы вне пищеварительной системы. SARA связан с изменениями в микрофлоре, которые могут приводить к высвобождению токсичных соединений (липополисахарид, гистамин), а также к избыточному образованию органических кислот, агрессивно действующих на стенку рубца.

Токсичные вещества активируют воспалительные и иммунные реакции на уровне эпителия рубца, а также после выхода в кровоток воздействуют и на другие органы.

Молекулы ЛПС также были обнаружены в молочной железе.

Это вещество ослабляет защиту сосков и снижает выработку молочного белка.

На воспалительные и иммунные реакции тратится энергия, которая в этом случае не будет направлена на важные физиологические потребности и производство молока.

Поэтому крайне важна профилактика SARA путем поддержания оптимального баланса и функций микрофлоры рубца.