Indikátory negativní energetické bilance u dojeného skotu

Ing. Magdaléna Štolcová

Doctoral thesis

Indicators of the negative energy balance in dairy cattle

Abstract:

Cílem předkládané disertační práce bylo porovnání energetického profilu a vybraných složek mléka dojnic českého strakatého (C) a holštýnského (H) plemene, stanovení rozdílů sledovaných parametrů mezi skupinami dojnic s různou úrovní negativní energetické bilance (NEB) a kvantifikace vztahů mezi sérovými koncentracemi neesterifikovaných mastných kyselin (NEFA) a vybranými složkami mléka s perspektivou predikce zvýšeného rizika (NEB) na základě obsahu určitých složek mléka. Vyšší produkce mléka dojnic H plemene se v obsahu základních složek mléka a ketolátek výrazně neprojevila. Dynamika vývoje parametrů energetického profilu v tranzitní periodě byla u obou sledovaných plemen obdobná a byly zaznamenány jen nevýrazné rozdíly v parametrech energetického metabolismu. Výsledky ukázaly výraznou zátěž organismu dojnic v prvních dvou týdnech laktace, přičemž nástup metabolických změn byl rychlejší a výraznější u plemene H. Zjištěné tendence v energetickém profilu sledovaných plemen byly v souladu s předpoklady, ale zjištěné rozdíly mezi plemeny nebyly signifikantní. Mezi skupinami dojnic s různou úrovní NEB v prvních 2 týdnech laktace byly zaznamenány významné rozdíly v obsahu ketolátek i parametrech energetického profilu dojnic. Nejvyšší koncentrace NEFA, β-hydroxybutyrátu (BHB) i obsah ketolátek v mléce byly u skupiny dojnic s nejhlubší NEB (NEB2). Mezi skupinou NEB2 a skupinou NEB0, která se v průběhu prvních 2 týdnů laktace nedostala do NEB, se projevily významné rozdíly i v obsahu mastných kyselin mléčného tuku, zejména u mastných kyselin s dlouhým řetězcem (LCFA), mononenasycených mastných kyselin (MUFA) a C18:1 (signifikantně vyšší obsah ve skupině NEB2 v prvních třech týdnech laktace). Výsledky rovněž ukázaly, že hloubka propadu energetické bilance v prvních 2 týdnech laktace se významně projevuje ještě v pátém týdnu laktace, a může tak nepříznivě ovlivnit zdravotní stav dojnic v důsledku dlouhotrvajícího stavu nerovnováhy. Signifikantní korelace mezi sérovými NEFA a mastnými kyselinami mléčného tuku byly pozorovány u LCFA, MUFA, C16:0 a C18:1, navíc u skupiny s nejhlubší NEB (NEB2) byly vztahy těsnější než u skupin NEB0 a NEB1. Pro možnou predikci se jeví jako velmi zajímavé využití obsahů LCFA a C18:1, ačkoli výpočet poskytl relativně nízký podíl vysvětlené proměnlivosti koncentrace sérových NEFA (cca 40 %). Při bližším rozboru reziduí se ukázalo, že rozdíly odhadů a naměřených hodnot koncentrací NEFA se s rostoucí koncentrací výrazně snižují, což koresponduje s výsledky korelační analýzy. Výsledky zjištěné v této práci jsou poplatné konkrétním chovatelským podmínkám experimentální farmy. Další výzkum, který již probíhá, je cílen na ověřování vztahů na rozsáhlejším souboru pozorování uvnitř jednotlivých plemen a také v různých podmínkách chovu s cílem najít model, který by umožnil včasnou predikci NEB na základě vybraných mastných kyselin mléka. Velký potenciál pro využití v chovatelské praxi by pak mělo rozšíření kontroly užitkovosti o vybrané mastné kyseliny a spolu s tím i stanovení rizika NEB u jednotlivých dojnic.

Abstract:

The aim of the dissertation was to compare the energy profile and selected milk components of dairy cows of the Czech Fleckvieh (C) and Holstein H breed, to determine the differences of monitored parameters between groups of dairy cows with different levels of NEB and quantify the relationships between serum concentrations of non-esterified fatty acids (NEFA) and selected milk components with the prospect of predicting an increased risk of a NEB based on the content of milk components. Higher milk production of dairy cows of the H breed was not significantly reflected in the content of basic components of milk and ketones. The dynamics of the development of the parameters of the energy profile in the transit period was similar in both breeds and only insignificant differences in the parameters of energy metabolism were recorded. The results showed a significant metabolic load on the dairy cow organism in the first two weeks of lactation, while the onset of metabolic changes was faster and more pronounced in breed H. Significant differences in the content of ketones and the parameters of the energy profile of dairy cows were recorded between groups of dairy cows with different levels of NEB in the first 2 weeks of lactation. The highest concentrations of NEFA, β-hydroxybutyrate (BHB) and the content of ketones in milk were in the group of dairy cows with the deepest NEB (NEB2). There were also significant differences in the content of milk fat fatty acids between the NEB2 group and the NEB0 group, which did not suffer from the NEB during the first 2 weeks of lactation, especially long-chain fatty acids (LCFA), mono-unsaturated fatty acids (MUFA) and C18:1 (significantly higher content in the NEB2 group in the first three weeks of lactation). The results also showed that the depth of the decline in energy balance in the first 2 weeks of lactation is significantly reflected in the fifth week of lactation, and can thus adversely affect the health of dairy cows due to long-term imbalance. Significant correlations between serum NEFA and milk fat fatty acids were observed in LCFA, MUFA, C16: 0 and C18: 1, in addition, the relationships with the deepest NEB (NEB2) were closer than in the NEB0 and NEB1 groups. The use of LCFA and C18: 1 contents seems to be very interesting for a possible prediction, although the calculation provided a relatively low proportion of the explained variability in serum NEFA concentration (approximately 40%). A closer analysis of the residues showed that the differences between the estimates and the measured values of the NEFA concentrations decrease significantly with increasing concentration, which corresponds to the results of the correlation analysis. The results found in this dissertation are due to the specific breeding conditions of the experimental farm. Further research, which is already underway, is aimed at verifying the relationships on a larger set of observations within individual breeds and also in different breeding conditions in order to find a model that would allow early prediction of NEB based on selected milk fatty acids. The extension of performance control to selected fatty acids and, together with the determination of the risk of NEB in individual dairy cows, would then have great potential for use in breeding practice.

Keywords

dojený skot, energetický profil, negativní energetická bilance, mastné kyseliny mléčného tuku

Keywords

energy profile, negative energy balance, milk fatty acids, dairy cattle

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 23. 2. 2021

Thesis defence

• Supervisor: prof. Ing. Mgr. Markéta Sedmíková, Ph.D.

Czech University of Life Sciences Prague

Faculty of Agrobiology, Food and Natural Resources

Doctoral programme / field:
Animal Science / General Animal Science