دوره انتقال ( 3 هفته قبل تا 3 هفته پس از زایش) یکی از مهم ترین مراحل در چرخه تولیدی گاوهای شیری است. ما هر روز اطلاعات بیشتری در مورد مکانیسم های فیزیولوژیک مربوط به این دوره به دست می آوریم اما چالش اصلی همچنان پابرجاست;  استرس­ های متابولیکی و ایمنی، توانایی گاو در بازگشت سریع به شرایط قبل از زایش را محدود می نمایند. به طور کلی گاوهای شیری پرتولید در گذار از دوره انتقال با 3 چالش اساسی مواجه هستند که هر سه آنها کاملاً با هم مرتبطند. کاهش اشتها و متعاقباً تعادل منفی انرژی، مقاومت انسولینی، تنش اکسیداتیو و اغلب مشکلات در سلامتی و بهره ­وری مطلوب گاوها، عمدتاً ریشه در عدم توجه به این چالش ها در زمان مناسب دارد.

با شروع تولید شیر در گاوهای پرتولید، نیازهای انرژی در گاو به یک باره افزایش می­یابد ولی به دلایل مختلف فیزیولوژیک، اشتهای گاو برای تامین این انرژی مورد نیاز افزوده شده نه تنها افزایش پیدا نمی­ کند بلکه در هفته­ های اول دوره شیردهی کاهش نیز می­ یابد. از آنجایی که گاوهای شیری امروز برای تولید زیاد شیر اصلاح شده ­اند، لذا گاو برای تامین انرژی مورد نیاز خود مجبور به استفاده از ذخایر چربی بدن خود شده و اصطلاحاً در تعادل منفی انرژی (NEB )قرار می­گیرد به این پدیده فیزیولوژیک لیپولیز می­گویند. بر عکس از اواسط شیردهی به بعد با کاهش تدریجی شیر و افزایش اشتها ، گاو در شرایط تعادل مثبت انرژی قرار می­ گیرد بدین معنی که مصرف و دریافت انرژی از طریق خوراک ، بیشتر از مجموع نیازهای روزانه گاو می ­باشد. انرژی مازاد بر نیاز در این دوره به میزان زیادی به شکل چربی در بافت چربی و کبد ذخیره می­ شود که به این فرآیند لیپوژنز می ­گویند.

در شرایط نرمال و در گاو سالم فرآیند­های لیپولیز و لیپوژنز با سرعت مشابه انجام می ­شود. اما در اوایل شیردهی لیپولیز نسبت به لیپوژنز با سرعت بیشتری انجام می ­گردد. با پیشرفت دوره شیردهی لیپولیز به تدریج کاهش می یابد و لیپوژنز شروع به ذخیره مجدد ذخایر چربی در بافت چربی می ­نماید. ثابت شده است مجموعه ­ای از هورمون­ها به خصوص هورمون انسولین نقش بسزایی در کنترل فیزیولوژیک این فرایندها دارند. کاهش در ترشح انسولین و افزایش مقاومت سلول­ها به آن، یکی از راهکارهای سازگاری گاو در دوره انتقال است. اگر این مقاومت در حد متوسط و در زمان کوتاه رخ دهد، گاو به سلامت از این دوره عبور می­کند اما به درازا کشیدن دوره مقاومت به انسولین، عبور از دوره پرالتهاب زایمان و تعادل انرژی را با مشکل روبرو می ­سازد.

در این مقاله با بهره ­گیری از جدیدترین تحقیقات انجام شده، به نقش تغذیه اسیدهای چرب اشباع در مواجهه با چالش­های عمده دوره انتقال از قبیل تعادل منفی انرژی­، مقاومت انسولینی­، کاهش مصرف خورک و تنش اکسیداتیو پرداخته می­شود.

مقاومت انسولینی

مقاومت به انسولین در شرایطی ایجاد می­شود که سلول های بدن پاسخ کافی به انسولین نمی­ دهند و جذب گلوکز دچار اختلال می شود . اغلب پژوهش ها مقاومت به انسولین را در پایان آبستنی و اوایل شیردهی در گاوها تایید نموده اند. این سازگاری در دوره انتقال به منظور اختصاص گلوکز بیشتر به رحم آبستن و غده پستان انجام می شود ولی تداوم بیش از حد آن موجب شیوع بیماری­های متابولیکی از قبیل کتوز، جابه جایی شیردان و مشکلات تولید مثلی به دلیل افزایش غلظت اجسام کتونی و اسیدهای چرب غیر استریفیه (NEFA)در خون می شود. با وجودی که مشکل مقاومت به انسولین بیشتر از مسیرهای هورمونی کنترل می شود ولی مداخلات تغذیه ای نیز یکی از راه حل های موثر و تایید شده برای آن است.

در تحقیقات زیادی اثر تغدیه منابع مختلف چربی و یا به طور اختصاصی اسیدهای چرب با هدف کاهش مشکلات گاوها در دوره انتقال مورد بررسی قرار گرفته است . در یک تحقیق چاپ شده در مجله Dairy Science در سال 2023 ، محققان اثر استفاده از اسیدهای چرب پالمتیک و استئاریک را در گاوهای ابتدای دوره شیردهی بررسی کردند. تحقیق روی 8 راس گاو هلشتاین با میانگین 3 شکم زایش و تولید شیر 39 کیلوگرم به مدت 24 روز انجام گردید .گاوها در 4 تیمار مختلف به میزان 5/1 درصد ماده خشک جیره از منابع چربی حاوی 1- 100 درصد اسیدپالمیتیک ،2- 100 درصد اسید استئاریک 3- 66 درصد اسید پالمیتیک و 34 درصد اسید استئاریک و 4 – 34 درصد اسید پالمیتیک و 66 درصد اسید استئاریک استفاده می کردند. نتایج این آزمایش نشان داد که گاوهایی که از مکمل حاوی 66 درصد اسید استئاریک و 34 درصد پالمیتیک استفاده کرده بودند،  بالاترین غلظت انسولین و پایین ترین غلظت اسیدهای چرب غیر استریفیه (NEFA) خون را داشتند.   

پایین بودن غلظت اسیدهای چرب غیر استریفیه و افزایش غلظت انسولین در خون دلیل کاهش بسیج چربی از ذخایر بدن گاو و کاهش تعادل انرژی  منفی می باشد. طبق نتایج این تحقیق گاوهای دریافت کننده منابع ترکیبی، حاوی اسیدهای پالمیتیک و استئاریک، نسبت به گاوهای دریافت کننده منابع اختصاصی و یا گاوهایی که منبع چربی دریافت نمی کنند ، با سرعت بالاتری به تعادل مثبت انرژی باز می گردند .

تعادل منفی انرژی (NEB)

غلظت و نوع منبع انرژی مصرفی در دوره انتقال نسبت به سایر مراحل چرخه تولید از حساسیت بیشتری برخوردار است به این دلیل که به غیر از تامین نیاز انرژی باید شرایط فیزیولوژیکی مختل شده گاو را نیز اصلاح نماید و یا حداقل باعث بحرانی تر شدن آن نشود. یکی از اهداف تنظیم جیره در دوره انتقال ، استفاده از ترکیباتی است که بتوانند تعادل منفی انرژی را در گاو کاهش دهند. در گذشته کارشناسان تنها راه مقابله با NEB را تغذیه با جیره­های غنی از انرژی از طریق مصرف غلات و افزایش سهم کنسانتره جیره می دانستند. توجیه علمی آنها برای انجام این کار، افزایش تولید پروپیونات در شکمبه ، افزایش تولید گلوکز ، کاهش غلظت اسیدهای چرب غیراستریفیه (NEFA ) و کاهش  اسید بتا­هیدروکسی بوتیرات در خون ) BHBA) و در نهایت کاهش تعادل منفی انرژی بود. در سال های بعد محققان ثابت کردند که مصرف حجم زیاد کربوهیدرات­های غیر­الیافی (NFC ) باعث تشدید در مقاومت انسولین و افزایش بسیج چربی از ذخایر بدن می شود . علاوه بر این بالا رفتن غلظت پروپیونات در خون حاصل از فرایند تخمیر کربوهیدرات­ها در شکمبه، موجب تشدید سیگنال های سیری و کاهش اشتها می ­گردد. محققان ثابت کرده اند که کاهش مصرف نشاسته در دوره انتظار زایش و جایگزینی بخشی از انرژی آن با انرژی منابع چربی باعث افزایش اشتها و مصرف خوراک در دوره پس از زایش می شود .

اسیدهای چرب به غیر از اینکه به عنوان منبع انرژی و یا بلوک ساختاری بسیاری از هورمون ها و ترکیبات مهم در بدن فعالیت می کنند ، به عنوان سیگنال در فرآیندهای بیولوژیکی سلول ها و بافت ها دخالت دارند و باعث تنظیم عمکرد آنها می شوند. در تحقیقات مختلف ، استفاده از مکمل­های اسید­های چرب اشباع شده در جیره گاوها موجب کاهش NEFA و BHBA خون و افزایش مصرف خوراک شده است و این در حالی است که گاوهایی که در دوره انتظار زایش با اسیدهای چرب غیر اشباع تغذیه شده بودند در دوره پس از زایش، مصرف خوراک پایین تری داشته ­اند. این تحقیقات بر این موضوع دلالت دارند که ویژگی های اسید چرب از قبیل طول زنجیره کربنی، اشباع بودن یا نبودن، تعداد پیوند دوگانه ، محل پیوند دوگانه و فاصله آن از گروه متیل بر نقش آنها روی متابولیسم لیپید و گلوکز اثر می گذارد و باعث ایجاد پاسخ های کاملاً متفاوت در بدن گاوها خواهد شد. در واقع قرارگرفتن همه آنها در یک گروه با عنوان “اسیدچرب “به معنای مشابه بودن عملکرد آنها نیست .

اسید استئاریک ، اسید چرب اشباعی است که نسبت به سایر اسیدهای چرب به میزان کمتری در کبد انباشته می شود و به میزان کمتری در شیر ترشح می شود ولی نسبت به سایر اسیدهای چرب بیشتر در متابولیسم انرژی در بدن گاو دخالت می کند. این ویژگی ها آن را به یک منبع انرژی مناسب برای دوره تعادل انرژی منفی، تبدیل کرده است . در برخی از تحقیقات گذشته، اثر اسید استئاریک بر عملکرد گاوها در اواسط شیردهی مورد ارزیابی قرار گرفته بود ولی محققان در تحقیقات جدید با تکیه بر ویژگی­های اسید استئاریک، اثر جایگزینی انرژی­زایی آن­ را با انرژی­ زایی نشاسته در جیره گاوهای انتظار زایش ، بر پاسخ های سلامتی و تولیدی آنها در دوره پس از زایش بررسی نمودند .

براین اساس محققان دو جیره حاوی نشاسته بالا (250 گرم به ازای هر کیلوگرم ماده خشک جیره) و حاوی نشاسته پایین(200 گرم به ازای هر کیلوگرم ماده خشک جیره ) را با 20 گرم از یک منبع چربی غنی از اسید استئاریک به ازای هر کیلوگرم ماده خشک جیره مکمل نمودند و درگاوهای هلشتاین چند شکم زایش با میانگین نمره بدنی  2.5 در دوره انتظار زایش استفاده کردند(چاپ شده در مجله Animal Feed Science and Technology   سال 2020) .نتایج آزمایش نشان داد که افزایش حجم نشاسته جیره در دوره انتظار زایش، هیچ تاثیری بر پاسخ های متابولیکی و عملکردی گاوها در دوره پس از زایش نداردولی تغذیه جیره کم نشاسته مکمل شده با منبع چربی غنی از اسید استئاریک ، باعث افزایش مصرف ماده خشک در دوره قبل و بعد از زایش ، کنترلنمره وضعیت بدنی و بهبود وضعیت متابولیکی( کاهش NEFA ) در دوره پس از زایش گردید.

مبنای افزایش سطح نشاسته جیره در دوره انتظار زایش، تسریع در سازگاری میکروبیوتای شکمبه گاوها با جیره های غنی از انرژی در دوره پس از زایش است، در حالی­که افزایش غلظت پروپیونات در شکمبه می­تواند موجب کاهش طولانی مدت اشتها پس از مصرف جیره های با سطح نشاسته بالا گردد. اسید استئاریک از طریق کاهش مقاومت انسولینی و طبیعتاً افزایش سطح گلوکز خون ، می­تواند تجزیه چربی از ذخایر بدن را کاهش داده (کاهش لیپولیز) و برگشت گاو به دوره تعادل مثبت انرژی را در دوره پس از زایش تسریع  نماید.

تنش اکسیداتیو و بیماری های متابولیکی

تقریبا 75 درصد از بیمارهای مختلفی که گاو در طول عمر خود تجربه می کند ، در هفته های اول پس از زایش اتفاق می افتد . بروز بیماری های متابولیکی مانند کتوز، اسیدوز و جابه جایی شیردان و بیماری های عفونی مانند ورم پستان و متریت در گاو و پنومونی و اسهال در گوساله تازه متولد شده اش به علت نقص سیستم ایمنی گاو در حوالی زایش و پس از آن اتفاق می افتد.

کاهش انرژی دریافتی به دلیل کاهش اشتها و افزایش نیاز انرژی و پروتئین به دلیل تولید شیر ، منجر به قرار گرفتن گاو تازه زا در شرایط کاتابولیکی می شود. افزایش فریند کاتابولیسم ، منجر به تولید بیشتر متابولیت های فعال اکسیژن دار ( ROS ) در بدن می­ گردد. اگر مقادیر این متابولیت ها از ظرفیت آنتی اکسیدانی بدن فراتر برود، تنش اکسیداتیو ایجاد می شود. تنش اکسیداتیو منجر به پراکسیداسیون چربی ها و ملکول ها ی موجود در غشا سلول­ها شده و از این طریق وظایف متابولیکی آنها را مختل می­ شود. مجموعه این تغییرات در وضعیت متابولیکی سلول ها باعث ایجاد التهاب و افزایش حساسیت به انواع عفونت­ها در گاو می شود.

 در برخی از تحقیقات ثابت شده است که با افزودن اسیدهای چرب اشباع محافظت شده در شکمبه به جیره گاوها پس از زایش ، می توان قابلیت هضم کل جیره و به دنبال آن میزان انرژی دریافتی گاو را افزایش داد و از این طریق باعث کاهش غلظتNEFA  و BHBA خون و بروز بیماری های متابولیکی گردید.

در تحقیق چاپ شده در مجله Dairy Science در سال 2018 ، اثر تغذیه یک منبع چربی حاوی اسید پالمیتیک و استئاریک در گاوهای تازه زا مورد بررسی قرار گرفت. 48 راس گاو هلشتاین چند شکم زایش از یک منبع چربی حاوی 46 درصد استئاریک و 37 درصد پالمیتیک به میزان 2 درصد ماده خشک جیره از روز اول تا 29 روزپس از زایش استفاده کردند. نتایج تحقیق نشان داد تعداد گاوهای مبتلا به تب شیر ، جابه جایی شیردان، متریت و ورم پستان در تیمار مصرف کننده منبع چربی حاوی اسید پالمیتیک و استئاریک نسبت به جیره شاهد کاهش داشته است.

علت کاهش بروز بیماری ها را می توان به افزایش غلظت هورمون کوله سیستوکینین نسبت داد که در تیمار دریافت کننده پودر چربی مشاهده شده بود. هورمون پپتیدی کوله سیستوکینین باعث کاهش حرکات شیردان و ماندگاری بیشتر خوراک در شکمبه و هضم بیشتر  NDF جیره در گاوهای دریافت کننده منبع چربی شده است.

کاهش مصرف خوراک

تامین انرژی از یک منبع کم حجم با دانسیته انرژی بالا برای گاو تازه زایی که به مدت بیش از یک ماه در تعادل انرژی منفی به سر می برد و به علت التهاب پس از زایش اشتهای آنها کم شده است، منطقی به نظر می رسد اما نتایج تحقیقات گذشته که مصرف منابع چربی را به طور کلی در گاوهای تازه زا بررسی کرده بودند (بدون اینکه ترکیب و نسبت اسیدهای چرب منبع را در ارزیابی ها لحاظ کنند) نشان داده است که مصرف چربی ها در روزهای ابتدایی پس از زایش، مشکل کاهش مصرف خوراک آنها را تشدید خواهد نمود. برخی گاوداران به استناد به این نتایج ، مصرف چربی ها را گاهی اوقات به 3 تا 4 هفته پس از زایش به تعویق می انداختند. نتایج تحقیقات جدید که نقش اسیدهای چرب را به طور اختصاصی و بر اساس نسبت بین آنها در منبع چربی ارزیابی نموده ­اند، بسیار متفاوت از تحقیقات قدیمی است. 

در تحقیقات متوالی دانشگاه میشیگان که از سال 2019 تا کنون انجام شده است ، نقش اسیدهای چرب در مصرف خوراک به طور انفرادی و یا ترکیبی و در پروفایل های مختلف اسید چرب مورد ارزیابی قرار گرفته است. نتایج این سری تحقیقات در مجموع ، نقش تغذیه منابع چربی در تشدید کاهش مصرف خوراک در روزهای ابتدایی پس از زایش را رد می کند .

این گروه در یک تحقیق در گاوهای هلشتاین تازه زای شکم دوم و بالاتر، از یک منبع چربی حاوی 80 درصد اسید پالمیتیک (محافظت شده در شکمبه) ، به میزان 1/5 درصد ماده خشک جیره در روزهای 1 تا 24 پس از زایش استفاده کردند نتایج تحقیق نشان داد که مصرف چربی باعث افزایش شیر تصحیح شده بر اساس انرژی می شود بدون اینکه تغییر معنی داری در مصرف ماده خشک در این روزها ایجاد شود.

نتیجه

مروری بر تحقیقات انجام شده روی تاثیر افزودن منابع چربی به جیره گاوهای دوره انتقال نشان می دهد که:

1- اسیدهای چرب فراتر از یک منبع انرژی در بدن فعالیت می کنند و از طریق تاثیر بر فرایندهای بین سلولی و بیان ژن ، مکانیسم های فیزیولوژی را در بدن گاو تحت تاثیر قرار می دهند .

2- بر خلاف تصورات قبلی ، افزایش حجم کربوهیدرات های سریع التخمیر در جیره مشکلات بالقوه مربوط به کاهش دریافت انرژی را در گاوهای تازه زا بهبود نمی بخشد.

3- جایگزینی بخشی از انرژی نشاسته جیره گاوهای انتظار زایش با انرژی منابع چربی حاوی اسیدهای چرب اشباع به ویژه با درصد بالاتر اسید استئاریک، نتایج متابولیکی بهتری را در گاوهای تازه زا ایجاد می نماید.

4- اسید استئاریک نسبت به سایر اسیدهای چرب، گزینه مناسب تری برای گاوهای دوره انتقال است به این دلیل که در کبد کمتر ذخیره می شود ، کمتر به شیر وارد می شود و بیشتر به صرف تامین انرژی گاو می رسد .

بخشی از منابع

 Afarani et. al. (2023). Altering palmitic acid and stearic acid ratios in the diet of early-lactation Holsteins under heat stress: feed intake, digestibility, feeding behavior, milk yield and composition, and plasma metabolites.Journal of Dairy Science .Volume 106, Issue 9, Pages 6171-6184.

 Gnetegha,A.(2021). Oxidatve stress in dairy cow : Insights into the mechanistic mode of actions and mitigation strategoes.National library of medicine.PMID:34943022

De Souza. J. (2019). Effects of timing of palmitic acid supplementation on production responses of earlylactation dairy cows. Journal of .Dairy Science.Volume 102, Issue 1, Pages 260-27

Piantoni, T. (2015). Saturated fat supplementation interacts with dietary forage-neutral detergent fiber content during the immediate postpartum and carryover periods in Holstein cows: Production responses and digestibility of nutrients. Journal of  Dairy Science.Volume. 98 : Page:3309–3322