Wpływ preparatu Ruchamax® w dawkach dla jałówek na populację orzęsków, fermentację w żwaczu i wskaźniki biochemiczne krwi

Przemiany zachodzące w żwaczu decydują w znacznym stopniu o zaopatrzeniu przeżuwaczy w energię i składniki odżywcze, wpływając na wielkość produkcji oraz stan zdrowia. Zależą one od zbilansowania dawki pokarmowej, a także od wzbogacenia jej w naturalne dodatki paszowe, takie jak: probiotyki, prebiotyki, enzymy lub zioła (11, 16). Te ostatnie zawierają liczne, biologicznie czynne substancje, będące produktami wtórnego metabolizmu roślin, do których zalicza się: alkaloidy, glikozydy, garbniki, saponiny, olejki eteryczne, terpeny, flawonoidy, śluzy roślinne, pektyny, kwasy organiczne. Związki te wzmagają wrażenia smakowe i pobudzają apetyt, wpływają na motorykę przewodu pokarmowego, sekrecję enzymów, zmniejszają występowanie biegunek, regulują pH przewodu pokarmowego, a także wykazują działanie osłonowe, regulują przemianę materii oraz wpływają na jakość produktów zwierzęcych (7). W ziołach substancje czynne występują w niewielkich ilościach, a ich zawartość rzadko przekracza 1%. Na rynku paszowym dostępnych jest wiele dodatków ziołowych w postaci jednorodnych lub mieszanych suszów  oraz preparatów opartych na ekstraktach ziołowych, które mogą zawierać kilkakrotnie większą koncentrację substancji czynnych niż surowce zielarskie. Skuteczność ich działania zależy od ilości i rodzaju substancji czynnych oraz ich stabilności, a także składu dawki pokarmowej. Jednym z takich złożonych dodatków zawierającym mieszaninę ekstraktów ziołowych jest Ruchamax®. Jest to preparat, który u przeżuwaczy reguluje m.in. funkcje układu pokarmowego, głównie żwacza, stabilizuje pH treści, zalecany jest podczas występowania chorób metabolicznych oraz po kuracjach antybiotykowych (10). Składa się on z 26 ekstraktów ziołowych: Acorus calamus, Allium sativum, Andrographis paniculata, Azadirachta indica, Balanites roxburghii, Calotropis procera, Centratherum anthelmenticum, Commiphora mukul, Curcuma longa, Eclipta alba, Embelia ribes, Gardenia gummifera, Phyllanthus emblica, Picrorrhiza kurroa, Piper longum, P. nigrum, Semecarpus anacardium, Swertia chirata, Terminalia chebula, Trachyspermum ammi, Trigonella foenum graecum, Woodfordia fruticosa, Tinospora cordifolia, Zingiber officinale, a także związków mineralnych:
żelaza, miedzi oraz sodu (http://www.garuda.hu/eng/veterinary-health-are/livestock/pig/ruchamax-1-kg.html).
Celem badań było określenie wpływu preparatu ziołowego Ruchamax® na procesy trawienne i skład mikrofauny żwacza oraz na wybrane wskaźniki biochemiczne krwi u krów.

Materiał i metody

Zwierzęta i żywienie. Doświadczenie przeprowadzono na trzech przetokowanych do żwacza jałówkach rasy jersey o średniej masie ciała 350 kg, w układzie 3 × 3. Zwierzęta karmione były indywidualnie, dwa razy dziennie i miały stały dostęp do wody. Dawka kontrolna (K) składała się z siana łąkowego (84%) oraz pasz treściwych (16%). Skład dawki pokarmowej i jej wartość pokarmową podano w tabeli 1. Diety doświadczalne zostały wzbogacone preparatem ziołowym – Ruchamax® – w ilości 20 g ∙ d–1, podawanym przez okres 5 (R5) lub 14 (R14) dni. Zwierzęta w ciągu doby pobrały 5,6 kg suchej masy. Dawka pokarmowa zawierała 15,7% białka ogólnego w suchej masie. Skład chemiczny pasz oznaczono wg AOAC (1).
Pobieranie prób. Po 5 i 14 dniach podawania mieszanki ziołowej pobrano próby płynu żwaczowego oraz krwi przed karmieniem zwierząt oraz 2 i 4 godziny po podaniu pasz. Bezpośrednio po pobraniu prób płynu żwaczowego zmierzono potencjometrycznie jego odczyn pehametrem F72 Beckamn oraz stężenie amoniaku metodą mikrodyfuzji.
Próby do oznaczeń lotnych kwasów tłuszczowych (LKT) traktowano 85% kwasem mrówkowym, odwirowywano i zamrażano do czasu wykonania analiz. Po rozmrożeniu wykonano analizy na chromatografie gazowym (GC-2010 Shimadzu) przy użyciu kolumny kapilarnej o długości 120 m, metodą opisaną przez Ziołeckiego i Kwiatkowską (20). Liczebność orzęsków, utrwalonych 4% roztworem formaliny, klasyfikowano wg Dogiela (6) i oznaczono przy użyciu mikroskopu świetlnego, zgodnie z metodą rutynowo stosowaną w Instytucie Fizjologii i Żywienia Zwierząt PAN w Jabłonnej (12). Krew z żyły jarzmowej szyjnej pobierano do probówek z heparyną, następnie odwirowywano ją przez 10 minut (9000 × g). W osoczu oznaczono, przy użyciu sprzętu diagnostycznego VITROS DT 60 II: białko ogólne, mocznik, cholesterol całkowity oraz aminotransferazę asparaginianową (AST), aminotransferazę alaninową (ALT) i fosfatazę alkaliczną (ALP).
Analiza statystyczna. Otrzymane wyniki opracowano statystycznie stosując jednoczynnikową analizę wariancji (ANOVA), istotność różnic pomiędzy grupami doświadczalnymi określono testem Scheffego. Różnice uznano za statystycznie istotne na poziomie P ≤ 0,05 i P ≤ 0,01; uwzględniono także wpływ badanych czynników na poziomie istotności od P ˃ 0,051 do P ≤ 0,099, określając je jako tendencje. Do obliczeń statystycznych wykorzystano procedury programu Statistica 10,0 (StatSoft®, Polska).

Wyniki i omówienie

Stwierdzono występowanie w żwaczu dwóch rodzin orzęsków: Ophryoscolecidae i Isotrichidae (6). Przedstawicielami pierwszej rodziny były następujące rodzaje: Entodinium, Dipoldinium i Ophryoscolex.
Reprezentantami rodziny Isotrichidae były dwa rodzaje:
Isotricha i Dasitricha. Jednocześnie wykazano istotny wzrost liczebności ogólnej orzęsków u jałówek z grupy R14 w porównaniu do zwierząt kontrolnych i z grupy R5 (tab. 2). Może to sugerować, że długotrwałe podawanie preparatu Ruchamax® stwarza lepsze warunki dla rozwoju mikrofauny żwacza niż podawanie wspomnianego dodatku przez okres 5 dni. Ponadto, mikroorganizmy żwacza potrzebują prawdopodobnie dłuższego okresu adaptacji do nowych warunków środowiskowych. Sighn i Bhatia (17) wykazali również wzrost populacji pierwotniaków w żwaczu bawołów otrzymujących przez 21 dni Ruchamax® w porównaniu do zwierząt kontrolnych. Podobnie, wzbogacenie dawki pokarmowej dla mlecznych krów ww. dodatkiem ziołowym i podawanie go przez 15 dni wpłynęło istotnie na zwiększenie ilości orzęsków żwaczowych (4). W cytowanych badaniach stwierdzono, że podanie dodatku Ruchamax® spowodowało zwiększenie o prawie 80 000 ∙ ml–1 populacji orzęsków. W badaniach własnych wzrost liczebności pierwotniaków w grupie R14 wynosił, odpowiednio, ok. 50 000 i 82 600 ∙ ml–1 w stosunku do zwierząt kontrolnych i jałówek R5. Singh i wsp. (18) uważają, że zwiększona liczebność pierwotniaków w żwaczu może być wskaźnikiem zdrowia przeżuwaczy.
Mikroorganizmy te przy pH treści poniżej 5,6 giną, co może mieć miejsce podczas skarmiania dawek pokarmowych zawierających dużą ilość łatwostrawnych węglowodanów.
Uzyskanych wyników, dotyczących wpływu dodatku Ruchamax® na skład rodzajowy orzęsków żwaczowych, nie można odnieść do danych literaturowych, gdyż w dostępnym piśmiennictwie nie znaleziono takich badań.
W badaniach własnych wzrost liczebności orzęsków u jałówek otrzymujących przez 14 dni preparat ziołowy Ruchamax® był spowodowany istotnie zwiększoną ilością pierwotniaków z rodzaju Entodinium. Podawanie jałówkom dodatku ziołowego przez okres 5 dni spowodowało istotne zwiększenie liczebności orzęsków z rodzaju Ophryoscolex w porównaniu do zwierząt, które otrzymywały Ruchamax® przez 14 dni oraz do zwierząt kontrolnych (tab. 2). Ponadto wzbogacenie dawek pokarmowych ww. preparatem przez okres 5 i 14 dni obniżyło liczebność orzęsków z rodzaju Isotricha (6,6 i 4,7 × 104 ∙ ml–1) i Dasitricha (10,3 i 6,3 × 104 ∙ ml–1) w stosunku do zwierząt kontrolnych (10,8 i 12,2 × 104 ∙ ml–1) (tab. 2). Zastosowanie w żywieniu cieląt innego preparatu ziołowego – Rumizyme – zawierającego 14 ekstraktów ziołowych, z których 6 znajduje się w dodatku stosowanym w badaniach własnych, spowodowało również zmniejszenie liczebności orzęsków z rodzaju Isotricha i Dasitricha (8).
Być może preparaty ziołowe w swoim składzie zawierają substancje czynne, które mogą spowalniać rozwój orzęsków wchodzących w skład rodziny Isotrichidae. Odczyn płynu żwacza mieścił się w granicach 6,8-7,0 i pomimo tak małych różnic był istotnie mniejszy u jałówek, które przez 5 dni otrzymywały dodatek ziołowy w stosunku do zwierząt kontrolnych lub R14 (tab. 3). Obniżenie pH stwierdzono również u cieląt otrzymujących Ruchamax® w ilości 1 kg ∙ t–1 (10). Te niewielkie, ale istotne różnice w kwasowości treści żwacza mogą wynikać z większej produkcji kwasu mlekowego przez bakterie. Ulega on bowiem szybko dysocjacji, powodując obniżenie pH płynu. Inni autorzy w doświadczeniach na krowach nie stwierdzili istotnego wpływu ww. dodatku na zmiany odczynu pH treści żwacza (4, 15). Uważa się, że Ruchamax® ma małą zdolność buforującą, a zastosowana dawka 30 g ∙ d–1 jest zbyt mała, żeby skutecznie regulować odczyn treści żwacza. W badaniach własnych obserwowano zwiększone stężenie sumy LKT u jałówek, które otrzymywały preparat ziołowy przez 5 dni (tab. 3), co mogło również przyczynić się do zmniejszenia pH treści żwacza. Zwiększone stężenie sumy LKT stwierdzono także u młodych bawołów otrzymujących 15 g dodatku ziołowego, ale przez okres 21 dni (17). Szybkość przenikania LKT przez ściany żwacza do krwi zależy głównie od stopnia dysocjacji poszczególnych kwasów w płynie żwacza, bowiem tylko formy niezdysocjowane są wchłaniane ze żwacza do krwi (5). Mogło zatem dojść do nagromadzenia się większej ilości LKT w tej części przewodu pokarmowego. Ponadto jednym ze wskaźników intensywności powstawania, a następnie wchłaniania LKT jest wartość pH w żwaczu. Niski odczyn treści żwacza sprzyja intensywnej absorpcji LKT, natomiast w płynie o wysokim pH kwasy te wchłaniane są z mniejszą intensywnością (14). W badaniach własnych wykazano, że odczyn płynu żwaczowego mieścił się w granicach od lekko kwaśnego do obojętnego. Mogły zatem zaistnieć warunki sprzyjające nagromadzeniu się większej ilości lotnych kwasów tłuszczowych w przedżołądku. W przeprowadzonym doświadczeniu stwierdzono, że istotnie największe stężenie kwasu octowego i najmniejsza produkcja propionowego w żwaczu były u jałówek, które w dawce pokarmowej nie otrzymywały Ruchamaxu® (tab. 3). Zwiększona ilość kwasu octowego w żwaczu jest następstwem rozkładu przez bakterie celulolityczne węglowodanów strukturalnych. Ponadto fermentacji octanowej towarzyszy wzmożona metanogeneza, a metan uważny jest za antagonistę kwasu propionowego w tej części przewodu pokarmowego (2). Podawanie w dawce pokarmowej Ruchamaxu®, szczególnie przez okres 14 dni, mogło ograniczyć liczebność bakterii celulolitycznych, czego następstwem jest zmniejszenie ilości kwasu octowego i zwiększenie propionowego (tab. 3). Wzrost stężenia tego ostatniego jest zjawiskiem pożądanym, szczególnie u zwierząt wysokoprodukcyjnych, ponieważ jest on prekursorem glukozy w wątrobie, niezbędnej do zapewnienia właściwego przebiegu przemian energetycznych w organizmie.
Kwas propionowy wykorzystywany jest również do syntezy cukru mlekowego – laktozy. Podawanie przez 14 dni Ruchamaxu® spowodowało zwiększenie ilości izokwasów (izomasłowy, izowalerianowy) wraz z kwasem walerianowym w żwaczu w porównaniu do jałówek z grupy kontrolnej oraz R5 (tab. 3). Kwasy te powstają w wyniku deaminacji aminokwasów w żwaczu, izomasłowy z waliny, izowalerianowy z leucyny, a walerianowy z proliny. Prawdopodobnie ekstrakty ziołowe zawarte w podanym preparacie ziołowym mogą stymulować mikroorganizmy biorące udział w procesie deaminacji.
W badaniach własnych wykazano istotny wzrost stężenia amoniaku u jałówek otrzymujących przez 5 i 14 dni Ruchamax® w stosunku do zwierząt karmionych dawką kontrolną (odpowiednio, 12,3 i 10,4 vs 7,1 mg ∙ 100 ml–1) (tab. 3). Można wnioskować, że w grupach doświadczalnych (R5 i R14) amoniak był wykorzystywany w mniejszym stopniu przez mikroorganizmy żwacza do produkcji własnego białka niż w grupie kontrolnej. Świadczyć o tym może również większe stężenie mocznika w osoczu krwi jałówek, otrzymujących dawkę wzbogaconą w Ruchamax® (tab. 4). Jest to zjawisko niekorzystne u przeżuwaczy, ponieważ amoniak wchłonięty przez ściany żwacza do krwi dostaje się do wątroby, gdzie przekształcany jest cyklu mocznikowym w mocznik. Większa jego część wydalana jest z moczem, co jest niewątpliwą stratą dla organizmu. Niewielka część mocznika wraca jednak do żwacza wraz ze śliną lub przenika do przedżołądka bezpośrednio z krwi (recyrkulacja azotu), gdzie jest rozkładany ponownie do amoniaku. U młodych bawołów wzbogacenie dawek pokarmowych w ww. preparat spowodowało zwiększenie koncentracji amoniaku w żwaczu 6 godzin po karmieniu (17). Wyniki własne pozostają w sprzeczności z wynikami badań na mlecznych krowach, w których wykazano, że dodatek Ruchamaxu® zmniejsza stężenie amoniaku w żwaczu w stosunku do zwierząt kontrolnych (4). Mogło być to spowodowane różnicami w składzie dawki pokarmowej.
W przeprowadzonym doświadczeniu nie wykazano istotnego wpływu preparatu Ruchamax® na stężenie białka ogólnego w osoczu krwi jałówek (tab. 4). Jego ilość we wszystkich grupach żywieniowych była nieznacznie podwyższona w stosunku do wartości referencyjnych.
Stężenie mocznika w osoczu krwi było istotnie większe u zwierząt otrzymujących przez 5 i 14 dni dodatek ziołowy w stosunku do jałówek kontrolnych (4,3 i 4,6 vs 3,5 mmol ∙ L–1). Ilość mocznika we krwi jest wskaźnikiem funkcjonowania żwacza i wątroby. W grupach doświadczalnych (R5 i R14) koncentracja mocznika mieściła się w granicach norm fizjologicznych. Natomiast jego stężenie w osoczu krwi jałówek kontrolnych było nieco mniejsze w stosunku do wartości referencyjnych (tab. 4). Może to świadczyć o niedoborze białka w dawce pokarmowej lub efektywniejszym wykorzystaniu amoniaku (powstającego w wyniku mikrobiologicznego rozkładu białka paszowego w żwaczu) przez bakterie żwaczowe do produkcji własnego białka, w grupie kontrolnej.
Jałówki otrzymujące Ruchamax® przez 14 dni wykazywały istotnie większe stężenie cholesterolu całkowitego w osoczu krwi niż zwierzęta kontrolne lub karmione ww. dodatkiem przez okres 5 dni (tab. 4).
Wydaje się, że wzrost cholesterolu we krwi jałówek jest zjawiskiem pożądanym, ponieważ jest on prekursorem hormonów steroidowych, m.in. progesteronu, oraz bierze udział w syntezie witaminy D (9). Stężenie cholesterolu w osoczu krwi jest pozytywnie skorelowane z ilością i rodzajem podanych pasz. Zwiększona jego ilość może więc pośrednio wpływać na polepszenie zdrowia zwierząt, a w szczególności na poprawę wskaźników rozrodu.
Poziom aktywności aminotransferaz (AST i ALT) oraz fosfatazy alkalicznej (ALP) charakteryzuje stan funkcjonowania wątroby (13). W przeprowadzonym doświadczeniu nie wykazano wpływu preparatu ziołowego Ruchamax® na aktywność ALP w osoczu krwi (tab. 4). Aktywność tego enzymu mieściła się w granicach norm fizjologicznych. Podawanie 15 g ∙ d–1 wspomnianego dodatku przez okres 4 miesięcy nie miało istotnego wpływu na aktywność ALP w osoczu krwi jałówek (3). Wzbogacenie dawek pokarmowych preparatem Ruchamax® istotnie zmniejszyło aktywność aminotranferaz w osoczu krwi w stosunku do zwierząt kontrolnych. Może to sugerować, że ww. preparat wspomaga funkcje wątroby. W skład Ruchamaxu® wchodzą m.in. ekstrakty z ziół: Acorus calamus, Allium sativum, Piper nigrum, Trachyspermum ammi, Trigonella foenum graecum, Zingiber officinale, które stymulują trawienie, pobudzają apetyt i przeciwdziałają niestrawności. Korzystny wpływ substancji czynnych, zawartych we wspomnianym dodatku ziołowym, może zatem korzystnie wpływać na funkcjonowanie układu pokarmowego, w tym także wątroby. Aktywność AST w przypadku zwierząt kontrolnych była nieco wyższa w porównaniu do wartości referencyjnych.
Natomiast aktywność ALT była większa we wszystkich grupach żywieniowych w stosunku do norm fizjologicznych. Trzeba jednak zaznaczyć, że jałówki, które otrzymywały Ruchamax® wykazywały mniejszą aktywność ALT niż zwierzęta kontrolne (tab. 4). Podwyższona aktywność AST i ALT w osoczu krwi jałówek może świadczyć o nieprawidłowym funkcjonowaniu wątroby, a nawet trzustki. Winnicka (19) podaje, że takie złe objawy występują u krów, gdy wartości tych wskaźników są bliskie 200 U ∙ L–1. Uzyskane przez nas wyniki aktywności AST i ALT są zdecydowanie mniejsze (tab. 4).
Podsumowując można stwierdzić, że zastosowany w żywieniu jałówek preparat ziołowy Ruchamax® zwiększa ogólną liczebność orzęsków oraz pierwotniaków z rodzaju Entodinium w żwaczu. Powoduje wzrost stężenia sumy krótkołańcuchowych kwasów tłuszczowych oraz kwasu propionowego, co może mieć korzystny wpływ na bilans energetyczny u przeżuwaczy.