Вплив кобальту та вітаміну B12 на репродуктивну здатність жуйних тварин (огляд літератури)
Анотація
Провідну роль у функціонуванні статевої системи відіграє обмін мінеральних елементів та антиоксидантів. Недостатність окремих мінеральних елементів, а також порушення їх співвідношення в раціонах, призводить до зниження продуктивності та виникнення захворювань. Негативний вплив мікроелементозів викликає зниження статевої функції в обох статей тварин. Кобальт є одним з важливих елементів, що входить до клітинних структур рослинних і тваринних організмів. Він впливає на метаболічні реакції через вітамін В12, який відіграє важливу роль в синтезі нуклеїнових кислот, азотному, ліпідному і вуглеводному обмінах. Достатній рівень кобальту у поєднанні з вітамінами (А, D) та мікроелементами (Йод, Цинк) в раціоні жуйних сприяє покращенню рубцевого травлення, підвищує гемолітичні показники, також молочну продуктивність та якісні показники молока, безпосередньо впливає на живу масу новонароджених телят та скорочує сервіс-період. Мета роботи – проаналізувати дані літературних джерел щодо впливу Кобальту та вітаміну В12 на відтворення жуйних тварин та прояв репродуктивних патологій, що виникають за їх недостатності. Були поставлені наступні завдання: встановити особливості метаболізму Кобальту і вітаміну В12 в організмі жуйних та їх ролі у функціонуванні статевої системи самиць; провести аналіз даних щодо ролі гіпокобальтозу і дефіциту ціанокобаламіну у виникненні і перебігу репродуктивних патологій. Дефіцит Кобальту спричиняє різні порушення вагітності і може бути зумовлений різними видами стресу. Наприклад, зниження вмісту Кобальту в кормах під впливом тривалих сильних дощів, внаслідок чого відбувається й зменшення надходження вітаміну В12 в організм жуйних тварин, зумовлює збій у виношуванні плодів. Фізіологічні та метаболічні стреси, які відчувають молочні корови під час переходу до ранньої лактації, можуть сприяти окислювальному стресу, запаленню та імунній дисфункції. Використання глюкогептонату кобальту коровам протягом вагітності покращуватиме перебіг післяродового процесу, продуктивність корів і нейтрофільну функцію крові. Проблематика гіпофертильності корів за дефіциту Кобальту визначається його впливом на процес запліднення, ріст і розвиток молодняку, імунний статус, тощо. Так, у біогеохімічній провінції із підтвердженим дефіцитом Кобальту рівень заплідненості корів становив лише 30 %, при цьому спостерігали високий рівень смертності телят. Сучасними дослідженнями доведено, що це пов’язано з порушеннями ооцит-кумулюсного комплексу, відновлення якого стає можливим за застосування комплексних мікромінеральних добавок. Узагальнюючи результати досліджень зазначимо, що комбінований вплив вітаміну В12 та Кобальту має важливе значення у репродукції жуйних, а їх дефіцит призводить до виникнення патологій вагітності, затримки розвитку, зниженню імунного статусу телят та заплідненості самок. Натомість, фармакокорекція гіпокобальтозу та дефіциту ціанокобаламіну є перспективним напрямком досліджень.
Завантаження
Посилання
Akins, M. S., Bertics, S. J., Socha, M. T., & Shaver, R. D. (2013). Effects of cobalt supplementation and vitamin B12 injections on lactation performance and metabolism of Holstein dairy cows. Journal of Dairy Science, 96(3), 1755–1768. https://doi.org/10.3168/jds.2012-5979
Aslinia, F., Mazza, J. J., & Yale, S. H. (2006). Megaloblastic anemia and other causes of macrocytosis. Clinical Medicine & Research, 4(3), 236–241. https://doi.org/10.3121/cmr.4.3.236
Aurousseau, B., Gruffat, D., & Durand, D. (2006). Gestation linked radical oxygen species fluxes and vitamins and trace mineral deficiencies in the ruminant. Reproduction, Nutrition, Development, 46(6), 601–620. https://doi.org/10.1051/rnd:2006045
Bahrami-Yekdangi, M., Ghorbani, G. R., Sadeghi-Sefidmazgi, A., Mahnani, A., Drackley, J. K., & Ghaffari, M. H. (2022). Identification of cow-level risk factors and associations of selected blood macro-minerals at parturition with dystocia and stillbirth in Holstein dairy cows. Scientific Reports, 12(1), 5929. https://doi.org/10.1038/s41598-022-09928-w
Brewer, K., Maylin, G. A., Fenger, C. K., & Tobin, T. (2016). Cobalt use and regulation in horseracing: a review. Comparative Exercise Physiology, 12(1), 1-10. https://doi.org/10.3920/CEP140008
Brito, A., Chiquette, J., Stabler, S. P., Allen, R. H., & Girard, C. L. (2015). Supplementing lactating dairy cows with a vitamin B12 precursor, 5, 6-dimethylbenzimidazole, increases the apparent ruminal synthesis of vitamin B12. Animal, 9(1), 67-75. https://doi.org/10.1017/S1751731114002201
Clark, R. G., Wright, D. F., Millar, K. R., & Rowland, J. D. (1989). Reference curves to diagnose cobalt deficiency in sheep using liver and serum vitamin B12 levels. New Zealand Veterinary Journal, 37(1), 7–11. https://doi.org/10.1080/00480169.1989.35537
Dai, Z. J., Gao, J., Ma, X. B., Yan, K., Liu, X. X., Kang, H. F., Ji, Z. Z., Guan, H. T., & Wang, X. J. (2012). Up-regulation of hypoxia inducible factor-1α by cobalt chloride correlates with proliferation and apoptosis in PC-2 cells. Journal of Experimental & Clinical Cancer Research, 31(1), 28. https://doi.org/10.1186/1756-9966-31-28
Daniel, J. B., Brugger, D., van der Drift, S., van der Merwe, D., Kendall, N., Windisch, W., Doelman, J., & Martín-Tereso, J. (2023). Zinc, Copper, and Manganese Homeostasis and Potential Trace Metal Accumulation in Dairy Cows: Longitudinal Study from Late Lactation to Subsequent Mid-Lactation. The Journal of Nutrition, 153(4), 1008–1018. https://doi.org/10.1016/j.tjnut.2023.02.022
Danishpajooh, I. O., Gudi, T., Chen, Y., Kharitonov, V. G., Sharma, V. S., & Boss, G. R. (2001). Nitric oxide inhibits methionine synthase activity in vivo and disrupts carbon flow through the folate pathway. The Journal of Biological Chemistry, 276(29), 27296–27303. https://doi.org/10.1074/jbc.M104043200
Dantas, F. G., Reese, S. T., Filho, R. V. O., Carvalho, R. S., Franco, G. A., Abbott, C. R., Payton, R. R., Edwards, J. L., Russell, J. R., Smith, J. K., & Pohler, K. G. (2019). Effect of complexed trace minerals on cumulus-oocyte complex recovery and in vitro embryo production in beef cattle. Journal of Animal Science, 97(4), 1478–1490. https://doi.org/10.1093/jas/skz005
Diskin, M. G., & Kenny, D. A. (2016). Managing the reproductive performance of beef cows. Theriogenology, 86(1), 379–387. https://doi.org/10.1016/j.theriogenology.2016.04.052
Diyabalanage, S., Kalpage, M. D., Mohotti, D. G., Dissanayake, C. K. K., Fernando, R., Frew, R. D., & Chandrajith, R. (2021). Comprehensive Assessment of Essential and Potentially Toxic Trace Elements in Bovine Milk and Their Feeds in Different Agro-climatic Zones of Sri Lanka. Biological Trace Element Research, 199(4), 1377–1388. https://doi.org/10.1007/s12011-020-02242-4
Doletskyi, S. P. (2015). Teoretychne ta kliniko-eksperymentalne obgruntuvannia profilaktyky porushen mineralnoho obminu v koriv u bioheokhimichnykh zonakh Ukrainy. (Dys. d-ra vet. nauk). Natsionalnyi universytet bioresursiv i pryrodokorystuvannia Ukrainy, Kyiv. (in Ukrainian)
Duncan, W. R., Morrison, E. R., & Garton, G. A. (1981). Effects of cobalt deficiency in pregnant and post-parturient ewes and their lambs. The British Journal of Nutrition, 46(2), 337–344. https://doi.org/10.1079/bjn19810039
Duplessis, M., Gervais, R., Lapierre, H., & Girard, C. L. (2022). Combined biotin, folic acid, and vitamin B12 supplementation given during the transition period to dairy cows: Part II. Effects on energy balance and fatty acid composition of colostrum and milk. Journal of Dairy Science, 105(8), 7097–7110. https://doi.org/10.3168/jds.2021-21678
Duplessis, M., Girard, C. L., Santschi, D. E., Laforest, J. P., Durocher, J., & Pellerin, D. (2014). Effects of folic acid and vitamin B12 supplementation on culling rate, diseases, and reproduction in commercial dairy herds. Journal of Dairy Science, 97(4), 2346–2354. https://doi.org/10.3168/jds.2013-7369
Durkalec, M., Nawrocka, A., Krzysiak, M., Larska, M., Kmiecik, M., & Posyniak, A. (2018). Trace elements in the liver of captive and free-ranging European bison (Bison bonasus L.). Chemosphere, 193, 454–463. https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2017.11.050
Ferreira, G. M., Annandale, C. H., Smuts, M. P., & Holm, D. E. (2022). The potential effects and interactions of oxidative stress and trace minerals on fresh and frozen semen in bulls – a review. Journal of the South African Veterinary Association, 93(2), 70–75. https://doi.org/10.36303/JSAVA.02
Fisher G. E. (1991). Effect of cobalt deficiency in the pregnant ewe on reproductive performance and lamb viability. Research in Veterinary Science, 50(3), 319–327. https://doi.org/10.1016/0034-5288(91)90132-8
Girard, C. L., Lapierre, H., Desrochers, A., Benchaar, C., Matte, J. J., & Rémond, D. (2001). Net flux of folates and vitamin B12 through the gastrointestinal tract and the liver of lactating dairy cows. The British Journal of Nutrition, 86(6), 707–715. https://doi.org/10.1079/bjn2001472
Girard, C. L., Santschi, D. E., Stabler, S. P., & Allen, R. H. (2009). Apparent ruminal synthesis and intestinal disappearance of vitamin B12 and its analogs in dairy cows. Journal of Dairy Science, 92(9), 4524-4529. https://doi.org/10.3168/jds.2009-2049
González-Montaña, J. R., Escalera-Valente, F., Alonso, A. J., Lomillos, J. M., Robles, R., & Alonso, M. E. (2020). Relationship between Vitamin B12 and Cobalt Metabolism in Domestic Ruminant: An Update. Animals, 10(10), 1855. https://doi.org/10.3390/ani10101855
Hackbart, K. S., Ferreira, R. M., Dietsche, A. A., Socha, M. T., Shaver, R. D., Wiltbank, M. C., & Fricke, P. M. (2010). Effect of dietary organic zinc, manganese, copper, and cobalt supplementation on milk production, follicular growth, embryo quality, and tissue mineral concentrations in dairy cows. Journal of Animal Science, 88(12), 3856–3870. https://doi.org/10.2527/jas.2010-3055
Herdt, T. H., & Hoff, B. (2011). The use of blood analysis to evaluate trace mineral status in ruminant livestock. Veterinary Clinics: Food Animal Practice, 27(2), 255-283. https://doi.org/10.1016/j.cvfa.2011.02.004
Hubner, A. M., Canisso, I. F., Peixoto, P. M., Coelho, W. M., Jr, Ribeiro, L., Aldridge, B. M., & Lima, F. S. (2022). A randomized controlled trial examining the effects of treatment with propylene glycol and injectable cyanocobalamin on naturally occurring disease, milk production, and reproductive outcomes of dairy cows diagnosed with concurrent hyperketonemia and hypoglycemia. Journal of Dairy Science, 105(11), 9070–9083. https://doi.org/10.3168/jds.2021-21328
Joshi, R., Adhikari, S., Patro, B. S., Chattopadhyay, S., & Mukherjee, T. (2001). Free radical scavenging behavior of folic acid: evidence for possible antioxidant activity. Free Radical Biology & Medicine, 30(12), 1390–1399. https://doi.org/10.1016/s0891-5849(01)00543-3
Kazama, K., Sugita, K., & Onda, K. (2023). Trace element concentrations in blood samples from dairy cows with uterine torsion and their neonatal calves. Veterinary World, 16(12), 2533–2537. https://doi.org/10.14202/vetworld.2023.2533-2537
Keen, C. L., Uriu-Hare, J. Y., Hawk, S. N., Jankowski, M. A., Daston, G. P., Kwik-Uribe, C. L., & Rucker, R. B. (1998). Effect of copper deficiency on prenatal development and pregnancy outcome. The American Journal of Clinical Nutrition, 67(5), 1003–1011. https://doi.org/10.1093/ajcn/67.5.1003S
Kincaid, R. L., Lefebvre, L. E., Cronrath, J. D., Socha, M. T., & Johnson, A. B. (2003). Effect of dietary cobalt supplementation on cobalt metabolism and performance of dairy cattle. Journal of Dairy Science, 86(4), 1405–1414. https://doi.org/10.3168/jds.S0022-0302(03)73724-2
Klaus-Halla, D., Mair, B., Sauter-Louis, C., & Zerbe, H. (2018). Uterine torsion in cattle: Treatment, risk of injury for the cow and prognosis for the calf. Tierarztliche Praxis. Ausgabe G, Grosstiere/Nutztiere, 46(3), 143–149. https://doi.org/10.15653/TPG-170680
Koshevoy, V. I., Naumenko, S. V., Klochkov, V. K., & Yefimova, S. L. (2021). The use of gadolinium orthovanadate nanoparticles for the correction of reproductive ability in boars under oxidative stress. Ukrainian Journal of Veterinary Sciences, 12(2), 74–82. https://doi.org/10.31548/ujvs.2021.02.008
Lean, I. J., & Golder, H. M. (2023). Pasture Minerals for Dairy Cattle. The Veterinary clinics of North America. Food Animal Practice, 39(3), 439–458. https://doi.org/10.1016/j.cvfa.2023.05.003
Lippi, G., Franchini, M., & Guidi, G. C. (2005). Cobalt chloride administration in athletes: a new perspective in blood doping? British Journal of Sports Medicine, 39(11), 872–873. https://doi.org/10.1136/bjsm.2005.019232
López-Alonso, M., & Miranda, M. (2020). Copper Supplementation, A Challenge in Cattle. Animals, 10(10), 1890. https://doi.org/10.3390/ani10101890
Lucock, M.D., Yates, Z., Glanville, T., Leeming, R.J., Simpson, N.A., & Daskalakis, I. (2003). A critical role for B-vitamin nutrition in human developmental and evolutionary biology. Nutrition Research, 23, 1463-1475. https://doi.org/10.1016/S0271-5317(03)00156-8
Marques, R. S., Cooke, R. F., Rodrigues, M. C., Cappellozza, B. I., Mills, R. R., Larson, C. K., Moriel, P., & Bohnert, D. W. (2016). Effects of organic or inorganic cobalt, copper, manganese, and zinc supplementation to late-gestating beef cows on productive and physiological responses of the offspring. Journal of Animal Science, 94(3), 1215–1226. https://doi.org/10.2527/jas.2015-0036
Musewe, V. O., & Gombe, S. (1980). Plasma vitamin B12 and reproductive performance of cows on cobalt-deficient pastures in the Rift Valley of Kenya. International Journal for Vitamin and Nutrition Research, 50(3), 272–282.
Mustapha, A. R., Ghosh, S. K., Prasad, J. K., Peter, I. D., Iliyasu, D., Alkali, I. M., ... & Bamanga, M. U. (2020). Management of Dystocia Due to Uterine Torsion in a Murah Buffalo Using Schafer’s Technique. Sahel Journal of Veterinary Sciences, 17(2), 45-48.
Osorio, J. S., Trevisi, E., Li, C., Drackley, J. K., Socha, M. T., & Loor, J. J. (2016). Supplementing Zn, Mn, and Cu from amino acid complexes and Co from cobalt glucoheptonate during the peripartal period benefits postpartal cow performance and blood neutrophil function. Journal of Dairy Science, 99(3), 1868–1883. https://doi.org/10.3168/jds.2015-10040
Quirk, M.F., & Norton, B.W. (1987). The relationship between the cobalt nutrition of ewes and the vitamin B12 status of ewes and their lambs. Crop & Pasture Science, 38, 1071-1082.
Rizzo, G., & Laganà, A. S. (2020). A review of vitamin B12. Molecular nutrition, 105-129. https://doi.org/10.1016/B978-0-12-811907-5.00005-1
Semenza G. L. (2007). Life with oxygen. Science, 318(5847), 62–64. https://doi.org/10.1126/science.1147949
Sharma, V. S., Pilz, R. B., Boss, G. R., & Magde, D. (2003). Reactions of nitric oxide with vitamin B12 and its precursor, cobinamide. Biochemistry, 42(29), 8900–8908. https://doi.org/10.1021/bi034469t
Sickinger, M., Roth, J., Failing, K., & Wehrend, A. (2018). Serum neuropeptide concentrations in cows with intrapartum uterine torsion. Animal Reproduction Science, 196, 193–196. https://doi.org/10.1016/j.anireprosci.2018.08.007
Skliarov, P., Fedorenko, S., Naumenko, S., Onyshchenko, O., Pasternak, A., Roman, L., … & Bobrytska, O. (2021). Reviewing effective factors of alimentary deficiency in animals reproductive functions. World’s Veterinary Journal, 11(2), 157-169. doi: 10.54203/scil.2021.wvj21. https://doi.org/10.54203/scil.2021.wvj21
Skliarov, P., Fedorenko, S., Naumenko, S., Stefanyk, V., Kostyshyn, J., Stadnytska, O., … & Bezaltychna, O. (2023). Alimentarna neplidnist koriv ta telyts [Alimentary infertility of cows and heifers]. Dnipro: Zhurfond (in Ukrainian).
Smith, A. D., Warren, M. J., & Refsum, H. (2018). Vitamin B12. Advances in Food and Nutrition Research, 83, 215–279. https://doi.org/10.1016/bs.afnr.2017.11.005
Smith, K. L., Harrison, J. H., Hancock, D. D., Todhunter, D. A., & Conrad, H. R. (1984). Effect of vitamin E and selenium supplementation on incidence of clinical mastitis and duration of clinical symptoms. Journal of Dairy Science, 67(6), 1293–1300. https://doi.org/10.3168/jds.S0022-0302(84)81436-8
Soares, P. C., Carvalho, C. C. D., da Cunha Mergulhão, F. C., da Silva, T. G. P., de Araújo Gonçalves, D. N., de Oliveira Filho, E. F., de Mendonça, C. L., & Afonso, J. A. B. (2022). Serum concentrations of folic acid and cobalamin and energy metabolism of ewes as a function of the energy density of the diet, peripartum period, and pregnancy toxemia. Tropical Animal Health and Production, 55(1), 10. https://doi.org/10.1007/s11250-022-03423-0
Spears, J. W., & Weiss, W. P. (2008). Role of antioxidants and trace elements in health and immunity of transition dairy cows. Veterinary Journal, 176(1), 70–76. https://doi.org/10.1016/j.tvjl.2007.12.015
Stangl, G. I., Schwarz, F. J., Müller, H., & Kirchgessner, M. (2000). Evaluation of the cobalt requirement of beef cattle based on vitamin B12, folate, homocysteine and methylmalonic acid. The British Journal of Nutrition, 84(5), 645–653. https://doi.org/10.1017/s0007114500001987
Stemme, K., Lebzien, P., Flachowsky, G., & Scholz, H. (2008). The influence of an increased cobalt supply on ruminal parameters and microbial vitamin B12 synthesis in the rumen of dairy cows. Archives of Animal Nutrition, 62(3), 207–218. https://doi.org/10.1080/17450390802027460
Stemme, K., Meyer, U., Flachowsky, G., & Scholz, H. (2006). The influence of an increased cobalt supply to dairy cows on the vitamin B12 status of their calves. Journal of Animal Physiology and Animal Nutrition, 90(3‐4), 173-176. https://doi.org/10.1111/j.1439-0396.2005.00584.x
Ulvund, M. J., & Pestalozzi, M. (1990). Ovine white-liver disease (OWLD). Botanical and chemical composition of pasture grass. Acta Veterinaria Scandinavica, 31(3), 257–265. https://doi.org/10.1186/BF03547538
Weerathilake, W. A. D. V., Brassington, A. H., Williams, S. J., Kwong, W. Y., Sinclair, L. A., & Sinclair, K. D. (2019). Added dietary cobalt or vitamin B12, or injecting vitamin B12 does not improve performance or indicators of ketosis in pre- and post-partum Holstein-Friesian dairy cows. Animal, 13(4), 750–759. https://doi.org/10.1017/S175173111800232X
White P. J. (2016). Could a trace mineral deficiency be associated with congenital chondrodystrophy of unknown origin (CCUO) in beef cattle in Australia?. Journal of Animal Physiology and Animal Nutrition, 100(1), 27–32. https://doi.org/10.1111/jpn.12335
Yuan, Y., Hilliard, G., Ferguson, T., & Millhorn, D. E. (2003). Cobalt inhibits the interaction between hypoxia-inducible factor-alpha and von Hippel-Lindau protein by direct binding to hypoxia-inducible factor-alpha. The Journal of Biological Chemistry, 278(18), 15911–15916. https://doi.org/10.1074/jbc.M300463200
Переглядів анотації: 1 Завантажень PDF: 1
