Epigenetika preučuje, kako lahko okolje v maternici spremeni izražanje genov, ne da bi se sami geni spremenili. Metilacija DNK je najbolj raziskan mehanizem epigenetike in vključuje dodajanje metilne skupine molekuli DNK. Metilacija DNK uravnava izražanje genov tako, da nekatere gene učinkovito vklaplja in izklaplja. Eden od pogojev za metilacijo DNK je razpoložljivost molekul, imenovanih donorji metilnih skupin, kot je holin. Holin je učinkovit donor metilnih skupin, saj ima tri metilne skupine v primerjavi z večino drugih, ki imajo le eno.
Epigenetske spremembe do katerih pride med brejostjo, lahko spremenijo fenotip teleta po rojstvu. Če mati nima na voljo dovolj donorjev metilnih skupin, lahko povečana potreba po holinu med brejostjo in laktacijo predstavlja nevarnost za razvijajoči se plod, kar negativno vpliva na epigenetsko izražanje genov pri teletu. Obstajajo številni dokazi, da lahko pomanjkanje holina med brejostjo negativno vpliva na razvoj posteljice, rast ploda, kognitivne funkcije in imunski sistem telet (Jiang et al. 2014).
Potreba po holinu pri brejih kravah molznicah ostaja neznana, čeprav obstajajo številni dokazi, da ga je potrebno dodajati pravzaprav vsaki kravi. Izvedenih je bilo več poskusov, da bi dodatno ugotovili vpliv dodajanja holina brejim kravam molznicam na proizvodnost telet. Splošni cilj treh študij povzetih v nadaljevanju je bil raziskati učinek dodajanja holina ReaShure® z natančnim sproščanjem holina kravam v pozni brejosti na rast in zdravje telet.
REZULTATI ŠTUDIJ
Balchem proizvaja dve različici svojega izdelka, ki vsebujeta pred vampom zaščiten holin. ReaShure in bolj koncentrirano obliko, imenovano ReaShure-XC. Oba sta zasnovana tako, da pri krmljenju s priporočenimi količinami (ReaShure = 60 g/dan, ReaShure-XC = 30 g/dan) zagotavljata približno 13 g holinskih ionov na dan. V naslednjih raziskavah je bil uporabljen eden ali oba izdelka.
Študija Zenobija in sodelavcev (2018a)
Teleta, ki so bila v zadnjih treh tednih brejosti v maternici izpostavljena bogatejšemu okolju s holinom, so bila ob rojstvu lažja (40,4 kg proti 38,3 kg), vendar so do 350 dni starosti tehtala več (335 kg proti 321 kg), kar je posledica večjega povprečnega dnevnega prirasta od rojstva do 350 dni starosti (0,80 kg/dan proti 0,85 kg/dan) pri telicah, rojenih materam, ki so bile krmljene z ReaShure.
Študija Zenobija in sodelavcev (2022)
Pri teletih, ki so prejemala kolostrum mater, ki so bile krmljene z ReaShure, se je učinkovitost absorpcije IgG povečala za 19,1 % v primerjavi s teleti, krmljenimi s kolostrumom mater v kontrolni skupini (27,4 proti 23,0 %).
Pojavnost povišane telesne temperature v prvih 21 dneh starosti je bila manjša (P < 0,10; slika 1) pri teličkah, rojenih materam, ki so bile krmljene z ReaShure, v primerjavi s teličkami rojenih materam v kontrolni skupini (31 % proti 58 %). Novorojene teličke mater, krmljenih z ReaShure so imele povečan (P < 0,10; slika 2) hematokrit in koncentracijo eritrocitov, levkocitov, nevtrofilcev in limfocitov v krvi v primerjavi z novorojenimi teličkami mater v kontrolni skupini.
V primerjavi s teličkami v kontrolni skupini so teličke mater, ki so bile krmljene z ReaShure, v prvih 21 dneh starosti zaužile več mlečnega nadomestka (704 g/dan v primerjavi s 748 g/dan, slika 3) in štarterja (40,4 g/dan v primerjavi s 53,6 g/dan).
Od rojstva do 28. dne starosti so imela novorojena teleta mater, ki so bila krmljene z ReaShure, večji povprečni dnevni prirast v primerjavi z novorojenimi teleti v kontrolni skupini (P = 0,06; 0,76 kg proti 0,64 kg/dan).
Če seštejemo ženska in moška teleta (n = 111) se je stopnja umrljivosti v prvih 24 dneh zmanjšala, če so bila teleta pred telitvijo izpostavljena holinskim molekulam in krmljena s kolostrumom od mater, ki so prejemale dodatek ReaShure. Stopnja umrljivosti je bila najvišja pri teletih, rojenih materam v kontrolni skupini, ki so prejemale kolostrum iz iste skupine (30 %), srednja pri teletih, ki so bila izpostavljena biomolekulam holina v maternici (18 %) ali s kolostrumom (16 %) in najnižja (0 %) pri teletih, izpostavljenih holinu v maternici in s kolostrumom.
Študija Holdorfa in sodelavcev (2023)
Pri teletih prvesnic črno-bele pasme se je z večanjem odmerka ReaShure-XC linearno povečal povprečni dnevni prirast in konverzija krme v prvih 14 dneh življenja. Vsi izdelki (ReaShure in ReaShure-XC) so povišali glukozo v krvi pri teletih prvesnic črno-bele pasme. Pri sedmih dneh starosti se je pri teletih prvesnic krmljenih s katerimkoli izdelkom s pred vampom zaščitenim holinom zmanjšal protein, ki veže lipopolisaharid (LBP) v krvi. Pri moških teletih križanih med črno-belo in angus pasmo je visok odmerek ReaShure-XC povečal povprečni dnevni prirast po dveh tednih življenja (P = 0,02) in tudi zmanjšal (P = 0,03) sečninski dušik v krvi v celotnem poskusnem obdobju. Ne glede na vir pred vampom zaščitenega holina pa je povečanje materinega vnosa holinskih ionov linearno povečal povprečni dnevni prirast po dveh tednih starosti pri moških teletih križanih med črno-belo in angus pasmo in kvadratno povečalo učinkovitost krme pri moških in ženskih teletih križanih med črno-belo in angus pasmo. Poleg tega so vsa dodajanja holina povečala delež metilirane DNK pri moških, ne pa tudi pri ženskih teletih križanih med črno-belo in angus pasmo.
POVZETEK
Zanimivo je razjasniti mehanizme, s katerimi je dodajanje holina pred rojstvom povzročilo te pozitivne učinke na potomce. Ena od možnosti je, da se je pri telicah rojenih materam, ki so bile krmljene z ReaShure, posredno zaradi izpostavljenosti holinu v maternici optimiziral razvoj različnih organov kot so prebavila, pljuča ali celo imunski sistem. Druga možnost je, da holin neposredno vpliva na razvijajoči plod, saj spreminja epigenom. Pomanjkanje donorjev metilnih skupin je bilo poskusno povzročeno pred in po rojstvu pri številnih živalskih vrstah, pri čemer je bilo ugotovljeno zmanjšano število rdečih in belih krvnih celic. Manjše koncentracije belih in rdečih krvničk podpirajo hipotezo, da nezadostna oskrba s holinom v maternici vpliva na širok segment imunskega sistema. Ta negativni učinek, ki ima dolgoročne negativne posledice, se ne popravi le z dodajanjem holina s kolostrumom po rojstvu. Prav tako se je izkazalo, da dodajanje holina materam vpliva na večje število prenašalcev hranil v placenti in na presnovo hranil v pozni brejosti, s čimer vpliva na oskrbo ploda s hranili. Ti dokazi skupaj podpirajo koncept, da ima holin ključno vlogo na prihodnost potomcev. Zanimivo je, da novi rezultati potrjujejo, da je ta pojav opazen pri vseh vrstah.
Holin je ključna molekula, katere razpoložljivost določa rezultate epigenetske modulacije izražanja genov. Optimizacija uspešnosti potomcev s krmljenjem ReaShure v zadnjih treh tednih brejosti, lahko privede do izboljšanja dolgoročne rasti in zdravja potomcev. Zato je dodajanje ReaShure kravam molznicam v prehodnem obdobju lahko dobra naložba za vašo prihodnost.
REFERENCE:
Hoffbrand, A. V. 1978. Page 55 in Handbook Series in Nutrition and Food, Section E: Nutritional Disorders, Vol. 2. M. Rechcigl, ed. CRC Press.
Holdorf, H.T., W. E. Brown, G. J. Combs, S. J. Henisz, S. J. Kendall 2023 J. Caputo, K. E. Ruh, and H. M. White. 2023. Increasing the prepartum dose of rumen-protected choline: Effects of maternal choline supplementation on growth, feed efficiency, and metabolism in Holstein and Holstein x Angus calves. J. Dairy Sci. 106:6005-6027.
Jiang, X., A. A. West, and M. A. Caudill. 2014. Maternal choline supplementation: A nutritional approach for improving offspring health. Trends Endocrinol. Metab. 25:263-273.
Kumar, M. and A. E. Axelrod. 1978. Cellular antibody synthesis inthiamin, riboflavin, biotin and folic acid-deficient rats. Exp. Biol.Med. (Maywood) 157:421-423.
Kwan, S. T., J. H. King, J. Yan, Z. Wang, X. Jiang, J. S. Hutzler, H. R.Klein, J. T. Brenna, M. S. Roberson, and M. A. Caudill. 2017. Maternal choline supplementation modulates placental nutrient transport and metabolism in late gestation of mouse pregnancy. Nutr. 147:2083-2092.
Santos, J.E.P., U. Usman. 2023. Choline: A required nutrient for transition dairy cows. Feedstuffs. June 2023, page 17.
Zenobi, M. G., R. Gardinal, J. E. Zuniga, A. L. G. Dias, C. D. Nelson, P. Driver, B. A. Barton, J. E. P. Santos, and C. R. Staples. 2018a. Effects of supplementation with ruminally protected choline on performance of multiparous Holstein cows did not depend upon
prepartum caloric intake. J. Dairy Sci. 101:1088-1110.
Zenobi, M.G., J.M. Bollatti, A.M. Lopez, B.A. Barton, C.L. Hixson, F.P. Maunsell, W.W. Thatcher, K. Miller-Cushon, J.E.P. Santos, C.R. Staples, and C.D. Nelson. 2022. Effects of maternal choline supplementation on performance and immunity of progeny from birth to weaning. J. Dairy Sci. 105:9896-9916