Betydelsen av utfodringsrutinen av råmjölk för utveckling av bakteriefloran i magtarmkanalen och andningsvägarna hos nyfödda kalvar.

The basis for sustainable dairy production is set in the newborn heifer calf. Earlier research has demonstrated that weight gain and health during early life influence the adult calf's production capacity, partly an effect of nutrition. Probably the microbiota in the gastrointestinal tract (GIT) also is of importance for the growth and health of the calf. It has been indicated that the microbiota in the GIT influence the immunlogical status and the microbiota in the respiratory tract in the newborn calf. In this project we will study if the colostrum feeding routine (bottle feeding, calf suckling or feeding by an esophageal tube) influence the development of the microbiota in the GIT and respiratory tract. New methodology makes these studies possible. The hypothesis is that the microbial interaction in the GIT and respiratory tract is significant for the calf's future capacity for sustainable production as well as the routine of colostrum feeding for the development of the microbiota.

Grunden för uthållig mjölkproduktion läggs redan då kvigkalven är nyfödd. Tidigare resultat har visat att tillväxt och hälsa under kalvens tidiga ålder påverkar kalvens framtida produktionsförmåga, vilket delvis beror på näringsförsörjningen. Det kan dock inte det vara hela sanningen. Troligen har bakteriefloran i magtarmkanalen (MTK) betydelse för kalvens hälsa och tillväxt. Indikationer finns att bakteriefloran i MTK kan påverka kalvens immunstatus samt bakterieflora och immunstatus i andningsvägarna. I detta projekt avser vi att undersöka hur utfodringsrutinen av råmjölk (utfodring via nappflaska, kalven får dia eller kalven sondmatas) påverkar utvecklingen av bakteriefloran i MTK och andningsvägar. Ny metodik möjliggör dessa studier. Hypotesen är att den mikrobiella interaktionen i MTK och andningsvägar spelar en viktig roll för kalvens framtida förmåga till uthållig produktion och att utfodringsrutinen av råmjölk kan ha en avgörande betydelse för utvecklingen av bakteriefloran.

Projektets syfte var att undersöka etableringen av mikrober hos unga kalvar och särskilt påverkan av utfodringsmetoden. Råmjölk gavs till 25 tjur- och 22 kvigkalvar med strupsond eller flaska. Hälften av de flaskutfodrade kalvarna fick dia modern. Den mikrobiella sammansättningen i tarminnehåll och tarmslemhinna från olika delar av mag-tarmkanalen hos 2 och 7 dagar gamla tjurkalvar, träck från 2, 7, 14, 28, 56 och 90 dagar gamla kvigkalvar samt mjölk analyserades med gensekvensering. Innehåll av metaboliter i prover från tarmarna analyserades med NMR-spektroskopi. Redan vid två dagars ålder fanns skillnader i mikrobpopulationen utmed mag-tarmkanalen med stora skillnader mellan de bakre och främre delarna. De metaboliska profilerna skilde sig också mellan olika tarmsegment. Den mikrobiella sammansättningen skiljde sig mellan slemhinna och tarminnehåll. Utfodringsmetod eller mjölkens bakteriesammansättning hade ingen större inverkan på mikrobernas etablering i mag-tarmkanalen.

Mikroberna i mag-tarmkanalen är viktiga för tarmens funktion men också för immunförsvaret och därmed värddjurets hälsa och välbefinnande. Mag-tarmbakterier etablerar sig tidigt i kalvens liv i samband med att den får i sig råmjölk. Vilka bakterier som finns i mjölken har sannolikt betydelse för hur populationen av bakterier i tarmarna utvecklas. Sättet att utfodra kan också ha betydelse eftersom det kan påverka var i mag-tarmkanalen mjölken hamnar. På senare år har en del besättningar börjat utfodra samtliga kalvar med strupsond för att på ett effektivt sätt se till att de får i sig rätt mängd råmjölk i rätt tid. Att ge mjölk med sond är annars en metod som används till svaga kalvar som inte kan dricka själva. Det har rests frågetecken kring om det är etiskt försvarbart att utfodra även friska kalvar med sond. Sondmatning innebär att mjölken först hamnar i vommen istället för i löpmagen, som den gör vid utfodring med napp eller när kalven diar. När kalven suger sluts den så kallade struprännan, ett hudveck i nätmagen, vilket innebär att mjölken rinner från matstrupen och direkt ut i löpmagen men vid sondutfodring sluts inte struprännan. Syftet med det här projektet var att utforska hur mikrobpopulationen utvecklas i kalvens magar och tarmar samt hur populationen påverkas av utfodringssättet.
Prover samlades från tarminnehåll och skrap från tarmslemhinnan hos kalvar som var två respektive sju dagar gamla. Prover togs i vommen, löpmagen, tolvfingertarmen, tunntarmen, blindtarmen och nedre tjocktarmen samt i träcken. Träckprover togs även från kvigkalvar som var 2, 7, 14, 28, 56 (vid avvänjning) och 90 dagar gamla. Sammansättningen av bakterier i proverna analyserades med modern genteknik. Dessutom analyserades proverna på innehåll av olika metaboliter, det vill säga nedbrytningsprodukter från processer i kroppen och tarmarna.
Analyserna visade att bakteriepopulationen i de olika tarmsegmenten skilde sig åt. Det var stora skillnader mellan populationen i början (magarna) och i slutet (blindtarm och tjocktarm) av mag-tarmkanalen. När kalvarna blev äldre ökade skillnaderna. Det var också skillnader mellan vilka bakterier som fanns i tarminnehållet och vilka som fanns i tarmslemhinnan. Vissa bakterier fäster vid tarmslemhinnan och kan påverka tarmens funktion och motståndskraft mot sjukdomar. Lactobaciller, som anses vara bra för tarmhälsan, fanns främst i tarminnehållet medan E. coli bakterier, som kan vara sjukdomsframkallande och icke sjukdomsframkallande, i huvudsak påträffades i slemhinnan.
Vi kunde konstatera att mikrobpopulationen i mag-tarmkanalen hos unga kalvar genomgår en betydande förändring över tid att populationen utvecklas fram till tre månaders ålder. I början av kalvens liv dominerar så kallade fakultativt anaeroba bakterier, som kan leva både i syrefri och syrehaltig miljö, och efterhand tar anaeroba bakterier, som endast lever i syrefria miljöer, över.
Sättet att utfodra råmjölk, sondmatning jämfört med flaskmatning, hade ingen inverkan på bakteriesammansättning. Däremot kunde vi se att de kalvar som diat modern under första dygnet hade lägre andel laktobaciller i löpmagen jämfört med övriga kalvar. Det är svårt att veta vad det beror på men en anledning skulle kunna vara att de kalvar som diade fick i sig mindre mängd råmjölk än övriga kalvar. Det borde missgynna lactobacillerna som utnyttjar mjölksockret som näringskälla. Vi kunde inte se något samband mellan mikrobsammansättningen i mjölken och i mage eller tarm, vilket var lite förvånande.
Det vi lärt av det här projektet är att tarmbakteriernas sammansättning utvecklas under kalvens första levnadsmånader och att den skiljer sig mellan olika delar av tarmarna. Vad som styr utvecklingen och hur den påverkar kalven vill vi gärna studera vidare eftersom det förmodligen är viktigt för kalvens hälsa och tillväxt.