Po vápníků (Ca) a fosforu (P) je hořčík (Mg) nejvýznamější makroprvek. Obsahy Mg v tělesných tkáních jsou z velké části ovlivněny vápníkem (Ca). Normální poměr Ca : Mg v kostní tkáni je 55:1. V kostech je přibližný obsah Mg 2g / kg. Měkké tkáně - svalová tkáň obsahují malá množství Mg. Ve svalech skotu je obsah 190 mg/kg, nervová tkáň obsahuje v průměru 100 mg/kg. Z celkového množství Mg v organismu zvířat se 70 % nachází v kostře, u Ca je to 99 % a P 75 - 80 % . V krvi se Mg vyskytuje ve dvou formách a to sice jako ionizovaný a jako vázaný s bílkovinami (většinou albuminy) ve stálém poměru a v dynamické rovnováze 65:35 % z celkového obsahu Mg. Koncentrace Mg v plazmě zvířat se pohybuje v rozmezí 18 až 32 mg v jednom litru.
Tyto hodnoty jsou v přímé korelaci s obsahem Mg v krmné dávce.
Rada pro zemědělský výzkum (Agricultural Research Council - ARC, 1980) schválila faktoriální metodu pro odhad potřeby hořčíku u přežvýkavců. U čisté potřeby jsou prováděny příslušné dodatky zohledňující endogenní ztráty (E, 3 mg/kg živé hmotnosti), růst (growth - G) březost (pregnancy - P) a laktaci (L). Požadavky na hořčík v krmné dávce se vypočítají podle vztahu: E + G + P + L
A,
kde A je koeficient absorpce. Absorpce je definována ARC jako množství hořčíku v krmné dávce, které vstupuje do organismu ze střev. Zdánlivá absorpce je toto množství snížené o čistou endogenní sekreci do střev. Koeficient absorpce (nebo zdánlivé absorpce) je množství absorbované (nebo zdánlivě absorbované) vydělené množstvím zkonzumovaným. Stanovení koeficientu absorpce (využitelnosti) je největším problémem při vyhodnocování požadavků na obsah dané složky v krmné dávce. ARC (1980) navrhla přijetí průměrné hodnoty 0,294 za koeficient absorpce. Uznala však, že publikované údaje obsahují velmi různorodé hodnoty (odchylka + 0,135), proto navrhla, aby byl pro přepočítávání potřeby hořčíku na praktickou dávku v krmivu použitý koeficient absorpce redukován na 0,17. Při hodnocení sloučenin hořčíku z hlediska jejich použití jako krmných doplňků je obvyklou praxí vyhodnotit množství dané sloučeniny, které se objeví ve výkalech a v moči, nebo je zadrženo v organismu zvířete, porovnat je s množstvím Mg ve výkalech, v moči a zadrženým v organismu při podávání pouze základní krmné dávky. Obvykle je používán termín využitelnost. Je definován jako procento přijatého doplňku, které se nevyloučilo ve výkalech, tj. bylo přítomno v moči nebo zadrženo v organismu. Tato hodnota odpovídá koeficientu zdánlivé absorpce a je považována za dostačující pro srovnávací účely. V praxi to znamená nutnost stanovení obsahu hořčíku ve výkalech při základní krmné dávce (např. seno) a při stejné krmné dávce obohacené hořčíkem. Množství dodané doplňkem hořčíku by mělo být poměrně velké v porovnání s množstvím Mg v základní krmné dávce.
Koncentrace Mg v sušině krmných dávek u krav (2,6 až 6 g Mg/kg sušiny KD) pravděpodobně velmi málo ovlivňuje příjem sušiny. Graf 1 ukazuje trendu, kdy zvýšení příjmu Mg se příznivě projevuje na produkci mléka.
Potřeba hořčíku
Hodnoty potřeb pro skot jsou uváděny v gramech/kg přijaté sušiny. Orientační hodnoty se pohybují od 1,5 do 3,5 g .
V zimních typech krmných dávek skotu je obvykle více hořčíku než v letních typech dávek. V průměru je to 3 g/kg sušiny, což v podstatě pokrývá jeho potřebu. Relativně značné množství Mg je u krav vylučováno mlékem (kolostrem). Dojnice s produkcí 40 kg mléka vyloučí v průměru denně 6 a 18 g.
Bilanci hospodaření s Mg u krav je charakterizována velmi nízkými hodnotami retence Mg v období po otelení. Nejvyšších hodnot okolo 8 g uloženého Mg v těle na ks a den je dosahováno v období březosti a stání na sucho. U telat do živé hmotnosti 100 kg je relativně stálý obsah Mg. Hodnoty jsou nižší než 1 g / kg živé hmotnosti. U fosforu (P) a vápníku (Ca) je to 5 až 12 g /kg hmotnosti.
Interakce s dalšími živinami, respektive dalšími nutričními faktory.
Hořčík (Mg) stejně jako další minerální látky nepůsobí v organismu zvířete samostatně, vždy je jeho fyziologická role napojena na účinek dalších metabolitů, respektive organických živin a minerálních látek. Výsledky jsou zpracovány z dlouhodobých pokusů na výkrmovém skotu.
Vyšší dávky Mg než 25g/kg sušiny působily velmi výrazně na snížení stravitelnosti vápníku (Ca) Postupné zvyšování příjmu Mg snižovalo stravitelnost organické hmoty krmných dávek.
Stravitelnost Mg vyjádřená v gramech zadrženého hořčíku na kus a den se zvyšovala v závislosti na intenzitě růstu. Při přírůstku nad 1,5 kg/ks/den bylo dosahováno hodnot ukládání-stravitelnosti Mg 80-115 g ks/den.
Při výskytu metabolických poruch souvisejících s Mg v krmných dávkách existuje interference mezi Mg, K (draslík) a proteiny. Graf 6 uvádí situaci na třech farmách (A, B, C). Nižší obsah K a proteinů v krmných dávkách (farma C) při stejné hladině příjmu Mg 2,5 g/kg sušiny KD inicioval nižší výskyt metabolických poruch u krav ( mastitidy, poporodní parézy). Pokles výskytu paréz a mastitid z 20-25 % na 15 % ukazuje na význam a nezbytnost vyvážené krmné dávky také z hlediska příjmu proteinů a draslíku.
Výsledky studia interakcí Mg s dalšími živinami, respektive nutričními faktory lze shrnout do závěrů, že vyšší příjmy Mg mohou významně snižovat stravitelnost vápníku (Ca). Při vyšším příjmu Mg se jevila tendence snižování stravitelnosti organické hmoty krmných dávek. Rovněž při příjmu Mg nad hodnoty 25 g/ks/den se stravitelnost Mg snižovala, dosahovala pouze 5-20 % z příjmu. Další sledované faktory neměly pravděpodobně výraznější vliv na využitelnost, respektive stravitelnost Mg.
Vliv vysokých dávek Mg na histologický obraz bachorového epitelu
Při prevenci metabolických poruch - hypomagnesiemie - pastevní tetanie především v rané fázi laktace při intenzivním pastevním chovu krav je základní prevencí dodání doplňkových forem Mg. V těchto případech však existuje nebezpečí předávkování Mg. Za toleranční limit je považována dávka Mg 5g/kg sušiny. Stálý a vysoký přísun Mg do dávek se projevuje velmi negativně nejen na příjmu krmiv, ale také způsobuje výrazné morfologické změny tkání, sliznice bachorových papil a tím snižování stravitelnosti živin a možné narušení celkového zdravotního stavu. Například několikanásobné zvýšení dávky Mg ve výkrmu býků na hodnotu 14g/kg sušiny se již výrazně projevují zbytněním strata cornea, změkčení odlupování epitelu, postupující až k degeneraci buněk epitelu a tím k funkčním poškozením epiteliální tkáně.. Dochází až k degeneraci buněk strata granulosum. Při enormě vysokém příjmu Mg 25-47 g/kg sušiny dochází k silnému poškození a devastaci stratum corneum
Vhodné zdroje hořčíku
Vliv doplnění obvyklého zdroje Mg, kterým je často MgO (oxid hořečnatý) na produkci mléka v šesti chovech krav demonstrujeme v grafu 1. Vliv přídavku MgO do krmných dávek na úroveň doporučené potřeby byl různý. Vcelku lze však říci, že pozitivní vliv na produkci byl malý, z praktického hlediska nulový. U vlivu doplnění MgO na obsah mléčného tuku lze konstatovat, že byly významné rozdíly mezi chovy (graf 2). V průměru došlo ke zvýšení obsahu mléčného tuku o 0,4 % u pokusné skupiny (MgO) ve srovnání s kontrolní skupinou zvířat (bez přídavku MgO). Relativně příznivě ovlivnila suplementace MgO délku servis periody. Délka servis periody byla u přídavků MgO nižší než 100 dnů. Wilson (1981) provedl série odhadů využitelnosti hořčíku v kalcinovaných magnezitech. Kalcinovaný magnezit je extrémně inertní materiál. Wilson (1981) a Wilson a Ritchie (1981) zjistili, že pro stanovení využitelnosti je nejdůležitější velikost částic . Dva jednoduché testy potvrzují obecnou platnost tohoto zjištění. Hrubé částice se obtížněji rozpouštějí v kyselinách v laboratorním prostředí. Jsou také ihned viditelné ve výkalech po promytí vodou. Navzdory tomu výrobci krmných směsí preferují hrubý (nebo granulovaný) kalcinovaný magnezit pro jeho nižší prašnost ve výrobně a větší chutnost (nebo menší nechutnost) pro zvířata jak v kompletní krmné směsi tak v minerální krmné směsi. Mnohé dřívější práce (např. Line ae al., 1958), které došly k závěrům, že vhodné množství kalcinovaného magnezitu nezbytné pro prevenci hypomagnézémie u krav v laktaci je 50-60 g na den, byly založeny na výzkumech používajících dosti hrubý materiál. Při 85% čistotě je uvedené množství kalcinovaného magnezitu ekvivalentní doplňku 30 mg Mg na den. Přesto však ARC (1980) doručuje, aby celková dávka v krmivu (17% využitelnost) pro dojnici o hmotnosti 600 kg produkující 30 kg mléka byla 32,6 Mg denně. Za určitých podmínek (např. Allcroft, 1953) podávání 60 g kalcinovaného magnezitu nestačilo pro prevenci hypomagnézémie a klinické tetanie. Wilson (1981) také zjistil, že teplota kalcinace je důležitým faktorem, na němž závisí využitelnost kalcinovaného magnezitu v krmivu. Wilson (1981) také stanovil, že bilanční technika (t.j. vyhodnocení zvýšeného množství hořčíku ve výkalech) může být nepříznivě ovlivněna (ne však nadměrně) typem základní krmné dávky. Bilanční technika použitá při podávání suché krmné dávky kastrovaným beranům v klecích vychází z naprosto umělé situace. I když snad lze s její pomocí seřadit různé doplňky podle kvality, nemohou být tyto výsledky aplikovány při podávání příslušných doplňků laktujícím kravám krmeným trávou. Při pokusu překonat tento problém vyvinuli Wilson (1981) a Wilson a Ritchie (1981) postup, v němž byla směs obsahující kalcinovaný magnezit a oxid chromitý ve známém poměru podávána v různých množstvích (dokonce i ad libitum) laktujícím kravám krmeným trávou. Byla zjištěna vynikající regrese mezi koncentracemi chrómu a hořčíku v jednorázových vzorcích výkalů, aniž by bylo třeba analyzovat veškeré výkaly. Na základě porovnání poměru hořčíku a chrómu ve výkalech s poměrem hořčíku a chrómu v doplňku může být vypočítána využitelnost kalcinovaného magnezitu (za předpokladu, že oxid chromitý je kvantitativně vylučován ve výkalech). Tato technika může být použita pro porovnání dvou druhů kalcinovaných magnezitů. Doplněk F je lepší než doplněk E proto, že rychlost zvyšování obsahu hořčíku ve výkalech je u něj nižší. Tato chromová technika byla porovnána se standardní bilanční technikou (Wilson, 1981) a ukázalo se, že poskytuje velmi podobné vyhodnocení využitelnosti. Použití magnéziumfosfátu namísto kalcinovaného magnezitu by mohlo mít několik výhod. Kalcinovaný magnezit v krmivech pro zvířata pochází z několika geografických oblastí a geologických zdrojů. Teplota kalcinace a velikost částic se ne vždy snadno kontroluje. Jeho tvrdost a barva jsou variabilní a často je kritizována jeho malá chutnost. Protože magnéziumfosfát je vyráběn chemicky, jsou jeho specifikace konstantnější. Doplňky hořčíku pro přežvýkavce jsou nejdůležitější u krav, které se telí na jaře a u bahnic na pastvě brzy z jara, kdy mohou dostávat jen malé nebo žádné množství krmných směsí. Za těchto okolností je důležitá fosforová složka magnéziumfosfátu. Stejně tak doplněk fosforu neobsahující vápník může hrát důležitou roli v krmných dávkách před otelením a v ostatních krmných dávkách, kde je žádoucí obohacení fosforem. Contreras et al. (1982) demonstrovali důležitost zvýšeného příjmu hořčíku při absenci doplňků vápníku pro prevenci mléčné horečky u krav krmených trávou ke konci letní krmné sezóny. Výsledky experimentu (Heminqway a McLaughlin, 1979), v němž byla ovcím podávána krmná dávka s nízkým obsahem fosforu obohacená magnéziumfosfátem (MgP) (20,5 % Mg, 13,5 % P, Boliden). Výsledky byly porovnány s krmnou dávkou obohacenou monokalciumfosfátem (MCP) a dikalciumfosfátem (DCP) (Boliden). Všechny tyto doplňky byly vyrobeny ze stejné kyseliny fosforečné. Krmné dávky byly optimalizovány hořčíkem ve formě reagenčního stupně MgO s extrémně jemnými částicemi. Ovce, které dostávaly základní neobohacenou krmnou dávku vykazovaly negativní bilanci fosforu. Ovce, jimž byly podávány zmíněné tři obohacené krmné dávky, měly v moči a výkalech srovnatelná množství fosforu a srovnatelné množství bylo také zadrženo v organismu. Využitelnost fosforu se pohybovala u všech krmmých dávek v rozmezí 63 - 73 %. Když byl ovcím podáván magnéziumfosfát bylo ve výkalech nalezeno o dost větší množství hořčíku než v moči. Mnohem nižší využitelnost hořčíku (33 %) v magnéziumfosfátu lze vysvětlit patrně tak, že byl použit oxid hořečnatý s velmi malými částicemi a nikoli komerční magnezit. V jiné srovnávací studii (Hemingway, 1985) byla podávána ovcím srovnatelná množství hořčíku v bilančním pokusu ve formě buď hrubě mletého (0,5 - 2,0 mm) nebo jemného (pod 0,5 mm) magnéziumfosfátu MgP (Boliden), dále ve formě komerčního kalcinovaného magnezitu z Řecka, Španělska a USA, a ve formě kalcinovaného magnezitu pocházejícího z oxidu hořečnatého získaného z mořské vody (USA). Nejlepší využitelnost hořčíku vykazoval magnéziumfosfát. Nebyla ovlivněna ani velikostí částic. Dva z oxidů měly využitelnost Mg pouze asi 10 %. Byly zkoumány i další magnéziumfosfáty. Už v roce 1941 Hoffman et al. zjistili, že hořčík v magnéziumfosfátu byl využíván telaty stejně dobře jako hořčík v oxidech, karbonátech a chloridech. Hemingway a Brown (1967) zjistili, že hořčík a fosfor ve fosforečnanu hořečnato-amonném (magnézium amonium fosfát) (16 % Mg, 20 % P, 9 % N) byly efektivně využívány ovcemi na pastvě. Fishwick a Hemingway (1973) uvádějí, že hořčík a fosfor ve dvou experimentálních produktech (20 % Mg, 18,5 % P, 6 % Mg, 16 % Ca, 18,5 P) byly využity ovcemi při krmné dávce s nízkým obsahem fosforu stejně dobře jako reagenční stupeň MgO a dikalciumfosfát. Fishwick (1978) také ukázal, že hořčík a fosfor v experimentálním produktu obsahujícím magnéziumfosfát hexahydrát a monokalciumfosfát byly stejně dobře využity jako reagenční stupeň oxidu hořečnatého a dikalciumfosfátu při zahřátí na 300 oC. Když však byl produkt zahřát na 500 oC (18,2 % Mg, 23,6 % P), hodnota využitelnosti hořčíku (nikoli však fosforu) se snížila. Práce Wilsona (1981) zahrnovala i vyhodnocení využitelnosti 36 druhů kalcinovaného magnezitu, které jsou k dispozici na trhu. Celková průměrná využitelnost byla 24,7 %, avšak individuální hodnoty se pohybovaly v extrémně širokém rozsahu. Standardní odchylka byla 11,3 (nebo 45 % průměru). Celková průměrná využitelnost u sedmi druhů magnéziumfosfátu (čtyři z nich nebyly komerční ale experimentální produkty) byla 34,9 % (standardní odchylka 5,2 nebo 15 % průměru). Tyto výsledky a zjevná absence vlivu velikosti částic u fosfátu naznačují, že magnéziumfosfát je kromě své značně vysoké využitelnosti v krmivu také konstantním produktem s předvídatelnými vlastnostmi. Tato široká variabilita ve využitelnosti u různých komerčních kalcinovaných magnezitů se bezpochyby odráží také v biologických rozdílech. Wilson (1981) podával 16 různých kalcinovaných magnezitů skupinám ovcí o krmné dávce s nízkým obsahem hořčíku a zaznamenal zde výraznou souvislost s obsahem hořčíku v krvi. Skutečné vyhodnocení magnéziumfosfátu však může být provedeno, pokud je podáván za účelem prevence hypomagnézémie u laktujících krav krmených jarní trávou. Ritchie a Fishwick (1977) podávali 53 g experimentálního produktu obsahujícího 20 % Mg a 18,5 % P na kus a den (tedy 11 g Mg a 10 g P na den) v šesti pokusech s dojnicemi a v jednom pokusu s laktujícími masnými kravami po období tří týdnů od zahájení jarní pastvy. V pokusech bylo zahrnuto celkem 77 pokusných a 77 kontrolních zvířat po tři roční období a výsledky jsou shrnuty v Podáváním magnéziumfosfátu byl eliminován výskyt velmi nízkých koncentrací hořčíku v krvi a značně redukován počet krav s nízkou koncentrací fosforu v krvi. V pokusu s laktujícími masnými kravami při použití skupin o velikosti 15 zvířat byly získány obzvlášť povzbudivé výsledky. V 7. dni pokusu došlo u kontrolních zvířat ke klinické tetanii a mezi 7. a 14. dnem se u dalších pěti krav pohybovaly koncentrace hořčíku v krvi v rozmezí 0,5 - 0,9 Mg/100 ml. Došlo také ke zvýšení koncentrací fosforu v krvi. V Británii je magnéziumfosfát obsažen i v samoobslužném krmném bloku pro dojnice a ovce (Crystalyx, Pfizer Group Ltd.). Rozpustnost Mg u různých zdrojů je základním ukazatelem stupně využití Mg pro organismus zvířat. V bachoru vykazoval nejvyšší relativní hodnoty rozpustnosti zdroj Rumen-Mate (28%). Postruminální (Abomasal) rozpustnost byla nejvyšší (68 %) u magnesiumfosfátu. Rovněž celková rozpustnost (ruminální a postruminální) byla nejvyšší u magnesiumfosfátu.
Příznivý efekt Magnesiumfosfátu na výskyt pastevní tetanie u skupiny 1000 kusů krav ukazujeme v grafu . U doplnění dávek MgO dosahoval výskyt onemocnění travní tetanií více jak 3,5 %. Při aplikaci magnesiumfosfátu (MgP) to bylo pouze 0,3 %. Což je velmi výrazný praktický rozdíl.
. Již za sedm dnů podávání MgP u krav na pastvě došlo ke zvýšení obsahu Mg v krvi na stabilní hodnotu kolem 2 mg/100 ml. Tato skutečnost dokumentuje dobrou vstřebatelnost Mg z kombinovaného hořečnato-fosforečného zdroje.
Je pravděpodobné, že magnéziumfosfát je mnohem účinnějším a stabilnějším zdrojem hořčíku než kalcinované magnezity. Navíc jeho fosforová složka poskytuje stejný užitek jako mono - i dikalciumfosfát.
Ing. Miroslav Šimek, CSc.,
Prof. Ing. Ladislav Zeman, CSc.
Ing. Martin Šustala
