Atgremotāju vielmaiņas slimības tiek pētītas veterinārmedicīnas zinātnes atgremotāju iekšķīgo slimību apakšnozarē, kurā pamatā ir iekļautas lauksaimniecības dzīvnieku sugu – govju (Bos taurus), aitu (Ovis aries), kazu (Capra aegagrus hircus) – vielmaiņas slimības. Biežāk sastopamās atgremotāju vielmaiņas slimības ir: govīm laktācijas sākuma perioda ketoze jeb ketozes I forma (early lactation ketosis or type I ketosis), aknu lipidoze jeb ketozes II forma (fatty liver or hepatic lipidosis or type II ketosis), aitu vai kazu grūsnības toksēmija (pregnancy toxaemia), visām lauksaimniecības atgremotāju sugām – pēcdzemdību hipokalciēmija jeb piena trieka (postpartal hypocalciemia or Milk fever), subakūtā spurekļa acidoze (subacute ruminal acidosis, SARA), akūtā spurekļa acidoze (acute ruminal acidosis), hipomagnēmija jeb ganību tetānija (hypomagnesemia or Grass tetany or Grass staggers), bet jaundzīvniekiem – rahīts (rachitis), baltmuskuļu slimība (White muscle disease) un pēc sešu mēnešu vecuma – polioencefalomalācija (polioecephalomalacia or corticocerebral necrosis). Aktuālas minerālvielu vai vitamīnu trūkuma vai metabolisma traucējumu dēļ radušās vielmaiņas slimības ir: pēcdzemdību hemoglobīnūrija (postparturient haemoglobinuria), hipokobaltoze (hypocobaltosis), osteodistrofija (osteodystrophy), ieskaitot augošo dzīvnieku rahītu, un baltmuskuļu slimība. Šīs slimības visbiežāk ir dzīves laikā iegūtas, un tās novēro sieviešu kārtas pieaugušajiem atgremotājiem fizioloģiski intensīvākajos periodos – vienu mēnesi pirms atnešanās līdz divus mēnešus pēc tās, un biežāk – augstražīgām slaucamajām govīm, retāk – aitām, kazām un gaļas govīm. Atgremotāju jaundzīvniekiem diagnosticē ar strauju augšanu un nesabalansētu ēdināšanu saistītās, kā arī iedzimtās (inherited) – mātes grūsnības laikā nepilnvērtīgas ēdināšanas dēļ auglī attīstījušās – vielmaiņas slimības. Vielmaiņas slimību patoģenēzes interpretācija, ārstēšanas un profilakses plāna izstrāde pamatojas uz pierādījumiem balstītas zinātnes principiem.

Vielmaiņas slimības ir radušās pēdējo divu gadsimtu laikā, jo īpaši saistībā ar selekcijas attīstību – atgremotājiem, īpaši govīm, palielinot piena vai gaļas produktivitāti, tādējādi izraisot lielāku uzņemto barības vielu vajadzību. Nesabalansēta ēdināšana rada šo vielu trūkumu organismā un sekojošas fizioloģiski-anatomiskās pārmaiņas. Vielmaiņas slimību pētījumu mērķis ir “uz pierādījumiem balstītas zinātnes” principiem noskaidrot slimību patoģenēzi, izraisošos cēloņus, izstrādāt ārstēšanas un profilakses plānu. Praksē šo slimību diagnostika, efektīga ārstēšana un profilakse balstās uz veterinārārsta kompetenci, analītisko domāšanu, praktiskajām iemaņām un komunikācijas spējām ar pacienta īpašnieku. Biežākie vielmaiņas slimību cēloņi saistās ar ēdināšanas, stresu radošām labturības vai ganāmpulka pārvaldības kļūdām vai iedzimtību. Efektīga profilakses pasākumu izmantošana var novērst gandrīz visus šo slimību gadījumus, izņemot tos, kas saistās ar atgremotāju atsevišķu ģenētisko līniju predispozīciju. Profilakse rada lielu ekonomisko efektu piena un gaļas ražošanas attīstībā, ganāmpulkos samazinot ar vielmaiņas slimībām slimo vai likvidēto dzīvnieku skaitu, uzlabojot to reproduktīvās spējas, izslaukumu, dzīvildzi un samazinot produkcijas ražošanas pašizmaksu. Palielinot dzīvildzi, atgremotājiem tiek samazināta 1 kg produkcijas ražošanā izdalītā metāna (CH₄), slāpekļa (N) un ogļskābās gāzes (CO₂) daudzums. Šādi tiek realizēts “vienas veselības“ (one health) princips – labos labturības apstākļos turēti dzīvnieki ir veseli, ražo vairāk augstvērtīgas produkcijas un nodrošina cilvēkiem kvalitatīvus pārtikas produktus. Veterinārārsti zināšanas šajā jomā izmanto, strādājot zinātniskajās institūcijās, privātpraksēs, valsts Pārtikas un veterinārajā dienestā (PVD), veterinārajās laboratorijās un aptiekās, konsultāciju dienestos, zooloģiskajos dārzos un nevalstiskajās organizācijās.

Atgremotāju vielmaiņas slimības ir veterinārmedicīnas zinātnes iekšķīgo slimību nozares atgremotāju iekšķīgo slimību apakšnodaļas daļa. Vairāk ir pētītas govju, aitu un kazu, mazāk – alpaku, lamu un citu eksotisko atgremotāju vielmaiņas slimības. Ekonomiski nozīmīgākās atgremotāju vielmaiņas slimības ir: pēcdzemdību hiopkalciēmija, ketozes I un II forma, aitu grūsnības toksēmija, SARA, hipomagnēmija. Šo slimību diagnostika un pētniecība cieši saistīta ar citām veterinārmedicīnas nozarēm – anatomiju, fizioloģiju, epidemioloģiju, ģenētiku, ēdināšanu, labturību, imunoloģiju, patoloģiju, mikrobioloģiju, virusoloģiju, infektoloģiju, parazitoloģiju, klīnisko un laboratorisko diagnostiku, farmakoloģiju un ganāmpulka veselības pārvaldību.

Atgremotāju vielmaiņas problēmu novēršanā izmanto “vienas veselības” principus. Šī zinātne ir ekonomiski nozīmīga un orientēta praktiskai izmantošanai. Vielmaiņas slimības parasti rodas, kad dzīvnieka augšanas vai piena produkcijas intensitāte pārsniedz dzīvnieka iekšējās barības vielu (tauku, proteīna, ogļhidrātu, minerālvielu un vitamīnu) rezerves, lai spētu uzturēt organismā normālus fizioloģiskos procesus. Vielmaiņas traucējumiem visvairāk ir pakļauti augstražīgie sieviešu kārtas atgremotāji 60 dienu periodā ap atnešanās laiku, kad to grūsnības beigās organismā notiek fizioloģiska pāreja no augļa apgādes ar barības vielām uz dzemdību procesu un tam sekojošu intensīvu piena sintēzi. Selekcionētajiem lauksaimniecības atgremotājiem augstā produktivitāte izraisa lielu vielmaiņas stresu. Tā novēršanai pēta dzīvnieku komforta prasības, barības vielu uzņemšanas iespējas, ģenētisko noturību pret vielmaiņas slimībām, kā arī jaunus ārstēšanas un profilakses līdzekļus. Vielmaiņas slimības var izraisīt izslaukuma un reproduktīvo spēju mazināšanos, piena sastāvdaļu izmaiņas, radīt klibuma problēmas, imūnsistēmas disfunkciju un iekaisuma slimības (ieskaitot infekcijas jeb pārnēsājamās slimības). Atgremotājus no šīm slimībām var pasargāt selektīva produktīvo dzīvnieku atlase un efektīga profilakse.

Atgremotāju vielmaiņas slimību pētniecība, ārstniecība un profilakses pasākumu izstrāde balstās “uz pierādījumiem balstītas zinātnes” principiem, “uz problēmu orientētu pieeju diagnozei” un “vienas veselības” principiem. Pētījumus veic gan individuāliem dzīvniekiem, gan atsevišķu ganāmpulku populācijās (in vivo), gan speciālās audu barotnēs (in vitro) saskaņā ar Eiropas Savienības direktīvu 2010/63/EU (Directive 2010/63/EU of the European Parliament and of the Council of 22 September 2010 on the protection of animals used for scientific purposes). Visbiežāk šo slimību pētījumos izmanto veterinārmedicīnas klīniskās un laboratoriskās (asins, piena spurekļa satura bioķīmiskās) diagnostikas, patoloģijas (histoloģiskās, bakterioloģiskās, seroloģiskās), ēdināšanas kvalitātes un ganāmpulka veselības diagnostikas metodes.

21. gs. atgremotāju slimību pētījumi notiek padziļināti un starpdisciplināri, visbiežāk izpēti papildinot ar imunoloģijas, ģenētikas, toksikoloģijas zinātniskajām metodēm, piemēram, gremošanas trakta satura mikrobioma sekvencēšanas, orgānu histoloģiskajām, imūnhistoķīmiskajām vai asins šūnu plūsmas citometrijas metodēm. Vielmaiņas slimību pētījumos ganāmpulka līmenī tiek pielietotas epidemioloģiskās pētniecības metodes.

Vielmaiņas slimības radās vienlaicīgi ar atgremotāju produktivitātes (izslaukuma un gaļas) kāpināšanu: 19. gs. – uzlabojot dzīvnieku ēdināšanu, bet 20. gs. – veicot arī selekciju. Piena trieka govīm ir diagnosticēta jau 17. gs., bet literatūrā tā pirmoreiz ir pieminēta 1793. gadā. Pirmos slimības ārstēšanas panākumus 1897. gadā guva dāņu veterinārārsts Jurgenss Šmits (Jurgens J. Schmidt), piepildot (inflation) pacienta tesmeņa kameru ar 1 % kālija jodīda šķīdumu, ko vēlāk aizvietoja ar gaisa ievadīšanu tesmenī. 1925. gadā Džons Greigs (John Russell Greig) atklāja piena triekas patoģenēzi, kuras pamatā ir paratireoidīna deficīts (parathyreoid deficiency) un hipokalciēmija. Vēlāk viņš atklāja līdzīgu aitu atnešanās slimību (lambing sicknes) un 1935. gadā ieteica tās efektīvu ārstēšanu ar kalcija borglukonāta ievadīšanu zemādā. 1930. gadā L. Palmers (L. C. Palmer) atklāja ēdināšanas nozīmi vielmaiņas slimību profilaksē, izmainot barības sastāvu pirms govju atnešanās. 1912. gadā atklāja A, B un C vitamīnu un to nozīmi teļu ēdināšanā, bet 1938. gadā Džordžs Volliss (George Carrol Wallis) atklāja D vitamīna nozīmi kalcija un fosfora maiņā. 1929. gadā acetonēmiju pirmais aprakstīja Denijs Udalls (Denney Hammond Udall), kurš govju asinīs un urīnā konstatēja paaugstinātu acetona daudzumu un slimību nosauca par dzemdību māniju (mania puerpealis). Vienlaicīgi O. Stinsons (O. Stinson) atklāja acetonēmijas ārstēšanu ar zemādā ievadītu glikozes šķīdumu, bet 1964. gadā R. Emerijs (R. S. Emery) to papildināja ar propilēnglikola orālu ievadīšanu. 1945. gadā Amerikas Savienotajās Valstīs (ASV) Nacionālā pētījumu padome (National Research Council, RNC) izdeva pirmos govju uzturvielu prasību normatīvus. 20. gs. 50. gados T. Blosers (T. H. Blosser) un V. Smits (V. R. Smith) atklāja govīm pie piena triekas asinīs magnija, glikozes un fosfora koncentrācijas izmaiņas. Tas bija sākums klīniskās bioķīmijas metodes izmantošanai vielmaiņas slimību diagnostikā. 1953. gadā H. Kunkels (H. D. Kunkel) atklāja hipomagnēmijas lomu un barības kālija nozīmi ganību tetānijas attīstībā. 1966. gadā H. Radlofs (H. D. Radloff) konstatēja sakarību starp govju glikozes un neesterificēto taukskābju (nonesterified fatty acids, NEFA) koncentrāciju asinīs. 1969. gadā Amerikas Piena zinātņu asociācijas (American Dairy Science Association) organizētajā mikroelementu simpozijā publicēja pēdējo piecu gadu svarīgākos atklājumus par mikroelementu izēdināšanu dzīvniekiem; par svarīgākajiem barības piedevās tika atzīti: selēns, kobalts, varš, dzelzs, cinks, jods, mangāns. 1978. gadā Šukongs Li (李樹聰, Shucong Li) un R. Adamss (R. S. Adams) izveidoja govju asins fizioloģisko “metabolo profilu” (metabolic profile), kas ietvēra asins proteīna, glikozes maiņas indikatorus un galvenos makroelementus un ko varēja izmantot vielmaiņas problēmu diagnostikai ganāmpulka līmenī. 80. gados sākās integrēta vielmaiņas slimību izpēte saistībā ar ēdināšanas kvalitāti, govju ķermeņa kondīciju, reproduktīvo un citu orgānu slimībām. Somijā sāka pētīt barības katjonu un “anjonu diētas” (anion diet) – cietstāvošo govju barības piedevas nozīmi pēcdzemdību piena triekas profilaksē. 90. gados atgremotāju vielmaiņas slimību diagnostikā sāka izmantot piena bioķīmiskos rādītājus, manuālos, digitālos asins bioķīmiskos analizatorus.

21. gs. sākumā šo slimību diagnostiku jau veic automātiski ar datorprogrammu palīdzību, izmantojot dzīvnieku ķermeņa kondīcijas, piena sastāva, diennakts ēšanas laika un vēl citus rādītājus.

21. gs. pēta atgremotāju vielmaiņas slimību saistību ar stresoru (stressors) iedarbību, kas vienlaikus izraisa pārmaiņas gremošanas trakta mikrobiomā (microbiome) vai zarnu sienas caurlaidībā, imūnsistēmas darbībā. Rezultātā var veidoties endotoksēmija (endotoxemia), lokāls vai vispārējs iekaisuma (inflammatio) process. Spēcīgākie atgremotāju vielmaiņas stresori ir joprojām augošā produktivitāte un klimata pārmaiņu radītais karstuma stress. Ar vielmaiņas slimībām saistītās iekaisuma slimības atgremotājiem ir: mastīts (mastitis), metrīts (metritis), endometrīts (endometritis), “caurlaidīgo zarnu” sindroms (leaky gut syndrome), rumenīts (rumenitis), glumenieka čūla (abomasal ulcer), laminīts (laminitis). Stresoru stimulēta imūnsistēma veicina atgremotāju infekcijas slimības, piemēram, klostridiozi (clostridiosis), interdigitālo nekrobacilozi (interdigital necrobacillosis). Aktuāli ir pētījumi par barības līdzekļu un piedevu (piemēram, jūras aļģu, insektu proteīna, probiotiku, prebiotiku, augu pārstrādes blakusproduktu) ietekmi uz atgremotāju izdalīto atraugu gāzu un vielmaiņas problēmu samazināšanu, kā arī izslaukuma un reprodukcijas spēju uzlabošanu. No 2010. gada dzīvnieku ganāmpulkos pieaug moderno tehnoloģiju izmantošana, piemēram, datorizētas slaukšanas iekārtas, kas ar piena bioķīmisko indikatoru palīdzību kontrolē govju ketozes, mastīta rašanos un reproduktīvo orgānu darbību; ausu krotālijās iestrādātie digitālie sensori, kas uzlabo slaucamo govju selekcijas darbu, veicot govju genotipēšanu (genotyping), nosaka attiecīgā dzīvnieka un tā pēcnācēju potenciālo ražību, izturību pret vielmaiņas un reproduktīvajām problēmām. Pašlaik attīstās robotizēto fermu (robotizēta slaukšana, mēslu tīrīšana un ēdināšana 24/7 režīmā) būvniecība. Tajās slaucamās govis vismazāk cieš no stresa, vielmaiņas un iekaisuma slimībām, kā arī dod augstāku izslaukumu. Tādējādi ganāmpulkos tiek realizēts “vienas veselības” princips.

Pasaulē galvenās veterinārmedicīnas augstskolas veic arī nozīmīgākos pētījumus atgremotāju vielmaiņas slimībās. Eiropā tās ir: Kembridžas Universitātes Veterinārā skola (University of Cambridge Vet School) Lielbritānijā; Utrehtas Universitātes Veterinārmedicīnas fakultāte (Universiteit Utrecht, Faculteit Diergeneeskunde) Nīderlandē; Kopenhāgenas Universitātes Veterinārmedicīnas fakultāte (Københavns Universitet, Skolen for Veterinӕrmedicin og Husdyrvidenskab) Dānijā; Vageningenas Universitātes Centrālais veterinārmedicīnas institūts (Centraal Veterinair Instituut van Wageningen University) Nīderlandē; ASV – Kalifornijas Universitātes Veterinārmedicīnas skola (University of California, School of Veterinary Medicine) Deivisā; Kornela Universitātes Veterinārmedicīnas koledža (Cornell University, College of Veterinary Medicine) Itakā un Teksasas A&M Universitātes Veterinārā koledža (Texas A&M University, College of Veterinary Medicine) Koledžsteišanā; Austrālijā – Sidnejas Universitātes Veterināro zinātņu fakultāte (University of Sydney, Faculty of Veterinary Science) un Melburnas Universitātes Veterināro zinātņu fakultāte (University of Melbourne, Faculty of Veterinary Science).

Acta Veterinaria Scandinavica (kopš 1959. gada; Biomed Central), Veterinary Record (kopš 1888. gada; The British Veterinary Association), Bovine Veterinarian (kopš 1993. gada; Farm Journal, Connective), (kopš 1909. gada; American association of Animal Science), Journal of Dairy Science (kopš 1917. gada; American Dairy Science Association), Small Ruminant Research (kopš 1994. gada; Elsevier Science Pub.), Veterinary Clinics of North America: Food Animal Practice (kopš 1985. gada; Saunders).

20. gs. beigās pazīstams atgremotāju vielmaiņas slimību pētnieks bija Manfreds Firls (Manfred Fürll), kurš veica pētījumus atgremotāju vielmaiņas slimību laboratoriskajā diagnostikā.

21. gs. ieguldījumu zinātnē devuši: Kenets Nordlunds (Kenneth Nordlund) – SARA izpētē, govju ganāmpulka slimību profilaksē, Džesika Makārta (Jessica McArt) – govju vielmaiņas slimību diagnostikas un ārstēšanas metožu izveidē, Š. Li – vielmaiņas slimību kopsakarībās ar govju produktivitāti, labturību un zarnu mikrobiomu. Lorēna Sordillo (Lorraine Sordillo) – imunoloģiskajos pētījumos govju tranzītperiodā, Saimons Pīks (Simon Peek) – govju zarnu hemorāģisko sindroma izpētē. Aitu un kazu medicīnā pazīstams zinātnieks ir Kims Ebots (Kym Abbot), kurš ir arī vairāku veterināro, aitu un kazu slimību grāmatu autors.