夏 成,朱玉哲,張洪友,徐 闖,鄭家三

(黑龍江八一農墾大學動物科技學院,黑龍江大慶 163319)

隨著我國奶牛數(shù)量的增長,集約化程度的提高,單產泌乳量的增加,奶牛產后能量負平衡的危害越來越大。奶牛產犢后,產奶量迅速增加,約4周～8周達到產奶高峰,而最大干物質采食量通常在產后10周～14周出現(xiàn)。采食量的增加滯后于產奶量的增加,能量的供給不能滿足需求而導致能量負平衡。能量負平衡的出現(xiàn)導致奶牛血液生化指標和內分泌水平在短時間內發(fā)生劇烈變化,如果奶牛長期處于能量負平衡狀態(tài),導致體內糖代謝與脂肪代謝紊亂,酮體在體內蓄積,最終引起酮病[1]。

能量負平衡對奶牛機體代謝的負面影響以及機體代謝的調節(jié)機制成為一個研究的熱點。能量負平衡伴隨血液代謝和內分泌的變化,對能量代謝調節(jié)起主要作用的激素包括胰島素、胰高血糖素、應激激素、瘦蛋白、生殖激素、胰島素樣生長因子、腸肽和神經(jīng)肽Y等,其中瘦蛋白對攝食的調節(jié)作用尤為突出[2]。

國內外對奶牛能量負平衡及其內分泌調控機制已有較多的研究報道,但是有關能量負平衡的調控機制仍有不明之處。本試驗旨在闡明不同能量平衡狀況對圍產期奶牛泌乳量、干物質攝入的影響及其代謝調節(jié)作用,為今后預防奶牛能量負平衡提供科學依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 試驗用動物 黑龍江省某一個集約化奶牛場隨機選取年齡(3歲～6歲)、胎次(2～5)相近的30頭高產奶牛。

1.1.2 主要儀器 7230G分光光度計為上海第三分析儀器廠產品;低速臺式離心機為上海安亭科學儀器廠產品;旋渦混勻器為上海第一醫(yī)學院儀器廠產品;半自動生化分析儀為ECOM-F 6124;γ放射免疫計數(shù)器(GC-2010,美國)。

1.1.3 主要試劑 血糖(Glu,mmol/L)、游離脂肪酸(NEFA,μ mol/L)試劑盒購自長春匯力生物技術有限公司;β-羥丁酸(BHBA,mmol/L)試劑盒購自英國朗道 公 司。 胰 島 素 (INS,μ IU/mL)、瘦 蛋 白(LP,ng/mL)、胰高血糖素(Gn,pg/mL)和皮質醇(Cor,ng/mL)試劑盒購自北京科美東雅生物技術有限公司。

1.2 方法

1.2.1 試驗動物處理 30頭試驗奶牛在產前21、14、7 d、分娩當天(0 d)、產后 7、14、21 d 早晨空腹尾靜脈采集肝素抗凝血10 mL～20 mL,3 000 r/min離心10 min分離血漿,分裝3管～5管,置-80℃貯存待檢。根據(jù)7個時間點血糖水平,分為低血糖組(L)和高血糖組(H)兩組。同時記錄泌乳量(MY,kg/d)和干物質攝入量(DMI,kg/d)。

1.2.2 試驗奶牛的日糧組成 153 g/kg玉米、15 g/kg麥麩、12 g/kg脂肪粉、27 g/kg濃縮料、49.5 g/kg豆餅、4 g/kg石粉、5.2 g/kg小蘇打、1.8 g/kg食鹽、2.5 g/kg碳酸氫鈣、280 g/kg苜蓿、350 g/kg青貯、100 g/kg羊草。營養(yǎng)水平為63.74%干物質、4.63%脂肪、40.09%NDF、每天早晨5:00,下午2:00,晚8:00統(tǒng)一投料飼喂,自由飲水,每頭每天飼喂精料8 kg,粗料24 kg。

1.2.3 數(shù)據(jù)處理 應用SPSS11.5軟件One-way ANOVA(單因素方差分析)進行數(shù)據(jù)分析,試驗數(shù)據(jù)均以平均數(shù)±標準差(ˉX±SD)表示,當差異顯著時用Duncan檢驗法進行各組間的多重比較。橫排上標小寫字母(a、b、c、d)為不同者差異顯著(P ＜0.05),上標大寫字母(A 、B 、C 、D)為不同者差異極顯著(P＜0.01)。

2 結果

2.1 試驗奶牛產后泌乳量與干物質攝入量

表1顯示,試驗奶牛產后 7、14、21 d的 MY呈升高趨勢。產后21 d顯著高于產后7 d和14 d(P＜0.05)。產后DMI也呈升高趨勢,7 d與14 d和21 d差異顯著(P ＜0.05)。

表1 試驗奶牛泌乳量與干物質攝入量Table 1 Milk yield and dry matter intake of tested cows

2.2 能量負平衡的發(fā)生率

表2顯示,能量負平衡的發(fā)生率,產前低于產后,分娩時最低為0%,產后逐漸升高,產后21 d達最高。

表2 圍產期奶牛能量負平衡的發(fā)生率Table 2 Incidence of negative energy balance in dairy cows in transition period

2.3 試驗奶牛圍產期血漿Glu、NEFA和BHBA的濃度

血漿Glu濃度,兩組試驗奶牛分娩前血糖濃略有升高,分娩當天達最高,產后均下降。L組圍產期均小于H組,產后明顯低于H組(P＜0.01)。血漿NEFA濃度,兩組試驗奶牛圍產期呈起伏變化,產后高于產前。L組除產前14 d和7 d,分娩時外圍產期均明顯高于H組(P＜0.05)。血漿BHBA濃度,兩組試驗奶牛圍產期呈上升趨勢,產后高于產前,L組高于H組,產后差異明顯(P＜0.01或P＜0.05),見表3。

表3 試驗奶牛圍產期血漿Glu、NEFA和 BHBA的濃度T abel 3 Concentration of plasma Glu,NEFA and BHBA in dairy cow s in transition period

2.4 試驗奶牛圍產期血漿4種激素的濃度

試驗奶牛圍產期血漿Ins濃度產前21 d和14 d平穩(wěn)變化,產后開始下降,產后明顯低于產前,H組高于L組。隨著分娩的臨近和泌乳初期的出現(xiàn),L組Gn濃度持續(xù)升高,而H組Gn濃度呈波浪式升高,兩組產后Gn濃度水平均比產前高。各牛場L組奶牛Leptin在產前均下降,且在分娩當天降到最低點。H組的Leptin濃度水平高于L組。Cor濃度在分娩當天升高,產后濃度高于產前,L組Cor濃度在產后升高趨勢明顯高于H組(表4)。

表4 試驗奶牛圍產期血漿Ins、Gn、Lp和Cor濃度Tabel 4 Concentration of plasma Ins,Gn,Lp and Cor in dairy cows in transition period

3 討論

本試驗中產前兩組奶牛血糖均在正常水平,血漿NEFA和BHBA濃度處于正常水平,變化平穩(wěn),僅少量奶牛發(fā)生能量負平衡(小于17%)。這說明干奶期能量攝入能滿足多數(shù)奶牛自身的需要。隨著試驗奶牛產后泌乳量增加,干物質攝入(DMI)也增加,但是產后能量負平衡發(fā)生率明顯高于產前(高達53.33%),產后血糖濃度均降低,血漿 NEFA和BHBA濃度均升高,低糖組奶牛表現(xiàn)更明顯。這表明一半奶牛產后DMI增加不能滿足泌乳需求,尤其低糖組奶牛機體能量缺乏嚴重,血糖低于正常水平,酮體達到亞臨床酮病水平。由于奶牛產后泌乳需要,對營養(yǎng)需要量增加,而奶牛此時食欲和采食量均沒有恢復,不能從飼料中獲得足夠的能量以滿足自身需要,導致能量負平衡,表現(xiàn)血糖急劇下降,為了滿足泌乳前幾周的能量需要,奶牛從脂肪組織中動員了大量的脂肪酸,結果導致循環(huán)中游離脂肪酸濃度急劇升高[3]。加上反芻動物肝臟脂肪酸氧化或以VLDL的形式輸出甘油三酯的能力有限,肝臟攝入過多的脂肪酸超過了肝臟輸出或氧化脂肪酸的能力,就會以甘油三酯的形式在肝臟中蓄積形成脂肪肝。脂肪酸的不完全氧化產物形成酮體,可能導致酮病發(fā)生[4]。由于在分娩前后DMI少或增加緩慢,奶牛發(fā)生NEB,血漿NEFA增加,血酮升高,易發(fā)酮病[5]。

另外,本試驗中盡管奶牛產后發(fā)生能量負平衡,但是兩組奶牛表現(xiàn)程度不同,這與機體適應性的代謝調節(jié)能力有關。本試驗中低血糖組血漿Gn濃度高于高血糖組,高血糖組Ins濃度高于低血糖組。由于Gn促進奶牛肝臟糖原分解和丙酸鹽、乳酸鹽的糖異生,升高血糖;同時促進脂肪組織中脂肪的分解,有生酮作用[6]。Ins首要作用是控制血糖平衡,血糖濃度增加會刺激Ins分泌增加,通過促進肝糖原合成和外周組織脂肪合成,增加細胞對葡萄糖的吸收和利用,降低血糖[7]。Gn和Ins是調節(jié)血糖濃度的主要激素,主要作用于肝臟,二者相互協(xié)調、相互作用,通過調節(jié)糖異生關鍵酶活性來調控肝糖輸出,維持血糖穩(wěn)定[8]。因此,高血糖組奶牛表現(xiàn)血糖、血漿NEFA和BHBA水平維持正常,表明機體代謝調節(jié)能量強,可維持血糖正常,能量負平衡得以緩解。而低血糖組奶牛表現(xiàn)血糖、血漿BHBA達到亞臨床酮病水平,表明機體適應性調節(jié)能力相對較弱,易發(fā)能量負平衡和酮病。

此外,機體Lp和Cor在奶牛圍產期能量平衡調節(jié)中發(fā)揮一定的作用。近年來研究表明血漿Leptin與體脂、能量平衡或飼料水平呈正相關,且Leptin濃度的恢復似乎取決于能量負平衡的程度和時間[9]。泌乳期間正能量平衡的奶牛瘦蛋白濃度高于負能量平衡的奶牛及在泌乳期負能量平衡的奶牛血漿Leptin濃度較低[10]。研究報道泌乳期奶牛隨產奶量增加,能量消耗增大,采食量增加,誘導低血Leptin癥,利于泌乳期采食量增加[11]。本試驗中奶牛高血糖組Leptin濃度較高,低血糖組 Leptin濃度較低,產后這種差別更加明顯。這些結果表明奶牛血漿Leptin與能量平衡有密切聯(lián)系,機體Leptin參與了能量平衡的調節(jié)。同樣地,皮質醇主要對糖代謝進行調節(jié),在血糖濃度不足時,高濃度皮質醇促進糖的異生和脂肪動員,具有明顯的升糖作用。但應激時皮質醇也升高[12]。試驗中血糖較低組Cor濃度高于血糖較高組。分娩當天Cor濃度上升,這可能與分娩應激有關。分娩時血糖濃度升高,與一些文獻報道不一致,值得今后進一步探索。

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