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        能量平衡對(duì)圍產(chǎn)期奶牛泌乳和干物質(zhì)攝入量及機(jī)體代謝的影響*

        2010-09-21 02:44:56朱玉哲張洪友鄭家三
        關(guān)鍵詞:圍產(chǎn)期泌乳奶牛

        夏 成,朱玉哲,張洪友,徐 闖,鄭家三

        (黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)動(dòng)物科技學(xué)院,黑龍江大慶 163319)

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

        能量負(fù)平衡對(duì)奶牛機(jī)體代謝的負(fù)面影響以及機(jī)體代謝的調(diào)節(jié)機(jī)制成為一個(gè)研究的熱點(diǎn)。能量負(fù)平衡伴隨血液代謝和內(nèi)分泌的變化,對(duì)能量代謝調(diào)節(jié)起主要作用的激素包括胰島素、胰高血糖素、應(yīng)激激素、瘦蛋白、生殖激素、胰島素樣生長(zhǎng)因子、腸肽和神經(jīng)肽Y等,其中瘦蛋白對(duì)攝食的調(diào)節(jié)作用尤為突出[2]。

        國(guó)內(nèi)外對(duì)奶牛能量負(fù)平衡及其內(nèi)分泌調(diào)控機(jī)制已有較多的研究報(bào)道,但是有關(guān)能量負(fù)平衡的調(diào)控機(jī)制仍有不明之處。本試驗(yàn)旨在闡明不同能量平衡狀況對(duì)圍產(chǎn)期奶牛泌乳量、干物質(zhì)攝入的影響及其代謝調(diào)節(jié)作用,為今后預(yù)防奶牛能量負(fù)平衡提供科學(xué)依據(jù)。

        1 材料與方法

        1.1 材料

        1.1.1 試驗(yàn)用動(dòng)物 黑龍江省某一個(gè)集約化奶牛場(chǎng)隨機(jī)選取年齡(3歲~6歲)、胎次(2~5)相近的30頭高產(chǎn)奶牛。

        1.1.2 主要儀器 7230G分光光度計(jì)為上海第三分析儀器廠產(chǎn)品;低速臺(tái)式離心機(jī)為上海安亭科學(xué)儀器廠產(chǎn)品;旋渦混勻器為上海第一醫(yī)學(xué)院儀器廠產(chǎn)品;半自動(dòng)生化分析儀為ECOM-F 6124;γ放射免疫計(jì)數(shù)器(GC-2010,美國(guó))。

        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(gòu)自長(zhǎng)春匯力生物技術(shù)有限公司;β-羥丁酸(BHBA,mmol/L)試劑盒購(gòu)自英國(guó)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(zhì)醇(Cor,ng/mL)試劑盒購(gòu)自北京科美東雅生物技術(shù)有限公司。

        1.2 方法

        1.2.1 試驗(yàn)動(dòng)物處理 30頭試驗(yàn)?zāi)膛T诋a(chǎn)前21、14、7 d、分娩當(dāng)天(0 d)、產(chǎn)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(gè)時(shí)間點(diǎn)血糖水平,分為低血糖組(L)和高血糖組(H)兩組。同時(shí)記錄泌乳量(MY,kg/d)和干物質(zhì)攝入量(DMI,kg/d)。

        1.2.2 試驗(yàn)?zāi)膛5娜占Z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(yíng)養(yǎng)水平為63.74%干物質(zhì)、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(yīng)用SPSS11.5軟件One-way ANOVA(單因素方差分析)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析,試驗(yàn)數(shù)據(jù)均以平均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差(ˉX±SD)表示,當(dāng)差異顯著時(shí)用Duncan檢驗(yàn)法進(jìn)行各組間的多重比較。橫排上標(biāo)小寫字母(a、b、c、d)為不同者差異顯著(P <0.05),上標(biāo)大寫字母(A 、B 、C 、D)為不同者差異極顯著(P<0.01)。

        2 結(jié)果

        2.1 試驗(yàn)?zāi)膛.a(chǎn)后泌乳量與干物質(zhì)攝入量

        表1顯示,試驗(yàn)?zāi)膛.a(chǎn)后 7、14、21 d的 MY呈升高趨勢(shì)。產(chǎn)后21 d顯著高于產(chǎn)后7 d和14 d(P<0.05)。產(chǎn)后DMI也呈升高趨勢(shì),7 d與14 d和21 d差異顯著(P <0.05)。

        表1 試驗(yàn)?zāi)膛C谌榱颗c干物質(zhì)攝入量Table 1 Milk yield and dry matter intake of tested cows

        2.2 能量負(fù)平衡的發(fā)生率

        表2顯示,能量負(fù)平衡的發(fā)生率,產(chǎn)前低于產(chǎn)后,分娩時(shí)最低為0%,產(chǎn)后逐漸升高,產(chǎn)后21 d達(dá)最高。

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

        2.3 試驗(yàn)?zāi)膛a(chǎn)期血漿Glu、NEFA和BHBA的濃度

        血漿Glu濃度,兩組試驗(yàn)?zāi)膛7置淝把菨饴杂猩?分娩當(dāng)天達(dá)最高,產(chǎn)后均下降。L組圍產(chǎn)期均小于H組,產(chǎn)后明顯低于H組(P<0.01)。血漿NEFA濃度,兩組試驗(yàn)?zāi)膛a(chǎn)期呈起伏變化,產(chǎn)后高于產(chǎn)前。L組除產(chǎn)前14 d和7 d,分娩時(shí)外圍產(chǎn)期均明顯高于H組(P<0.05)。血漿BHBA濃度,兩組試驗(yàn)?zāi)膛a(chǎn)期呈上升趨勢(shì),產(chǎn)后高于產(chǎn)前,L組高于H組,產(chǎn)后差異明顯(P<0.01或P<0.05),見表3。

        表3 試驗(yàn)?zāi)膛a(chǎn)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(yàn)?zāi)膛a(chǎn)期血漿4種激素的濃度

        試驗(yàn)?zāi)膛a(chǎn)期血漿Ins濃度產(chǎn)前21 d和14 d平穩(wěn)變化,產(chǎn)后開始下降,產(chǎn)后明顯低于產(chǎn)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(chǎn)后Gn濃度水平均比產(chǎn)前高。各牛場(chǎng)L組奶牛Leptin在產(chǎn)前均下降,且在分娩當(dāng)天降到最低點(diǎn)。H組的Leptin濃度水平高于L組。Cor濃度在分娩當(dāng)天升高,產(chǎn)后濃度高于產(chǎn)前,L組Cor濃度在產(chǎn)后升高趨勢(shì)明顯高于H組(表4)。

        表4 試驗(yàn)?zāi)膛a(chǎn)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(yàn)中產(chǎn)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(fù)平衡(小于17%)。這說(shuō)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(yàn)?zāi)膛.a(chǎn)后泌乳量增加,干物質(zhì)攝入(DMI)也增加,但是產(chǎn)后能量負(fù)平衡發(fā)生率明顯高于產(chǎn)前(高達(dá)53.33%),產(chǎn)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(chǎn)后DMI增加不能滿足泌乳需求,尤其低糖組奶牛機(jī)體能量缺乏嚴(yán)重,血糖低于正常水平,酮體達(dá)到亞臨床酮病水平。由于奶牛產(chǎn)后泌乳需要,對(duì)營(yíng)養(yǎng)需要量增加,而奶牛此時(shí)食欲和采食量均沒(méi)有恢復(fù),不能從飼料中獲得足夠的能量以滿足自身需要,導(dǎo)致能量負(fù)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(dòng)員了大量的脂肪酸,結(jié)果導(dǎo)致循環(huán)中游離脂肪酸濃度急劇升高[3]。加上反芻動(dòng)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(guò)多的脂肪酸超過(guò)了肝臟輸出或氧化脂肪酸的能力,就會(huì)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(chǎn)物形成酮體,可能導(dǎo)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(yàn)中盡管奶牛產(chǎn)后發(fā)生能量負(fù)平衡,但是兩組奶牛表現(xiàn)程度不同,這與機(jī)體適應(yīng)性的代謝調(diào)節(jié)能力有關(guān)。本試驗(yàn)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(jìn)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(shí)促進(jìn)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(huì)刺激Ins分泌增加,通過(guò)促進(jìn)肝糖原合成和外周組織脂肪合成,增加細(xì)胞對(duì)葡萄糖的吸收和利用,降低血糖[7]。Gn和Ins是調(diào)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(diào)、相互作用,通過(guò)調(diào)節(jié)糖異生關(guān)鍵酶活性來(lái)調(diào)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(jī)體代謝調(diào)節(jié)能量強(qiáng),可維持血糖正常,能量負(fù)平衡得以緩解。而低血糖組奶牛表現(xiàn)血糖、血漿BHBA達(dá)到亞臨床酮病水平,表明機(jī)體適應(yīng)性調(diào)節(jié)能力相對(duì)較弱,易發(fā)能量負(fù)平衡和酮病。

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

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