■ 甄玉國 趙 巍 王蘭惠 王小虎 陳 雪
(1.吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物科技學(xué)院,吉林長春130118;2.吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)吉農(nóng)博瑞奶牛研發(fā)中心,吉林長春130118)
在生產(chǎn)實(shí)踐中,奶牛產(chǎn)后癱瘓是令奶農(nóng)非常頭疼的一個(gè)問題。飼養(yǎng)員通常只有在出現(xiàn)產(chǎn)后癱瘓后才找獸醫(yī),或者為了防止奶牛分娩時(shí)出現(xiàn)低血鈣而盲目地采取給奶牛產(chǎn)前飼喂高鈣日糧的方法,結(jié)果卻恰恰相反,使得低血鈣的發(fā)生比例和嚴(yán)重程度進(jìn)一步提高和加重。這主要是由于產(chǎn)前飼喂高鈣日糧,不僅降低奶牛腸道對(duì)鈣的吸收率,并且多余的鈣離子會(huì)增加血液中陽離子的含量,使血液呈堿性;此外,日糧粗料中普遍含有含鉀相對(duì)較高的苜蓿等,使奶牛比較容易出現(xiàn)代償性堿中毒。堿中毒會(huì)誘導(dǎo)PTH受體發(fā)生構(gòu)象改變而影響PTH的生理活性,結(jié)果增加了低血鈣的危險(xiǎn)程度[1]。除此之外,由于日糧中的鈣不能被奶牛很好的消化吸收,進(jìn)而以血鈣的形式貯存在體內(nèi)也被視為是一種人為的經(jīng)濟(jì)浪費(fèi)。于是,學(xué)者們開始采用產(chǎn)前使用低鈣日糧的方法,其目的主要就是為了刺激奶牛的甲狀旁腺在奶牛分娩前就分泌甲狀旁腺激素,提前啟動(dòng)奶牛的鈣調(diào)節(jié)機(jī)制。
圍產(chǎn)期奶牛會(huì)因生理、內(nèi)分泌、日糧和外界環(huán)境發(fā)生變化而影響自身的營養(yǎng)代謝、神經(jīng)內(nèi)分泌、免疫系統(tǒng)等,并在產(chǎn)后極易出現(xiàn)各種代謝性疾病。產(chǎn)后低血鈣癥是最為常見的代謝疾病,本研究希望能夠通過在圍產(chǎn)前期飼喂奶牛不同鈣水平日糧進(jìn)行產(chǎn)前營養(yǎng)調(diào)控,進(jìn)一步減少產(chǎn)后奶牛低血鈣問題,從而篩選出產(chǎn)前日糧的鈣水平,并進(jìn)一步提高奶牛業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。
本試驗(yàn)在吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)教學(xué)實(shí)驗(yàn)基地進(jìn)行。
本試驗(yàn)所用試驗(yàn)動(dòng)物來自吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)教學(xué)實(shí)驗(yàn)基地。試驗(yàn)動(dòng)物選擇體重相近,胎次相近,體況評(píng)分3.5以上,機(jī)能狀態(tài)、生產(chǎn)性能良好,無任何臨床癥狀,即將進(jìn)入圍產(chǎn)期的荷斯坦奶牛16頭,按照配對(duì)試驗(yàn)設(shè)計(jì)原則分為4組,每組4頭。試驗(yàn)前所有試驗(yàn)牛只飼喂牧場常規(guī)的干奶期日糧,自預(yù)產(chǎn)期前21 d開始飼喂試驗(yàn)用圍產(chǎn)前期日糧,產(chǎn)后轉(zhuǎn)飼喂新產(chǎn)牛日糧。試驗(yàn)期為產(chǎn)前21 d~產(chǎn)后60 d。采用舍內(nèi)單槽栓系飼養(yǎng)。每天4:00~5:00、10:00~11:00、16:00~17:00 3個(gè)時(shí)間段飼喂,自由飲水。
根據(jù)美國NRC 2001奶牛營養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn),分別設(shè)計(jì)4種鈣水平不同的圍產(chǎn)前期日糧,日糧干物質(zhì)含鈣水平分別為0.360%、0.500%、0.640%和0.780%。試驗(yàn)日糧組成及營養(yǎng)水平見表1。
表1 試驗(yàn)日糧組成及營養(yǎng)水平
產(chǎn)后當(dāng)天飼喂新產(chǎn)牛日糧,飼喂21 d,根據(jù)產(chǎn)后食欲定量。產(chǎn)后21 d后飼喂常規(guī)產(chǎn)奶牛日糧。試驗(yàn)牛產(chǎn)犢后(3 d之內(nèi)),每天擠奶時(shí)不再飼喂精補(bǔ)料,不在運(yùn)動(dòng)場補(bǔ)飼,只是添加畜牧鹽或舔塊,自由飲水。根據(jù)奶牛產(chǎn)后恢復(fù)情況,通常3 d左右從產(chǎn)房轉(zhuǎn)到產(chǎn)奶舍進(jìn)行飼養(yǎng)。
1.5.1 血樣制備
在距離奶牛預(yù)產(chǎn)期7 d時(shí),分別對(duì)各組每頭試驗(yàn)?zāi)膛_M(jìn)行采血,并收集各組試驗(yàn)牛產(chǎn)前第3 d、產(chǎn)前第2 d、產(chǎn)前第1 d、分娩當(dāng)天、產(chǎn)后12 h內(nèi)、產(chǎn)后第1 d、產(chǎn)后第2 d、產(chǎn)后第3 d,共計(jì)7 d血樣。
在晨飼前,用10 ml一次性采血器從奶牛尾靜脈采血10 ml,并分裝于2支滅菌的10 ml離心管中,傾斜45°靜置。靜置30 min后,放入離心機(jī)中以3 000 r/min離心10 min,用無菌的一次性吸管將上層血清分裝到滅菌的1.5 ml離心管中,置-20℃保存。用于測(cè)定血清中鈣離子、無機(jī)磷、Mg、甲狀旁腺素、骨鈣素、降鈣素的濃度和堿性磷酸酶的活力。
1.5.2 數(shù)據(jù)整理及統(tǒng)計(jì)分析
試驗(yàn)數(shù)據(jù)通過Excel 2007軟件統(tǒng)計(jì)整理后,運(yùn)用DPS 7.05統(tǒng)計(jì)軟件中的Duncan's新復(fù)極差法進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,并進(jìn)行顯著性檢驗(yàn),結(jié)果均以“平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤”來表示。
本試驗(yàn)研究表明,圍產(chǎn)前期飼喂不同鈣水平日糧,奶牛產(chǎn)前3 d的血清鈣水平均維持在2.0 mmol/l以上,各試驗(yàn)組間差異不顯著。但從產(chǎn)前第2 d開始,各組的血清鈣水平有下降的趨勢(shì),其中日糧鈣水平較高的試驗(yàn)Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ組較試驗(yàn)Ⅰ組下降更為明顯。分娩的當(dāng)天和產(chǎn)后的第1 d,日糧鈣水平較高的試驗(yàn)第Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ組血清鈣水平下降趨勢(shì)較為明顯,其中產(chǎn)后第1 d試驗(yàn)Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ組的奶牛血清鈣水平低于2.0 mmol/l。但鈣水平最低的試驗(yàn)Ⅰ組血清鈣水平維持比較穩(wěn)定,下降趨勢(shì)不明顯,始終很穩(wěn)定地維持在2.2 mmol/l以上。產(chǎn)后第2 d開始,試驗(yàn)Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ組奶牛血清鈣水平有所回升,但其血清鈣水平仍低于試驗(yàn)Ⅰ組。
表2 圍產(chǎn)前期不同鈣水平日糧對(duì)奶牛血清鈣離子濃度的影響(mmol/l)
本試驗(yàn)研究表明,圍產(chǎn)前期不同鈣水平日糧對(duì)奶牛產(chǎn)前和產(chǎn)后的血清無機(jī)磷水平無顯著影響(P>0.05)。其中,試驗(yàn)Ⅲ、Ⅳ組產(chǎn)后第1 d血清無機(jī)磷水平略有下降的趨勢(shì),試驗(yàn)Ⅰ組產(chǎn)后第1 d和第2 d血清無機(jī)磷也略有下降,但趨勢(shì)不明顯。
表3 圍產(chǎn)前期不同鈣水平日糧對(duì)奶牛血清無機(jī)磷濃度的影響(mmol/l)
本試驗(yàn)研究表明,除了產(chǎn)前第3 d[試驗(yàn)Ⅲ組顯著高于試驗(yàn)Ⅳ組(P<0.05)]以及產(chǎn)后第2 d[試驗(yàn)Ⅳ組極顯著高于試驗(yàn)Ⅰ組、試驗(yàn)Ⅱ組、試驗(yàn)Ⅲ組(P<0.01),試驗(yàn)Ⅰ組顯著低于試驗(yàn)Ⅱ組(P<0.05)]外,圍產(chǎn)前期不同鈣水平日糧對(duì)奶牛產(chǎn)前和產(chǎn)后其它幾個(gè)時(shí)間點(diǎn)的血清鎂離子水平無顯著影響(P>0.05)。其中,各試驗(yàn)組在產(chǎn)前1 d和分娩當(dāng)天有上升的趨勢(shì),但趨勢(shì)不明顯,但是產(chǎn)后1 d到產(chǎn)后3 d卻明顯下降,其中日糧鈣水平較高的試驗(yàn)Ⅲ、Ⅳ組下降趨勢(shì)比鈣水平較低的試驗(yàn)Ⅰ、Ⅱ組明顯。從各試驗(yàn)組鎂水平的數(shù)值上看,變化幅度不大,整體水平基本維持在穩(wěn)定水平。
表4 圍產(chǎn)前期不同鈣水平日糧對(duì)奶牛血清鎂離子濃度的影響(mmol/l)
本試驗(yàn)研究表明,除了產(chǎn)前第3 d試驗(yàn)Ⅰ組顯著高于試驗(yàn)Ⅱ組(P<0.05)以及產(chǎn)后第2 d試驗(yàn)Ⅳ組顯著低于其他試驗(yàn)組(P<0.05)外,圍產(chǎn)前期不同鈣水平日糧對(duì)奶牛產(chǎn)前和產(chǎn)后其它幾個(gè)時(shí)間點(diǎn)的血清甲狀旁腺激素濃度的影響不顯著(P>0.05)。其中,試驗(yàn)Ⅲ、Ⅳ組的血清甲狀旁腺激素濃度明顯在分娩當(dāng)天迅速上升,且試驗(yàn)Ⅳ組明顯高于試驗(yàn)Ⅲ組和試驗(yàn)Ⅰ、Ⅱ組,說明日糧鈣水平越高,其血清甲狀旁腺激素濃度在分晚當(dāng)天上升越快,濃度越大。試驗(yàn)Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ組血清甲狀旁腺激素均在產(chǎn)后1 d開始逐漸下降,并趨于平緩;也可以看出產(chǎn)前日糧鈣水平越低,其血清甲狀旁腺激素濃度從產(chǎn)前3 d到產(chǎn)后3 d的變化幅度越小。
表5 圍產(chǎn)前期不同鈣水平日糧對(duì)奶牛血清甲狀旁腺素濃度的影響(pg/ml)
本試驗(yàn)研究表明,圍產(chǎn)前期不同鈣水平日糧對(duì)奶牛產(chǎn)前和產(chǎn)后的血清骨鈣素濃度的影響從整體上來看差異不顯著(P>0.05),但是在產(chǎn)前第3 d和第2 d中,試驗(yàn)Ⅰ組顯著或極顯著高于試驗(yàn)Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ組(P<0.05、P<0.01)。從整體上看,各試驗(yàn)組骨鈣素水平呈現(xiàn)出產(chǎn)前日糧鈣水平越低,其骨鈣素水平越高的趨勢(shì)。
表6 圍產(chǎn)前期不同鈣水平日糧對(duì)奶牛血清骨鈣素濃度的影響(ng/ml)
本試驗(yàn)研究表明,圍產(chǎn)前期不同鈣水平日糧對(duì)奶牛產(chǎn)前(第1 d)和產(chǎn)后的血清降鈣素濃度的影響不顯著(P>0.05),但是在產(chǎn)前第3 d,試驗(yàn)Ⅰ組均與試驗(yàn)Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ組差異顯著(P<0.05),第2 d,試驗(yàn)Ⅰ組與試驗(yàn)Ⅱ組差異顯著(P<0.05)。
本試驗(yàn)研究表明,圍產(chǎn)前期不同鈣水平日糧對(duì)奶牛產(chǎn)前和產(chǎn)后的血清堿性磷酸酶活力無顯著影響(P>0.05)。其中,各試驗(yàn)組血清堿性磷酸酶活力均在分娩之前呈上升趨勢(shì),并在分娩當(dāng)天達(dá)到最高值,產(chǎn)后逐漸趨于穩(wěn)定。圍產(chǎn)前期日糧水平較低的試驗(yàn)Ⅰ、Ⅱ組產(chǎn)后的血清堿性磷酸酶濃度明顯高于產(chǎn)前日糧鈣水平高的試驗(yàn)Ⅲ、Ⅳ組。
表7 圍產(chǎn)前期不同鈣水平日糧對(duì)奶牛血清降鈣素濃度的影響(ng/l)
表8 圍產(chǎn)前期不同鈣水平日糧對(duì)奶牛血清堿性磷酸酶活力的影響(U/l)
奶牛正常血鈣濃度一般為2.24~3.05 mmo1/l,當(dāng)奶牛血鈣濃度低于2.20 mmol/l即為低血鈣,低于2.00 mmol/l時(shí),則為低血鈣癥,如無明顯臨床表現(xiàn)時(shí),可判定為亞臨床型低血鈣癥;當(dāng)奶牛血鈣濃度低于1.50 mmo1/l時(shí),有明顯的癱瘓、知覺喪失、昏睡、眼瞼反射減弱或消失等臨床表現(xiàn)時(shí),可判定為臨床型低血鈣癥,即生產(chǎn)癱瘓[2]。本試驗(yàn)中,試驗(yàn)Ⅰ組奶牛每天每頭攝取日糧中的鈣25 g/(d·頭),從分娩前3 d到分娩后3 d其血鈣濃度均沒有低于2.20 mmol/l,未發(fā)生低血鈣:其它三組在分娩前1 d到分娩后兩天均出現(xiàn)低血鈣,并且在產(chǎn)后第1 d其血鈣濃度均低于2.00 mmol/l,即出現(xiàn)低血鈣癥,但是由于沒有出現(xiàn)明顯的臨床癥狀,因此,可判定為亞臨床型低血鈣癥,與Oetzel等提出的觀點(diǎn)相符合[3]。從表2可看出,試驗(yàn)?zāi)膛Q}濃度臨近分娩時(shí)逐漸降低,試驗(yàn)Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ組在分娩后第1 d達(dá)到最低點(diǎn),試驗(yàn)Ⅰ組在分娩后第2 d達(dá)到最低,之后逐漸升高,在產(chǎn)后第3 d基本可以恢復(fù)到正常水平。試驗(yàn)Ⅰ組沒有出現(xiàn)任何低血鈣癥狀,而試驗(yàn)Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ組均出現(xiàn)低血鈣癥狀,并且奶牛從日糧中攝取的鈣越多,在分娩當(dāng)天和產(chǎn)后第1 d的血鈣濃度越低,可能是因?yàn)闄C(jī)體從腸道吸收的鈣減少,并且在分娩過程中需要鈣的消耗和分娩后初乳的分泌,都使體內(nèi)大量流失鈣。另外,也可能由于日糧中的鈣含量沒有低到一定水平,導(dǎo)致鈣調(diào)節(jié)因子未能充分動(dòng)員,這是一方面抑制了骨鈣的充分釋放,另一方面致使飼料中的鈣不能被充分利用。
血液中磷的正常濃度為1.30~2.60 mmo1/l。本試驗(yàn)中,各試驗(yàn)組奶牛血清無機(jī)磷濃度均從產(chǎn)前第3 d到產(chǎn)后第3 d逐漸降低,產(chǎn)后總體水平低于產(chǎn)前,但是未出現(xiàn)低血磷或者高血磷現(xiàn)象,均在正常范圍之內(nèi),且從產(chǎn)前3 d到產(chǎn)后3 d的7個(gè)時(shí)間點(diǎn)彼此之間的差異不顯著(P>0.05),整體上變化不大。這可能是因?yàn)闄C(jī)體隨著產(chǎn)后泌乳而大量消耗鈣,進(jìn)而抑制了腸道對(duì)P的吸收。Valk等曾指出[4],日糧中0.28%的磷水平即可滿足9 000 kg的泌乳需要。也就是說,各試驗(yàn)組P水平差異不顯著可能是由于日糧中的磷并沒有完全被吸收,多余的磷通過糞尿形式排出體外導(dǎo)致的。
機(jī)體的血鎂濃度是影響低血鈣發(fā)生率的重要因素之一,對(duì)圍產(chǎn)期奶牛血鈣的調(diào)控發(fā)揮著重要的作用。從表4可以看出,血清鎂離子從產(chǎn)前3 d到產(chǎn)后3 d的7個(gè)時(shí)間點(diǎn)彼此之間的差異不顯著(P>0.05)(除產(chǎn)前第3 d、產(chǎn)后第2 d有不同顯著性外),整體上比較穩(wěn)定,但是血清鎂離子濃度隨著分娩的臨近而逐漸升高,在分娩當(dāng)天或產(chǎn)后第1 d達(dá)到最高值,之后逐漸下降。這可能是與日糧中的不飽和脂肪酸稍多有關(guān),因?yàn)槿占Z中的不飽和脂肪酸會(huì)增加鎂離子在奶牛瘤胃中的皂化而降低其吸收利用率,致使鎂離子從糞便中排泄出去。除此之外,也可能是機(jī)體未能充分動(dòng)員體內(nèi)儲(chǔ)備的鎂離子以抵御鎂離子的缺乏。因此,為了預(yù)防奶牛在圍產(chǎn)后期出現(xiàn)低血鎂,應(yīng)當(dāng)在圍產(chǎn)期日糧中適當(dāng)增加鎂離子濃度。
甲狀旁腺素(PTH)對(duì)奶牛血鈣濃度具有調(diào)節(jié)作用。本試驗(yàn)中各試驗(yàn)組奶牛血清PTH隨著臨近分娩而逐漸增高,在產(chǎn)前1 d、分娩當(dāng)天或產(chǎn)后1 d達(dá)到最高值,并在產(chǎn)后逐漸降低至正常水平,說明PTH隨著機(jī)體血鈣濃度的降低而分泌增加,發(fā)揮了一定的調(diào)節(jié)作用。通過對(duì)比表2和表5發(fā)現(xiàn),機(jī)體血鈣水平波動(dòng)起伏趨勢(shì)較大的試驗(yàn)組,其血清PTH水平也同樣相反的發(fā)生較大變化。例如試驗(yàn)Ⅳ組,由于產(chǎn)前日糧的鈣水平較高,到分娩時(shí)血鈣急劇降低,致使體內(nèi)快速分泌PTH以維持體內(nèi)血鈣水平。另外,分別對(duì)比表2和表5各對(duì)應(yīng)試驗(yàn)組發(fā)現(xiàn),日糧中鈣水平越低的試驗(yàn)組,其組中奶牛在分娩前后3 d的PTH的變化波動(dòng)越平緩。
骨鈣素(BGP)是由成骨細(xì)胞在其基質(zhì)礦化期所分泌,其生理作用主要是維持骨的正常礦化速度,抑制異常輕基磷灰石的形成和生長軟骨的礦化速度[5]。BGP可以反映出機(jī)體骨鈣的周轉(zhuǎn)速度。本試驗(yàn)中,產(chǎn)前日糧鈣水平越高,臨近分娩時(shí)機(jī)體的血鈣下降的越快,越需要大量分泌BGP,進(jìn)而加快骨鈣轉(zhuǎn)換速度,起到穩(wěn)定機(jī)體血鈣水平的作用。試驗(yàn)Ⅰ組產(chǎn)前第2、3 d的骨鈣素水平顯著或極顯著高于試驗(yàn)Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ組,這可能是由于奶牛從日糧攝取的鈣含量不能維持需要,機(jī)體就開始動(dòng)員大量的骨骼中的鈣,提高骨轉(zhuǎn)化速度,BGP被大量地釋放到血液中,引起B(yǎng)GP在血液中含量的大量增加。成海榮等曾報(bào)道,血清骨鈣素水平的升高是因?yàn)楣寝D(zhuǎn)換速度而引起的[6],本研究與該結(jié)論相符。另外,從表6可以看出,日糧鈣水平越低的試驗(yàn)組其BGP濃度越高,也就是機(jī)體骨鈣的周轉(zhuǎn)速度越快。這也說明了鈣濃度降低能夠促進(jìn)BGP的生成,進(jìn)而提高機(jī)體的骨轉(zhuǎn)化率和減緩骨骼代謝障礙。這也與翟必華[7]的研究、與Kanatani等[8]和Lorget等[9]的報(bào)道相符。
降鈣素(CT)在機(jī)體血鈣調(diào)控中起著降低血鈣濃度的作用。本試驗(yàn)中,各試驗(yàn)組的降鈣素濃度基本上從產(chǎn)前3 d到分娩當(dāng)天逐漸降低,并在分娩當(dāng)天達(dá)到最低值,分娩后逐漸上升。通過與表2對(duì)比可以發(fā)現(xiàn),各試驗(yàn)組奶牛的降鈣素水平隨著鈣水平的升高而升高,反之降低。并且,日糧鈣水平越低的試驗(yàn)組奶牛,其CT整體水平越低,說明奶牛從日糧中攝取鈣量的減少從而減少了機(jī)體CT的分泌,促進(jìn)了鈣的吸收,抑制了鈣的沉積,起到了很好的調(diào)節(jié)作用。
堿性磷酸酶(ALP)在機(jī)體鈣的消化、吸收、分泌及骨化過程中發(fā)揮了重要作用。從表8可以看出,各試驗(yàn)組奶牛的ALP水平在產(chǎn)前第3 d或第2 d處于較低水平,隨后逐漸上升,并在分娩當(dāng)天達(dá)到最高水平。分娩后,ALP水平平穩(wěn)下降到正常水平。這與初漢平研究[10]得出的“ALP活性隨鈣水平的提高而呈現(xiàn)上升的趨勢(shì)”基本吻合。但是通過與表2進(jìn)行對(duì)比發(fā)現(xiàn),各試驗(yàn)組奶牛的ALP水平并沒有隨著血鈣水平的降低而短時(shí)間內(nèi)降低,存在一小段時(shí)間的延遲,甚至有些偏高。可能是由于機(jī)體某種維生素含量較低導(dǎo)致ALP的敏感性不高導(dǎo)致的。王松艷等[11]曾通過試驗(yàn)表明鈣和維生素D缺乏均導(dǎo)致ALP升高。
通過本試驗(yàn),可以得出:① 在本試驗(yàn)條件下,0.36%鈣含量的產(chǎn)前低鈣日糧在圍產(chǎn)期可維持較高的鈣水平。
②與其它鈣水平相比,在0.36%鈣含量的產(chǎn)前低鈣日糧條件下,產(chǎn)前第2 d和第3 d奶牛的CT和BGP促進(jìn)作用明顯。