賽力克·艾比力瑪金,武新霞(伊寧市畜牧獸醫(yī)工作站 835000)
在現(xiàn)代集約化反芻動物飼養(yǎng)中,大量精料的飼喂,致使瘤胃酸中毒成為反芻動物生產(chǎn)中常見的營養(yǎng)代謝疾病。我國草地面積有限,牧草種植經(jīng)濟效益也低于糧食作物,因此苜蓿等優(yōu)質(zhì)牧草的產(chǎn)量和質(zhì)量不足以滿足反芻動物的飼喂,甚至出現(xiàn)國內(nèi)跨省份調(diào)運牧草的成本高于從國外進口的情況。國內(nèi)當(dāng)前對于美國苜蓿的依賴性很高,定價權(quán)完全掌控在美國草商手中,這與當(dāng)前中美貿(mào)易爭端大背景下保證我國利益的目標(biāo)相違背,也直接威脅我國食品安全。為滿足營養(yǎng)需求,從北美、南美、大洋洲等地區(qū)大量進口外,反芻動物養(yǎng)殖場多使用粗纖維含量低、碳水化合物(如淀粉)占比高的谷物全精料或高精料,這些精料在瘤胃中發(fā)酵,產(chǎn)生了較多的酸性物質(zhì),造成瘤胃酸中毒,因此又被稱為“高精料綜合癥”。高產(chǎn)奶牛和肥育期肉牛、肉羊極易發(fā)生該病,直接影響動物采食量和身體健康,繼而降低各類動物性產(chǎn)品的品質(zhì)和產(chǎn)量。
對于瘤胃酸中毒的發(fā)生機理,研究者最早發(fā)現(xiàn)該病發(fā)生后動物瘤胃和血液中D-型乳酸大量積累,于是將該病命名為D-型乳酸酸中毒。隨后的眾多研究證實瘤胃酸中毒有三種類型,分別為瘤胃急性中毒、瘤胃亞急性中毒和瘤胃隱性酸中毒,有關(guān)瘤胃隱性中毒的研究相對不多。其中瘤胃亞急性中毒又被稱為瘤胃慢性酸中毒,當(dāng)發(fā)生該病時,乳酸含量反而降低,當(dāng)前對于該病的發(fā)生機理認知尚不統(tǒng)一,普遍稱為瘤胃酸中毒。對于瘤胃酸中毒的觀察和診斷包含多種評估指標(biāo),如微生物種群、瘤胃上皮細胞層、瘤胃中醋酸鹽與草酸鹽的比例等,但pH值是評估瘤胃酸中毒的重要參數(shù)。本文將對主流的三種發(fā)生機理進行總結(jié),并對該病的有效防治措施提出討論。
飼料中易發(fā)酵的碳水化合物在瘤胃中大量集中發(fā)酵,營養(yǎng)和能量激增,瘤胃內(nèi)微生物群失衡發(fā)生紊亂。尤其是牛鏈球菌等乳酸菌迅速增殖,在不同的pH環(huán)境中,該菌代謝過程和產(chǎn)物不同。當(dāng)瘤胃pH低于5.7時,該菌的最終代謝產(chǎn)物是乳酸。當(dāng)瘤胃pH低于5.0時,多種乳酸利用菌的生長和活動受抑制,對于乳酸的消耗不足,乳酸含量提升,包括牛鏈球菌在內(nèi)的大量微生物受抑制。而乳酸桿菌能夠適應(yīng)低pH而大量增值,其代謝產(chǎn)物D-型乳酸大量積累,引發(fā)瘤胃急性酸中毒[1]。
有研究者發(fā)現(xiàn)不是所有的瘤胃酸中毒病癥都包括乳酸含量較低,尤其是患有瘤胃亞急性酸中毒的高產(chǎn)奶牛,瘤胃乳酸濃度反而較低,遂有研究者提出了有機酸中毒學(xué)說。含有大量碳水化合物的精料在反芻動物瘤胃內(nèi)被消化代謝為揮發(fā)性脂肪酸,由此導(dǎo)致瘤胃內(nèi)pH降低[1],即瘤胃有機酸中毒。
該學(xué)說認為當(dāng)瘤胃內(nèi)pH快速降低時,反芻動物瘤胃內(nèi)大量含有的纖維素分解菌大批量裂解死亡,菌內(nèi)的內(nèi)毒素和組織胺被釋放[2],進入血液造成中毒。此外乳酸的大量累積也會對瘤胃黏膜和肝臟表層有損傷,腸道屏障功能受損害,便于內(nèi)毒素進入血液。組織胺含量在動物體各處都會提升,并會對瘤胃內(nèi)壁黏膜損害加重。如pH快速降低可能導(dǎo)致革蘭氏陰性菌大量死亡,乙醇胺含量增多,可作為致病菌的碳源和氮源,致病菌大量增值后引發(fā)瘤胃上皮炎癥。多種研究表明瘤胃亞急性酸中毒是由乳酸、內(nèi)毒素和組織胺共同誘發(fā)。尤其是肉羊的養(yǎng)殖過程中,對瘤胃酸中毒進行監(jiān)控,發(fā)現(xiàn)瘤胃中、血液中乳酸、內(nèi)毒素和組織胺均上升。
不論是哪種發(fā)生機理,高精料日糧所引發(fā)的瘤胃酸中毒都會導(dǎo)致瘤胃內(nèi)pH降低,揮發(fā)性脂肪酸和脂多糖濃度均升高,瘤胃內(nèi)微生物群豐度指數(shù)和多樣性指數(shù)均顯著降低,微生物群趨于簡單化、單一化,生物胺(如亞硝基二甲胺)、乙醇胺等異常且有毒的代謝產(chǎn)物含量提高,還會引起瘤胃上皮細胞驗證相關(guān)基因表達量顯著提升,奶牛、奶山羊等產(chǎn)奶動物所產(chǎn)原料奶中致病菌含量增加[3]。因此瘤胃酸中毒不僅是亟待解決的學(xué)術(shù)問題,也是對畜牧養(yǎng)殖業(yè)和食品工業(yè)有著極大危害的經(jīng)濟問題。
瘤胃酸中毒的嚴(yán)重性和日糧營養(yǎng)不平衡的程度、發(fā)病程度和病畜身體狀況有著直接關(guān)聯(lián)。雖然已有大量有關(guān)反芻動物瘤胃酸中毒的研究,但當(dāng)前對于瘤胃酸中毒的發(fā)生機理尚不統(tǒng)一,對于不同瘤胃酸中毒類型無法準(zhǔn)確區(qū)分和判斷,也無法將某一代謝產(chǎn)物作為研究對象論述整體代謝失衡過程,尋找發(fā)病早期的特異性診斷標(biāo)志物極為重要。具體的發(fā)病多是綜合因素引起的,因此該病的根治無從談起,更多的需要從綜合防治方面考量。其綜合防治主要包括日糧和微生態(tài)調(diào)控兩個方面,后文將進行相關(guān)討論?,F(xiàn)在許多研究人員嘗試運用轉(zhuǎn)錄組學(xué)和代謝組學(xué)相關(guān)技術(shù)研究和揭示瘤胃酸中毒問題,期望從轉(zhuǎn)錄表達、代謝過程和代謝通路解讀瘤胃酸中毒的產(chǎn)生、發(fā)展、微生物群和瘤胃上皮變化和供能改變。
注意精粗飼料的合理配比,粗飼料能夠加強反芻和腸胃蠕動,提高動物飽腹感,避免動物一次性過量采食。尤其是中性洗滌纖維,中性洗滌纖維除了能夠加強瘤胃蠕動之外,還能夠極大地刺激唾液的分泌,隨食物進入瘤胃后唾液中所含有的碳酸鹽、醋酸鹽和磷酸鹽,有助于維持瘤胃內(nèi)pH。谷物飼料極易引起發(fā)酵,因此需要將發(fā)酵速度不同的谷物合理配比,這樣既可以避免瘤胃酸中毒的發(fā)生,也可以保障日糧的能量濃度。當(dāng)然對于不同動物的不同生產(chǎn)時期,滿足需求的日糧搭配也不同,當(dāng)變更日糧結(jié)構(gòu)時,應(yīng)該逐漸過渡。尤其對于農(nóng)戶養(yǎng)殖,科學(xué)理論不扎實,直接放牧或者使用市場購買的飼糧,營養(yǎng)補充十分不合理,動物生長速度和健康程度都較差。在牧草稀缺的秋冬季節(jié)有的會選擇自己配制飼糧,有時候與文獻中表述的配方能量、蛋白一樣卻無法達到相應(yīng)的養(yǎng)殖效果,是因為只關(guān)注了表觀營養(yǎng)層次,如能量、蛋白、鈣磷等,而忽視了發(fā)酵性(能氮平衡)、吸收性(小腸可吸收蛋白含量)和代謝性(代謝蛋白和氨基酸含量和比例),因此應(yīng)該購買市場更受認可的飼糧或請專業(yè)人員配制飼糧。
添加劑包含多種,主要包括緩沖劑、有機酸、益生菌、電子受體和硫胺素等[4],屬于日糧添加劑,同時主要用于改善瘤胃內(nèi)環(huán)境,即對瘤胃內(nèi)pH和微生物區(qū)系有平衡作用。緩沖劑包括碳酸鹽等,用于直接中和瘤胃中有機酸。有機酸如蘋果酸等,可以促進乳酸利用菌的增殖,由此促進對乳酸的消耗。益生菌主要是乳酸利用菌,不僅可以消耗乳酸,還能夠抑制乳酸菌的生長,促進機體對營養(yǎng)物質(zhì)的消化吸收。電子受體多是離子載體類抗生素,兼具平衡瘤胃內(nèi)環(huán)境和預(yù)防相關(guān)疾病,但抗生素的使用因其對人體健康和生態(tài)環(huán)境的潛在危害現(xiàn)已被禁止。硫胺素的作用包括促進乳酸利用菌的生長,抑制乳酸菌的增殖,降低瘤胃中和血液中內(nèi)毒素和組織胺含量,還有利于瘤胃內(nèi)壁細胞的生長發(fā)育。
當(dāng)前對于瘤胃酸中毒常用的疫苗包括牛鏈球菌疫苗和乳酸桿菌疫苗,疫苗注射后能夠顯著提升動物體內(nèi)相應(yīng)的抗體水平,通過調(diào)控乳酸利用菌群和乳酸產(chǎn)生菌群之間的平衡,控制乳酸的利用和產(chǎn)生,從而有效緩解瘤胃酸中毒的發(fā)生。