金妍杉，劉紅云

（浙江大學(xué)動(dòng)物科學(xué)學(xué)院，浙江杭州 310058）

近年來(lái)，伴隨著國(guó)民對(duì)乳制品需求量的增加和對(duì)乳品質(zhì)要求的提升，我國(guó)奶業(yè)得到快速發(fā)展，但奶牛應(yīng)激問(wèn)題仍是制約我國(guó)奶業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵因素。一般而言，應(yīng)激既可指動(dòng)物受到內(nèi)部或外部的刺激時(shí)，機(jī)體表現(xiàn)出的穩(wěn)態(tài)失衡狀態(tài)，也可表示動(dòng)物此時(shí)的防御抵抗反應(yīng)，這些內(nèi)部或外部的刺激被統(tǒng)稱為應(yīng)激源。奶牛應(yīng)激受遺傳、營(yíng)養(yǎng)、環(huán)境和管理等多種因素影響。為緩解奶牛應(yīng)激實(shí)現(xiàn)奶牛高產(chǎn)，國(guó)內(nèi)外科學(xué)家及奶業(yè)從業(yè)人員在奶牛育種、營(yíng)養(yǎng)和環(huán)境調(diào)控等方面做出諸多努力，但實(shí)際生產(chǎn)中因奶業(yè)區(qū)域發(fā)展水平、奶牛個(gè)體健康水平、飼料配方和飼養(yǎng)條件參差不齊，相關(guān)研究成果落地應(yīng)用輻射面有限。相比周期長(zhǎng)的育種技術(shù)和成本昂貴的環(huán)境控制技術(shù)，通過(guò)優(yōu)化管理手段提升奶牛生產(chǎn)力無(wú)疑更為高效便捷。因此，越來(lái)越多研究關(guān)注管理手段對(duì)奶牛泌乳性能的影響及其機(jī)制，但相關(guān)研究成果和知識(shí)體系缺乏系統(tǒng)性整理和歸納。本文從奶牛應(yīng)激角度歸納了主要管理手段對(duì)奶牛泌乳性能的影響及其機(jī)制，以期為現(xiàn)代規(guī)?；膛ｏ曫B(yǎng)提供新思路和理論依據(jù)。

1 管理因素對(duì)奶牛泌乳性能的影響

由管理因素引起的動(dòng)物健康和生產(chǎn)水平的不良影響被稱為管理應(yīng)激。奶牛對(duì)管理應(yīng)激敏感，管理壓力超出奶牛適應(yīng)能力易導(dǎo)致代謝紊亂、乳房炎和乳腺氧化應(yīng)激等不良反應(yīng)，影響奶牛泌乳性能和乳腺健康。管理應(yīng)激源主要包括衛(wèi)生狀況、畜群密度、機(jī)械損傷、運(yùn)輸和護(hù)理程序改變等，其應(yīng)激程度與應(yīng)激源類型、持續(xù)時(shí)間及強(qiáng)度有關(guān)。

1.1 衛(wèi)生狀況 環(huán)境清潔度和牛體清潔程度息息相關(guān)，許多因素能直接或間接地影響奶牛衛(wèi)生狀況，例如季節(jié)和天氣、棚舍設(shè)計(jì)、奶牛生理階段、奶牛排便頻率和糞便濃稠度、奶牛躺臥行為、擠奶站立時(shí)間等。牛體腹部和下肢清潔程度與乳腺內(nèi)病原體感染有直接關(guān)系，導(dǎo)致乳腺內(nèi)感染的致病菌以環(huán)境性致病菌為主，包括大腸桿菌、金黃色葡萄球菌和無(wú)乳桿菌等，主要通過(guò)擠奶機(jī)和糞口途徑傳播。

不良的衛(wèi)生環(huán)境常含高濃度氨氣和更多致病性病原微生物。環(huán)境清潔度差可導(dǎo)致奶牛下肢和腹部清潔度不良、乳腺炎患病率增加，乳中體細(xì)胞數(shù)、細(xì)菌數(shù)和細(xì)菌孢子數(shù)增加。體細(xì)胞數(shù)和乳糖、乳脂、乳蛋白含量呈負(fù)相關(guān)，和乳清蛋白、血漿白蛋白、免疫球蛋白、鈉鉀離子等含量呈正相關(guān)。研究表明，乳中體細(xì)胞數(shù)超過(guò)100 000/mL 時(shí)乳產(chǎn)量開始降低，超過(guò)250 000/mL時(shí)奶牛飼料轉(zhuǎn)化率降低、單日乳產(chǎn)量降低1.6 kg，超過(guò)500 000/mL 時(shí)乳產(chǎn)量進(jìn)一步降低，且乳糖、乳脂和乳蛋白含量下降1%～3%。

1.2 運(yùn)輸過(guò)程 由于動(dòng)物引種和養(yǎng)殖的需要，運(yùn)輸是奶牛養(yǎng)殖的必經(jīng)過(guò)程之一，但運(yùn)輸前、中、后中的不當(dāng)管理常導(dǎo)致經(jīng)歷運(yùn)輸?shù)哪膛Ｉa(chǎn)性能下降，嚴(yán)重者甚至死亡。運(yùn)輸時(shí)，奶牛處于高噪聲、高濃度氨、不適溫度、擁擠的環(huán)境中，還面臨睡眠和躺臥行為剝奪、混群后等級(jí)重新分配以及晝夜節(jié)律紊亂。因此，經(jīng)歷運(yùn)輸應(yīng)激的奶牛后續(xù)飼養(yǎng)時(shí)，容易出現(xiàn)被毛粗亂、精神倦怠、咀嚼減少、反芻行為減少和采食量減少等行為，免疫力低下的奶牛甚至?xí)霈F(xiàn)發(fā)燒、腹瀉等臨床癥狀。

運(yùn)輸時(shí)，奶牛血漿皮質(zhì)醇水平升高，血漿白細(xì)胞、中性粒細(xì)胞和單核細(xì)胞數(shù)量增加，并滲漏至乳汁，乳中體細(xì)胞數(shù)目顯著增多。近期研究對(duì)比了奶牛長(zhǎng)途運(yùn)輸（200 km，4 h）前、中、后的乳產(chǎn)量和乳成分，運(yùn)輸中的奶牛乳產(chǎn)量會(huì)有輕微下降，乳中乳糖和非脂固形物含量顯著降低，乳脂含量顯著增加，而乳中的尿氮和乳蛋白含量變化無(wú)顯著差異。相較于長(zhǎng)途運(yùn)輸，短途運(yùn)輸（10.5 km，1 h）并不影響產(chǎn)奶量，但是乳脂含量顯著提高，乳中體細(xì)胞數(shù)目成倍增長(zhǎng)。然而，不管是長(zhǎng)途運(yùn)輸還是短途運(yùn)輸，對(duì)奶牛而言都是一種急性應(yīng)激反應(yīng)，目前尚無(wú)運(yùn)輸應(yīng)激對(duì)奶牛乳腺炎影響的報(bào)道。

1.3 擠奶程序 擠奶方式分為傳統(tǒng)手工擠奶和自動(dòng)化機(jī)械擠奶，傳統(tǒng)手工擠奶對(duì)奶牛乳腺的影響和畜舍硬件條件、環(huán)境管理、擠奶者技術(shù)等密切相關(guān)。而自動(dòng)化擠奶系統(tǒng)利用乳頭杯擠奶，雖然乳頭杯盡可能模仿犢牛吮吸的頻率和壓力，但由于杯內(nèi)長(zhǎng)期處于真空狀態(tài)，不可避免地造成乳頭機(jī)械損傷。除擠奶方式之外，擠奶頻率也是擠奶流程中的重要因素。奶牛正常擠奶頻率是2 次/d，低于或高于2 次/d 屬于低頻率擠奶或高頻率擠奶。擠奶頻率對(duì)產(chǎn)奶量或乳成分的影響和奶畜品種、哺乳階段、生產(chǎn)水平和擠奶持續(xù)時(shí)間等多種因素有關(guān)。

1.3.1 擠奶方式 傳統(tǒng)手工擠奶方式對(duì)乳產(chǎn)量、乳成分、乳中體細(xì)胞數(shù)和乳頭健康狀況等沒(méi)有顯著影響，但奶牛應(yīng)激程度和擠奶者的技術(shù)水平息息相關(guān)。相比手工擠奶，機(jī)械擠奶的奶牛乳產(chǎn)量更高，乳脂、乳蛋白含量更高，擠奶持續(xù)時(shí)間更短，但奶牛應(yīng)激行為更明顯。自動(dòng)化擠奶時(shí)，牛奶在乳頭管中積聚導(dǎo)致乳腺靜水壓增大，血管和淋巴管擴(kuò)張，乳池上皮可能會(huì)出血、變色和水腫，擠奶機(jī)械壓力還可能導(dǎo)致乳頭末端過(guò)度角化，增加乳腺內(nèi)病原體感染風(fēng)險(xiǎn)，導(dǎo)致乳中體細(xì)胞數(shù)增加。溫和的擠奶設(shè)備和擠奶模式可大幅度降低奶牛乳腺炎檢出率和乳中體細(xì)胞數(shù)。然而，機(jī)械擠奶對(duì)乳蛋白、乳脂和非脂固形物的影響報(bào)道并不一致，可能受擠奶硬件設(shè)備、其他管理因素、奶牛遺傳特征、奶牛生產(chǎn)階段和畜舍環(huán)境溫濕度等多方面影響。

1.3.2 擠奶頻率 擠奶頻率也是擠奶程序中影響泌乳性能的重要因素。低頻率擠奶和不完全擠奶都會(huì)降低乳中的乳糖產(chǎn)量，并小幅度提升乳中體細(xì)胞數(shù)目。高擠奶頻率能不斷提高牛奶產(chǎn)量，增加乳蛋白、乳糖和非脂固形物產(chǎn)量，促進(jìn)酪蛋白和乳清蛋白等主要乳蛋白基因表達(dá)。然而，高頻擠奶條件下，乳中營(yíng)養(yǎng)成分含量明顯下降，乳鐵蛋白含量降低，部分氨基酸（尤其是亮氨酸）被過(guò)度氧化，提示此時(shí)乳腺免疫功能紊亂。

1.4 其他因素 除上述因素外，畜群密度、動(dòng)物混群和離群、日常護(hù)理程序變化和斷奶等管理因素也會(huì)影響奶牛的生產(chǎn)水平。畜群密度增加意味著資源競(jìng)爭(zhēng)更激烈，高飼養(yǎng)密度下的奶牛攝食時(shí)攻擊行為增加、躺臥行為減少且衛(wèi)生狀況更差。與此同時(shí)，商業(yè)化飼養(yǎng)體系中奶牛的自然行為受限、奶?；烊?、離群和日常護(hù)理程序變化可導(dǎo)致奶牛心理壓力增加，進(jìn)而表現(xiàn)出交叉吮吸和嘶鳴等異常行為。越來(lái)越多的研究表明，家畜能感知情緒，處于積極情緒中的動(dòng)物生產(chǎn)力水平更高。

當(dāng)奶牛受心理壓力影響時(shí)，易引起交叉吮吸和自吮吸等異常行為，進(jìn)一步導(dǎo)致哺乳時(shí)乳房疼痛和粘膜脆弱，更易罹患乳腺炎。與此同時(shí)，異常行為會(huì)導(dǎo)致奶牛能量代謝低效，用于產(chǎn)乳的能量和底物被分配至免疫反應(yīng)，而乳房疼痛會(huì)加劇奶牛負(fù)面情緒、抑制食欲、縮減乳腺體積并降低奶牛體況評(píng)分。醫(yī)學(xué)研究表明，心理壓力較大的女性產(chǎn)后血清皮質(zhì)醇濃度較高，泌乳起始時(shí)間推遲。此外，心理壓力可導(dǎo)致女性腸道菌群和血液淋巴細(xì)胞數(shù)目改變，進(jìn)而影響母乳成分和乳房健康。然而，目前鮮有研究報(bào)道心理壓力對(duì)奶牛乳成分及其子代發(fā)育的影響。

2 管理應(yīng)激影響奶牛乳腺泌乳性能的可能機(jī)制

管理因素導(dǎo)致的乳腺應(yīng)激幾乎都會(huì)引起乳腺上皮緊密連接損傷，進(jìn)而導(dǎo)致乳腺結(jié)構(gòu)損傷，上皮完整性變差。管理應(yīng)激還可能導(dǎo)致乳腺易受病原體侵襲而引起乳腺內(nèi)部病原微生物感染，損傷乳腺健康。另外，管理應(yīng)激會(huì)引發(fā)乳腺內(nèi)部氧化還原失衡，造成乳腺內(nèi)部氧化應(yīng)激，而奶牛乳腺可通過(guò)Nrf2-ARE、NF-B、HIF-1等多種途徑響應(yīng)氧化應(yīng)激（圖1）。

圖1 管理應(yīng)激對(duì)奶牛乳腺上皮細(xì)胞的影響

2.1 乳腺上皮緊密連接削弱 乳腺上皮的緊密連接主要由Occludin 和Claudin 蛋白組成，它們通過(guò)支架蛋白錨定于細(xì)胞內(nèi)部肌動(dòng)蛋白骨架，既發(fā)揮保護(hù)作用又發(fā)揮物質(zhì)跨膜運(yùn)輸作用。相鄰乳腺細(xì)胞間的緊密連接在泌乳起始階段形成，完整的緊密連接對(duì)泌乳非常重要，既可以防止牛奶和血液交換離子和小分子代謝物，還起到細(xì)胞間信號(hào)傳輸?shù)淖饔?。擠奶時(shí)，奶牛乳頭由于受機(jī)械刺激導(dǎo)致催乳素和催產(chǎn)素分泌。催乳素削弱乳腺緊密連接，促使乳腺上皮細(xì)胞快速?gòu)难韩@取乳前體物質(zhì)；催產(chǎn)素引起肌上皮細(xì)胞產(chǎn)生收縮壓力，促使腺泡中的牛奶完全排出。緊密連接對(duì)催產(chǎn)素水平敏感，為奶牛注射超過(guò)生理劑量的催產(chǎn)素可導(dǎo)致腺泡和乳中脫落的乳腺上皮細(xì)胞增加，血漿乳糖濃度升高，而注射催產(chǎn)素受體的拮抗劑后，乳腺上皮細(xì)胞脫落情況改善，血漿乳糖濃度也相應(yīng)降低。除了肌上皮細(xì)胞收縮壓力，擠奶頻率過(guò)低時(shí)牛奶積聚和擠奶時(shí)機(jī)械壓力增大也可導(dǎo)致乳腺內(nèi)部壓力增大。體內(nèi)外研究表明，乳腺上皮細(xì)胞最高承受3 000 pa 靜水壓，急性物理膨脹會(huì)改變奶牛乳腺緊密連接蛋白表達(dá)水平，下調(diào)并中斷PI3K-Akt 信號(hào)通路，阻斷細(xì)胞與細(xì)胞、細(xì)胞與細(xì)胞骨架間通信。有趣的是，慢性壓力刺激會(huì)誘導(dǎo)乳腺緊密連接出現(xiàn)適應(yīng)性反應(yīng)，緊密連接的結(jié)構(gòu)損傷會(huì)隨著緊密連接蛋白表達(dá)和定位的穩(wěn)定而逐漸恢復(fù)?？傊芾響?yīng)激引起的激素分泌紊亂、機(jī)械壓力增大導(dǎo)致乳腺內(nèi)分子信號(hào)變化，緊密連接削弱，但相關(guān)機(jī)制仍待進(jìn)一步探索。

2.2 乳腺感染 乳腺感染分為微生物入侵、感染和炎癥3 個(gè)階段。乳頭和乳頭管由于其收縮特性和末端角蛋白的生化特性，成為阻止環(huán)境微生物進(jìn)入乳腺的第一道屏障。病原微生物從乳頭入侵到乳池，最終到達(dá)乳腺終末腺泡。由于乳池和腺泡充滿富含營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的牛奶，乳頭括約肌收縮時(shí)即形成具有適宜溫度和營(yíng)養(yǎng)底物的封閉環(huán)境，病原微生物大量繁殖，最終引起炎癥反應(yīng)。奶牛乳腺炎癥主要由革蘭氏陰性菌和陽(yáng)性菌來(lái)源的脂多糖（LPS）和磷壁酸（LTA）引起，病原體被跨膜Toll 樣受體識(shí)別后，MyD88、IRAK、TRAF6 等免疫相關(guān)蛋白快速激活NF-B 和MAPK 信號(hào)觸發(fā)炎癥級(jí)聯(lián)反應(yīng)，促進(jìn)免疫相關(guān)基因（如細(xì)胞因子、趨化因子、-等）轉(zhuǎn)錄。相關(guān)轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物刺激乳腺釋放致敏性生物活性物質(zhì)白三烯、募集血液中的體細(xì)胞，其中以中性粒細(xì)胞為主的免疫細(xì)胞會(huì)釋放活性氧（ROS）和蛋白水解酶，這些生化成分導(dǎo)致乳腺緊密連接削弱，利于體細(xì)胞進(jìn)入腺泡抗炎殺菌。Zhang 等對(duì)患乳腺炎的奶牛乳腺樣本進(jìn)行基因組測(cè)序發(fā)現(xiàn)，感染24 h 后乳腺上調(diào)基因主要與免疫應(yīng)答功能相關(guān)，相關(guān)通路包括ERK1/2-MLCK、NF-B、MAPK、PI3K/AKT 和NLRP3 等，下調(diào)基因主要與脂肪代謝有關(guān)，但有趣的是，乳腺內(nèi)部同時(shí)激活了大量促炎反應(yīng)相關(guān)通路，提示此時(shí)乳腺免疫應(yīng)答紊亂。本課題組近期也利用LPS 構(gòu)建了奶牛乳腺上皮細(xì)胞（Mac-T）炎癥模型，研究顯示NF-B 作為JAK2-STAT5 的下游信號(hào)，介導(dǎo)了奶牛乳腺上皮細(xì)胞對(duì)炎癥的反應(yīng)，并且可作為蛋氨酸二肽的分子靶點(diǎn)緩解炎癥。總的來(lái)講，乳腺感染通過(guò)復(fù)雜分子網(wǎng)絡(luò)影響奶牛乳腺健康，相關(guān)營(yíng)養(yǎng)調(diào)控物質(zhì)仍待進(jìn)一步發(fā)掘和應(yīng)用。

2.3 乳腺內(nèi)部氧化應(yīng)激 氧化應(yīng)激是一種乳腺內(nèi)部應(yīng)激，是外源性管理應(yīng)激在分子層面的具體表現(xiàn)。乳腺應(yīng)激時(shí)面臨較強(qiáng)的代謝負(fù)荷，導(dǎo)致ROS 水平大幅度升高，超過(guò)細(xì)胞的抗氧化能力，乳腺氧化還原平衡被打破進(jìn)而產(chǎn)生氧化應(yīng)激。較高水平的ROS 往往導(dǎo)致細(xì)胞中蛋白質(zhì)、脂質(zhì)、核酸等大分子物質(zhì)的生理功能受損。實(shí)際上，ROS等自由基導(dǎo)致的穩(wěn)態(tài)失衡是一種由“氧化應(yīng)激”“炎癥反應(yīng)”“免疫功能失衡”三方面因素疊加的聯(lián)動(dòng)效應(yīng)。

2.3.1 乳腺氧化還原失衡 目前沒(méi)有直接證據(jù)證明環(huán)境清潔度和氧化應(yīng)激間的關(guān)系，但環(huán)境清潔度差和乳腺炎患病率有直接聯(lián)系。相較正常乳，乳腺炎乳中丙二醛（MDA）水平顯著升高，過(guò)氧化氫酶活性和總抗氧化能力顯著降低。近期研究也提示，局部和全身炎癥可能與乳腺氧化應(yīng)激有密切聯(lián)系，而氧化應(yīng)激進(jìn)一步刺激炎癥并導(dǎo)致免疫功能紊亂。經(jīng)歷運(yùn)輸應(yīng)激的奶牛血清ROS、MDA 和谷胱甘肽過(guò)氧化物酶水平顯著增加。此現(xiàn)象在犢牛上更加嚴(yán)重，運(yùn)輸2 h 后犢牛血清皮質(zhì)醇水平顯著升高，腫瘤壞死因子（TNF-）和白介素17（IL-17）水平顯著提升。對(duì)擠奶方式和頻率而言，自動(dòng)擠奶系統(tǒng)會(huì)導(dǎo)致奶牛血漿活性氧代謝水平較高，并在泌乳盛期達(dá)到最高，這可能是由于奶牛乳腺泌乳盛期代謝最活躍，更易產(chǎn)生氧化應(yīng)激。已往研究表明，初產(chǎn)奶牛對(duì)擠奶頻率的變化比經(jīng)產(chǎn)奶牛更敏感，較高擠奶頻率可導(dǎo)致尾靜脈多形核中性粒細(xì)胞氧化水平顯著升高，氧化水平上升幅度約為經(jīng)產(chǎn)奶牛的1 倍，并隨著產(chǎn)犢時(shí)間臨近逐漸增加。由此可見，管理應(yīng)激普遍會(huì)引發(fā)乳腺內(nèi)部氧化還原失衡，給奶牛乳腺健康造成威脅，但目前相關(guān)研究多集中于表型探索階段。

2.3.2 氧化應(yīng)激的分子機(jī)制

2.3.2.1 Nrf2-ARE 途徑 氧化應(yīng)激可通過(guò)Nrf2-ARE 信號(hào)通路影響奶牛乳腺健康。正常生理狀況下Nrf2 蛋白被Keap1 蛋白限制在胞漿內(nèi)，而氧化應(yīng)激時(shí)ROS 與Keap1 蛋白IVR 結(jié)構(gòu)域上的半胱氨酸殘基反應(yīng)，引起Keap1 蛋白構(gòu)象改變，Nrf2 蛋白被釋放并轉(zhuǎn)位至細(xì)胞核中，觸發(fā)下游抗氧化、生物轉(zhuǎn)化與解毒相關(guān)基因轉(zhuǎn)錄。本課題組利用過(guò)氧化氫誘導(dǎo)奶牛乳腺上皮細(xì)胞（BMECs）氧化應(yīng)激，發(fā)現(xiàn)Nrf2-ARE 信號(hào)通路是調(diào)節(jié)BMECs 氧化應(yīng)激的關(guān)鍵通路，并可作為抗氧化飼用添加劑白藜蘆醇的分子靶點(diǎn)。近期研究利用LPS 在野生小鼠和敲除小鼠上構(gòu)建乳腺炎模型，結(jié)果顯示敲除基因的小鼠相較野生型小鼠抗氧化能力更弱，線粒體相關(guān)凋亡水平和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激水平較高。此外，姜黃素、槲皮素、香豆素、肉桂酸、胡椒堿、兒茶酚胺等天然產(chǎn)物也被發(fā)現(xiàn)可靶向Nrf2 信號(hào)通路，緩解不同組織器官的氧化應(yīng)激，但相關(guān)研究多集中于小鼠等模式動(dòng)物，靶向Nrf2 信號(hào)通路緩解奶牛乳腺氧化應(yīng)激的天然產(chǎn)物仍待發(fā)掘。

2.3.2.2 NF-B 途徑 NF-B 信號(hào)通路主要可分為經(jīng)典和非經(jīng)典途徑，二者均可被氧化應(yīng)激激活。經(jīng)典途徑通過(guò)IKK-和IkBa 磷酸化和泛素化降解，誘導(dǎo)NF-B 轉(zhuǎn)位至核中激活下游基因的轉(zhuǎn)錄。而非經(jīng)典途徑主要通過(guò)IKKa 誘導(dǎo)NF-B2/p100 前體的蛋白酶解以激活NFB2/RelB，下游基因主要和免疫功能相關(guān)。NF-B 的激活受到細(xì)胞內(nèi)氧化還原系統(tǒng)的調(diào)節(jié)。研究顯示，人類T 細(xì)胞中的NF-B 信號(hào)通路可被微摩爾濃度的過(guò)氧化氫激活，并且該激活受到抗氧化劑N-乙酰半胱氨酸的阻斷。隨著分子技術(shù)不斷發(fā)展，NF-B 信號(hào)已被證明可介導(dǎo)甲萘酮、棕櫚酸、-羥基丁酸、一氧化氮等引起的細(xì)胞氧化應(yīng)激反應(yīng)，使用抗氧化劑處理后NF-B、ERK1/2、Akt 信號(hào)均下調(diào)。NF-B 信號(hào)下調(diào)還可改變緊密連接蛋白表達(dá)，進(jìn)而維持氧化應(yīng)激時(shí)乳腺上皮血乳屏障的完整性，提示NF-B 信號(hào)下調(diào)或可部分逆轉(zhuǎn)氧化應(yīng)激帶來(lái)的泌乳性能下降?？偟膩?lái)講，NF-B信號(hào)可響應(yīng)乳腺上皮氧化應(yīng)激，但和泌乳相關(guān)的研究鮮有報(bào)道，靶向NF-B 信號(hào)的泌乳調(diào)控物質(zhì)有待開發(fā)。

2.3.2.3 HIF-1 途徑 氧化應(yīng)激還會(huì)激活主要由HIF-1 蛋白介導(dǎo)的低氧響應(yīng)信號(hào)通路，該通路對(duì)細(xì)胞內(nèi)氧水平敏感。HIF-1 是一種由HIF-1和HIF-1組成的異源二聚體蛋白，其活性主要由HIF-1的活性決定。常氧條件下，HIF-1被脯氨酸羥化酶結(jié)構(gòu)域蛋白(Prolyl Hydroxylase Domain Protein，PHDs)羥基化，其活性受抑制并被蛋白酶體泛素化降解。缺氧條件下HIF-1結(jié)構(gòu)穩(wěn)定并轉(zhuǎn)位至細(xì)胞核與HIF-1結(jié)合，進(jìn)一步調(diào)控下游基因轉(zhuǎn)錄。ROS 一方面可通過(guò)二硫鍵使PHDs 形成失活的二聚體，導(dǎo)致HIF-1無(wú)法羥化和降解，進(jìn)而轉(zhuǎn)位至細(xì)胞核中；另一方面也可作為信號(hào)傳遞分子參與低氧響應(yīng)，胞漿中的ROS 可通過(guò)觸發(fā)PI3K 信號(hào)穩(wěn)定HIF-1。此外，PHDs 催化活性受氧化還原系統(tǒng)的影響，亞鐵離子和抗壞血酸等物質(zhì)可維持PHDs 催化活性穩(wěn)定。氧化應(yīng)激時(shí)，谷胱甘肽和抗壞血酸水平降低，ROS 水平升高，亞鐵離子不能維持其還原狀態(tài)，進(jìn)一步導(dǎo)致PHDs 催化活性下降，對(duì)HIF-1的羥化作用減弱。此外，氧化應(yīng)激還會(huì)導(dǎo)致乳酸積聚，在乳酸脫氫酶B (LDHB)的催化下，乳酸被轉(zhuǎn)化為丙酮酸。而丙酮酸可競(jìng)爭(zhēng)PHDs的酶活性位點(diǎn)，致使其催化功能受抑制。已有研究證明HIF-1 信號(hào)通路是天然植物抗氧化添加劑白藜蘆醇、姜黃素的分子靶標(biāo)。雖然這二者都曾被用于抵抗動(dòng)物器官氧化應(yīng)激，但靶向HIF-1 信號(hào)通路的泌乳調(diào)控物質(zhì)仍有待發(fā)掘和應(yīng)用。

2.3.2.4 其他途徑 除上述途徑外，PI3K/Akt、MAPK、AMPK 等途徑也被報(bào)道可響應(yīng)動(dòng)物不同組織不同程度的氧化應(yīng)激。研究顯示，PI3K/Akt 是Nrf2-ARE 途徑的上游信號(hào)，在體外氧化應(yīng)激細(xì)胞模型和阿爾茲海默癥小鼠模型中，抑制PI3K/Akt 信號(hào)激活導(dǎo)致Nrf2-ARE 信號(hào)通路無(wú)法正確激活，細(xì)胞抗氧化系統(tǒng)無(wú)法響應(yīng)氧化應(yīng)激。此外，PI3K/Akt/mTOR 信號(hào)介導(dǎo)的細(xì)胞自噬在氧化應(yīng)激損傷修復(fù)中也有重要作用。本課題組近期研究顯示，MAPK 信號(hào)通路在小鼠乳腺上皮細(xì)胞氧化應(yīng)激模型中被激活，不同抗氧化劑處理后信號(hào)激活水平顯著降低（未發(fā)表）。AMPK 信號(hào)由于和能量代謝緊密相關(guān)，在一些慢性代謝疾病引起的氧化應(yīng)激中發(fā)揮關(guān)鍵作用，例如AMPK 信號(hào)激活可緩解糖尿病和長(zhǎng)期高脂飲食導(dǎo)致的器官氧化應(yīng)激損傷，其背后機(jī)制可能涉及AMPK 信號(hào)介導(dǎo)的自噬和凋亡等過(guò)程。

3 小 結(jié)

飼養(yǎng)管理在奶牛各個(gè)生產(chǎn)階段都必不可少，其效果受多方面因素影響。不科學(xué)的飼養(yǎng)管理方式常導(dǎo)致奶牛發(fā)生應(yīng)激，影響奶牛乳腺健康和泌乳性能，縮短奶畜使用年限，引起較大經(jīng)濟(jì)損失。環(huán)境清潔度差、長(zhǎng)途運(yùn)輸、機(jī)械擠奶和高頻率擠奶等管理因素可導(dǎo)致乳腺上皮緊密連接受損，乳腺血乳屏障脆弱，進(jìn)而降低泌乳性能和乳腺防御功能，使乳腺更易暴露于環(huán)境致病菌引起的炎癥和乳腺內(nèi)部氧化應(yīng)激。Nrf2-ARE、NF-B 和HIF-1 是乳腺響應(yīng)氧化應(yīng)激的主要通路，且是許多天然生物活性物質(zhì)的分子靶點(diǎn)，但在奶牛乳腺中的相關(guān)研究較少。未來(lái)研究應(yīng)進(jìn)一步探索不同飼養(yǎng)系統(tǒng)下管理因素對(duì)奶牛乳腺健康和乳成分的影響，規(guī)范奶牛管理方法，明晰管理應(yīng)激引起奶牛乳腺內(nèi)部氧化應(yīng)激的分子機(jī)制，開發(fā)靶向性抗應(yīng)激飼用添加劑，為奶牛乳腺健康和泌乳營(yíng)養(yǎng)調(diào)控提供新思路。