2022年医学专题-反刍动物葡萄糖营养调控理论体系及其应用

反刍动物葡萄糖营养(yíngyǎng)调控理论体系及其应用卢德勋（内蒙古畜牧(xùmù)科学院，内蒙古，呼和浩特）第一页，共四十二页。报告(bàogào)内容前言反刍动物体内葡萄糖来源反刍动物葡萄糖营养和代谢特点(tèdiǎn)反刍动物葡萄糖代谢的稳衡调控反刍动物葡萄糖营养调控目标的整体思路反刍动物葡萄糖营养调控技术措施反刍动物葡萄糖营养调控技术实用化：系统集成反刍动物葡萄糖营养调控理论体系主要内容第二页，共四十二页。前言第三页，共四十二页。反刍动物葡萄糖营养(yíngyǎng)和代谢具有极其重要的位置葡萄糖代谢(dàixiè)在所有脊椎动物碳水化合物代谢(dàixiè)中间居中心位置葡萄糖是动物机体内唯一能通过血浆和细胞在全身循环的碳水化合物葡萄糖是动物机体重要的能量载体物质葡萄糖与机体各种生理功能有密切关系第四页，共四十二页。20世纪末反刍动物葡萄糖营养(yíngyǎng)研究取得了长足进步养殖业的需求推动了科技进步低质粗饲料固有的葡萄糖营养障碍对预防和治疗妊娠毒血症和酸中毒的迫切需求两次主要(zhǔyào)飞跃由定量化研究向模型化研究飞跃由理论研究向营养调控技术实用化飞跃第五页，共四十二页。反刍动物葡萄糖营养研究思路(sīlù)必须创新把葡萄糖营养研究放在整个NFC（非纤维性碳水化合物）的视野内进行NFC是一个充满未知知识的领域（TERRAIN-COGNITA）葡萄糖营养研究必须从NFC与NDF相互联系中探求葡萄糖营养研究必须把能量载体物质和能量利用(lìyòng)结合起来葡萄糖营养研究必须和蛋白质营养代谢结合起来第六页，共四十二页。植物的碳水化合物细胞内容物细胞壁物质有机酸单糖淀粉果糖果胶物质β-葡聚糖半纤维素纤维素NFCNDSF（中性可溶性纤维）ADFNDSC（中性可溶性碳水化合物）NDF木质素第七页，共四十二页。建立现代(xiàndài)反刍动物葡萄糖营养调控理论体系势在必行乳牛日粮内碳水化合物部分占到65%以上。日粮内碳水化合物平衡状况对乳牛健康和生理性能有重大影响促进瘤胃营养物质消化影响瘤胃内微生物蛋白(dànbái)合成保证瘤胃正常的生理功能反刍动物日粮碳水化合物不平衡会造成许多不良后果瘤胃消化不良动物减重出现酸中毒、真胃移位和蹄叶炎粗饲料利用率下降反刍动物葡萄糖营养调控从消化道层次日粮碳水化合物平衡启动，涉及到整个机体内部营养代谢的方方面面，在反刍动物营养调控中间居核心地位第八页，共四十二页。日粮碳水化合物非葡萄糖物质葡萄糖被利用葡萄糖非葡萄糖物质代谢被利用葡萄糖库其他生理活动供能消化道组织代谢层次第九页，共四十二页。反刍动物体内(tǐnèi)葡萄糖来源第十页，共四十二页。反刍动物体内(tǐnèi)葡萄糖三种来源日粮来源(láiyuán)（外源葡萄糖）微生物途径来源（内源葡萄糖）糖异生来源（内源葡萄糖）葡萄糖进入组织代谢层次日粮碳水化合物消化酶日粮碳水化合物微生物发酵丙酸乳酸葡萄糖日粮蛋白质微生物蛋白质消化酶AAs蛋白质合成合成葡萄糖第十一页，共四十二页。不同生理阶段(jiēduàn)和不同种类的反刍动物体内

葡萄糖来源初生反刍动物：日粮来源瘤胃(liúwèi)发育完全反刍动物：微生物途径为主日粮来源微生物来源糖异生来源肉牛33%44%23%乳牛28%67%5%第十二页，共四十二页。反刍动物(fǎnchúdònɡwù)葡萄糖营养和代谢特点第十三页，共四十二页。反刍动物葡萄糖营养(yíngyǎng)和代谢主要特点内源葡萄糖是获得葡萄糖的主要来源小肠对淀粉消化、吸收能力比非反刍动物低原因：淀粉水解酶活性低（主要是胰淀粉酶）小肠对葡萄糖吸收有一定限度小肠对淀粉水解时间不足消化吸收能力并不是一成不变，随淀粉进食量增加(zēngjiā)而增加(zēngjiā)幼年反刍动物葡萄糖营养状况随年龄而异第十四页，共四十二页。表1由不同前体物合成的葡萄糖占绵羊体内(tǐnèi)葡萄糖周转量和肝脏葡萄糖合成量比例（Begman,1973;Lindsay,1978)前体物占葡萄糖周转量%占肝脏葡萄糖合成量%饲喂状态绝食状态妊娠饲喂状态绝食状态妊娠丙酸血液来源27-40————85-9085-90——瘤胃来源40-50——34-4329乳酸和丙酮酸15-201310-158-1520-30——甘油515-3018-40*40-5060-70——丙氨酸5-65-7——7-111524第十五页，共四十二页。反刍动物(fǎnchúdònɡwù)葡萄糖代谢的稳衡控制第十六页，共四十二页。反刍动物葡萄糖营养代谢稳衡控制属于动物机体四大自我调控功能(gōngnéng)范畴采食调控营养物质代谢稳衡控制(kòngzhì)（蛋白质、葡萄糖、脂肪、矿物质代谢稳衡控制(kòngzhì)）营养物质谐调分配抗营养应激调控第十七页，共四十二页。反刍动物葡萄糖代谢的稳衡控制(kòngzhì)体系碳水化合物投入——产出体系通过以下途径来实现：改变饲料碳水化合物的采食量改变饲料碳水化合物的吸收率改变粪中碳水化合物的损失量改变乳糖分泌量改变代谢能中C3+C6能的比例糖原沉积——动员(dòngyuán)体系葡萄糖周转体系：在特定代谢库内葡萄糖生成或进入或被氧化利用这一代谢过程称做为葡萄糖周转。第十八页，共四十二页。表2肉用阉牛(yānniú)和乳牛葡萄糖周转的一些参数（Huntington,1997)

注：IGL——葡萄糖不可逆损失量，指离开血浆不再返回的葡萄糖数量

TGE——葡萄糖总进入量，指肝脏葡萄糖净产生量加淀粉(diànfěn)消化提供的葡萄糖量RG——葡萄糖周转量，指离开血浆参加代谢(dàixiè)并会重新返回的葡萄糖量

OG——葡萄糖氧化量，指被氧化生成CO2葡萄糖量参数肉用阉牛乳牛IGL（g/d）10962007OG(g/d)487345合成乳糖量（g/d）01600肝脏葡萄糖净产生量（g/d）14433313内脏净输出量（g/d）-60220由淀粉消化提供的葡萄糖量（g/d）7071276TGE（g/d）21504589RG（g/d）10542582第十九页，共四十二页。表3激素(jīsù)对糖异生作用的调节

（Vansoest,1994）反应步骤激素调节下调上调丙酸盐→琥珀酸？？丙酮盐→草酰乙酸胰岛素胰高血糖素草酰乙酸→烯醇丙酮酸胰岛素糖皮质激素果糖-1，6-磷酸→葡萄糖-6-磷酸胰岛素——葡萄糖→葡萄糖-6-磷酸胰岛素、肾上腺素胰高糖素第二十页，共四十二页。反刍动物(fǎnchúdònɡwù)葡萄糖营养调控目标的整体思路概述第二十一页，共四十二页。反刍动物葡萄糖营养(yíngyǎng)调控的两大方面利用能量和能量载体物质之间的相互关系，调控C3+C6能占代谢能的比例，提高(tígāo)能量利用率调控葡萄糖营养与蛋白质营养之间的平衡第二十二页，共四十二页。表4日粮中生葡萄糖能占代谢能理想(lǐxiǎng)比例动物种类C3+C6能/代谢能进食量（%）绵羊9.9-24.2Orskov(1980)9.9-24.9孙海洲（1999）阉牛9.9-23.2Orskov(1980)奶牛9.9-39Orskov(1980)绒山羊12.28-15.8王玲（2003）第二十三页，共四十二页。代谢(dàixiè)葡萄糖（MG）定义：饲料经动物消化吸收后，可以给动物本身代谢提供(tígōng)的可消化的葡萄糖总量。公式：MG=POEG+BSEG=0.09K1×Pr+0.9K2×BS

POEG——由瘤胃发酵产生的丙酸转化形式的葡萄糖BSEG——由过瘤胃淀粉提供的葡萄糖Pr——饲料瘤胃发酵产生的丙酸产量（Mm/d）BS——过瘤胃淀粉量（g/d）K1——瘤胃丙酸吸收率；K2——过瘤胃淀粉消化率第二十四页，共四十二页。表5一些常用(chánɡyònɡ)饲料的MG值种类BSEG(g/kg)POEG(g/kg)MG(g/kg)玉米籽实163.0226.47189.49小麦麸39.6828.7168.39玉米淀粉210.5670.33280.89豆饼37.5926.5764.16亚麻饼49.9418.8368.77棉籽饼45.726.3752.09第二十五页，共四十二页。MG值的测定方法

（韩非(hánfēi)、任莹和卢德勋，2001）BSEGBS：用尼龙袋方法K2：用绵羊的小肠液冻干粉体外培养(péiyǎng)法POEG丙酸产量：用公式估测K1用以下公式估测：R2=0.8005，P<0.05，N=17第二十六页，共四十二页。估测绵羊(miányáng)瘤胃中丙酸产量的公式能量(néngliàng)饲料：Y1=0.051CA+0.0037CB1+0.0043CB21-0.79（R2=0.999，n=6，P<0.01）蛋白质饲料

Y2=0.0016CA+0.0087CB1+0.00042CB2-0.0036PA+0.34（R2=0.999，n=6，P<0.01）优质粗饲料

Y3=0.0062CA+0.092CB1+0.0052CB21-3.68（R2=0.999，n=6，P<0.01）低质粗饲料

Y4=0.0029CA+0.045CB1+0.0029CB21-0.29（R2=0.999，n=6，P<0.01）第二十七页，共四十二页。估测绵羊瘤胃(liúwèi)中丙酸产量的公式（2）式中：CA(mg)=可溶糖含量CB1(mg)=淀粉含量CB2(mg)=可利用纤维(xiānwéi)含量PA=非蛋白氮含量PB1=快速降解蛋白质含量第二十八页，共四十二页。反刍动物(fǎnchúdònɡwù)葡萄糖调控内容调控瘤胃发酵类型，提高丙酸产量调控日粮淀粉降解(jiànɡjiě)程度，优化在MG中间过瘤胃淀粉所占比例提高小肠淀粉消化率调控肝脏糖异生作用，控制合成内源葡萄糖前体物比例和肝脏葡萄糖净生产量和葡萄糖氧化量第二十九页，共四十二页。反刍动物葡萄糖营养(yíngyǎng)调控实用技术饲料加工调制技术营养平衡技术营养调控剂使用(shǐyòng)缓冲剂酵母培养物瘤胃素第三十页，共四十二页。表6不同加工(jiāgōng)调制方法对饲料淀粉消化率和消化部位的影响（Huntington,1991）饲料加工调制方法淀粉采食量（Kg/d）淀粉消化率（%）瘤胃内（占采食量%）瘤胃后（占采食量%）占进入量%全消化道玉米干碾压2.06±1.0876.2±7.916.2±6.768.9±18.492.2±3.0蒸汽压片2.20±0.5284.8±4.114.2±3.792.6±4.198.9±0.8蒸汽碾压6.9172.119.068.291.2高水分处理3.8989.96.367.895.3粉碎10.6549.544.086.593.5高粱干碾压1.81±1.4959.8±12.026.1±11.462.5±16.287.2±5.4蒸汽压片4.7878.419.689.998.0高水分处理3.6473.219.646.192.8粉碎3.8170.215.451.091.0大麦干碾压4.09±1.7480.7±3.913.7±3.875.2±5.294.3±2.9蒸汽碾压4.5384.613.688.098.2小麦干碾压2.9488.39.995.498.2蒸汽碾压2.8788.110.188.298.6燕麦干碾压1.5392.75.676.398.8蒸汽碾压1.49944.578.898.3第三十一页，共四十二页。表7不同加工调制方法对玉米(yùmǐ)的淀粉消化部分和消化率的影响（Owens等，1986）加工调制方法占日粮内淀粉%瘤胃小肠大肠全消化道全粒玉米58.917.02.891.7破碎68.912.98.287.6压扁71.816.14.993.2磨碎77.713.74.393.5青贮86.05.51.094.6蒸汽+压片处理82.815.61.397.8第三十二页，共四十二页。表8不同来源和不同加工调制方法对一些籽实淀粉瘤胃(liúwèi)消化率的影响（Herrera-saldana等，1991；Huntington,1997）籽实种类淀粉含量%±SD加工调制方法瘤胃消化率（占淀粉进食量）小麦70.3±2.9干碾压88.3蒸汽+碾压88.1大麦64.3±3.3干碾压80.7±3.9蒸汽+碾压84.6燕麦58.1±4.3干碾压92.7蒸汽+碾压94.0玉米76±1.8干碾压76.2±7.9蒸汽+压扁84.8±4.1蒸汽+碾压72.1高温处理89.9磨碎49.5高粱71.3±2.7干碾压59.8±12.0蒸汽+压扁78.4高温磨碎73.2磨碎70.0第三十三页，共四十二页。表9乳牛(rǔniú)（日产乳量>30Kg）日粮碳水化合部分平衡要求占日粮%NDF25-65%瘤胃可降解NDF50-65%日粮NDFNSC（差减法）35-40%瘤胃可降解碳水化合物50-60%日粮碳水化合物总量淀粉（酶法）32-40%瘤胃可降解淀粉50-70%日粮淀粉总量NDF/NSC0.9-1.2（Nocer,Rnssll,1988）第三十四页，共四十二页。表10乳牛(rǔniú)（日产乳量30Kg）日粮碳水化合物与蛋白质适宜比例占日粮DM%NDF25-32NSC35-40淀粉（酶法分析）32-40CP15-17RDP9.3-11.2NSC/RDP3.76-3.57淀粉/RDP3.44-3.57第三十五页，共四十二页。营养调控剂的使用缓冲剂：提高饮水量和瘤胃食糜液相的稀释率，进而提高了过瘤胃淀粉的数量。酵母培养物：提高丙酸产量，影响反刍动物肝脏葡萄糖合成。

瘤胃素：调控(diàokònɡ)瘤胃发酵模式，提高饲料利用率。第三十六页，共四十二页。反刍动物(fǎnchúdònɡwù)