奶牛围产期的钙代谢异常

奶牛围产期的钙代谢异常

奶牛每年约305天流失牛奶，280天怀孕。这是一个负荷生物机器。奶牛的营养和健康状况直接关系到整个产奶期的产奶量。这是一个非常重要的特殊时期。在这一时期，易于产生代谢性疾病，且往往发生。围产期(TransitionPeriod)一般是指产前3周到产后3周阶段,其中产前3周称为围产前期(妊娠后期),产后3周称为围产后期(泌乳初期)。围产期是下一个泌乳周期的准备和开始阶段,围产期奶牛由于要经历妊娠、干奶、分娩和泌乳等一系列的复杂生理变化,快速生长的胎儿对瘤胃产生机械性的压迫作用,导致干物质摄入量(DMI:drymatterintake)减少,而胎儿和胎盘对养分需要量急剧上升,营养供应严重不足,出现围产前期的能量负平衡(NEB:Negativeenergybalalice),常常诱发生产瘫痪(产褥热、低血钙)、葡萄糖代谢紊乱、脂肪肝和酮病、瘤胃酸中毒、皱胃移位、乳房水肿和乳房炎等代谢疾病。但如果加强饲养管理和合理调控营养,可以有效预防或减少以上代谢性疾病。据报道,美国大约有7.2%的高产奶牛患有产褥热(Jordan等,1993),66%的经产奶牛产犊后患有亚急性低血钙(Beede等,1992),患有产褥热的奶牛与正常的奶牛相比,产奶量下降14%,产奶周期缩短3～4年(Block,1984)。我国奶牛酮病发病率占泌乳奶牛群的10%～30%,脂肪肝发病率可达46.7%。1干粮中阴阳离子平衡dcab和阴离子离子差围产期的奶牛由于胎儿生长、分娩和泌乳,在短期内需要动用大量的血钙,但机体内钙的调节机制在短期内又无法迅速启动,因此,生产实践中的低血钙发生率极高,而低血钙又是产褥热(Milkfever)的直接诱因,生产上表现为产后瘫痪,产奶量下降,产奶周期缩短,牛奶品质下降,严重的会造成奶牛瘫痪不起,甚至衰竭死亡。过去的观点认为,产褥热的病因是干奶后期(围产前期)饲喂过高水平的钙,使机体内的钙的动用机制产生了“惰性”,但由于分娩引起的产道剧烈收缩和泌乳,又突然需要消耗大量的钙,因此引发了产褥热。但根据阴阳离子平衡试验,这一观点似乎是不正确的。Oetzel等(1988)研究表明,不论日粮中钙浓度的高低,饲喂阳离子和阴离子之差(CAD)值为负值的奶牛日粮比CAD为正值的日粮,产褥热的发病率明显减少。日粮阴阳离子平衡(DCAB)或阴阳离子差(CAD)是指奶牛日粮中主要阳离子(Na+、K+、Ca2+、Mg2+)与主要阴离子(Cl-、S2-、PO43-)的含量及其毫摩尔数(mmol)之差。当DCAB为正值时称为阳离子型日粮,为负值时称为阴离子型日粮。饲喂添加阴离子盐的日粮后,奶牛产褥热的发病率最低,但从尿液中排出的钙和镁也增加(Gaynor等,1989)。Dishington(1975)饲喂DCAD为负值的高钙日粮时,可以防止92%的奶牛产后瘫痪的发生。Block(1984)饲喂DCAD为+330.5mEq/KgDM的日粮时发现,产后瘫痪发病率高达47%,但当DCAD为-128.5mEq/KgDM时,产后瘫痪的发病率为零。Goff(1991)研究发现,饲喂CAD为负值的日粮时,奶牛血钙浓度明显提高;Block(1989)研究发现,饲喂CAD为负值的奶牛日粮时,羟基脯氨酸浓度增加,证明骨骼中钙的动用增加。动物机体内钙主要受甲状旁腺素(PTH)、降钙素(CT)和维生素D3的共同作用,分别作用于骨骼、肾小管和肠粘膜细胞等靶器官,调节血钙水平,维持平衡稳定。生产实践中,围产前期奶牛应少用或不用含钾等阳离子高的苜蓿、豆粕、甘草、盐和小苏打等饲料,应饲喂含钾低的玉米等饲料,同时添加使用NH4Cl、(NH4)2SO4、Al2SO4、MgSO4、CaCl2等阴离子盐。2葡萄糖来源的改变葡萄糖是动物重要的营养性单糖,对于维持动物健康,保持生产性能和提高产品质量具有重要意义。反刍动物由于特殊的消化生理特点,葡萄糖有其特殊的合成代谢途径,尤其是糖原异生对反刍动物生产和健康尤为重要。围产期奶牛由于分娩,从干奶期进入泌乳期,需要提供大量葡萄糖用于乳糖合成。反刍动物体内能被利用的葡萄糖称为代谢葡萄糖(MG:Metabolizableglucose),主要包括外源葡萄糖(BSEG)和内源葡萄糖(POEG)。外源葡萄糖主要是指饲料中的碳水化合物,尤其是非结构性碳水化合物未被瘤胃微生物降解而进入小肠的部分,在胰腺α-淀粉酶等消化酶的作用下水解为葡萄糖后被吸收,胰腺α-淀粉酶是消化淀粉的主要消化酶。由于日粮中碳水化合物在瘤胃微生物作用下降解为VFA,几乎不可能通过消化道吸收葡萄糖,因此,所需葡萄糖主要来源于内源葡萄糖。内源葡萄糖主要来源于丙酸和生糖氨基酸(丙氨酸、谷氨酰胺)在肝脏和肾脏中逆糖酵解途径的糖原异生作用(Gluconeogenesis),内源葡萄糖占体内所需葡萄糖的90%以上,其中丙酸是最主要的生糖前体物。血液中的葡萄糖是合成乳糖的唯一前体物,因此血液中可利用的葡萄糖量可能是反刍动物最大泌乳量的主要限制因素,是控制产奶量的阀门。同时,乳的渗透压主要受乳糖浓度的影响,因此,乳糖浓度在很大程度上决定乳腺上皮细胞分泌(Epithelialcellsecretion)或重吸收(Re-absorption)水分的数量,即决定产奶量。从而推论:乳腺血液中的葡萄糖水平是决定产奶量的决定性因素。研究表明,乳腺利用的葡萄糖中有50%～85%用于乳糖的合成,牛乳中乳糖含量在4.6%左右,每产1kg乳大约需要65～90g葡萄糖。围产期奶牛由于胎儿生长、分娩和泌乳,需要大量葡萄糖,但由于DMI减少,使葡萄糖来源缺乏,动物需要动用体脂和体蛋白生成糖原前体物甘油和氨基酸。过瘤胃淀粉对于泌乳奶牛是非常重要的营养素,不仅可以提供大量外源葡萄糖,而且可以减少内源葡萄糖合成过程中的能量损失,节约生糖氨基酸和甘油,改善蛋白质和脂肪代谢。3影响体脂分解和能量负平衡的因素干物质采食量(DMI)减少而需求量增加是导致围产期奶牛出现能量负平衡,诱发代谢疾病的关键因素,为了满足泌乳和自身需要,动物动用体脂、体蛋白产生甘油和氨基酸,通过糖异生作用合成葡萄糖,满足合成乳糖需要和分解供能,脂肪分解是缓解能量负平衡的必然途径和结果。高产奶牛产后40～50天产奶量达到最高峰,但DMI在产后90～100天才达到最高峰(孙国强,2002),形成严重供需矛盾。体脂分解主要是通过释放非酯化脂肪酸(NEFA:non-esterifiedfattyacid)进入血液,血液中的一部分NEFA完全氧化成二氧化碳和ATP,分解供能;一部分在肝脏中不完全氧化,分解成酮体(酰乙酸、β-羟基丁酸及丙酮),血液和尿液中酮体的浓度升高;由于血液中NEFA浓度增高,肝脏中NEFA转化成甘油三酯(TG:Triglyceride),造成甘油三酯在肝脏内的集聚,引发脂肪肝。脂肪肝是体内脂肪大量动用的后果,脂肪肝发生会抑制糖原异生,酮体浓度增加会导致产奶量急剧下降。因此,要缓解脂肪肝和酮病发生,必须首先解决能量负平衡的问题,能量是动物的第一营养需要,而能量摄入量是由采食量和能量浓度决定的,添加过瘤胃脂肪和过瘤胃淀粉均是提高能量浓度的措施,从而缓解能量负平衡。研究表明,围产期间给动物提供丙酸、甘油、丙氨酸和谷氨酰胺等生糖前体物质,可以提高血糖水平,改善脂肪和蛋白质代谢,有效缓解能量负平衡,减少脂肪肝和酮病发生率。避免分娩前DMI的下降是缓解能量负平衡的有效办法,对分娩后的健康具有重要意义。围产期奶牛的营养调控主要是减少脂类代谢失衡和降低酮病的发生,研究表明,添加保护性胆碱能够降低甘油三酯在肝脏中的浓度,减少脂肪肝的发生率。4牛奶日粮的能量负平衡瘤胃pH值是最重要的生理指标之一,瘤胃内的pH值一般在6～7之间。瘤胃内纤维分解菌(RumenCellulolyticBacteria,RCB)主要有3种:产琥珀酸纤维分解菌(Fibrobactersuccimogenes)、黄色瘤胃球菌(Ruminococcusflavefaciens)和白色瘤胃球菌(Ruminococcusalbus)。RCB产生的酶类是分解纤维素的基础,其中主要有4种类型的酶在发挥作用,即:内纤维素酶,外纤维素酶,1、4—葡萄苷酶和纤维糊精酶。RCB对pH值很敏感,pH值6.2时不能降解纤维素(Russell,1980),pH值5.9时,RCB的生长完全被抑制(Halliwell,1957)。当淀粉在瘤胃中快速降解时,产生大量的乳酸,导致瘤胃内pH值急剧下降,从而抑制了纤维的消化。围产期奶牛为了缓解能量负平衡,常增加精饲料饲喂量,从而容易造成瘤胃酸中毒,因此在奶牛日粮配制中常添加一些缓冲剂,通常是将NaHCO3和MgO以(2～3):1的比例混合使用,使瘤胃内的pH值恒定在正常的范围内。围产期奶牛推荐饲喂全混合日粮(TMR),粗蛋白(CP)保持在13%～14%,能量为2NND/KgDM,中性洗涤纤维(NDF)为23%～25%。合理调控日粮,保持适宜的蛋白能量比(Proteinenergyration)是保持动物健康和防止代谢病发生的有效措施。另外,由于围产后期胎儿快速生长,迅速增大,机械性压迫皱胃等