灌注葡萄糖對奶山羊乳腺營養(yǎng)攝取的影響

東北農(nóng)業(yè)大學(xué)動物營養(yǎng)研究所 李 然 孫滿吉＊ 劉彩娟 單安山

泌乳奶山羊乳腺主要依靠乳腺上皮細(xì)胞膜上的葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)載體對葡萄糖進(jìn)行吸收 （趙珂等，2009）。已有研究表明，在泌乳奶山羊乳腺中，葡萄糖是合成乳糖的前體物質(zhì)，而乳糖在調(diào)節(jié)乳腺滲透壓中起重要作用，其合成量與合成效率是影響乳產(chǎn)量的主要因素（Zhao和Keating，2007）。葡萄糖代謝的中間產(chǎn)物還能參與乳蛋白、乳脂的合成，代謝產(chǎn)生的三磷酸腺苷 （ATP）和還原型輔酶Ⅱ（NADPH）為機(jī)體各種生化反應(yīng)提供必需的能量和輔酶。只有深入了解泌乳奶山羊乳腺的葡萄糖吸收代謝機(jī)制，才能對其進(jìn)行合理的調(diào)控，從而達(dá)到提高乳產(chǎn)量、改善乳品質(zhì)的目的。本試驗(yàn)在基礎(chǔ)日糧背景下，向乳腺陰外動脈灌注不同梯度的葡萄糖，研究葡萄糖對奶山羊乳腺營養(yǎng)攝取的影響。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)動物 選用4只4歲、體況良好、體重（44.65±2.15）kg、產(chǎn)奶量（1.30±0.60）kg、泌乳天數(shù)為（150±20）d的關(guān)中奶山羊，在奶山羊的左側(cè)乳腺陰外動脈、腹部皮下靜脈安裝血插管（醫(yī)用聚氯乙烯管內(nèi)徑 0.5 mm，外徑1.2 mm，長度 45 cm）。插管每天用200 IU/mL的無菌肝素鈉溶液沖洗保持通暢，手術(shù)恢復(fù)期為15 d。灌注恒流泵的內(nèi)徑0.6 mm、外徑2.2 mm、管長45 cm。

1.2 試驗(yàn)日糧 試驗(yàn)動物采用單籠飼養(yǎng)，每天06∶00和18∶00兩次等量飼喂，先喂粗料后喂精料，自由飲水。預(yù)飼期15 d。參照金公亮（1986）奶山羊飼養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)配制試驗(yàn)日糧。精粗比為45∶55，飼料組成及營養(yǎng)水平見表1。

表1 奶山羊日糧組成及營養(yǎng)水平（干物質(zhì)基礎(chǔ)）

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì) 選用4只關(guān)中奶山羊，采用4×4拉丁方設(shè)計(jì)，4個(gè)處理分別為灌注葡萄糖0、12、24 g和36 g，每期試驗(yàn)7 d，預(yù)灌注期為4 d，采樣期3 d，每期間隔7 d。

1.4 葡萄糖溶液配制及灌注 在試驗(yàn)期使用恒動泵向奶山羊乳腺陰外動脈灌注葡萄糖，四個(gè)處理每天灌注0、12、24 g和36 g葡萄糖溶液，恒動泵恒速灌注速度為1 mL/min、6 g/h，葡萄糖溶液的配制為：50 g葡萄糖+500 mL 0.9%鹽水。持續(xù)灌注 2（12 g）、4 h（24 g）和 6 h（36 g），灌注水平參考孫滿吉（2008）。分別在灌注后采集腹部皮下靜脈血，陰外動脈血樣品，每次采集血樣20 mL，分別測定血漿揮發(fā)性脂肪酸（VFA）、血中氨基酸和血液生化等指標(biāo)。每天擠奶兩次（08∶30，16∶30），測定乳產(chǎn)量，并在10℃保存用于測定乳成分。

1.5 測定指標(biāo)及方法

1.5.1 血流量的測定 在陰外動脈處安裝超聲波血流儀，直接測定血流量。

1.5.2 乳成分測定 乳脂率、乳糖、乳蛋白等測定均采用紅外測定，紅外乳品分析儀。

1.5.3 血漿揮發(fā)性脂肪酸（VFA）測定 參考胡紅蓮（2008）的方法測定。

1.5.4 血漿中生化指標(biāo)測定 血漿生化指標(biāo)采用全自動生化分析儀測定。

1.5.5 血中游離氨基酸的測定 參考甄玉國（2002）的方法測定，采用日立835型氨基酸自動分析儀進(jìn)行測定。

1.6 相關(guān)計(jì)算公式 血流量MBF=血漿流量MPF/（1-紅細(xì)胞壓積PCV）；PCV實(shí)測平均值為1/3；乳腺吸收量=乳腺血漿流速×（動脈血漿中營養(yǎng)物質(zhì)濃度－靜脈血漿中營養(yǎng)物質(zhì)濃度）。

1.7 數(shù)據(jù)處理 采用SAS 6.12軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。

2 結(jié)果與分析

2.1 乳腺血漿流量的測定 從表2結(jié)果看，灌注36 g/d葡萄糖處理組乳腺血流量和乳腺血漿流量與對照組差異顯著（P<0.05）；單側(cè)乳腺血漿流速各組間差異不顯著（P>0.05）。

表2 灌注葡萄糖對乳腺血漿流量的影響

2.2 灌注葡萄糖對乳產(chǎn)量和乳成分的影響 結(jié)果見表3，葡萄糖灌注提高了奶山羊的乳產(chǎn)量，其中24 g/d處理組的乳產(chǎn)量極顯著高于對照組（P<0.01）；乳脂率隨葡萄糖灌注量的增加而極顯著降低（P<0.01）。36 g/d處理組乳脂產(chǎn)量極顯著低于其他處理組（P<0.01）；乳糖產(chǎn)量極顯著高于對照組（P<0.01）；乳蛋白、非脂固形物的含量各組間差異不顯著（P>0.05）；24 g/d處理組乳蛋白產(chǎn)量最高并顯著高于對照組（P<0.05）。葡萄糖的灌注極顯著降低了奶山羊干物質(zhì)的采食量（P<0.01）。

2.3 灌注葡萄糖對乳腺VFA攝取的影響 由表4可見，隨著葡萄糖灌注量的增加，乙酸和丁酸的含量在動靜脈血漿中的濃度降低；乳腺對乙酸和丁酸的攝取量減少但差異不顯著（P>0.05）。乳腺對丙酸的攝取量增加，其中灌注24 g/d葡萄糖處理組乳腺攝取量最大且與其他處理組差異顯著（P<0.05）。

表3 灌注葡萄糖對乳產(chǎn)量和乳成分指標(biāo)的影響

表4 灌注葡萄糖對乳腺攝取VFA的影響

2.4 灌注葡萄糖對血液生化指標(biāo)的影響 由表5可見，葡萄糖的灌注提高了乳腺對葡萄糖的攝取量，顯著提高了乳腺動靜脈葡萄糖的濃度差，灌注36 g/d處理組乳腺動靜脈葡萄糖的濃度差和對葡萄糖的攝取量都極顯著高于對照組 （P<0.01）。葡萄糖的灌注對乳腺總膽固醇和甘油三酯的攝取影響不顯著（P>0.05）。

2.5 灌注葡萄糖對乳腺攝取氨基酸的影響 由表6可見，葡萄糖灌注使乳腺氨基酸的攝取量有所升高，但影響不顯著（P<0.05）。

2.6 灌注葡萄糖對乳腺能量攝取的影響 由表6可見，灌注葡萄糖降低了乙酸能和乳脂能，其中灌注葡萄糖36 g/d處理組乙酸能顯著低于對照組（P<0.05），灌注12 g/d處理乳脂能最高，36 g/d處理乳脂能最低，與其他處理組差異顯著 （P<0.05）。葡萄糖的灌注提高了葡萄糖能、乳糖能和乳蛋白能，灌注24 g/d處理組葡萄糖能 （P>0.05）、乳糖能（P>0.05）和乳蛋白能（P<0.05）高于對照組。葡萄糖灌注未引起丁酸能和甘油三酯能的顯著變化（P>0.05）。

表5 灌注葡萄糖對乳腺血液生化指標(biāo)的影響

表6 灌注葡萄糖對乳腺攝取氨基酸的影響%

3 討論

3.1 灌注葡萄糖對乳腺血漿流量的影響 張娜（2006）報(bào)道，葡萄糖灌注對乳腺血流量影響不顯著。乳產(chǎn)量的升高或下降通常伴隨乳腺血液流量的上升或下降，但并不是所有情況下乳產(chǎn)量的上升都伴隨血流量的上升而上升。目前乳產(chǎn)量與血流量的關(guān)系還不是很清楚。本試驗(yàn)中葡萄糖灌注乳產(chǎn)量雖然升高了，但乳腺血流量降低，其中36 g/d葡萄糖灌注組與對照組差異顯著（P<0.05）。

3.2 灌注葡萄糖對乳產(chǎn)量和乳成分的影響 試驗(yàn)結(jié)果表明，隨著葡萄糖的灌注量的增加乳脂率顯著下降，但低劑量的葡萄糖灌注12 g/d和24 g/d處理組并沒有降低乳脂產(chǎn)量。而相當(dāng)劑量的葡萄糖灌注能使奶山羊的乳脂率和乳脂產(chǎn)量顯著下降（Rigout等，2002；Hurtaud 等，1998）。 葡萄糖灌注36 g/d處理組乳脂率和乳脂產(chǎn)量分別下降23%和17%。灌注葡萄糖有可能使NADPH產(chǎn)量增加，從而促進(jìn)從頭合成脂肪酸。因此推測，低葡萄糖灌注時(shí)的乳脂產(chǎn)量略有上升可能與此有關(guān)。有試驗(yàn)研究表明，血糖水平的升高能提高乳糖的產(chǎn)量，由于乳糖對乳汁滲透壓有重要影響，在提高產(chǎn)奶量的同時(shí)，乳脂率降低（Cant等，2002）。乳產(chǎn)量上升也是本次試驗(yàn)中乳脂率降低的原因之一。灌注葡萄糖24 g/d處理組中的乳蛋白產(chǎn)量和產(chǎn)奶量顯著高于對照組，這可能是由于試驗(yàn)中額外提供的葡萄糖供能節(jié)省了部分生糖氨基酸，從而使乳蛋白產(chǎn)量升高。乳蛋白含量變化不顯著，產(chǎn)奶量的升高也是乳蛋白產(chǎn)量升高的原因。而高劑量的葡萄糖灌注顯著降低了奶山羊干物質(zhì)的采食量，從日糧中攝取的蛋白質(zhì)和能量減少，導(dǎo)致了乳蛋白產(chǎn)量和產(chǎn)奶量變化差異不顯著。

3.3 灌注葡萄糖對乳腺VFA攝取的影響 試驗(yàn)表明，隨著葡萄糖灌注劑量的增加，奶山羊干物質(zhì)采食量顯著降低，日糧中干物質(zhì)的含量很大一部分由粗飼料提供，粗飼料中的纖維素55%～95%經(jīng)瘤胃微生物發(fā)酵，形成揮發(fā)性脂肪酸（VFA）、二氧化碳和甲烷等產(chǎn)物。不僅為反芻動物提供能量，而且參與各種代謝，并形成產(chǎn)品。粗飼料采食量的減少，導(dǎo)致血漿揮發(fā)性脂肪酸含量降低，所以乙酸和丁酸在血漿的濃度有所降低但差異不顯著。丙酸是葡萄糖合成的主要前體物，主要由瘤胃發(fā)酵產(chǎn)生，經(jīng)瘤胃壁吸收后大部分在肝臟轉(zhuǎn)化為葡萄糖供能（王中華，1995），丙酸動脈血漿濃度的上升可能因?yàn)檠撬缴邚亩种屏烁闻K中丙酸的轉(zhuǎn)化從而進(jìn)入血液的丙酸增多，提高乳腺對丙酸的攝取量。高劑量葡萄糖的灌注大大降低了奶山羊干物質(zhì)的采食量，粗飼料攝入量的減小導(dǎo)致血漿揮發(fā)性脂肪酸的含量減少，所以灌注（24 g/d）處理組對丙酸攝取量最大，灌注葡萄糖36 g/d處理組的攝取量有所降低。

表7 灌注葡萄糖對乳腺攝取乙酸能和葡萄糖能的影響

3.4 灌注葡萄糖對血液生化指標(biāo)的影響 本試驗(yàn)表明，灌注葡萄糖組乳腺對總膽固醇和甘油三酯乳腺攝取率無顯著變化 （P>0.05）。形成乳脂的甘油主要來自葡萄糖的酵解作用，隨著灌注葡萄糖劑量的增加，甘油三酯的含量有所提升。灌注葡萄糖導(dǎo)致乳脂降低時(shí)，葡萄糖促進(jìn)了胰島素分泌，抑制了垂體脂代謝因子，降低血中甘油三酯的水平。Rigout等（2002）指出，由于體外灌注的葡萄糖額外補(bǔ)充了一部分能量，故減少了干物質(zhì)的進(jìn)食量，因此，動脈血液中乙酸和甘油三酯濃度的減少可能部分地與干物質(zhì)進(jìn)食量減少有關(guān)，也可能與脂肪組織脂解率下降有關(guān)。所以甘油三酯受多重因素影響后差異不顯著。葡萄糖灌注劑量的增加導(dǎo)致血漿中葡萄糖含量增加，灌注葡萄糖36 g/d處理組為高劑量組，充分滿足奶山羊生產(chǎn)的需要，所以血漿葡萄糖含量顯著高于對照組。

3.5 灌注葡萄糖對乳腺氨基酸攝取的影響 動脈血液中的游離氨基酸分別來自消化道吸收、體組織蛋白的分解和靜脈回流。葡萄糖的灌注使乳腺對氨基酸的攝取量升高，但變化不顯著，原因是多方面的。糖代謝與氨基酸代謝密切相關(guān)，糖的分解不僅為蛋白質(zhì)的合成提供了能量，還可合成某些非必需氨基酸。血漿中丙酸濃度的升高刺激乳腺對氨基酸的攝入需求量增大，導(dǎo)致血液中氨基酸濃度升高。干物質(zhì)采食量的顯著下降導(dǎo)致從消化道吸收的氨基酸數(shù)量變小。最終乳腺對氨基酸的攝取量升高，但變化不顯著。Hurtaud等（1998）發(fā)現(xiàn)，灌注葡萄糖可使乳蛋白產(chǎn)量增加，但不影響動靜脈氨基酸濃度差，不影響乳腺氨基酸的攝取，本試驗(yàn)與其結(jié)果一致。

3.6 灌注葡萄糖對乳腺能量攝取的影響 灌注葡萄糖降低了乳腺對乙酸能的攝取，乳腺對乙酸的攝取量減少是乙酸能降低的主要原因。葡萄糖的灌注對丁酸和甘油三酯的影響不顯著，所以丁酸能和甘油三酯能變化不顯著。隨著葡萄糖灌注劑量的增大葡萄糖能和乳糖能明顯升高。灌注36 g/d葡萄糖組乳脂能顯著低于其他處理組，這與其乳脂產(chǎn)量顯著低于其他各處理組有關(guān)。乳蛋白能在葡萄糖灌注后升高，灌注24 g/d葡萄糖組乳蛋白能最高是其乳蛋白產(chǎn)量高的緣故。乳脂前體能包括（乙酸能+丁酸能+甘油三酯能）；氨基酸能為乳蛋白前體能；葡萄糖灌注12 g/d處理組和24 g/d處理組乳脂前體合成乳脂的產(chǎn)出率分別提高3%和2%，而高劑量的36 g/d處理組乳脂前體合成乳脂的產(chǎn)出率降低了10%。氨基酸合成乳蛋白的產(chǎn)出率提高1%～9%，葡萄糖合成乳糖的產(chǎn)出率提高0%～5%，有效改善了乳成分。

4 結(jié)論

4.1 低劑量的葡萄糖灌注能夠提高乳脂產(chǎn)量，高劑量葡萄糖灌注會使乳脂產(chǎn)量降低。

4.2 適宜的葡萄糖灌注量可以顯著提高奶山羊乳產(chǎn)量和乳蛋白產(chǎn)量。

4.3 葡萄糖灌注對乳腺氨基酸攝取影響較小。

4.4 灌注葡萄糖劑量達(dá)到一定水平后，再加大劑量會顯著降低奶山羊?qū)Ω晌镔|(zhì)的采食量。

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