奶牛瘤胃亞急性酸中毒的產(chǎn)生原因和營養(yǎng)學(xué)控制方法

周 俊 章 森 董國忠

(西南大學(xué)動物科技學(xué)院，重慶市牧草與草食家畜重點實驗室，重慶 400716)

為滿足奶牛高泌乳的能量需要，高精、低粗的飼糧結(jié)構(gòu)被廣泛應(yīng)用。高精飼糧在提高奶牛生產(chǎn)性能的同時也引發(fā)了一些健康問題。瘤胃亞急性酸中毒(subacute rumen acidosis，SARA)是早期泌乳奶牛和高產(chǎn)奶牛的一種常見營養(yǎng)代謝病。盡管對SARA還沒有統(tǒng)一的定義，但大多數(shù)學(xué)者仍以瘤胃液pH＜5.6作為判斷標(biāo)準(zhǔn)［1－4］。當(dāng)使用高精飼糧誘發(fā)奶牛發(fā)生SARA時，胃腸道中細(xì)菌內(nèi)毒素脂多糖(lipopolysaccharide，LPS)含量顯著升高，這源于瘤胃中革蘭氏陰性菌劇烈的動態(tài)變化。高濃度的LPS從胃腸道轉(zhuǎn)運至體內(nèi)可刺激促炎性細(xì)胞因子的產(chǎn)生，繼而刺激肝細(xì)胞分泌急性期蛋白，引發(fā)急性期反應(yīng)。當(dāng)奶牛發(fā)生全身炎性反應(yīng)時，血漿礦物質(zhì)和代謝物受到干擾，乳腺合成乳脂肪的能力下降，產(chǎn)奶量降低，從而嚴(yán)重影響奶牛的生產(chǎn)性能［5］。本文先對 LPS在體內(nèi)的代謝過程進(jìn)行綜述，然后根據(jù)最新的研究報道，重點介紹一些減少LPS產(chǎn)生和轉(zhuǎn)運的新方法，旨在為控制或減少SARA時內(nèi)毒素對奶牛的危害提供參考。

1 奶牛瘤胃亞急性酸中毒的產(chǎn)生原因

1.1 飼喂高精飼糧時瘤胃中LPS積聚源于微生物區(qū)系劇烈變化

高精飼糧中碳水化合物發(fā)酵產(chǎn)生大量揮發(fā)性脂肪酸(volatile fatty acid，VFA)［6］。VFA 在瘤胃中大量蓄積造成瘤胃液pH下降，滲透壓升高。升高的滲透壓不利于瘤胃壁對VFA的吸收，使pH進(jìn)一步下降，最終導(dǎo)致SARA發(fā)生。使用高精飼糧誘發(fā)奶牛發(fā)生SARA時，瘤胃中會產(chǎn)生大量有毒有害物質(zhì)，特別是LPS(表1)。Gozho等［7］研究得出飼糧精飼料比例(x，%)與瘤胃液內(nèi)毒素LPS濃度(y，log10EU/mL)的關(guān)系式為:y=0.000 09x2+0.002 3x+3.807 1(R2=0.99)。

表1 高精飼糧誘發(fā)奶牛亞急性酸中毒后瘤胃液游離脂多糖濃度Table 1 Concentration of free rumen fluid LPS during subacute rumen acidosis induced by high concentrate diet in dairy cows

LPS是革蘭氏陰性菌的細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)成分，由多糖和脂質(zhì)共價結(jié)合組成。多糖部分主要為O－抗原。O－抗原由50個重復(fù)單位的寡糖組成，其結(jié)構(gòu)保守性差，因此具有菌種特異性。脂質(zhì)A是LPS的毒性成分，其空間構(gòu)象影響其毒性，不同菌種的毒性不同［9］。諸多學(xué)者提出飼糧能通過改變瘤胃微生物區(qū)系從而影響瘤胃中 LPS 毒性［2，9－10］。Khafipour等［11］報道瘤胃中大腸桿菌LPS毒性最強(qiáng)。革蘭氏陰性菌在指數(shù)生長階段或在溶解后都會釋放出 LPS［12］。Andersen［13］報道高達(dá) 60% 的LPS是由于革蘭氏陰性菌的快速生長而產(chǎn)生的。在快速生長期，細(xì)菌會釋放自溶酶(autolytic enzymes)來促進(jìn)生長，但是過量的自溶酶可導(dǎo)致細(xì)菌細(xì)胞裂解。研究表明，產(chǎn)琥珀酸擬桿菌(Fibrobacter succinogens)在快速生長期自體溶解比例比在靜止期高10倍［12］。

奶牛自身不能分泌纖維素分解酶，它們依靠寄宿在瘤胃的細(xì)菌、真菌和原蟲分解纖維素。微生物依靠瘤胃提供的適宜生存場所，利用飼糧營養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)行自身新陳代謝并為奶牛提供蛋白質(zhì)、維生素、短鏈脂肪酸等。高精飼糧在滿足奶牛高泌乳能量需要的同時也造成瘤胃粗纖維不足，分解纖維素的微生物受到抑制，發(fā)酵碳水化合物的微生物快速生長［14］。發(fā)酵產(chǎn)生的大量葡萄糖為微生物的生長提供了足夠的能量和碳源，使瘤胃內(nèi)幾乎所有微生物生長速度加快，瘤胃微生物區(qū)系發(fā)生劇烈變化，這是奶牛SARA高發(fā)的根本原因［15－16］。

Khafipour等［11］通過給奶牛飼喂高比例的谷物或苜蓿草顆粒飼糧成功誘發(fā)了奶牛SARA，并發(fā)現(xiàn)不同飼糧結(jié)構(gòu)下瘤胃微生物區(qū)系結(jié)構(gòu)差異明顯。他們根據(jù)瘤胃液LPS濃度、pH＜5.6的持續(xù)時間和血漿結(jié)合珠蛋白(haptoglobin，Hp)濃度創(chuàng)造性地將谷物誘發(fā)的SARA劃分為嚴(yán)重型和溫和型，并指出這2種類型SARA的瘤胃微生物區(qū)系結(jié)構(gòu)存在很大差異。Khafipour等［11］同時指出即使采食同一飼糧，在不同階段，瘤胃微生物區(qū)系結(jié)構(gòu)也不相同。采食后較短時間內(nèi)，谷物誘發(fā)嚴(yán)重型SARA時瘤胃中大腸桿菌、牛鏈球菌最多;谷物誘發(fā)溫和型SARA時瘤胃中主要是埃氏巨球形菌;苜蓿草誘發(fā)SARA時瘤胃中易北河普氏菌占優(yōu)勢。采食6 h之后，瘤胃中優(yōu)勢菌種有所變化。埃氏巨球形菌和牛鏈球菌成為谷物誘發(fā)嚴(yán)重型SARA的優(yōu)勢菌;谷物誘發(fā)溫和型SARA時埃氏巨球形菌依然是第一優(yōu)勢菌，第二優(yōu)勢菌由原來的反芻動物月形單胞菌變?yōu)榱绥晁峄【?苜蓿草誘發(fā)SARA時優(yōu)勢菌新增了普雷沃氏菌和白色瘤胃球菌。由此可見，飼料原料種類和飼糧精粗比不同均會影響瘤胃微生物區(qū)系的動態(tài)變化，這種動態(tài)變化越劇烈革蘭氏陰性菌釋放的LPS就越多，瘤胃中積聚的LPS也隨之增加。

1.2 LPS從胃腸道轉(zhuǎn)運至體內(nèi)導(dǎo)致奶牛生產(chǎn)性能下降

正常情況下胃腸道能通過上皮細(xì)胞屏障將絕大多數(shù) LPS束縛于消化道內(nèi)［17］，只有極少量的LPS能通過上皮細(xì)胞膜內(nèi)吞作用或者緊密連接轉(zhuǎn)運至肝臟并迅速被肝臟清除［9］。在生理或心理應(yīng)激下，緊密連接屏障功能下降，上皮細(xì)胞通透性增加，LPS轉(zhuǎn)運量增多。奶牛發(fā)生SARA時，瘤胃液低pH和高滲透壓進(jìn)一步破壞上皮細(xì)胞角質(zhì)層，LPS乘機(jī)通過瘤胃壁上皮細(xì)胞屏障進(jìn)入體循環(huán)以及肝、脾、肺等遠(yuǎn)隔器官［18］。

進(jìn)入血液的 LPS與 LPS結(jié)合蛋白(lipopolysaccharide binding protein，LBP)結(jié)合形成復(fù)合物(LPS－LBP)，這有助于LPS附著于巨噬細(xì)胞表面，使細(xì)胞對LPS的敏感性升高，促進(jìn)脂蛋白對LPS的轉(zhuǎn)運。LPS－LBP復(fù)合物隨后與其特異受體CD14結(jié)合，CD14介導(dǎo)單核/巨噬細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞等識別LPS，再通過Toll樣受體如Toll樣受體－4(TLR－4)介導(dǎo)一系列細(xì)胞內(nèi)信號傳導(dǎo)機(jī)制，使細(xì)胞漿內(nèi)轉(zhuǎn)錄因子如核因子 － κB(NF－κB)磷酸化［18］。NF－κB由胞漿進(jìn)入細(xì)胞核，并結(jié)合于基因的啟動區(qū)域，激發(fā)相關(guān)基因的轉(zhuǎn)錄、翻譯等過程，釋放出大量的細(xì)胞因子，如腫瘤壞死因子－α(TNF－α)、白介素 －1(IL－1)和 IL－6 等［18］。過量分泌的細(xì)胞因子會引起擴(kuò)大的炎癥連鎖反應(yīng)，造成細(xì)胞廣泛損傷。例如，TNF－α可刺激血管內(nèi)皮細(xì)胞釋放組織因子，使微血管凝血活性增強(qiáng)，纖溶活性降低，出現(xiàn)彌漫性血管內(nèi)凝血。TNF－α還可增強(qiáng)血管內(nèi)皮細(xì)胞以及其他器官組織細(xì)胞凋亡速率，直接導(dǎo)致器官功能受損。另外，TNF－α似乎能通過增加肌球蛋白輕鏈激酶的表達(dá)來增強(qiáng)肌漿球蛋白輕鏈的磷酸化作用，使緊密連接功能下降，LPS滲透性增加［19］。IL－1可使毛細(xì)血管滲透性增加，引起機(jī)體發(fā)熱，誘導(dǎo)肝細(xì)胞合成急性期蛋白質(zhì)，如LPB、血清淀粉樣蛋白A(SAA)、Hp和C－反應(yīng)蛋白(CRP)等。

Zebeli等［20］報道，奶牛采食高精飼糧可導(dǎo)致瘤胃液LPS濃度升高，血漿SAA和CRP水平上升，血漿中鈣、鐵、鋅和銅含量出現(xiàn)較大波動;血漿中鈣在肝臟清除LPS的過程中大量消耗，低含量的血漿鈣在得不到補(bǔ)充的情況下容易引發(fā)奶牛產(chǎn)乳熱。此外，大量的LPS經(jīng)體循環(huán)轉(zhuǎn)運至全身各器官會造成諸多器官病變，如脂肪肝、蹄葉炎、胎盤滯留、皺胃移位等［21］。另有研究表明，機(jī)體發(fā)生急性期反應(yīng)時，脂質(zhì)和葡萄糖代謝會發(fā)生諸多變化，表現(xiàn)為膽固醇合成減少，脂解作用加快，血漿中非酯化脂肪酸(NEFA)濃度增加［15］。Zebeli等［22］指出，全混合日糧(TMR)中精飼料比率達(dá)到60%時，血漿葡萄糖和乳酸鹽濃度升高，膽固醇和β－羥丁酸濃度降低，但NEFA變化趨勢與Ametaj等［15］報道不一致。但可以肯定的一點是，奶牛大量采食高精飼糧引發(fā)瘤胃SARA后，瘤胃液和血漿中LPS濃度均升高，大量的LPS不能被肝臟完全清除從而引起急性期反應(yīng)，使奶牛生產(chǎn)性能下降，表現(xiàn)為產(chǎn)奶量降低、乳脂率下降、牛奶能值降低［5］。

2 控制奶牛亞急性酸中毒的營養(yǎng)學(xué)方法

奶牛發(fā)生SARA時除表現(xiàn)為瘤胃液pH下降以外，還以瘤胃液LPS濃度顯著升高為特征。目前，國內(nèi)外介紹的SARA防治方法主要是通過改善飼糧精粗比或添加緩沖劑來防止pH驟然下降。但是，在奶牛實際生產(chǎn)中，為了提高產(chǎn)奶量或由于牧草缺乏，減少精飼料的用量往往不太可行。另外，添加緩沖劑的效果也是有限的［23］。本文將以LPS這一關(guān)鍵的SARA異常代謝產(chǎn)物為出發(fā)點，從減少LPS產(chǎn)生和轉(zhuǎn)運2個方面闡述一些新方法和新思路。有報道稱接種抗LPS疫苗或者使用免疫調(diào)節(jié)劑能降低LPS對奶牛的影響，但因其成本太高暫未得到實際應(yīng)用［24］，因此，本文不做詳細(xì)闡述。

2.1 用乳酸處理精飼料以減緩淀粉發(fā)酵速度和減少瘤胃液LPS的產(chǎn)生

營養(yǎng)因素是預(yù)防或減少奶牛發(fā)生SARA時需要考慮的關(guān)鍵因素。在滿足奶牛高泌乳能量需要的同時如何有效預(yù)防或減少SARA的發(fā)生是一項巨大的挑戰(zhàn)。人們想通過對飼糧的各種加工技術(shù)，包括機(jī)械處理、熱處理和化學(xué)處理來實現(xiàn)這一目的。其中化學(xué)處理的方法多種多樣，包括氫氧化鈉、甲醛、氨等處理。由于以上處理方法花費高或者對人和動物健康有害而未得到廣泛應(yīng)用。

目前，Iqbal等［25－26］研制出了一種便宜、安全、實用的精飼料處理方法，即乳酸處理法。乳酸是一種非腐蝕性有機(jī)弱酸，它能改變淀粉結(jié)構(gòu)使其在瘤胃不易消化。這種處理的方法是在精飼料中加入同體積的水，然后加入0.5% ～1.0%的乳酸浸泡一段時間或者于55℃熱處理48 h，處理結(jié)束后配成TMR飼喂。采用這種方法可以降低谷物在瘤胃中的發(fā)酵速率，增加過瘤胃淀粉的含量，從而有效降低瘤胃液VFA濃度，使瘤胃液pH維持在較高水平。較高的pH使革蘭氏陰性菌保持相對穩(wěn)定，因此，瘤胃中產(chǎn)生的LPS就較少。此外，高pH有利于瘤胃壁對LPS的屏障作用。Iqbal等［25－26］同時指出長期飼喂乳酸浸泡的谷物對奶牛也無不利影響。飼糧中經(jīng)乳酸處理的精飼料含量即使達(dá)到干物質(zhì)的45%也不會誘發(fā)SARA，相反，奶牛體況、乳脂率、產(chǎn)奶量、利用年限等都將得到提升。谷物經(jīng)乳酸處理后在瘤胃的消化率降低，發(fā)酵速度減緩，這是因為谷物經(jīng)乳酸處理后產(chǎn)生了超過17%的抗性淀粉［25］。與未經(jīng)處理的谷物相比，可溶性淀粉含量降低了8%，瘤胃降解時間延長，因此瘤胃液pH一直維持在較高水平，奶?；糞ARA的風(fēng)險降低。另外，乳酸浸泡可降低脂肪氧化速率，增加谷物顆粒中礦物質(zhì)的利用效率［25］。谷物經(jīng)乳酸浸泡并加熱處理進(jìn)一步放大了這種有利變化，谷物中抗性淀粉含量增至20%［26］，瘤胃內(nèi)環(huán)境得到進(jìn)一步改善。飼喂乳酸熱處理谷物與對照相比即使在采食后10～12 h的最強(qiáng)發(fā)酵期也有較高的pH，同時瘤胃液乙酸和丁酸比例較高。乙酸和丁酸是乳腺合成乳脂肪的前體物，其濃度升高有助于提高牛奶乳脂率。

2.2 使用吸附劑吸附LPS以減少其在胃腸道的吸收

奶牛發(fā)生SARA時，消化道內(nèi)高濃度的LPS很容易突破胃腸道屏障轉(zhuǎn)運入血。使用吸附劑可抑制LPS的遷移，從而減少其在胃腸道的吸收和轉(zhuǎn)運。吸附劑中能與脂質(zhì)A結(jié)合的吸附劑較好，因為不同來源的LPS脂質(zhì)A變異最小，且其毒性最強(qiáng)［9］。

黏土礦物(硅酸鹽)是一種純天然物質(zhì)，因其具有較大的表面積，已被成功用于吸附霉菌毒素，以防止因飼料污染而引起的豬、牛和家禽的健康問題［27］。黏土礦物具有多層結(jié)構(gòu)，單位體積表面積巨大，另外，層與層之間帶有正電荷，對許多毒素具有吸附作用。蒙脫石(montmorillonite)又名微晶高嶺石，是顆粒為0.2～1.0 μm的鋁硅酸鹽構(gòu)成的礦物質(zhì)。蒙脫石具有層間可交換陽離子，因此能吸附帶負(fù)電荷的離子和有機(jī)元素，如LPS［28］。蒙脫石吸水膨脹可超過原體積的幾倍，有利于增加內(nèi)部表面積，因此具有極大的吸附能力。Ditter等［29］用內(nèi)臟提取的LPS開展了多種吸附劑對LPS吸附效果的離體試驗和小鼠活體試驗，試驗表明膨潤土(主要成分是蒙脫石)吸附效果最好，且體內(nèi)試驗和體外試驗表現(xiàn)出較好的一致性。

活性炭(activated charcoal)是一種多孔碳，堆積密度低，比表面積(指單位質(zhì)量物料所具有的總面積)大，常被用作一種口服毒素吸附劑，用于治療胃腸道炎癥［30］。Steczko 等［31］研究指出，活性炭在體外能夠清除牛血漿中大約1/2的內(nèi)毒素，相當(dāng)于每克活性炭能結(jié)合50～100 EU內(nèi)毒素。

黏土礦物和活性炭對LPS的吸附能力被Spieker［32］進(jìn)行了進(jìn)一步的試驗驗證。試驗分別使用不同酸度的緩沖液和瘤胃液作為介質(zhì)，研究pH和培養(yǎng)時間對活性炭和蒙脫石吸附LPS能力的影響。結(jié)果表明，不管是在緩沖液還是瘤胃液中，pH對其吸附效果沒有明顯影響，培養(yǎng)時間對其影響較大(圖1)。

以上一系列研究雖已充分說明黏土礦物和活性炭在體外對LPS均有較強(qiáng)的吸附作用，但是其在奶牛消化道內(nèi)的吸附能力還需活體試驗進(jìn)一步證實。

圖1 不同緩沖液和瘤胃液中各吸附劑對LPS的吸附率Fig.1 Absorption percentages of LPS by different binders in various buffer solution and rumen fluid

2.3 改善胃腸道的屏障功能以減少LPS的轉(zhuǎn)運

當(dāng)奶牛SARA發(fā)生時，酸性環(huán)境和LPS的存在致使胃腸道黏膜上皮細(xì)胞屏障功能受損，滲透性增加［33］。如何維護(hù)胃腸道屏障功能是控制或減少LPS危害的一個切入點。據(jù)報道，上皮細(xì)胞屏障功能與胃腸道中益生菌種類和數(shù)量［34－37］以及體內(nèi)表皮生長因子(EGF)、L－谷氨酸和鋅的水平［19］密切相關(guān)。關(guān)于奶牛飼糧中添加益生菌的建議早已有之［38－40］。Beauchemin 等［40］建議使用益生菌來代替抗生素，他指出丙酸桿菌能夠?qū)⑷樗徂D(zhuǎn)化為丙酸，預(yù)防酸中毒。綜合上述文獻(xiàn)，他們都是從益生菌可改善瘤胃微生態(tài)的角度來進(jìn)行闡述的。本文將從益生菌對胃腸道上皮屏障功能保護(hù)作用的角度來進(jìn)行闡述。

益生菌是指能夠利用宿主的營養(yǎng)物質(zhì)并對宿主的有利作用超過宿主自身利用這些物質(zhì)的活微生物的總稱［34］。健康狀態(tài)下，上皮細(xì)胞滲透性由黏膜頂端復(fù)合連接體決定，頂端復(fù)合連接體是緊密連接和黏著連接的統(tǒng)稱。緊密連接由跨膜蛋白和連接蛋白［如緊密連接蛋白(ZO－1)］構(gòu)成。常見的跨膜蛋白有閉鎖蛋白(occludin)和水閘蛋白家族(claudins)。當(dāng)胃腸道發(fā)生炎癥反應(yīng)時，幾種緊密連接蛋白再分配和表達(dá)下調(diào)是通透性增加的分子機(jī)制［34］。胃腸道屏障功能下降的另一因素是上皮細(xì)胞凋亡速率升高［34］。據(jù)報道，益生菌混合物VSL3(由活的干酪乳桿菌、植物乳桿菌、嗜乳酸桿菌、德氏乳桿菌保加利亞亞種、長雙歧桿菌、短雙歧桿菌、嬰兒雙歧桿菌和唾液鏈球菌嗜熱亞種組成)能夠通過維護(hù)緊密連接蛋白表達(dá)和降低細(xì)胞凋亡速率來保護(hù)小鼠上皮屏障功能［34］，并且能夠減少促炎性細(xì)胞因子分泌［35］。Ichikawa 等［36］和 Madsen 等［37］也得出了和 Mennigen 等［34］一致的結(jié)論。

Mennigen等［35］報道益生菌能增強(qiáng)黏液層的保護(hù)效應(yīng)，益生菌黏附在黏膜表面抑制其與致病菌的接觸。此外，益生菌(嗜熱性鏈球菌和嗜酸乳桿菌)可增強(qiáng)閉鎖蛋白和連接蛋白ZO－1的磷酸化作用［35，41］。另有文獻(xiàn)指出益生菌有可能通過誘導(dǎo)產(chǎn)生抗菌肽(如防御素)和抑制致病菌增殖來維護(hù)腸道正常的屏障功能。乳酸桿菌和VSL3混合物可以通過誘導(dǎo)產(chǎn)生轉(zhuǎn)錄因子NF－κB家族、活化蛋白1(AP－1)和絲裂原活化蛋白激酶(MAPKs)來增強(qiáng)β防御素2的表達(dá)［41］。

目前，益生菌調(diào)節(jié)腸道屏障功能的準(zhǔn)確機(jī)制仍不十分清楚。益生菌潛在的有利作用包括維持緊密連接蛋白表達(dá)、抑制上皮細(xì)胞凋亡、減少致病菌黏附、減少促炎性細(xì)胞因子分泌、刺激黏液產(chǎn)生［35］和增加防御素分泌等。值得注意的是，Emmanuel等［42］直接給公牛飼喂益生菌后引起了機(jī)體急性期反應(yīng)，細(xì)胞因子(IL－1、IL－6、THF－α)分泌增加，但所用菌種不同，對SAA、Hp和LBP的影響不一致。Emmanuel等［43］在高精飼糧條件下直接飼喂活屎腸球菌未對急性期蛋白［SAA、LBP、Hp和α1酸性糖蛋白(α1－AGP)］濃度產(chǎn)生影響，但同時飼喂活屎腸球菌和酵母菌提高了血漿中SAA、LBP和Hp濃度。這個現(xiàn)象出現(xiàn)可能是因為益生菌不同或者益生菌之間的互作改變了某些生理狀態(tài)。因此，益生菌對奶牛胃腸道上皮屏障功能的保護(hù)作用仍需進(jìn)一步的研究。

EGF具有促進(jìn)胃腸道黏膜生長和分化的功能。有研究指出當(dāng)大量酗酒時，乙醇代謝產(chǎn)生的大量乙醛可增加胃腸道對LPS的滲透性，當(dāng)有EGF存在時，滲透性增加的程度明顯降低［19］。這是因為EGF可阻止乙醛引起的閉鎖蛋白、ZO－1、E－降鈣蛋白和β－連環(huán)蛋白的重分配，另外，EGF可防止肌動蛋白細(xì)胞骨架重組，保護(hù)閉鎖蛋白、ZO－1、E－降鈣蛋白和β－連環(huán)蛋白與肌動蛋白細(xì)胞骨架之間的相互作用。進(jìn)一步的研究表明EGF通過依賴磷脂酶 Cγ1(PLCγ1)、鈣、蛋白激酶 Cβ1(PKCβ1)和蛋白激酶Cε(PKCε)途徑來保護(hù)緊密連接屏障功能［19］。當(dāng)短發(fā)夾 RNA(shRNA)中PLCγ1基因被撬除時，EGF介導(dǎo)的保護(hù)作用減弱。EGF可通過依賴 PLCγ1途徑誘導(dǎo) PKCβ1和PKCε的跨膜轉(zhuǎn)運。PKCβ1和PKCε跨膜轉(zhuǎn)運可有效預(yù)防乙醛導(dǎo)致的滲透性增加。此外，體內(nèi)L－谷氨酸和鋅水平也會影響上皮屏障功能。L－谷氨酸雖是一種非必須氨基酸，但具有改善上皮屏障功能的作用。L－谷氨酸能增加LPS跨上皮細(xì)胞轉(zhuǎn)運電阻，抑制細(xì)胞間連接和細(xì)胞內(nèi)區(qū)域間閉鎖蛋白、ZO－1、E－降鈣蛋白和β－連環(huán)蛋白的重分配，減少閉鎖蛋白、ZO－1、E－降鈣蛋白和β－連環(huán)蛋白從肌動蛋白細(xì)胞骨架中解離［19］，從而增強(qiáng)上皮屏障功能。鋅主要通過抑制胃腸道上皮細(xì)胞炎癥反應(yīng)增強(qiáng)其屏障功能［19］。以上研究雖已說明EGF、L－谷氨酸和鋅具有保護(hù)上皮屏障的功能，但是這些研究都是基于乙醛致使的屏障功能受損模型。新的研究仍需開展以證實奶牛發(fā)生SARA時EGF、L－谷氨酸和鋅對胃腸道黏膜上皮細(xì)胞屏障的保護(hù)作用。

3 小結(jié)

高精飼糧在滿足奶牛高泌乳能量需要的同時破壞了瘤胃內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)定。奶牛采食大量易發(fā)酵碳水化合物后瘤胃中微生物區(qū)系改變，揮發(fā)性脂肪酸濃度增加，瘤胃液pH下降，從而引起瘤胃亞急性酸中毒。代謝異常的微生物產(chǎn)生大量LPS。LPS轉(zhuǎn)運至體內(nèi)會引起全身炎性反應(yīng)，改變血漿代謝物和礦物質(zhì)水平，從而使奶牛生產(chǎn)性能下降。精飼料經(jīng)乳酸浸泡后在瘤胃發(fā)酵速度減慢，這有利于維持瘤胃微生物區(qū)系相對穩(wěn)定，減少LPS的產(chǎn)生。胃腸道中大量游離的LPS可以使用吸附劑進(jìn)行吸附，也可以通過增強(qiáng)上皮細(xì)胞屏障功能減少轉(zhuǎn)運至體內(nèi)的LPS量，從而減輕亞急性酸中毒時LPS對奶牛的危害。

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