過瘤胃煙酸對奶牛酮病的影響

陳志遠，王劍飛，李炎

（上海美農(nóng)生物科技股份有限公司，上海 201807）

過瘤胃煙酸對奶牛酮病的影響

陳志遠，王劍飛，李炎

（上海美農(nóng)生物科技股份有限公司，上海 201807）

文章綜述了奶牛酮病的危害及預防措施，介紹了煙酸的理化性質(zhì)、預防酮病的作用機理及在瘤胃中的代謝途徑，提出使用過瘤胃煙酸的必要性，并討論了過瘤胃煙酸在奶牛生產(chǎn)中應用的實際效果，表明過瘤胃煙酸可以預防酮病發(fā)生。

過瘤胃煙酸；酮??；能量負平衡

奶牛圍產(chǎn)期即奶牛分娩前21 d～分娩后21 d，是奶牛飼養(yǎng)過程中的關鍵時期。奶牛在圍產(chǎn)期經(jīng)歷臨產(chǎn)、分娩、泌乳、日糧結構改變等應激，機體器官生理狀況發(fā)生很大改變，極易出現(xiàn)代謝疾病。80%的代謝疾病發(fā)生在這一時期[1]。奶牛酮病就是圍產(chǎn)期高發(fā)疾病。

1 奶牛酮病

奶牛酮?。↘etosis）又稱酮血癥、酮尿病，是奶牛體內(nèi)糖類和脂肪代謝障礙導致血液中積聚大量的酮體（乙酰乙酸、β羥丁酸、丙酮），由尿液、乳汁和呼氣排出，伴發(fā)低血糖為特征的代謝性疾病[2]。病牛表現(xiàn)食欲降低、體重下降、產(chǎn)奶量明顯下降且乳汁容易形成泡沫，瘤胃蠕動減弱甚至消失，病情嚴重時，尿液、乳汁和呼出的氣體中有丙酮味，病程延長會導致奶牛衰竭、臥地不起，直至淘汰或死亡[3]。

1.1 酮病的危害

酮病一年四季均可發(fā)生，且常發(fā)于3～5胎的圍產(chǎn)期高產(chǎn)奶牛，據(jù)統(tǒng)計，我國奶牛酮病發(fā)病率達到30%～50%[4-5]。發(fā)病期間會造成當月奶產(chǎn)量損失2.5～3.5 kg·d-1，第2個月奶產(chǎn)量損失0.3～0.7 kg·d-1，并且會造成延遲發(fā)情、卵泡囊腫，嚴重影響奶牛的繁殖性能。一頭發(fā)生酮病的奶牛僅治療藥物及奶產(chǎn)量下降造成的經(jīng)濟損失就高達906～1 872元[3,6]。而亞臨床酮病無肉眼可見的臨床癥狀，因此很容易被疏忽，而亞臨床酮病的發(fā)病幾率高于臨床型酮病。年產(chǎn)量在9 t以上的奶牛亞臨床酮病的發(fā)病率為68.18%，7.5～9 t的奶牛發(fā)病率為36.36%[7]。亞臨床酮病使泌乳早期的奶牛產(chǎn)奶量降低10%，泌乳高峰持續(xù)時間縮短10 d[3]。亞臨床酮病嚴重影響奶牛的繁殖性能，會導致母牛受孕的成功率降低50%，使再次發(fā)情時間延遲1～2周[8]。酮病將破壞肝細胞氧化和抗氧化平衡，使肝細胞處于氧化應激狀態(tài)，引起肝細胞損傷，影響肝臟的正常生理功能[9]。奶牛酮病常常誘發(fā)皺胃變位、胎衣不下、子宮內(nèi)膜炎、乳房炎、脂肪肝及生產(chǎn)癱瘓等圍產(chǎn)期其他的疾病[3]。

1.2 酮病的發(fā)病原因

奶牛酮病其發(fā)病學基礎為能量負平衡。由于妊娠后期胎兒的快速生長發(fā)育、分娩時能量的大量消耗以及泌乳初期產(chǎn)奶量的快速增加，使得這一時期奶牛對能量的需要增加約100%，但此階段奶牛干物質(zhì)采食量比干奶期下降10%～30%，導致血糖供應不足，能量的支出大于供給，造成奶牛圍產(chǎn)期能量負平衡[10-12]。能量負平衡狀態(tài)下，機體就會動用脂肪供能，脂肪分解產(chǎn)生脂肪酸，大量脂肪酸蓄積于肝臟，超出了肝臟的利用能力，脂肪酸就會發(fā)生不完全氧化產(chǎn)生大量酮體，肝臟能夠合成酮體，但不能利用酮體。酮體便會進入血液，引起奶牛酮病[3]。

1.3 酮病的預防措施

奶牛酮病具有很強的階段性和明顯的發(fā)病規(guī)律，應當遵循“預防為主”的原則。目前酮病的預防措施主要有以下幾種。

1.3.1 補充生糖物質(zhì)

反芻動物的葡萄糖多來源于瘤胃發(fā)酵中產(chǎn)生的丙酸，因此，日糧中添加丙酸鹽、丙二醇等可提高瘤胃內(nèi)丙酸濃度，促進血糖的生成，但是丙酸鹽影響動物的采食量，并且瘤胃內(nèi)丙酸比例＞33%時將導致乳脂率下降[3,13]。

1.3.2 添加離子載體類添加劑

在日糧中添加離子載體如莫能菌素和拉沙里菌素，可改變瘤胃的新陳代謝，增加丙酸產(chǎn)量[14]。但離子載體類添加劑在我國已經(jīng)禁止使用。

1.3.3 添加過瘤胃膽堿

膽堿是合成磷脂酰膽堿的組成成分，磷脂酰膽堿是合成極低密度脂蛋白的原料。極低密度脂蛋白可以將甘油三酯由肝臟內(nèi)轉運至肝臟外，防止脂肪肝的形成，并維持肝臟正常的代謝功能[15]。但膽堿并不參與脂肪酸的代謝，是以極低密度脂蛋白的形式將甘油三酯轉運出肝臟，緩解了脂肪肝和酮病。

1.3.4 補充煙酸

煙酸和膽堿預防酮病機理見圖1。

由圖1可知，煙酸是輔酶I（NAD+）和輔酶II（NADP+）的前體物質(zhì)，這兩種輔酶在動物體的氧化供能中起到供氫體的作用，能夠促進肝臟脂肪酸的完全氧化，從而緩解奶牛能量負平衡，減少酮體的產(chǎn)生。

圖1 煙酸和膽堿預防酮病機理

2 煙酸

2.1 煙酸理化性質(zhì)

煙酸的化學式為C6H5NO2，相對分子質(zhì)量為123.11，形態(tài)為白色或微黃色粒狀物，也稱作尼克酸、維生素B3；易溶于沸水和沸醇；微有酸味；性質(zhì)較為穩(wěn)定，即使在高壓下，120℃，20 min也不被破壞。

2.2 反芻動物獲得煙酸的途徑

反芻動物煙酸主要來源于天然飼料、瘤胃微生物合成、色氨酸轉化。

煙酸在谷物飼料中的分布不均勻，多集中于谷物麩皮部分，且以結合型的方式存在，利用率較低[16]。

反芻動物的煙酸除來源于飼料外，瘤胃微生物也能合成。早期研究者普遍認為瘤胃微生物煙酸的合成量能夠滿足機體需要，不需要額外添加。但近幾年的研究卻認為煙酸在瘤胃內(nèi)存在一個最佳的濃度，低于最佳濃度則需合成，反之則被微生物降解。生理條件下，煙酸的吸收部位主要在小腸，瘤胃內(nèi)煙酸是滯留的，并不是動物真正吸收的部分[17]。尤其是奶牛分娩前后，機體代謝旺盛，僅靠微生物合成的煙酸已不能滿足其生理需要，因此，僅靠微生物合成不能滿足集約化生產(chǎn)和高產(chǎn)奶牛的代謝和生產(chǎn)需要。

色氨酸是合成煙酸的前體，色氨酸轉化為煙酸的轉化效率極低，并不是煙酸的主要來源。因此，為保證機體的健康，保持高生產(chǎn)性能的發(fā)揮，高產(chǎn)奶牛日糧中必須額外添加煙酸。

2.3 煙酸在瘤胃中的代謝途徑

日糧中直接添加煙酸達不到補充煙酸的效果，Santsch等研究表明，煙酸在瘤胃中的消失率為98.5%，日糧中直接添加煙酸，煙酸會在瘤胃中被微生物轉化為6-羥基煙酸，然后被分解為2，5-二羥基吡啶，再進一步分解為馬來酰胺酸，之后被降解為順丁烯二酸，最后降解為丙酮酸，達不到補充煙酸的效果[18]。Tienken等將煙酸的飼喂量由6 g·d-1提高到24 g·d-1，血液中煙酸的濃度并沒有顯著變化，可見單純的提高煙酸飼喂量，并不是補充煙酸有效的方法[19]。Raulus等研究表明，直接口服煙酸24 g·d-1，并未降低產(chǎn)后奶牛血液中非酯化脂肪酸和β-羥丁酸的濃度[20]。Schwab等對27份報告進行meta分析后發(fā)現(xiàn)，奶牛直接口服煙酸對采食量、產(chǎn)奶量、非酯化脂肪酸、β-羥丁酸和葡萄糖的濃度均無顯著影響，其原因是直接口服的煙酸在瘤胃內(nèi)被微生物降解，達不到補充煙酸的效果[21]。

煙酸的吸收部位主要在小腸，鑒于煙酸在反芻動物瘤胃中易降解的特點，早期研究通過灌注的方式，使煙酸免于被瘤胃微生物降解，從而使煙酸到達小腸被吸收利用[22]。隨著過瘤胃技術的發(fā)展，發(fā)現(xiàn)以脂類作為包被壁材，可在pH接近中性的環(huán)境中不被降解，但在皺胃的酸性環(huán)境下釋放，保證煙酸通過瘤胃不被降解，在小腸消化吸收成為行之有效的方法[29]。反芻動物日糧中，直接添加過瘤胃煙酸可避免因微生物的降解作用而產(chǎn)生的浪費，研究表明，日糧中直接添加過瘤胃煙酸能有效提高奶牛血液中煙酸的濃度[19]。

3 過瘤胃煙酸在反芻動物中的應用效果

3.1 過瘤胃煙酸對酮病的影響

酮病的主要檢測指標為β-羥丁酸的濃度。Pes?cara等以0.5 mg·h-1的速度向奶牛皺胃灌注普通煙酸，另一組以相同的速度向瘤胃灌注過瘤胃煙酸，對比兩者結果發(fā)現(xiàn)，過瘤胃煙酸對降低β-羥丁酸的效果與直接皺胃灌注相同[23]。Morey等研究表明，對照組奶牛分娩后的5～7 d內(nèi)，血液中β-羥丁酸含量為1.79 mmol·L-1，達到亞臨床酮病水平（≥1.4 mmol·L-1），試驗組添加過瘤胃煙酸24 g，其血清中β-羥丁酸的含量僅為0.94 mmol·L-1，同時，非酯化脂肪酸的含量下降43.08%[24]。Yuan等研究表明，過瘤胃煙酸在降低血液β-羥丁酸、非酯化脂肪酸、甘油三酯的同時，提高血清葡萄糖的含量約9.50%，有效預防了酮病的發(fā)生[25]。

3.2 過瘤胃煙酸對產(chǎn)奶量的影響

日糧中添加過瘤胃煙酸能夠提高產(chǎn)奶量。趙術帆等研究表明，日糧中添加過瘤胃煙酸20 g·d-1，對奶牛采食量無顯著影響，但泌乳前期產(chǎn)奶量提高了17.75%，全期提高了10.30%[26]。Vanderwende等研究表明，過瘤胃煙酸能提高4%標準乳產(chǎn)量[27]。Pine?da等和Loholter等研究表明，過瘤胃煙酸能夠提高高熱環(huán)境下的奶牛的產(chǎn)奶量，緩解奶牛熱應激[28-29]。

3.3 過瘤胃煙酸對乳成分的影響

日糧中添加過瘤胃煙酸對乳脂率和乳蛋白的影響并不顯著，但能線性增加奶中煙酸的含量，降低新生犢牛煙酸缺乏癥的幾率[30-31]。孫國君等研究表明，在奶牛日糧中直接添加煙酸，對奶牛產(chǎn)奶量、乳脂率并沒有顯著的影響[32]。

4 結論

過瘤胃煙酸能有效緩解能量負平衡，預防酮病，提高奶牛的生產(chǎn)性能，建議在圍產(chǎn)期奶牛日糧中添加過瘤胃煙酸。

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The Effect of Rumen Protected Niacin on Ketosis

CHEN Zhiyuan,WANG Jianfei,LI Yan

（Shanghai Menon Animal Nutrition Technology Co.,Ltd.,Shanghai 201807,China）

This article summarized the harm of ketosis and preventive measures,introduced the physicochemical properties,mechanism of niacin and metabolic pathways in rumen.Then put forward the necessity of using rumen pro?tected niacin and discussed the effect of rumen protect niacin on dairy cattle production.The conclusions is that ru?menprotectedniacin could prevent the occurrence of the ketosis.

rumen protected niacin;ketosis;negative energy balance

S816.7；S823

A

1001-0084（2016）09-0038-04

2016-09-19

陳志遠（1988-），男，山東德州人，碩士，主要從事反芻動物飼料添加劑的研發(fā)。