圍產期奶牛酮病的群體監(jiān)測研究進展

王明瓊，李 超，李 沛，賈 浩，董 強

(1.西北農林科技大學動物醫(yī)學院，陜西楊陵 712100；2.西藏乃東區(qū)農牧綜合服務中心，西藏乃東 856100；3.錯那縣覺拉鄉(xiāng)人民政府，西藏錯那 856700；4.瓊結縣瓊結鎮(zhèn)人民政府，西藏瓊結 856800；5.山南市動物疫病預防控制中心，西藏山南 856000)

奶牛圍產期又稱過渡期，通常指奶牛分娩前后各15 d[1]，也有將其擴大到分娩前后各21 d[2]，甚至30 d[3]。群體監(jiān)測是指通過日常的生產參數(shù)或一些特定的危險因素構建畜群模型，以便達到對疾病未來的發(fā)展進行預測和提前防治。對于奶牛個體而言，疾病的診斷是根據(jù)已有的特異性指標閾值和/或臨床特征來進行確診。然而對于奶牛群體水平的疾病監(jiān)測，群體監(jiān)測相關指標的閾值常常低于和/或高于奶牛個體的疾病閾值，這使得疾病的群體監(jiān)測不在是單純依靠個體奶牛指標閾值進行診斷和統(tǒng)計，而是從群體的概念建立模型進行群體的監(jiān)測和預警。有學者研究了一系列用于牛場生產性疾病的監(jiān)測和防控的方法，主要包括體況評分 (body condition score,BCS)管理、能量負平衡 (negative energy balance,NEB)、低血鈣癥、瘤胃健康和微量元素水平，該方法可廣泛應用于牛場的各個部門[4]。營養(yǎng)代謝狀態(tài)是圍產期奶牛酮病監(jiān)測的重要措施之一，其監(jiān)測主要包括能量負平衡、礦物元素狀態(tài)、日糧營養(yǎng)和飼養(yǎng)管理等。

1 能量負平衡的監(jiān)測

能量平衡是奶牛機體生產、繁殖和維持健康的重要保證。評價奶牛能量負平衡的指標主要包括BCS和血液中葡萄糖(glucose,GLU)、β-羥丁酸(β-hydroxybutyric acid,BHBA)、游離脂肪酸 (nonesterified fatty acid,NEFA)等。圍產期保持理想的BCS是奶牛維持高產和健康的重要基礎，也是奶牛場生產管理的重要部分。研究認為，在干奶期奶牛BCS保持在2.75為適，分娩期以BCS≤3.0最佳，泌乳早期BCS下降范圍應在0.25～0.5以內。產犢時BCS≥3.5可增加酮病的發(fā)病風險，延長首次受孕時間間隔和增加人工授精次數(shù)[5]。當BCS較低時則可能減低奶牛的產奶量和再次生產的能力。血漿GLU是能量平衡的靈敏指標，其代謝受應激和胰島素抵抗等多種因素的影響。產前30 d～15 d，奶牛血液GLU含量相對穩(wěn)定，產前10 d時急劇下降，分娩當天達到最低水平[6]。研究表明[7]，奶牛低血糖癥 (GLU<2.5 mmol/L)在整個圍產期具有較高的發(fā)病率，并且血液GLU與BHBA和NEFA呈顯著負相關。國內外研究者認為，血清中BHBA>1.2 mmol/L，泌乳早期牛奶中BHBA>0.15 mmol/L被診斷為酮病[8]。測定血清中BHBA比乙酰乙酸、丙酮、尿酮和乳酮具有更高的準確性和敏感性。BHBA和NEFA被認為是能量負平衡的標志物，能量負平衡的在產前和產后血清BHBA和NEFA的濃度范圍為：在奶牛個體水平，產前血清BHBA>0.6 mmol/L～0.8 mmol/L、NEFA>0.3 mEq/L～0.5 mEq/L，產后血清BHBA>1.0 mmol/L～1.4 mmol/L、NEFA>0.7 mEq/L～1.0 mEq/L；在牛群水平，超過15%～25%個體奶牛BHBA和NEFA的濃度超過個體水平的范圍[9]。但是這種方法對群體水平的能量負平衡狀態(tài)進行評估的敏感性受諸多因素的限制，例如在較小的牛群樣本中其敏感性較低。也有研究者提出，將10頭奶牛的血清等分混合，檢測NEFA和BHBA的濃度以監(jiān)測診斷群體亞臨床酮病(subclinical ketosis,SCK)的患病率[10]，但這種方法存在局限性。研究報道，在產犢后第1周血清中NEFA≥1.0 mmol/L和BHBA≥1.2 mmol/L時，奶牛發(fā)生臨床酮病的風險分別高達6.3倍和4.7倍[11]。在產后7 d～21 d，奶牛血清中BHBA為1.2 mmol/L～2.9 mmol/L時，奶牛發(fā)情表現(xiàn)和發(fā)情活動降低，產犢后第一次發(fā)情期和懷孕間隔延長[12]。血液NEFA的積累可引發(fā)亞急性炎癥，而持續(xù)的亞急性炎癥又反饋性地加強脂肪動員進而加重代謝應激，誘發(fā)酮病的發(fā)生[13]。曹宇等[14]通過對產后14 d～21 d的奶牛研究發(fā)現(xiàn)，酮病奶牛血漿中對氧磷酶1 (paraoxonase1,PON1)活性和含量顯著降低，并提出其可作為預測奶牛酮病發(fā)病風險的評估指標。血漿代謝組學研究表明，酮病奶牛血液中與氨基酸、脂肪和碳水化合物相關的代謝產物存在差異，說明奶牛酮病血液學監(jiān)測應以能量代謝相關產物為主[15-16]。同時，利用人工神經網(wǎng)絡 (artificial neural networks,ANN)方法構建預測模型的結果顯示，基于代謝以及牛奶參數(shù)的模型的預測性能高于基于遺傳信息的模型[17]，表明監(jiān)測代謝產物進行奶牛酮病的預測預警可能更有效。

2 礦物元素狀態(tài)的監(jiān)測

礦物元素在奶牛機體的許多生理生化過程中發(fā)揮重要作用。如維持奶牛機體的酸堿平衡、維生素合成、骨骼發(fā)育、酶的活性和細胞正常功能的發(fā)揮等都需要礦物元素的參與。圍產期奶牛血液中Ca、P、K、Mg等礦物元素的含量與低鈣血癥、低鎂血癥和倒地不起等疾病的發(fā)生有關。但是，血液中多數(shù)礦物元素的濃度受到內環(huán)境協(xié)調控制機制的嚴格調控。由于正常情況下，奶牛機體具有完整的調控系統(tǒng)，因此測定血液中一些礦物元素的濃度并不能反映日糧狀態(tài)。研究發(fā)現(xiàn)泌乳奶牛通過泌乳損失的Ca>5 g/d[3]。當泌乳損失的Ca不能由骨Ca和日糧中的Ca補充時，總血Ca≤2.0 mmol/L，會引起低鈣血癥。而奶牛Ca為1.7 mmol/L～2.2 mmol/L，無明顯臨床癥狀時，判定奶?；紒喤R床低血鈣癥[18]。日糧陽離子平衡 (dietary cation-anion balance,DCAB)[(Na+K)-(Cl+S)]主要集中于奶牛產前日糧中K的水平上。如果日糧總K>1.8%，低鈣血癥是很難控制的[19]。熱應激條件下，當飼糧DCAB在177.77 mEq/kg DM以下時，可降低奶牛的呼吸頻率、緩解熱應激、增加血清Ca濃度[20]。圍產前期飼喂陰離子鹽顆粒飼料可有效維持血鈣平衡[21]。使用DCAB預防低鈣血癥的策略是尿液pH 6～6.8，干奶牛尿液pH監(jiān)測應接近6.8[19]。研究報道[22]，妊娠奶牛日糧中P含量從0.3%增加到0.4%可增加低鈣血癥的發(fā)病風險，而添加Mg補充劑可有效預防奶牛低鈣血癥。研究指出[22]，預防低鈣血癥的關鍵監(jiān)測標準是妊娠奶牛日糧中Mg含量低于0.4% DM，P含量低于0.3%。產犢后7 d內監(jiān)測血液中Mg濃度是有用的，產犢后24 h～48 h血液中Mg的理想范圍為0.8 mmol/L～1.3 mmol/L[23]。有學者提出，產犢后12 h～24 h采集奶牛血液樣品檢測Ca濃度進行亞臨床低鈣血癥的監(jiān)測方法，總血Ca濃度低于2.0 mmol/L[24]。

3 日糧營養(yǎng)的監(jiān)測

妊娠晚期和泌乳早期干物質采食量 (dry matter intake,DMI) 不足引起的NEB，容易誘發(fā)SCK[25]。研究表明[26-27]，圍產期日糧中的能量、粗蛋白 (crude protein,CP)、中性洗滌纖維 (neutral detergent fiber,NDF)濃度與奶牛酮病和奶牛健康密切相關。研究提出，在產后8周內日糧應提供奶牛95%的能量需求[28]。在大多數(shù)情況下，飼糧中粗脂肪 (ether extract,EE)總量不應超過干物質 (dry matte,DM)的6%～7%，飼喂高濃度EE可導致DMI降低[29]。圍產期對奶牛進行日糧限制可誘導血液中BHBA和NEFA濃度增加，GLU濃度降低，甘油三酯 (triacylglycerol,TG)含量增多，并上調肝臟中細胞因子信號傳導，脂肪酸攝取/運輸，脂肪酸氧化相關的基因和核受體[30]。圍產前期(產前21 d內)飼糧CP的適宜水平為13.07%[31]。酮病奶牛的抗氧化能力顯著降低[32]，產后1周內日糧硒含量為0.45 mg/kg DM時，可顯著改善酮病奶牛機體的抗氧化能力[33]。研究表明，每頭奶牛日糧中添加3.5 g/d煙酸可有效降低酮病的發(fā)病率和增加DMI[34]。圍產期奶牛存在不同程度的胰島素抵抗 (insulin resistance,IR)[35]，使用預防性飼料添加劑增強胰島素敏感性，用以預防酮病的方法還有待進一步研究[36]。

4 飼養(yǎng)管理的監(jiān)測

飼養(yǎng)管理直接影響奶牛的生產性能和健康狀態(tài)。在生產實際中，奶牛的品種、年齡、胎次、季節(jié)、飼養(yǎng)密度、干奶天數(shù)、飼喂方式、活動規(guī)律等均可影響奶牛的健康[37-38]。通過改善日糧制備和可利用性的管理可影響圍產期疾病的發(fā)病風險[39]。干奶期通常指奶牛妊娠的最后2個月，一般為45 d～75 d，以60 d為佳。干奶期過長或日糧營養(yǎng)過剩，易導致奶牛體況過肥，使得奶牛食欲下降，干物質采食量降低，從而增加酮病的發(fā)病風險[40]。通過對高發(fā)病率(酮病)牛群研究發(fā)現(xiàn)[41]，泌乳早期隔間與自動擠奶系統(tǒng) (automatic milking system,AMS)模式發(fā)病率低于隔間與擠奶廳的模式，妊娠后期育成牛隔間飼養(yǎng)發(fā)病率高于圍欄飼養(yǎng)；干奶牛與育成牛在同一圈舍的發(fā)病率高于分開飼養(yǎng)；全混合日糧 (total mixed ration,TMR)飼養(yǎng)發(fā)病率高于組分飼養(yǎng)；泌乳奶牛日糧個體飼養(yǎng)發(fā)病率高于群體飼養(yǎng)；泌乳牛每個空間多于1頭牛時發(fā)病率增加；此外，牛群規(guī)模、環(huán)境衛(wèi)生等均對酮病的發(fā)病率有影響。研究表明，奶牛的行為數(shù)據(jù)(如站立和躺臥的時間)監(jiān)測可用于產后SCK早期預測[42]。患有SCK的多胎奶牛與健康奶牛相比，在產后3周和4周躺臥時間分別延長44 min/d±16.7 min/d和41 min/d±18.9 min/d[43]。產前2周至產后4周，健康奶牛反芻時間平均為459 min/d±11.3 min/d，而酮病奶牛的反芻時間比健康奶牛縮短25 min/d±12.8 min/d[44]。干奶前期飼喂燕麥草可降低奶牛產后酮病的發(fā)病率[45]。

5 小結

奶牛酮病的發(fā)生通常受多種因素(如農場管理、日糧營養(yǎng)等)的影響，對奶牛群體的營養(yǎng)狀態(tài)進行監(jiān)測，從而達到預測預警疾病的發(fā)生是極具挑戰(zhàn)性的。定期對畜群進行抽樣調查，了解各種營養(yǎng)物質代謝情況；正確地評估或預測畜體的營養(yǎng)需要，合理調配日糧；篩選疾病的監(jiān)測指標，構建科學的監(jiān)測指標體系，確定合理的指標閾值，開展營養(yǎng)代謝狀態(tài)的監(jiān)測，在預測預警酮病、脂肪肝和亞臨床低鈣血癥等生產性疾病中具有重要意義。然而，單一監(jiān)測指標因提供的有用信息不同，其疾病發(fā)生的預測精度也會不同。將多個指標以某種方式進行適當?shù)慕M合，綜合利用每一個指標所提供的信息，進行組合預測，可使疾病發(fā)生的預測精確度和可靠度有較大提高。

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