過(guò)瘤胃膽堿在圍產(chǎn)奶牛日糧中應(yīng)用的研究進(jìn)展

譚子璇，吳兵，嚴(yán)欣茹，萬(wàn)宇

（四川吉隆達(dá)生物科技集團(tuán)有限公司，四川德陽(yáng)618302）

高產(chǎn)奶牛在圍產(chǎn)期（產(chǎn)犢前3周至產(chǎn)犢后3周），其能量需求因哺乳和其他激素變化而增加時(shí)，易患代謝疾病[1]，在這個(gè)過(guò)程中部分奶牛會(huì)處于能量負(fù)平衡，奶牛通過(guò)調(diào)動(dòng)脂肪儲(chǔ)備來(lái)適應(yīng)能量負(fù)平衡，脂肪被氧化后向三羧酸循環(huán)提供部分氧化的脂肪酸，產(chǎn)生酮體，酮體的產(chǎn)生是奶牛對(duì)能量負(fù)平衡的正常適應(yīng)，但脂肪組織中過(guò)量的酮體和脂肪酸的循環(huán)會(huì)增加脂肪肝和酮病的風(fēng)險(xiǎn)[2]。而分娩前后的負(fù)能量和營(yíng)養(yǎng)平衡所造成的代謝應(yīng)激極大提高了奶牛在泌乳前幾周時(shí)，代謝和傳染性疾病的發(fā)生，而泌乳后期出現(xiàn)的各種疾病也與圍產(chǎn)期的代謝損傷有關(guān)[3]。值得注意的是，即使在沒(méi)有嚴(yán)重感染或其他疾病的情況下，分娩前后的代謝壓力也可能損害奶牛的生產(chǎn)和繁殖性能。因此，評(píng)估分娩前后的代謝狀況有助于診斷奶牛場(chǎng)的營(yíng)養(yǎng)管理相關(guān)問(wèn)題。利用肝臟健康指數(shù)、血漿白蛋白、血漿膽固醇、血漿膽紅素等指標(biāo)對(duì)診斷奶牛場(chǎng)營(yíng)養(yǎng)管理有重要指導(dǎo)意義，如Trevisi研究表明，高肝臟健康指數(shù)的奶牛從妊娠到哺乳期的過(guò)渡更平穩(wěn)[4]。

膽堿是人類(lèi)和畜禽所必需的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，對(duì)合成卵磷脂非常重要，是從肝臟輸出甘油三酯的極低密度脂蛋白膜的關(guān)鍵，同時(shí)也是機(jī)體內(nèi)甲基供體之一，由膽堿提供的甲基可以與體內(nèi)半胱氨酸結(jié)合形成蛋氨酸[2]，對(duì)改善圍產(chǎn)期奶牛能量負(fù)平衡具有明顯效果。而膽堿直接應(yīng)用于反芻動(dòng)物日糧，會(huì)導(dǎo)致85%～95%的膽堿被瘤胃微生物降解，到達(dá)小腸被吸收利用的膽堿很少，不能滿足奶牛對(duì)膽堿的需要[5]。因此，開(kāi)展RPC的應(yīng)用研究具有十分重要的意義。前人研究中指出，RPC在圍產(chǎn)期奶牛日糧中應(yīng)用，能顯著提高奶牛的生產(chǎn)性能，對(duì)能量代謝、瘤胃微生物區(qū)系具有改善作用[6-7]。劉翔等研究中，在奶牛日糧中以30 g·d-1的標(biāo)準(zhǔn)添加RPC，發(fā)現(xiàn)奶牛能量負(fù)平衡狀態(tài)得到改善，產(chǎn)后采食量提高3.83%，產(chǎn)后60 d的乳脂率和乳蛋白率顯著提高[8]。對(duì)于圍產(chǎn)期奶牛而言，膽堿的補(bǔ)充至關(guān)重要，適宜的膽堿形式的使用，能顯著提高膽堿的生物學(xué)利用率。

1 圍產(chǎn)奶牛代謝特點(diǎn)

在圍產(chǎn)期，奶牛會(huì)經(jīng)歷幾種影響免疫和生產(chǎn)功能的生理變化，尤其是奶牛日采食量下降將導(dǎo)致能量平衡變?yōu)樨?fù)值，脂肪組織中儲(chǔ)存的甘油三酯被動(dòng)員，導(dǎo)致游離脂肪酸增加。這些游離脂肪酸能被乳腺吸收用于乳汁合成，被肝臟氧化，或在肝臟中被酯化成甘油三酯[9]。與非反芻動(dòng)物一樣，酯化甘油三酯以極低密度脂蛋白形式從肝臟輸出，但與其他物種相比，圍產(chǎn)期奶牛的這一生理過(guò)程的速度有限[10]，將直接導(dǎo)致肝臟中甘油三酯的形成速率高于其輸出速率，甘油三酯在肝臟內(nèi)沉積，導(dǎo)致脂肪肝形成，影響圍產(chǎn)期奶牛生產(chǎn)性能。由于磷脂酰膽堿是合成極低密度脂蛋白的必需原料，當(dāng)日糧中膽堿缺乏的同時(shí)，牛奶合成蛋氨酸的需要量增加，這將可能限制極低密度脂蛋白的合成。

反芻動(dòng)物通過(guò)糖異生合成葡萄糖的原料主要來(lái)源于瘤胃微生物分解碳水化合物后產(chǎn)生的以丙酸為主的揮發(fā)性脂肪酸[11]。盡管膽堿在正常情況下并不缺乏，但懷孕和哺乳等生理狀態(tài)會(huì)大大增加對(duì)膽堿的需求，并且由于磷脂酰膽堿是極低密度脂蛋白形成的關(guān)鍵，增加從肝臟動(dòng)員肝甘油三酯的生理?xiàng)l件也可能增加對(duì)膽堿的需求。

2 膽堿在奶牛體內(nèi)的消化吸收

2.1 膽堿的消化

反芻動(dòng)物攝入的游離膽堿主要來(lái)源是日糧中固有的游離膽堿及由卵磷脂解離得到的游離膽堿，而游離的膽堿在瘤胃中由于瘤胃微生物的降解作用，存在時(shí)間短，且能有效攝入的游離膽堿不足日糧的1%[12]。游離膽堿經(jīng)過(guò)甲烷進(jìn)一步降解形成中間產(chǎn)物三甲胺，微生物再利用三甲胺的N-甲基基團(tuán)產(chǎn)生甲烷排出[11]。而極少量未被降解的膽堿，也將被瘤胃原蟲(chóng)以磷脂酰膽堿的形式利用，參與其細(xì)胞膜的合成過(guò)程并成為細(xì)胞膜組分，直至瘤胃原蟲(chóng)死亡后，卵磷脂再次被動(dòng)物機(jī)體消化吸收，后腸道是膽堿的主要吸收?qǐng)鏊?，但最后進(jìn)入后腸道的膽堿極少[13]。因此RPC的應(yīng)用顯得尤為重要，過(guò)瘤胃率一般能達(dá)到75%以上。

2.2 膽堿的吸收和轉(zhuǎn)運(yùn)

腸道降解是反芻動(dòng)物日糧中膽堿吸收的主要方式，因此未被瘤胃微生物降解的膽堿進(jìn)入小腸，小腸中微生物將這部分膽堿降解為三甲胺或者被吸收，卵磷脂在小腸細(xì)胞腔被水解為游離膽堿后吸收為溶血卵磷脂[14]。膽堿是重要的甲基供體之一，通過(guò)在機(jī)體內(nèi)氧化為甜菜堿來(lái)提供甲基；膽堿作為卵磷脂的重要組成部分，作為低密度脂蛋白的一部分，參與肝臟脂肪代謝和轉(zhuǎn)運(yùn)，促進(jìn)肝臟中脂肪的運(yùn)輸，達(dá)到預(yù)防脂肪肝的作用[15]。同時(shí)這種促脂質(zhì)作用對(duì)改善奶牛分娩后的產(chǎn)奶量有積極影響[16]。

3 過(guò)瘤胃膽堿在圍產(chǎn)期奶牛日糧中的應(yīng)用

3.1 采食量

由于圍產(chǎn)期奶牛特殊的生理特性，尤其在泌乳初期容易出現(xiàn)干物質(zhì)采食量（Dry matter intake，DMI）下降，因此攝入營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)及能量可能不足，造成能量負(fù)平衡，劉翔等在圍產(chǎn)期奶牛日糧中分別添加了0、20、30 g·d-1的RPC，經(jīng)過(guò)74 d飼養(yǎng)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，三組圍產(chǎn)期奶牛的產(chǎn)后DMI均高于產(chǎn)前，相較于對(duì)照組，30 g·d-1組的產(chǎn)前和產(chǎn)后DMI分別提高了6.09%和3.93%，對(duì)于實(shí)際生產(chǎn)具有十分重要的指導(dǎo)意義[8]。鄭家三等在圍產(chǎn)期奶牛日糧中每天添加10 g RPC，結(jié)果表明，奶牛產(chǎn)后10～40 d的DMI提高1.10%～2.76%[17]。馬晨等在每頭圍產(chǎn)期奶牛日糧中每天添加25 g RPC，42 d后發(fā)現(xiàn)產(chǎn)后1周至產(chǎn)后8周的DMI提高了3.27%～14.28%[18]。綜上所述，RPC在日糧中的應(yīng)用，對(duì)圍產(chǎn)期奶牛產(chǎn)后DMI的提高具有明顯效果，這可能是由于RPC對(duì)非酯化脂肪酸有降低作用，同時(shí)提高血糖濃度[19]。

3.2 泌乳性能

在奶牛產(chǎn)后日糧中補(bǔ)充膽堿能提高產(chǎn)奶量和乳脂率。作為甲基供體之一的膽堿，部分可在奶牛體內(nèi)轉(zhuǎn)化為蛋氨酸，進(jìn)而提高乳蛋白含量；同時(shí)膽堿是脂蛋白的重要成分之一，奶牛體內(nèi)脂類(lèi)是以脂蛋白的形式進(jìn)行運(yùn)輸，而在圍產(chǎn)期奶牛的日糧中補(bǔ)充膽堿對(duì)于脂蛋白合成有促進(jìn)作用，從而促使脂類(lèi)能從肝臟和脂肪組織轉(zhuǎn)運(yùn)至乳腺合成入乳脂，達(dá)到提高乳脂率的效果[20]。

劉翔等研究表明，在圍產(chǎn)期奶牛日糧中添加30 g·d-1的RPC分別能顯著提高產(chǎn)后45 d和60 d的產(chǎn)奶量25.26%和24.41%[8]；顯著提高產(chǎn)后15 d、30 d、60 d牛奶的的乳脂率0.47%左右；產(chǎn)后15～60 d乳蛋白率顯著提高0.62%～0.92%；產(chǎn)后15 d乳糖率顯著提高2.65%。鄭家三等研究發(fā)現(xiàn)日糧中每天添加20 g RPC奶牛產(chǎn)后10～40 d的產(chǎn)奶量極顯著提高5.86%～6.86%[17]。Amrutkar等在每頭奶牛產(chǎn)期40 d至產(chǎn)后120 d每天日糧中添加54 g RPC，結(jié)果表明產(chǎn)奶量、乳成分（脂肪、蛋白質(zhì)及乳糖）均有顯著提高和改善，乳中膽堿濃度也較高[21]；值得注意的是，乳中不飽和脂肪酸與單不飽和脂肪酸含量提高。Erdman等在奶牛產(chǎn)后5～21周的日糧中分別每天添加0、0.078%、0.156%及0.234%的RPC發(fā)現(xiàn)，對(duì)奶牛DMI并無(wú)顯著影響，但產(chǎn)奶量比對(duì)照組提高了1～2.2 kg·d-1；添加量為0.078%的牛奶中乳脂率呈下降趨勢(shì)，但在增加了添加量后，乳脂率提高至與對(duì)照組相當(dāng)?shù)乃絒22]。史杰選擇了年齡、胎次、體重等相近的健康荷斯坦奶牛[6]，分別在其產(chǎn)前3周至產(chǎn)后3周每頭奶牛日糧中添加RPC 20 g·d-1和40 g·d-1，結(jié)果表明，與對(duì)照組相比，產(chǎn)后1周至12周，20 g·d-1的產(chǎn)奶量提高了4.23%～13.13%，40 g·d-1的產(chǎn)奶量提高了7.20%～17.07%。由上述研究可見(jiàn)，每頭圍產(chǎn)期奶牛飼日糧中每天添加20～60 g的RPC，對(duì)其產(chǎn)奶量及乳成分具有明顯改善作用。

3.3 能量代謝

膽固醇是血清脂蛋白的一個(gè)組成部分，血清中的濃度可以反映整個(gè)脂蛋白的濃度[23]，血尿素水平可反映肝功能，因?yàn)楦渭?xì)胞中甘油三酯（Triglycer?ide，TG）的浸潤(rùn)增加會(huì)降低肝臟的尿潴留能力，從而降低血清尿素濃度[24]。處于能量負(fù)平衡狀態(tài)的圍產(chǎn)期奶牛，以動(dòng)員體脂供能作為調(diào)節(jié)自身代謝的主要方式，脂肪分解將釋放大量的未酯化氨基酸（Non-esterified fatty acid，NEFA），進(jìn)入肝臟的NE?FA濃度超過(guò)肝臟完全氧化能力時(shí)，NEFA將部分氧化供能產(chǎn)生酮體，酮體累積易產(chǎn)生酮病，同時(shí)還可能發(fā)生酯化反應(yīng)，增加肝臟TG濃度，與非反芻動(dòng)物一樣，酯化TG可以作為VLDL從肝臟輸出，但與其他動(dòng)物相比，反芻動(dòng)物的這一過(guò)程速度有限，因此可能形成脂肪肝[10]；RPC在奶牛日糧中添加，能夠通過(guò)促進(jìn)脂肪酸的β-氧化，提高NEFA完全氧化的能力，因此，NEFA和β-羥丁酸（Beta-hy?droxybutyric acid，BHBA）也是常見(jiàn)能量代謝指標(biāo)[24]。

處于能量負(fù)平衡的圍產(chǎn)奶牛血糖濃度較低，但在李生祥研究報(bào)道表明，在圍產(chǎn)期奶牛日糧中添加60 g·d-1的RPC，顯著提高奶牛整個(gè)圍產(chǎn)期的血糖濃度；分別極顯著降低產(chǎn)后7～21 d NEFA濃度和BHBA濃度21.83%和13.86%；整個(gè)圍產(chǎn)期添加組與對(duì)照組的TG濃度沒(méi)有顯著差異，但極低密度脂蛋白濃度（Very low density lipoprotein，VLDL）顯著提高，這是由于膽堿是VLDL合成的前體物[25]。馬晨等在圍產(chǎn)期奶牛日糧中分別添加25 g·d-1和50 g·d-1的RPC，對(duì)奶牛產(chǎn)前1周至產(chǎn)后2周的能量代謝指標(biāo)進(jìn)行觀測(cè)發(fā)現(xiàn)，添加組的奶牛血糖濃度有升高趨勢(shì)；產(chǎn)后2周時(shí)50 g·d-1組的血漿膽固醇含量顯著高于對(duì)照組（31.91%），25 g·d-1組的TG含量顯著提高33.33%；產(chǎn)后1周時(shí)25 g·d-1組BHBA濃度顯著降低22.95%；產(chǎn)后1周和產(chǎn)后2周時(shí)，25 g·d-1組NEFA濃度分別比對(duì)照組極顯著降低48.48%和47.83%[18]。而Zahra等研究中，圍產(chǎn)奶牛日糧中RPC的添加 對(duì)BHBA、NEFA濃度無(wú)顯著 影 響[23]。Hartwell等研究中發(fā)現(xiàn)，在含有低水平（4%DM）不可降解淀粉的圍產(chǎn)期奶牛日糧中添加12 g·d-1 RPC，可降低產(chǎn)犢時(shí)NEFA濃度，但對(duì)TG并無(wú)顯著影響[26]。Leiva等發(fā)現(xiàn)奶牛日糧中添加50～100 g·d-1 RPC飼喂45 d后，血漿BHBA濃度由5.37 mg·dL-1提高至5.59 mg·dL-1，胰島素極顯著提高49.20%，但對(duì)血糖濃度與NEFA濃度并無(wú)顯著影響，胰島素的升高可能是由于胰島素敏感度降所導(dǎo)致，胰島素敏感度改變是圍產(chǎn)期常見(jiàn)的癥狀，這與奶牛脂肪肝的發(fā)病率呈正相關(guān)[27]。劉翔等研究中則發(fā)現(xiàn)，飼糧中添加20和30 g·d-1 RPC，極顯著提高了奶牛產(chǎn)后某些時(shí)間點(diǎn)的血糖濃度（5.06%～8.31%）、VLDL濃度（3.37%～14.26%）及TG含量（2.33%～4.76%），顯著降低NEFA（12.52%～29.89%）和BHBA濃度（10.52%～14.97%）[9]。RPC在圍產(chǎn)期奶牛中的應(yīng)用，對(duì)改善奶牛能量代謝具有積極作用，尤其是在降低產(chǎn)犢前后的NEFA濃度，NEFA、BHBA、TG等指標(biāo)都是反映能量代謝的主要指標(biāo)，并且具有一定的相關(guān)性。但可能因RPC品種、含量、動(dòng)物狀況不同，導(dǎo)致部分研究中未表現(xiàn)出能量代謝指標(biāo)的改善。

3.4 其他健康指標(biāo)

在目前針對(duì)RPC在奶牛養(yǎng)殖中應(yīng)用的研究中，除對(duì)采食量、泌乳性能、能量代謝等指標(biāo)觀測(cè)外，也有部分研究對(duì)其它健康指標(biāo)進(jìn)行相關(guān)測(cè)定，也對(duì)探究RPC在奶牛飼糧中作用機(jī)理具有指導(dǎo)性意義。吳文旋等在奶牛飼糧中添加40 g·d-1的RPC，36 d后對(duì)抗氧化性能指標(biāo)進(jìn)行測(cè)定發(fā)現(xiàn)，相關(guān)指標(biāo)并無(wú)顯著差異[28]。Zhou等針對(duì)RPC對(duì)圍產(chǎn)期奶牛免疫代謝的影響的研究中，對(duì)血漿肌酐水平（血漿肌酐水平被用作評(píng)估圍產(chǎn)期身體肌肉分解代謝的間接指標(biāo)）、炎癥的急性期蛋白（肝臟白蛋白作為陰性的急性期蛋白的一種，通常在炎癥過(guò)程中減少，并且可以作為評(píng)估奶牛炎癥狀態(tài)的生物標(biāo)志物）、抗氧化應(yīng)激等相關(guān)進(jìn)行測(cè)定；結(jié)果表明，圍產(chǎn)期奶牛日糧中添加60 g·d-1的RPC，顯著降低血漿肌酐5.58%，表明肌肉動(dòng)員程度較高，可能與圍產(chǎn)期奶牛胰島素敏感度的改變有關(guān)；炎癥的急性期蛋白含量也并未出現(xiàn)顯著差異[29]；與吳文旋研究結(jié)果一致的是RPC的添加對(duì)抗氧化性能沒(méi)有顯著影響。由上述研究可見(jiàn)，RPC的使用，對(duì)奶?？寡趸阅芗懊庖咝阅懿o(wú)不利影響。

4 結(jié)論

圍產(chǎn)期奶牛由于其特殊的生理特性，對(duì)膽堿的需要量提高，同時(shí)由于瘤胃微生物對(duì)膽堿的分解，使得RPC的使用尤為重要，能夠有更多的膽堿到達(dá)小腸被吸收利用。大量的研究已經(jīng)表明，RPC在圍產(chǎn)期奶牛日糧中的應(yīng)用，對(duì)于提高奶牛的DMI、泌乳性能及改善能量代謝具有十分積極的作用。而為了更深的探究其機(jī)理，也有學(xué)者圍繞RPC對(duì)圍產(chǎn)期奶牛的其它健康指標(biāo)的影響進(jìn)行研究，就目前結(jié)果來(lái)看，對(duì)奶?？寡趸阅芗懊庖咝阅懿o(wú)副作用及不利影響。膽堿在預(yù)防圍產(chǎn)期奶牛的脂肪肝及酮病方面有顯著效果，但RPC在圍產(chǎn)期奶牛養(yǎng)殖中的應(yīng)用也受到產(chǎn)品質(zhì)量、動(dòng)物狀態(tài)、飼喂時(shí)間、日糧組成等多方面因素的影響，對(duì)于RPC在圍產(chǎn)期奶牛中穩(wěn)定發(fā)揮及作用機(jī)制仍需進(jìn)一步研究。