放養(yǎng)密度對(duì)泌乳奶牛氧化應(yīng)激狀態(tài)和乳腺通透性的影響

鄧雙義

（新疆農(nóng)業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，新疆昌吉 830052）

乳腺通透性在調(diào)節(jié)奶牛等反芻動(dòng)物泌乳量方面發(fā)揮重要作用。為探討哺乳反芻動(dòng)物乳腺通透性的調(diào)節(jié)因素，Koutsouli等（2017）研究發(fā)現(xiàn)，泌乳頻率越低的泌乳山羊乳腺通透性越高。此外，脂多糖誘導(dǎo)的乳腺炎增加了乳腺滲透性（Wall等，2016），而其他研究表明，較低的飼喂水平與較高的乳腺滲透性相關(guān)（Stumpf等，2013）。此外，應(yīng)激水平較高時(shí)，奶牛乳腺可能具有更大的滲透性。研究發(fā)現(xiàn)，對(duì)于血漿皮質(zhì)醇含量低和高的奶牛，應(yīng)激均導(dǎo)致乳腺通透性增加（Stelwagen等，2000）。牛奶和血液中皮質(zhì)醇水平的升高表明泌乳奶牛氧化應(yīng)激水平較高，因此氧化應(yīng)激在增加乳腺通透性方面發(fā)揮重要作用。奶牛的飼養(yǎng)密度在奶牛生產(chǎn)、舒適和生理等方面發(fā)揮重要作用，在奶牛場(chǎng)日常管理中一直受到重視。眾所周知，過度放牧的奶牛必然影響奶牛自然休息行為，其導(dǎo)致的問題包括反芻減少、躺臥時(shí)間不足及泌乳中期奶牛舒適度降低。最近研究表明，過量放牧也會(huì)對(duì)處于關(guān)鍵生理階段的犢?；蛎谌檫^渡期牛產(chǎn)生負(fù)面影響，如放牧密度提高會(huì)導(dǎo)致平均日增重和免疫功能下降（Calvolorenzo等，2016）、氧化應(yīng)激相關(guān)激素水平升高（Fustini等，2016）。目前關(guān)于放養(yǎng)密度對(duì)奶牛氧化應(yīng)激和乳腺通透性影響的研究較少，因此，我們假設(shè)在100%放養(yǎng)密度下的早期泌乳奶牛比75%放養(yǎng)密度的奶牛有更高的氧化應(yīng)激和更大的乳腺滲透性。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)動(dòng)物、日糧及設(shè)計(jì) 試驗(yàn)選擇32頭泌乳期奶牛，根據(jù)奶次和產(chǎn)奶量隨機(jī)分為兩組，每組16頭牛，每個(gè)重復(fù)1頭牛。奶牛采用兩種放養(yǎng)方式，即75%（20個(gè)牛棚，16個(gè)飼料桶）的放養(yǎng)密度和100%（16個(gè)牛棚，16個(gè)飼料桶）放養(yǎng)密度，試驗(yàn)共開展8周且試驗(yàn)期間兩組奶牛飼喂相同的飼料，飼料成分及營(yíng)養(yǎng)水平見表1。在試驗(yàn)期間，奶牛被安置在開放牛棚中，并且可以自由飲水。分別于每天早上6點(diǎn)半、下午2點(diǎn)和7點(diǎn)給奶牛提供全混合日糧，在試驗(yàn)期間，每天給奶牛擠奶3次，試驗(yàn)時(shí)間為8周。

表1 飼料成分及營(yíng)養(yǎng)水平

1.2 泌乳量、乳成分及體重變化 每周收集全混合日糧代表性樣品進(jìn)行化學(xué)成分分析，樣品在65℃干燥48 h，然后使用高速研磨機(jī)粉碎過1 mm分析篩，并在4℃的密閉塑料瓶中保存，直到進(jìn)一步分析。每頭奶牛的周產(chǎn)奶量在適應(yīng)期和試驗(yàn)期間的第3天和第4天通過牛奶取樣裝置記錄。參考Roche等（2005）研究采用原子吸收分光光度法測(cè)定Na+和K+濃度。牛奶中纖溶酶活性的測(cè)定方法參考Silanikove等（2000）研究方法。

1.3 血液參數(shù) 奶牛適應(yīng)后第4天、第4周和第8周早上飼喂前2 h從尾椎靜脈取血樣5 mL，放入含有肝素鈉的真空管中。3000×g，4℃離心10 min，分離血漿-20℃保存。采用試劑盒法測(cè)定超氧化物歧化酶（SOD）、谷胱甘肽過氧化物酶（GSH-Px）、總抗氧化力（T-AOC）活力、丙二醛（MDA）含量。ELISA法測(cè)定血漿激素活性，包括皮質(zhì)醇、胰島素、胰高血糖素、IGF-1、生長(zhǎng)激素和催乳素。

1.4 統(tǒng)計(jì)分析 所有數(shù)據(jù)均采用SAS軟件系統(tǒng)PROC混合程序進(jìn)行分析。采用重復(fù)測(cè)量的隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)研究周齡、處理及處理×周齡的交互作用，組間差異用Turkey’s法進(jìn)行多重比較，P＜0.05表示具有顯著統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果與分析

2.1 放養(yǎng)密度對(duì)泌乳早期奶牛泌乳性能和體重變化的影響 由表2結(jié)果可知，總的來說，75%較100%放養(yǎng)密度組顯著提高了泌乳量、能量校正乳和4%脂肪校正乳產(chǎn)量（P＜0.05）。此外，從第3周到第8周，上述指標(biāo)的變化存在顯著差異（P＜0.05），同時(shí)75%放養(yǎng)密度組顯著降低了乳中尿素氮含量（P＜0.05），顯著提高整個(gè)試驗(yàn)期間乳中蛋白質(zhì)含量（P＜0.05）。100%放養(yǎng)密度組較75%放養(yǎng)密度組顯著提高奶牛乳中體細(xì)胞數(shù)量（P＜0.05），且從1～6周表現(xiàn)出顯著差異（P＜0.05）。各項(xiàng)指標(biāo)隨周齡變化的數(shù)據(jù)未列出。與100%放養(yǎng)密度組相比，1～7周MDA含量存在顯著差異（P＜0.05）。同時(shí)，75%放養(yǎng)密度組乳中鈉離子水平、鈉/鉀、白蛋白含量及纖維蛋白溶酶顯著低于100%放養(yǎng)密度組。

表2 放養(yǎng)密度對(duì)泌乳早期奶牛泌乳性能和體重變化的影響

2.2 放養(yǎng)密度對(duì)泌乳早期奶牛血清生化指標(biāo)的影響 由表3可知，75%放養(yǎng)密度組血清乳糖含量顯著低于100%放養(yǎng)密度組（P＜0.05），兩組對(duì)血清葡萄糖濃度的影響無顯著差異（P＞0.05）。但75%放養(yǎng)密度組較100%放養(yǎng)密度組顯著提高血清SOD和T-AOC活力（P＜0.05）。同時(shí)，兩組對(duì)血清GSH-Px活力及MDA含量均無顯著影響（P＞0.05）。75%放養(yǎng)密度組血清胰島素及胰島素與胰高血糖素比值最低（P＜0.05），但催乳素和生長(zhǎng)激素最高（P＜0.05）。兩組對(duì)血清IGF-1含量的影響無顯著差異（P＞0.05）。

表3 放養(yǎng)密度對(duì)泌乳早期奶牛血清生化指標(biāo)的影響

3 討論

早期泌乳是奶牛對(duì)應(yīng)激敏感的時(shí)期，血漿中SOD和T-AOC等指標(biāo)是奶牛氧化應(yīng)激的生物標(biāo)志物。此外，當(dāng)奶牛受到氧化應(yīng)激時(shí)可以觀察到較高濃度的活性氧和MDA。同時(shí)，一些血漿激素的變化也是氧化應(yīng)激的重要指標(biāo)。如躺臥時(shí)間減少導(dǎo)致奶牛血漿生長(zhǎng)激素降低，當(dāng)奶牛處于熱應(yīng)激狀態(tài)時(shí)，血漿泌乳素濃度顯著增加（Roy和Prakash，2007）。但與75%放養(yǎng)密度相比，100%放養(yǎng)密度組降低了血漿催乳素含量。有研究報(bào)道，擠奶頻率越低的奶牛乳腺通透性越高，血漿泌乳素水平越低（Lacasse和 Ollier，2014）。此外，較高的血漿皮質(zhì)醇濃度表明在泌乳奶牛中存在嚴(yán)重的氧化狀態(tài)，上述血漿變量的變化表明75%放養(yǎng)密度組奶牛氧化應(yīng)激水平低于100%放牧密度組。眾所周知，熱應(yīng)激在降低奶牛血漿胰島素濃度中起重要作用。在本研究中，75%放養(yǎng)密度組和100%放養(yǎng)密度組奶牛血漿胰高血糖素含量沒有顯著差異。Itoh等（1998）測(cè)定了熱應(yīng)激奶牛注射胰島素后胰高血糖素含量的反應(yīng)，并觀察到奶牛血漿胰高血糖素的反應(yīng)在注射胰島素后3 h才出現(xiàn)。本研究采用相同的樣品測(cè)定血漿中胰島素和胰高血糖素，因此，胰高血糖素的負(fù)反應(yīng)可能是由于采樣點(diǎn)的問題。此外，血漿胰島素水平越高，IGF-1水平越高，雖然75%放養(yǎng)密度奶牛血漿IGF-1含量高于100%放養(yǎng)密度組，但缺乏顯著性，可能與個(gè)體差異有關(guān)，也可能與荷斯坦奶牛IGF-1基因多態(tài)性有關(guān)。

本試驗(yàn)除了血漿變量變化外，還用牛奶中的一些參數(shù)作為提示牛奶氧化應(yīng)激的指標(biāo)。乳中MDA含量與體細(xì)胞數(shù)有關(guān)，可以作為奶牛炎癥或氧化應(yīng)激狀態(tài)的有用指標(biāo)。此外，在運(yùn)輸應(yīng)激下奶牛血漿皮質(zhì)醇濃度更高，表明牛奶中皮質(zhì)醇含量越高，氧化應(yīng)激越大。因此，與75%放牧密度組奶牛相比，100%放牧密度組乳中皮質(zhì)醇和MDA濃度較高，表明這些奶牛處于較高的氧化應(yīng)激狀態(tài)。但75%和100%放養(yǎng)密度組血漿皮質(zhì)醇含量相似，這與乳中皮質(zhì)醇濃度不一致。Sgorlon等（2015）認(rèn)為，乳中皮質(zhì)醇含量與血漿中皮質(zhì)醇含量無相關(guān)性，而乳中皮質(zhì)醇含量可能與乳腺健康狀況有關(guān)。因此推測(cè)，在早期泌乳奶牛中，較高放養(yǎng)密度會(huì)導(dǎo)致乳腺氧化應(yīng)激。

奶牛場(chǎng)的一些管理實(shí)踐（如降低擠奶頻率、飼喂不足）通常會(huì)導(dǎo)致泌乳奶牛發(fā)生氧化應(yīng)激，可能會(huì)進(jìn)一步增加乳腺通透性。乳中的一些參數(shù)，如白蛋白、纖維蛋白溶酶、礦物質(zhì)（Na+和K+）和血漿中乳糖濃度被廣泛認(rèn)為是乳腺滲透性的生物標(biāo)志物（Stelwagen等，2000）。例如，當(dāng)奶牛乳腺通透性較強(qiáng)時(shí)，牛奶中的Na+濃度較高，K+濃度較低，此外，泌乳次數(shù)減少引起的乳腺緊密連接的泄漏伴隨著牛奶中白蛋白和血漿蛋白濃度的增加（Stelwagen等，2000）。同樣，當(dāng)泌乳通透性較高時(shí)，更多的乳糖可以通過乳腺緊密連接進(jìn)入血液循環(huán)，說明血漿乳糖含量越高，乳腺通透性越好，而乳腺通透性越高的奶牛，其泌乳中體細(xì)胞數(shù)越多，這與本試驗(yàn)結(jié)果一致，即高放養(yǎng)密度下的牛具有更高的乳腺滲透性，主要?dú)w因于較低的產(chǎn)奶量和較高的體細(xì)胞數(shù)。

4 結(jié)論

泌乳早期奶牛在75%放養(yǎng)密度條件下氧化應(yīng)激水平較低，而100%放養(yǎng)密度導(dǎo)致氧化應(yīng)激水平升高，同時(shí)乳腺通透性較高。因此建議泌乳早期奶牛的放養(yǎng)密度應(yīng)維持在較低水平，防止氧化應(yīng)激。