奶牛體況與血漿生化指標對酮病的風(fēng)險預(yù)警

陳彥如，孟德超，陳媛媛，徐 闖，崔一喆

（黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)動物科技學(xué)院，黑龍江大慶163319）

酮病是奶牛常見的一種群發(fā)性代謝病，是圍產(chǎn)期奶牛因能量負平衡（NEB）導(dǎo)致糖和脂代謝出現(xiàn)紊亂的一種現(xiàn)象，常發(fā)生于妊娠晚期和泌乳早期[1-2]。酮病的發(fā)病率在高產(chǎn)奶牛中達30%以上。酮癥的發(fā)病率已超過瘤胃酸中毒和奶牛熱的發(fā)病率。酮病主要動員機體脂肪組織中長鏈脂肪酸，這些脂肪酸在肝臟中被氧化成酮體。脂肪組織中的甘油三酯進行脂解，釋放大量游離或非酯化脂肪酸（NEFA）進入血液循環(huán)。一般NEFA 在肝臟中酯化，并以低密度脂蛋白膽固醇（VLDL-C）傳遞到全身的循環(huán)中[3]。但是，如果NEFA 的數(shù)量超過肝臟的酯化能力，就會在肝細胞線粒體中不完全氧化最終形成酮體，導(dǎo)致β-羥基丁酸（BHBA）升高，導(dǎo)致酮病發(fā)生[4]。酮病在臨床中會導(dǎo)致奶牛的泌乳量及乳質(zhì)量下降，使其經(jīng)濟價值造成巨大損失。因此，本試驗旨在確定圍產(chǎn)期奶牛體況、血液生化指標與酮病的關(guān)系，并作出風(fēng)險預(yù)警。

1 材料與方法

1.1 試驗動物與試驗設(shè)計

本試驗在黑龍江省某集約化牧場進行。試驗?zāi)膛＞鶠橹袊伤固鼓膛?。試驗選取94頭胎次相近的圍產(chǎn)期奶牛進行跟蹤調(diào)查，通過檢測試驗?zāi)膛７置洚斕?、產(chǎn)后7 d與產(chǎn)后 14 d 血漿 BHBA 水平，將產(chǎn)后 7 d 和產(chǎn)后 14 d 血漿BHBA濃度都超過1.2 mmol/L確定為酮病組（K組，n=52），低于1.2 mmol/L 確定為對照組（C 組，n=42），試驗?zāi)膛＞凑罩袊膛ｏ曫B(yǎng)標準飼喂全混合日糧（TMR），試驗期間自由飲水。

1.2 測定指標及方法

選擇圍產(chǎn)期奶牛94頭，分別在分娩當天、產(chǎn)后7 d和產(chǎn)后14 d，根據(jù)奶牛體況評分標準（5 分制）利用BCSCowdition軟件對奶牛進行體況評分，并通過牧場飼養(yǎng)管理系統(tǒng)采集奶牛泌乳信息。同時，在分娩當天（0 d）、產(chǎn)后7 d 和產(chǎn)后14 d 清晨對試驗?zāi)膛＿M行尾根靜脈采血20 mL，注入肝素抗凝管，低轉(zhuǎn)速離心機以4 000 r/min離心10 min，取上層清液，用高速離心機12 000 r/min 離心5 min，試驗樣品-80 ℃下保存至生化檢測。

血液指標檢測：葡萄糖（Glu）以葡萄糖氧化酶法檢測；β-羥丁酸（BHBA）采用化學(xué)法檢測；游離脂肪酸（NEFA）通過比色法檢測；谷草轉(zhuǎn)氨酶（AST）采用速率法檢測；甘油三酯（TG）采用酶法檢測；總膽固醇（TC）采用化學(xué)法檢測；鈣（Ca）使用鄰甲酚酞絡(luò)合酮法檢測檢；鎂（Mg）使用偶氮胂Ⅲ比色；磷（P）采用孔雀綠比色法；鉀（K）采用蛋白水解酶法檢測。

1.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析

使用SPSS 22.0軟件對數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析，數(shù)據(jù)以“平均值±標準差”表示。采用GLM 模式對兩組試驗?zāi)膛Ｑ獫{生化指標及泌乳水平進行分析，其中包括時間效應(yīng)（T）和組間效應(yīng)（G），以及時間與組間的交互效應(yīng)（T×G）。通過皮爾遜相關(guān)系數(shù)對存在顯著性差異指標進行相關(guān)性分析。建立二元Logistic回歸來模擬各項指標對試驗?zāi)膛Ｍ〉念A(yù)測性，采用受試者工作曲（ROC）分析風(fēng)險預(yù)警效果及最佳預(yù)警值。P<0.05表示顯著性差異，P<0.01表示極顯著差異。

2 結(jié)果與分析

2.1 試驗?zāi)膛５捏w況分析（見表1）

由表1可知，兩組奶牛在分娩當天、產(chǎn)后7 d的體況存在極顯著差異（P<0.01），在產(chǎn)后14 d的體況存在顯著差異（P<0.05），并且分娩到產(chǎn)后14 d的體況損失存在極顯著差異（P<0.01）。

表1 試驗?zāi)膛５捏w況分析Tab.1 Body condition analysis of experimental dairy cows

2.2 試驗?zāi)膛５拿谌樗剑ㄒ姳?）

由表2 可知，產(chǎn)后7 d，K 組奶牛的日均泌乳量極顯著低于C組奶牛（P<0.01），在產(chǎn)后14 d，K組奶牛的日均泌乳量顯著低于C組奶牛（P<0.05）。

表2 試驗?zāi)膛５拿谌樗絋ab.2 Lactation performance of experimental dairy cows

2.3 試驗?zāi)膛Ｄ芰看x水平（見表3）

表3 試驗?zāi)膛Ｄ芰看x的水平Tab.3 Energy metabolism levels of experimental dairy cows 單位：mmol/L

由表3可知，在分娩當天，K 組血漿中Glu 與C 組無顯著差異（P>0.05），BHBA、NEFA 含量與C 組存在極顯著差異（P<0.01）。在產(chǎn)后7 d，K 組血漿中Glu 含量顯著低于C 組（P<0.05），BHBA、NEFA 含 量 極 顯 著 高 于 C 組（P<0.01）。在產(chǎn)后14 d，K 組血漿中Glu 含量極顯著低于C 組（P<0.01），BHBA、NEFA 含 量 極 顯 著 高 于 C 組（P<0.01）。在分娩當天到產(chǎn)后14 d，K 組奶牛血漿中Glu含量極顯著下降（P<0.01），BHBA、NEFA 含量極顯著升高（P<0.01）。C組奶牛Glu含量顯著下降（P<0.05），NEFA含量顯著升高（P<0.05）。

2.4 試驗?zāi)膛８喂λ剑ㄒ姳?）

由表 4 可知，在產(chǎn)后 7 d，K 組血漿中 AST 活性、TC含量與 C 組存在顯著差異（P<0.05）。產(chǎn)后 14 d，K 組血漿中 AST 活性顯著高于 C 組（P<0.05），TC 含量極顯著高于 C 組（P<0.01）。在分娩當天到產(chǎn)后 14 d，K 組血漿中TG 含量極顯著高于C 組（P<0.01）。兩組奶牛血漿中AST 活性極顯著上升（P<0.01），然后下降。兩組奶牛血漿中TC 含量在分娩到產(chǎn)后7 d 極顯著升高（P<0.01），TC 含量在分娩到產(chǎn)后14 d 極顯著升高（P<0.01）。

表4 試驗?zāi)膛Ｑ獫{肝功水平Tab.4 Plasma levels of liver function of experimental dairy cows

2.5 試驗?zāi)膛Ｑ獫{礦物質(zhì)元素水平（見表5、表6）

由表5、表6可知，K組奶牛血漿中K、Ca、Mg和P的含量與C 組無顯著性差異（P>0.05）。在分娩當天到產(chǎn)后14 d，兩組組奶牛血漿中Ca含量極顯著下降（P<0.01）。

表5 試驗?zāi)膛Ｑ獫{K、Ca水平Tab.5 Plasma K and Ca levels of experimental dairy cows 單位：mmol/L

表6 試驗?zāi)膛Ｑ獫{Mg、P水平Tab.6 Plasma levels of Mg and P of experimental dairy cows 單位：mmol/L

2.6 奶牛酮病的預(yù)警評估（見表7、表8、圖1）

由表7可知，奶牛BCS、血漿BHBA、NEFA、TG與奶牛酮病顯著正相關(guān)（P<0.05）。

使用二元Logistic回歸模型模擬分娩當天指標對奶牛酮病預(yù)測性。奶牛BCS、血漿BHBA 和NEFA 可預(yù)測奶牛酮病。由表8、圖1可知，通過Youden指數(shù)確定奶牛酮病相關(guān)指標BCS 的最佳分界值為3.625，敏感度為88.1%，特異度為54.6%；奶牛血漿BHBA 的最佳分界值為0.68 mmol/L，敏感度為72.9%，特異度為74.4%；血漿NEFA的最佳分界值為0.78 mmol/L，敏感度為69.5%，特異度為 71.8%。BCS、BHBA 和 NEFA 的 ROC 曲線下面積分別為0.796、0776和0.676，具有一定的診斷意義。

表7 奶牛分娩當天BCS、血液檢測指標與酮病的相關(guān)性Tab.7 Correlation between BCS,blood test indexes and ketosis in dairy cows on the day of delivery（n=104）

表8 奶牛酮病診斷的BCS、BHBA、NEFA的分界值、敏感度、特異性、標準誤及ROC曲線下面積Tab.8 The cutoff point,sensitivity,specificity,standard error,and area under the ROC curve of BHBA,NEFA and BCS diagnosed by ketosis

圖1 酮病奶牛BCS、血漿BHBA、NEFA診斷的曲線下面積Fig.1 Area under curve of BCS,BHBA and NEFA in ketosis cows

3 討論

3.1 體況對奶牛酮病的影響

奶牛體況的變化會影響其代謝能力。體況損失可能通過血液代謝物濃度的改變對奶牛的生化指標[5]，會增強圍產(chǎn)期奶牛的血漿活性氧、活性硫巴比妥酸前體和硫醇基團活性，并降低血漿超氧化物歧化酶活性。奶牛營養(yǎng)不良會影響機體的生理、生化指標[6]。高的BCS 能夠增加奶牛患酮病的風(fēng)險[7]。能量缺乏，奶牛處于低血糖狀態(tài)，脂肪加速分解。脂肪的過度動員導(dǎo)致血液中NEFA 含量升高[8]。循環(huán)中的NEFA 可以在肝細胞中氧化或作為極低密度脂蛋白膽固醇（VLDL-C）的組成部分。然而，NEFA 的產(chǎn)生超過肝臟的能量需求和氧化能力，導(dǎo)致酮體的產(chǎn)生[9-10]。當肝臟的代謝效率不足時，在血液、尿液或牛奶中可以發(fā)現(xiàn)酮體，并且過量的NEFA和BHBA還對機體的免疫細胞功能產(chǎn)生負面影響。

3.2 泌乳性能對奶牛酮病的影響

能量儲備過多或過少對奶牛都有負面影響，是降低奶牛產(chǎn)奶量的風(fēng)險因素。高產(chǎn)奶牛在泌乳早期不能通過攝取飼料來滿足能量需求，隨著能量儲備的調(diào)動和干物質(zhì)攝入量的減少，導(dǎo)致NEB的發(fā)生[11]，從而發(fā)生酮病，伴隨長時間抑制采食。能量補充不足，導(dǎo)致生產(chǎn)性能不佳。繁殖和疾病問題也是影響奶牛泌乳性能的主要因素。酮病奶牛在泌乳早期BCS損失過多會有不規(guī)則的體溫，致使第1次排卵的時間更長，而且可能無法受孕，這使奶牛以后胎次泌乳量會受到更嚴重影響[12]。

3.3 血液指標對奶牛酮病的影響

血漿AST 活性反映肝功情況，提示肝細胞損傷及其損傷程度，尤其是在脂肪肝綜合征、肝炎、肝硬化時，血漿AST 活性將會大幅升高。高BCS 損失奶牛具有較高的循環(huán)AST 活性，表明肝臟已經(jīng)受損。本試驗中，酮病奶牛呈現(xiàn)高活性 AST 的特征。Vargová 等[13]報道，奶牛AST 活性升高與較低的采食量和酮癥有關(guān)，與本試驗結(jié)果一致。本試驗中，酮病奶牛呈現(xiàn)高血漿BHBA、NEFA、TC、TG 和低 Glu 的生化特征，產(chǎn)后 7~14 d 血漿BHBA、NEFA、TC、TG、Glu、AST 變化更為劇烈。脂肪組織代表身體的主要能量儲備，奶牛脂解和脂肪生成不斷發(fā)生，因此產(chǎn)生NEFA。當過度動員脂質(zhì)儲備，奶牛NEFA、TC、TG 含量會隨之上升，NEFA 代謝產(chǎn)生乙酰輔酶A，肝細胞將過量的乙酰輔酶A 通過β 氧化轉(zhuǎn)化為酮體，當不完全氧化時，血漿BHBA 隨之上升。Cincovic等[14]報道，奶牛泌乳早期的脂肪動員會導(dǎo)致Glu 下降，NEFA 和 BHBA 濃度升高。奶牛血漿 NEFA、TC 升高和Glu 下降趨勢表明NEB 狀態(tài)更嚴重[15]，這在一定程度上解釋了在本試驗中酮病奶牛體內(nèi)這些代謝物的異常濃度。酮病奶牛經(jīng)歷過度的脂肪動員和長時間的NEB，影響免疫系統(tǒng)的功能。

4 結(jié)論

本試驗中，確定圍產(chǎn)期奶牛BCS 及血漿BHBA、NEFA、TG 與奶牛酮病存在強相關(guān)性，分娩當天BCS>3.625、奶 牛 血 漿 BHBA>0.68 mmol/L、血 漿 NEFA>0.78 mmol/L時，奶牛有患酮病的風(fēng)險。