奶牛圍產(chǎn)期脂肪肝的研究進展

趙程禹，鄧清華，劉婷

（內(nèi)蒙古民族大學(xué)動物科技學(xué)院，通遼 028001）

1 圍產(chǎn)期奶牛脂肪肝發(fā)病機制

奶牛脂肪肝又稱肥胖母牛綜合征，最常見于圍產(chǎn)期（妊娠前、后3周）母牛。該病為營養(yǎng)代謝紊亂障礙性疾病，可出現(xiàn)肝功能下降、子宮內(nèi)膜炎、胎衣不下、生產(chǎn)癱瘓等癥狀，嚴(yán)重的可造成死亡；病癥較輕者通常表現(xiàn)為產(chǎn)奶量下降、產(chǎn)犢間隔延長、產(chǎn)弱犢等狀況。雖然目前采取科學(xué)的集約化養(yǎng)殖全方面提升了圍產(chǎn)期奶牛的營養(yǎng)狀況，大大緩解了發(fā)病癥狀，但其發(fā)病率依舊未能得到控制，治療效果也不理想，其發(fā)病機制尚未明確[1]。

1.1 發(fā)病機理

目前大多數(shù)學(xué)者認(rèn)為，奶牛脂肪肝是一種由多種因素引起的綜合性脂質(zhì)代謝紊亂性疾病，其中肝臟的脂質(zhì)過量蓄積是其主要的導(dǎo)火索。處于圍產(chǎn)期的奶牛，由于泌乳與自身營養(yǎng)的需求，促進體脂動員，使能量以非酯化脂肪酸（NEFA）的形式大量釋放，一部分進入肝臟被氧化供能，另一部分重新合成甘油三酯通過極低密度脂蛋白排出體外[2]。但是對于哺乳動物來說，由于受到普遍存在的產(chǎn)后胰島素抵抗和能量負(fù)平衡等諸多因素影響，釋放的NEFA往往遠(yuǎn)超肝臟承受的最大值，造成脂肪沉積，引發(fā)肝功能障礙，降低三羧酸循環(huán)和脂蛋白的合成與分解，使機體進入惡性循環(huán)，引發(fā)脂肪肝。

1.2 發(fā)病因素

1.2.1 能量負(fù)平衡

能量負(fù)平衡是引發(fā)圍產(chǎn)期奶牛脂肪肝疾病高發(fā)的主要因素，由于其經(jīng)歷妊娠-分娩-泌乳啟動等生理應(yīng)激環(huán)節(jié)及腹腔內(nèi)胎兒占據(jù)的腹內(nèi)空間逐漸增大，致使奶牛食欲稍有下降，降低了干物質(zhì)采食量。能量需求量升高，導(dǎo)致營養(yǎng)達(dá)到負(fù)平衡狀態(tài)，此時機體為了供給能量，NEFA從脂肪組織中釋放出來，轉(zhuǎn)移到肝臟。當(dāng)達(dá)到肝臟存儲一定限度時，就會形成酮體，繼而出現(xiàn)酮體過度堆積，引發(fā)脂肪肝[3]。雖然這些是高產(chǎn)奶牛正常的適應(yīng)性過程，但由于其對泌乳量的過度需求，臨床上往往造成補給不足或短時間補給過量激發(fā)多種代謝和傳染性疾病，影響奶牛的生產(chǎn)性能[4]。

1.2.2 脂肪組織動員

在能量負(fù)平衡的狀態(tài)下，生命機體必然會啟動相關(guān)的代謝機制維持機體正常運行，這些分娩期發(fā)生的代謝變化稱為“衡態(tài)調(diào)節(jié)”，其意義在于使內(nèi)源性（組織動員的）和外源性（氧化吸收的）營養(yǎng)物質(zhì)重新分配滿足機體需求。

“衡態(tài)調(diào)節(jié)”中通過體脂代謝彌補因糖異生作用而造成的能量虧損是機體重要的調(diào)節(jié)途徑，但過多的體脂代謝使得肝臟攝取NEFA過量。NEFA的代謝主要是通過肝臟內(nèi)的三羧酸循環(huán)代謝和以極低密度脂蛋白（VLDL）形式運出肝臟[5]。肝內(nèi)三羧酸循環(huán)代謝消耗的過程是：NEFA進入肝臟后首先在乙酰輔酶A合成酶作用下經(jīng)過β-氧化活化為乙酰輔酶A，一部分被徹底氧化釋放能量和二氧化碳，二氧化碳隨呼吸排出體外；另一部分被部分氧化形成酮體，被周圍肝外組織所消耗一部分；還有一部分NEFA在肝臟則以甘油三酯（TG）、磷脂和膽固醇脂的形式合成脂蛋白被肝外組織利用。由于反芻動物肝臟內(nèi)缺乏足量的脂蛋白脂酶和肝脂酶，NEFA主要靠肝臟內(nèi)線粒體的β-氧化作用代謝，因此TG在肝臟中大量蓄積形成脂肪肝。但因為奶牛處于特殊的圍產(chǎn)期能量負(fù)平衡生理階段，這一途徑往往并不能滿足生理所需，進而導(dǎo)致NEFA沉積，形成脂肪肝。

1.2.3 激素調(diào)節(jié)

處于產(chǎn)犢和泌乳高峰的奶牛對葡萄糖的需求量增加，但此時奶牛能量攝入減少，通常葡萄糖攝入量并不能滿足機體需求。相反此期間由于催乳素的分泌克服了能量供應(yīng)不足的影響，使產(chǎn)乳量持續(xù)增加，長此以往，會導(dǎo)致機體胰島素和胰高血糖素水平較低，影響肝臟中脂肪組織的分解[6]。近些年又有研究發(fā)現(xiàn)，激素中雌激素、皮質(zhì)醇、生長激素等也會影響脂肪肝的形成，甚至奶牛分娩期間激素的變化也對其有一定的影響作用[7]。

1.2.4 管理因素

奶牛圍產(chǎn)期的飼養(yǎng)管理直接影響奶牛營養(yǎng)和健康狀況，管理不當(dāng)則存在脂肪肝發(fā)生的潛在風(fēng)險。圍產(chǎn)期日糧的突然改變或過量飼喂高精料會引起瘤胃酸中毒，從而促進生酮作用，使促炎性細(xì)胞因子和內(nèi)毒素增高進而導(dǎo)致脂肪肝疾病的發(fā)生[8]。

另外，圍產(chǎn)期奶牛的飼喂舍空間狹小、空氣不流通、高溫高濕、衛(wèi)生條件差以及戶外活動空間不足、運動量少會引起動物機體釋放兒茶酚胺，導(dǎo)致過多脂肪組織的釋放而沉積形成脂肪肝[9]。

1.2.5 遺傳因素

影響脂肪肝發(fā)生的主要遺傳因素為調(diào)節(jié)肝臟和脂肪組織中糖類或脂類代謝以及采食量這三方面基因的突變，尤其是那些參與肝脂形成的基因，增加脂肪分解作用的基因以及減少肝脂中β-氧化、脂質(zhì)包裝和分泌的基因突變性更大[10]。到目前為止，關(guān)于肝臟甘油三酯（TG）和脂質(zhì)含量的遺傳力估計值尚未得出有效數(shù)據(jù)，但對于相關(guān)的酮病和真胃變位的遺傳力估計值分別為0.32[11]和0.24[12]，這或許表明奶牛脂肪肝也同樣存在遺傳基礎(chǔ)[13]。有研究者在用1,3-丁二醇結(jié)合限飼誘導(dǎo)的脂肪肝模型中，發(fā)現(xiàn)處于圍產(chǎn)期的肥胖奶牛發(fā)病率更高，這主要是源于圍產(chǎn)期處于特殊的能量負(fù)平衡階段[14]，而能量負(fù)平衡主要是由于營養(yǎng)代謝失衡所導(dǎo)致，其中高產(chǎn)奶牛最為顯著。關(guān)于其發(fā)病因素是否由自身遺傳差異所決定仍有待研究。

2 奶牛圍產(chǎn)期脂肪肝的診治

2.1 診斷方法

脂肪肝根據(jù)其病程長短可分為輕度、中度、重度三類（表1）。肝臟穿刺組織活檢可作出確切診斷，但該法對奶牛損害極大，近年來已被血清學(xué)檢測和超聲方法等新興技術(shù)所取代[15]。

表1 奶牛脂肪肝分類

2.1.1 肝組織取樣鏡檢

選取奶牛第11～12肋間部位采用超聲波診斷檢測確定肝臟位置、大小、形態(tài)及重要血管。穿刺途徑的選擇原則為距離病灶路徑最短，無重要血管、神經(jīng)及內(nèi)臟的部位。穿刺前應(yīng)進行常規(guī)的消毒和麻醉處理，如果穿刺次數(shù)較多，可以肌注凝血酶原[16]。具體步驟為：將穿刺組織從穿刺針緩慢轉(zhuǎn)移到固定液，保證細(xì)胞間未受到擠壓，在HE染色中鏡檢觀察肝細(xì)胞結(jié)構(gòu)排列是否整齊，肝小葉輪廓是否清晰，如肝小葉可見大量脂滴（LD）可作為判斷奶牛脂肪肝的重要依據(jù)[17]。在組織學(xué)檢查中，脂肪肝的特征為肝小葉中央?yún)^(qū)域存在大的LD，周邊區(qū)域有較小的LD。輕度脂肪肝奶牛TG的累積僅限于肝靜脈附近的肝小葉中央部分，中度和重度脂肪肝TG浸潤延伸至肝小葉中段及門靜脈[3]。

2.1.2 血液生化指標(biāo)及肝功能檢測

為避免肝組織活檢帶來的不利影響，國內(nèi)外學(xué)者根據(jù)患牛血液生化指標(biāo)及肝功能檢驗來診斷奶牛脂肪肝[18]。通過檢測病牛血糖、血液NEFA、血液β-羥丁酸 (BHBA)濃度及肝損傷特異性酶活性等指標(biāo)變化來預(yù)測脂肪肝的發(fā)生[19]。目前已報道的診斷指標(biāo)有很多，包括谷氨酸脫氫酶（Glutamate dehydrogenase，GDH）、天門冬氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶（Aspartate aminotransferase，AST）、鳥氨酸氨基甲酰轉(zhuǎn)移酶（Ornithine carbamoyl transferase，OCT）、總膽紅素（Total bilirubin，TBIL）、NEFA、總膽固醇（TC）、谷氨酸（Glu）、胰高血糖素、甘油三酯（T A G）、游離脂肪酸（FFA）、胰島素（Insulin，INS）及載脂蛋白等[18]。也有學(xué)者認(rèn)為監(jiān)測奶牛泌乳早期甲狀腺機能的狀態(tài)可輔助診斷奶牛脂肪肝[18]。Reid等人研究提出奶牛血清中游離脂肪酸、血糖和天門冬氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶的濃度按照一定的公式可用于診斷奶牛脂肪肝，即Y=0.510.003N EFA+2.84Glu0.0528AST，當(dāng)Y<0時為重度脂肪肝，當(dāng)0

2.1.3 蛋白質(zhì)組學(xué)診斷

蛋白質(zhì)組學(xué)（Proteomics）是以蛋白質(zhì)為研究對象的科學(xué)，可以通過比較健康個體與患病個體血漿中蛋白質(zhì)成分的差異，篩選差異蛋白質(zhì)，從而發(fā)現(xiàn)疾病的潛在標(biāo)志物。目前，通過該方法篩選脂肪肝的潛在標(biāo)志物已成為一個研究熱點。其中定量蛋白質(zhì)組學(xué)是將一個基因組表達(dá)的全部蛋白質(zhì)，或復(fù)雜的混合樣品中所有的蛋白質(zhì)進行鑒定和定量，可采用iTRAQ技術(shù)進行定量。該技術(shù)可以同時定量比較4種不同樣本中的蛋白質(zhì)，可用于研究疾病發(fā)展過程，或者細(xì)胞培養(yǎng)等不同狀態(tài)下蛋白質(zhì)表達(dá)量的變化，目前在比較蛋白質(zhì)組學(xué)的研究中應(yīng)用較廣泛[20]。有學(xué)者通過比較脂肪肝奶牛與健康奶牛的血漿蛋白質(zhì)譜，也發(fā)現(xiàn)了幾十種潛在的蛋白標(biāo)志物，并認(rèn)為丙酰輔酶A羧化酶和乳酸脫氫酶與奶牛肝脂沉積密切相關(guān)[18]。

2.2 防治措施

“圍產(chǎn)期”奶牛要經(jīng)歷從妊娠、分娩到泌乳的體內(nèi)營養(yǎng)代謝和生理應(yīng)激的最大刺激階段。在此期間，由于胎兒的生長發(fā)育和產(chǎn)后泌乳量的大量需求，奶牛往往會出現(xiàn)能量負(fù)平衡狀況，影響其自身健康。此時過多飼喂或限飼都會造成機體的亞健康，目前尚未找到特效治療藥物。所以奶牛圍產(chǎn)期合理科學(xué)的飼養(yǎng)調(diào)控是減少脂肪肝疾病損失的最有效措施。

2.2.1 營養(yǎng)調(diào)控

通過上述脂肪肝發(fā)病因素可以知道，圍產(chǎn)期奶牛采食量下降使得機體能量缺乏，但是盲目提高精飼料占比會加劇機體內(nèi)脂肪組織動員遲緩而造成脂質(zhì)淤積引發(fā)脂肪肝疾病。鑒于圍產(chǎn)期奶牛干物質(zhì)攝入量高峰晚于血糖需求高峰，可以在圍產(chǎn)期給予奶牛科學(xué)合理的飼喂方式與飼料配比，進而降低發(fā)病率。

目前養(yǎng)殖業(yè)存在的主要飼喂誤區(qū)有以下幾方面：一是日糧組分不平衡，長期營養(yǎng)攝入不平衡會導(dǎo)致機體內(nèi)丙氨酸生成量減少影響糖異生途徑；二是日糧品質(zhì)不佳，低質(zhì)飼料中往往存在大量β-羥丁酸，會降低奶牛采食量，影響機體能量攝入。而為了增加奶牛的營養(yǎng)改用高精飼料，則會嚴(yán)重減弱瘤胃機能，導(dǎo)致瘤胃內(nèi)微生物死亡，可造成瘤胃內(nèi)酸中毒和細(xì)菌性毒血癥，進而誘發(fā)脂肪肝[13]。這種由低能飼料向高能飼料的轉(zhuǎn)變就是導(dǎo)致圍產(chǎn)期奶牛營養(yǎng)應(yīng)激的主要因素[21]。

最新研究發(fā)現(xiàn)，日糧中添加生物素有利于改善泌乳初期奶牛的生產(chǎn)性能。生物素可改善奶牛肢蹄健康，提高泌乳性能，但生物素對圍產(chǎn)期奶牛能量和代謝蛋白平衡狀況影響的研究尚少。根據(jù)西北農(nóng)林科技大學(xué)團隊研究發(fā)現(xiàn)，補飼生物素可顯著提高奶牛產(chǎn)后第14天血糖濃度及產(chǎn)后第5周產(chǎn)奶量[21]。這一研究仍需后期大量試驗加以驗證。

2.2.2 基因調(diào)控

研究發(fā)現(xiàn)，轉(zhuǎn)基因兔過表達(dá)載脂蛋白E后，肝臟中極低密度脂蛋白（VLDL）的合成量顯著增加。隨著載脂蛋白E表達(dá)量的提升，VLDL的分泌量也隨之增加[22]。Tsukamoto等人通過將人的載脂蛋白E基因轉(zhuǎn)入apoE缺乏的小鼠體內(nèi)后，肝臟VLDL的合成量增加了4～5倍[23]。Chen指出，載脂蛋白B、載脂蛋白E、可溶性低密度脂蛋白受體、微粒體脂質(zhì)轉(zhuǎn)運蛋白等均具有調(diào)節(jié)肝臟脂肪轉(zhuǎn)運的功能。將這些蛋白質(zhì)的外源基因引入實驗動物后都能夠促進肝臟內(nèi)VLDL的合成和分泌，降低肝臟脂肪含量，相比之下，apoE基因?qū)Ω闻K脂肪轉(zhuǎn)運的促進效果最顯著[24]。微粒體甘油三酯轉(zhuǎn)運蛋白MTP在脂肪肝形成過程中是生脂及脂肪沉積中的重要影響蛋白，對MTP的生物學(xué)特性、神經(jīng)內(nèi)分泌因子和代謝產(chǎn)物對MTP調(diào)節(jié)的研究，可以通過分子機制上的差異，改良品種及篩選優(yōu)良性狀，預(yù)防脂類代謝疾病[25]。

2.2.3 遺傳育種

隨著分子遺傳育種技術(shù)的發(fā)展，針對類似脂肪肝疾病這種低遺傳力的性狀，可以通過分子標(biāo)記輔助育種技術(shù)提升奶牛群體的脂肪肝抗病性，培育優(yōu)質(zhì)抗病品種，減少奶牛脂肪肝的發(fā)生。首先要做的就是對奶牛脂肪肝抗病性狀的遺傳關(guān)系進行研究，找到影響脂肪肝抗病性狀的分子標(biāo)記和候選基因，之后應(yīng)用于分子標(biāo)記輔助育種。因此在分子生物學(xué)層面研究奶牛脂肪肝的發(fā)病機理，并進一步確定有效的治療策略至關(guān)重要[26]。