圍產(chǎn)期奶牛行為活動(dòng)與產(chǎn)后能量負(fù)平衡的關(guān)系

康福江，信淑珍，李 雯，田 甜

（1.黑龍江省黑河市遜克縣遜河鎮(zhèn)鄉(xiāng)村振興發(fā)展服務(wù)中心，黑龍江 黑河 164421；2.安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物科技學(xué)院，合肥 230031）

奶牛分娩后一般會(huì)經(jīng)歷不同程度的能量負(fù)平衡（Negative energy balance，NEB）［1］，非酯化脂肪酸（NEFAs）升高是NEB 血液病理學(xué)特征，導(dǎo)致肝臟脂肪沉積（脂肪肝）和脂肪的不完全氧化。隨后，機(jī)體酮體可能會(huì)增加，血液中β-羥丁酸鹽（BHB）濃度升高，導(dǎo)致機(jī)體代謝紊亂。圍產(chǎn)期NEB 對(duì)奶牛生產(chǎn)和健康不利，造成奶牛產(chǎn)奶量和繁殖力下降、增加子宮炎等疾病發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)［2］。奶牛血液中NEFAs 尚未有快速的檢測方法，常規(guī)的血液監(jiān)測奶牛BHB 一次的成本高達(dá)13～15 元，且BHB 指標(biāo)需要連續(xù)檢測對(duì)集約化牛場造成巨大經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。因此，需要尋找新的檢測方法。

在集約化奶牛牛群中，已展開了反芻、躺臥和活動(dòng)行為與血液中NEFAs 或BHB 濃度升高之間聯(lián)系的研究［3］。鮮見研究使用生物標(biāo)記物作為單一指標(biāo)或結(jié)合使用來探究其與集約化牛場奶牛NEB 的關(guān)聯(lián)。本研究調(diào)查行為變量是否適合預(yù)測機(jī)體代謝情況，假設(shè)與新陳代謝適應(yīng)能力較好的奶牛相比，血液中NEFAs 和BHB 濃度升高的奶牛在產(chǎn)犢后臥床時(shí)間會(huì)顯著增加，活動(dòng)量減少。研究血液中NEFAs 和BHB 升高的奶牛與血液NEFAs 和BHB 較低的奶?；顒?dòng)行為之間的差異。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)動(dòng)物

在黑龍江省集約化牛場選取244 頭經(jīng)產(chǎn)荷斯坦奶牛。08：00 記錄奶牛體重，利用牧場紅外線監(jiān)測奶牛BCS 水平（試驗(yàn)?zāi)膛CS 水平在4.0～5.0）。試驗(yàn)期間，泌乳奶牛和非泌乳奶牛每天分別在07：45—09：30 、08：00—08：30 飼喂一次 TMR 全混飼料。奶牛自由采食，每天在旋轉(zhuǎn)廳擠奶2 次。

1.2 樣品采集

參試奶牛分別于產(chǎn)前4 周、產(chǎn)犢當(dāng)天、產(chǎn)后1～4 d、產(chǎn)后1～5 周通過尾靜脈收集全血，3 000 r/min離心 5 min 后收集上清液，12 000 r/min 離心 5 min 后得到血清，于-80 ℃保存。

1.3 奶牛分組

244 頭奶牛根據(jù)產(chǎn)后1 周和2 周血液中NEFAs和BHB 最大濃度被分為3 組，①低NEFAs 和低BHB（Lo-Lo）組，NEFAs＜1.0 mmol/L，BHB＜1.0 mmol/L，共計(jì) 78 頭②高 NEFAs 和低 BHB（Hi-Lo）組，NEFAs≥1.0 mmol/L，BHB≤1.0 mmol/L，共計(jì) 134 頭③高 NEFAs 和高BHB（Hi-Hi）組，NEFAs≥ 1.0 mmol/L，BHB≥ 1.2 mmol/L，共計(jì)32 頭。

1.4 代謝指標(biāo)檢測

利用全自動(dòng)生化分析儀檢測血清中β-羥丁酸（化學(xué)法）、游離脂肪酸（比色法）含量。

1.5 行為活動(dòng)監(jiān)測

在每頭牛后腿外側(cè)安裝一個(gè)三軸監(jiān)測器（IceRobotics 公司），記錄行為數(shù)據(jù)。使用IceManager 2010軟件下載數(shù)據(jù)（IceRobotics 公司）。每頭奶牛數(shù)據(jù)有2 個(gè)文件，1 個(gè)文包含 1 min 和 15 min 采樣間隔記錄的躺臥時(shí)間和步數(shù)，另1 個(gè)文件包含日期、時(shí)間和躺臥持續(xù)時(shí)間（LB）。計(jì)算出每頭奶牛臥床時(shí)間（h/d）、體重、平均LB 持續(xù)時(shí)間（min/d）和步數(shù)（步數(shù)/d）。

1.6 數(shù)據(jù)分析

使用SAS 9.4 軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。結(jié)果以最小二乘均值±sx表示，在表格和圖表中以均值標(biāo)準(zhǔn)誤（SED）表示。所有重復(fù)測量的ANOVA 模型均采用Tukey-Kramer 進(jìn)行成對(duì)比較校正。

2 結(jié)果與分析

2.1 代謝狀態(tài)指標(biāo)、身體狀況評(píng)分和體重

由圖 1 和表 1 可知，Hi-Hi 和 Hi-Lo 組奶牛血清中NEFAs 和BHB 平均濃度的差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.001）。

圖1 奶牛分娩前后血清NEFAs 和BHB 濃度變化

表1 三組奶牛機(jī)體狀態(tài)參數(shù)、行為和活動(dòng)參數(shù)

在產(chǎn)犢第-14～1 天，Hi-Lo 組血液中 NEFAs 濃度（0.46±0.02 mmol/L）顯著低于Lo-Lo 組（0.56±0.03 mmol/L）（P＜0.05），兩 組 均 與 Hi-Hi 組（0.51±0.05 mmol/L）無顯著差異。在產(chǎn)犢第0～2 天和第3～7天，Hi-Hi 組血液中NEFAs 濃度最高（分別為0.85±0.04、1.14±0.05 mmol/L），Hi-Lo 組 次 之（分 別 為0.68±0.02、0.91±0.02 mmol/L），均高于 Lo-Lo 組（分別為 0.46±0.03、0.56±0.03 mmol/L）。在產(chǎn)犢第 8～14 天 ，Hi-Hi（1.06±0.06 mmoL/L）和 Hi-Lo（0.97±0.03 mmoL/L）組血清中NEFAs 濃度無顯著差異（P=0.36），但 兩 組 均 顯 著 高 于 Lo-Lo 組（0.69±0.04 mmoL/L，P＜0.001）。產(chǎn)后第 15～21 天，不同組血清中NEFAs 水平差異不顯著（P≥0.15）。在產(chǎn)犢后第22～28 天 ，Hi-Lo 奶 牛 血 液 中 NEFAs（0.68±0.03 mmol/L）顯著高于Lo-Lo 奶牛（0.54±0.04 mmol/L）（P＜0.05），兩組均與Hi-Hi 組奶牛（0.58±0.06 mmol/L）無顯著差異（P≥0.32）。

Hi-Hi 組在產(chǎn)犢第-14～1 天和第 0～2 天血清中BHB 濃度最高，要顯著高于Hi-Lo 組（分別為0.45±0.01、0.66±0.01 mmol/）和 Lo-Lo 組（分 別 為0.43±0.02、0.63±0.02 mmol/）（P＜0.001），Hi-Lo 組與Lo-Lo 組差異均不顯著（P=0.10、0.28）。在產(chǎn)犢第3～7 天和第 8～14 天，Hi-Hi 組血液中 BHB 濃度最高（分別為 0.97±0.02、0.80±0.03 mmol/L），Hi-Lo 組血液中BHB濃度（分別為0.68±0.01、0.65±0.02 mmol/L）顯 著 高于 Lo-Lo 組（分 別為 0.62±0.02、0.58±0.02 mmol/L）（P＜0.001）。

在產(chǎn)后 1～6 周，Hi-Hi 組奶牛的 BCS 和 BW 降低值一直高于Hi-Lo 組（P＜0.05）和Lo-Lo 組（P＜0.01）；Hi-Lo 組奶牛的BCS（P＜0.001）和BW（P＜0.05）均顯著高于Lo-Lo 組（圖2）。

圖2 奶牛產(chǎn)犢前后體況評(píng)分

2.2 產(chǎn)前、產(chǎn)后的行為活動(dòng)

2.2.1 體況評(píng)分變化 Hi-Hi 組的平均每日躺臥站立次數(shù)顯著少于Lo-Lo 組（P＜0.05），兩組均與Hi-Lo組差異不顯著（表1）。在產(chǎn)犢后1～6 周，Hi-Hi 組奶牛 的 BCS 和 BW 降 低 。 Hi-Lo 組 奶 牛 的 BCS（P＜0.001）和BW（P＜0.05）均顯著高于Lo-Lo 組。

2.2.2 躺臥時(shí)間、躺臥和站立次數(shù) 由圖3 可知，Hi-Hi 組奶牛在產(chǎn)前3 d 的每日躺臥時(shí)間有較大幅度的減少，隨著產(chǎn)犢的臨近，3 組奶牛的躺臥站立次數(shù)均明顯增加。Hi-Hi 組的躺臥次數(shù)（49.9±4.09 min/次）顯著低于Hi-Lo 組（62.5±2.00 min/次）和Lo-Lo 組（65.7±2.72 min/次）（P＜0.05），Hi-Lo 與 Lo-Lo兩組間差異不顯著（P=0.20）。在產(chǎn)前8～14 d、4～7 d和產(chǎn)前第2 天，Hi-Hi 組奶牛步數(shù)要顯著高于Hi-Lo組（P＜0.05）和Lo-Lo 組（P＜0.01）。在產(chǎn)前8～14 d，Hi-Lo 組的奶牛平均每天比Lo-Lo 組多走227 步（P=0.07），在產(chǎn)前4～7 d 不同組之間的步數(shù)差異不顯著（P≥0.54）。產(chǎn)前 1 d，Hi-Hi 組（3 453±210 步/d）和Hi-Lo 組（3 114±102 步/d）奶牛的活動(dòng)水平差異不顯著（P=0.36），但兩組的活動(dòng)量均顯著高于Lo-Lo組（2 658±139 步/d）（P＜0.01、P＜0.05）。

圖3 試驗(yàn)?zāi)膛．a(chǎn)犢期間行為活動(dòng)狀態(tài)

Hi-Lo 組奶牛在產(chǎn)后 15～21 d（4 639±64 步/d，P=0.07）和22～28 d（4 562±66 步/d，P＜0.001）的步數(shù)顯著低于 Lo-Lo 組（分別為 4 562±66 步/d 和 5 059±94 步/d）。Hi-Hi 組處于中間（4 607±133 和 4 681±134 步/d），與 Hi-Lo 組和 Lo-Lo 組無顯著差異（P≥0.20）。

3 討論

調(diào)查集約化奶牛群體的活動(dòng)行為和血清代謝狀態(tài)之間的關(guān)系將有助于了解活動(dòng)行為是否可作為疾病的早期預(yù)警指標(biāo)。研究表明，奶牛產(chǎn)后血清中NEFAs 和BHB 濃度的不同臨界閾值可以用來預(yù)測圍產(chǎn)期相關(guān)疾病的風(fēng)險(xiǎn)，如臨床酮?。?］、皺胃移位［5］、子宮炎［6］等，以及與產(chǎn)奶量和繁殖參數(shù)間的關(guān)系［7］。血清中 NEFAs 和 BHB 的變化可作為產(chǎn)后奶牛機(jī)體代謝狀態(tài)的生物標(biāo)志［8］。

對(duì)奶牛產(chǎn)犢后血清中NEFAs 和BHB 濃度進(jìn)行分類，研究了不同分類下奶牛產(chǎn)犢前、產(chǎn)犢時(shí)和產(chǎn)犢后躺臥行為和活動(dòng)行為變化。發(fā)現(xiàn)3 組奶牛產(chǎn)后躺臥和活動(dòng)行為都存在差異，其中Hi-Hi 組奶牛步數(shù)活動(dòng)多，日增重較少，產(chǎn)后2～3 周的躺臥時(shí)間也較少；Hi-Hi和Lo-Lo 組在產(chǎn)犢前3 d 躺臥時(shí)間差異大。被診斷為臨床酮病的奶牛產(chǎn)犢前1 周站立時(shí)間較長（躺臥時(shí)間減少2 h）（產(chǎn)犢后3 周內(nèi)連續(xù)3 次采樣，血液中BHB ＞3.0 mmol/L）。有研究報(bào)道血液中BHB升高（≥1.4 mmol/L）的奶牛躺臥時(shí)間更長［9］，血液中BHB 和 NEFAs 與 產(chǎn) 前 活 動(dòng) 之 間 沒 有 關(guān) 聯(lián)［10］。Kaufman 等［11］研究發(fā)現(xiàn)，躺臥時(shí)間（分娩前2～4 周）和血清中BHB 之間沒有關(guān)聯(lián)，這與本研究結(jié)果不一致，可能是由于生產(chǎn)管理系統(tǒng)、行為監(jiān)測設(shè)備或在使用血液NEFAs 或BHB 對(duì)產(chǎn)后代謝狀態(tài)的分類、切入點(diǎn)和時(shí)間上存在差異。與Lo-Lo 組相比，Hi-Lo 組的奶?；顒?dòng)量減少（每天少走290～500 步）。研究顯示，產(chǎn)后2～13 d，血液中NEFAs≥0.7 mmol/L 的奶?；顒?dòng)量較低［12］。該研究發(fā)現(xiàn)，Hi-Lo 奶牛血液中NEFAs 升高，但血液中 BHB 低于 1.0 mmol/L，奶牛的活動(dòng)減少反映出多種因果關(guān)系。Hi-Lo 奶牛的能量校正產(chǎn)奶量比Lo-Lo 奶牛高1.3 kg，可能是奶牛為維持產(chǎn)奶所需而減少了活動(dòng)量。

與血液中NEFAs 和BHB 較低的奶牛相比，在產(chǎn)后前兩周經(jīng)歷代謝能力強(qiáng)的奶牛行為活動(dòng)更活躍，躺臥時(shí)間更短，產(chǎn)后3 周的躺臥站立次數(shù)也更少。在產(chǎn)前幾周，新陳代謝能力強(qiáng)的奶牛的行為特征上表現(xiàn)出差異，這些奶牛產(chǎn)后躺臥站立次數(shù)更少但時(shí)間更長。躺臥和行為活動(dòng)差異是否可以預(yù)測或監(jiān)測奶牛個(gè)體的代謝狀態(tài)仍需要進(jìn)一步的研究。

4 小結(jié)

本研究初步證實(shí)，圍產(chǎn)期奶?；顒?dòng)行為的改變與血清中NEFAs 和BHB 相關(guān)，可作為辨別奶牛的NEB 狀態(tài)。