圍產期奶山羊血液生化、抗氧化及乳成分、產奶量的變化規(guī)律研究

何志成，王琬婷，陳 沖，羅 軍，李 聰

（西北農林科技大學動物科技學院，陜西省遺傳育種與繁殖重點實驗室，陜西楊凌 712100）

圍產期一般指家畜產前2～3 周至產后2～3 周。奶山羊、奶牛等處于圍產期的奶畜，由于代謝、胎兒增重、泌乳的能量需要大于自身攝入將會導致能量負平衡（Negative Energy Balance，NEB）。圍產期機體消耗大量營養(yǎng)物質及機體儲備用于代謝，導致機體出現(xiàn)低血糖、低血鈣、低血磷的現(xiàn)象[1]。除此之外，NEB 導致奶畜機體在內分泌激素的作用下增加脂肪的動員和分解，并通過糖異生產生能量和釋放游離脂肪酸（NEFA）[2]。大量NEFA 在肝臟中積累會損害機體代謝功能和免疫應答，且NEFA 不能及時被三羧酸循環(huán)轉化而生成酮[3]，并累積最終導致酮癥。在高強度的代謝活動中，大量葡萄糖進入線粒體氧化分解供能，同時產生了自由基。當生成與清除自由基的動態(tài)平衡被打破，機體就會進入氧化應激狀態(tài)[4]。氧化應激會對細胞器和生物大分子造成損傷，引起細胞凋亡、淋巴細胞的增殖和嗜中性粒細胞的功能下降，機體免疫力受到抑制，對外界病原體侵入的抵抗力下降[5-8]。

因此，本試驗選擇預產期前3 周的薩能奶山羊，測定其分娩前后（相對分娩時間）的血液生化指標、血液抗氧化指標及分娩后產奶量及乳成分指標，探究奶山羊圍產期血液生化和泌乳的相關指標變化規(guī)律，揭示圍產期奶山羊的應激情況，以期為生產上奶山羊圍產期的精細化管理、預防各種產后代謝性疾病發(fā)生提供理論基礎。

1 材料與方法

1.1 試驗時間與地點 試驗于2020 年12 月至2021 年1 月在陜西省西北農林科技大學西農薩能奶山羊原種場進行。

1.2 試驗動物及飼養(yǎng)管理 選取體況、體重相近、低胎次（1～3 胎）、處于預產期前21 d 的健康西農薩能奶山羊17 只。所有奶山羊飼養(yǎng)于同一圈舍內，試驗期間奶山羊自由飲水，每天飼喂3 次（7:00、14:00、21:00）相同全價混合日糧，日糧按照NRC（2007）奶山羊營養(yǎng)標準設計，可滿足奶山羊的營養(yǎng)需要，日糧的組成和營養(yǎng)成分見表1。試驗期持續(xù)6 周。

表1 基礎飼糧組成及營養(yǎng)成分（風干基礎）

1.3 樣品的采集與處理 分別在產前21、14、7 d 和產后1、7、14、21 d 使用真空干燥管于晨飼前在羊頸靜脈采血5 mL，將采集的全血帶回實驗室37℃水浴30 min 后用5 000 r/min 離心5 min，吸取2 mL 血清于離心管，標注羊號和采樣日期，密封并凍存于-80℃冰柜以備后續(xù)測定。在產后1、7、14、21 d 記錄產奶量，在記錄日7:00 和14:00 進行手工擠奶，2 個時間點各采集50 mL 奶樣混合均勻，加入1 粒防腐劑（Broad Spectrum Microtabs II，D&F Control System，美國），充分震蕩使防腐劑溶解于奶樣中，密封并存于4℃冰箱內以備后續(xù)測定。

1.4 測定指標及方法

1.4.1 血液生理生化、抗氧化及氧化損傷指標檢測 每個血清樣品吸取500 μL 送至陜西省咸陽市楊凌示范區(qū)醫(yī)院生化科實驗室檢測谷草轉氨酶（AST，IFCC 速率法）、谷丙轉氨酶（ALT，IFCC 速率法）、谷氨酰轉肽酶（GGT，IFCC 速率法）、總蛋白（TP，Doumas 法）、白蛋白（ALB，BCG 法）、球蛋白（GLO）、葡萄糖（GLU，葡萄糖氧化酶法）、總膽固醇（TCHO，COD-CE-PAP法）、甘油三酯（TG，GPO-PAP 法）、尿素（UREA，UV-GLDH 法）含量。血清總抗氧化能力（T-AOC）、超氧化物歧化酶（SOD）、丙二醛（MDA）、過氧化氫酶（CAT）、谷胱甘肽過氧化物酶（GSH-Px）采用試劑盒（南京建成生物工程研究所）檢測。

1.4.2 乳成分指標測定與分析 將奶樣送至陜西省畜牧技術推廣總站，采用乳成分體細胞聯(lián)機測定儀（Combi 500，Bentley，美國）檢測乳脂率、乳蛋白率、體細胞數(shù)（SCC）、總固形物率、乳糖率、尿素氮含量，其中SCC多為非正態(tài)分布，因此利用公式log2（SCC/100 000）+3轉化為體細胞評分（SCS）再進行分析。

1.5 統(tǒng)計分析 所有數(shù)據使用Excel 進行初步整理和分析，利用SPSS 26 軟件進行統(tǒng)計分析，采用單因素方差分析，采用Duncan's 法對不同時間點血液、產奶及乳成分指標均值進行多重比較，數(shù)據結果采用平均值±標準差表示，并以P＜0.05 作為差異顯著標準。

2 結果

2.1 奶山羊圍產期血液生化指標變化情況 由表2 可知，血清中ALT 和TCHO 濃度在整個圍產期變化均不顯著，ALT 濃度在產后7～21 d 先上升后下降，TCHO濃度在產后1 d 下降至最低。其余血液生化指標在整個圍產期內均呈一定的變化規(guī)律。分娩后血清中AST、GGT、TP、ALB 和GLO 濃度較分娩前有升高趨勢。其中血清AST 濃度在分娩后1 d 至21 d 升高（P＜0.05）；血清GGT 濃度在分娩后1 d 稍有下降，隨后逐漸升高并在分娩后21 d 達到最大值，且高于其他相對分娩時間（P＜0.05）；血清TP、ALB 和GLO 濃度在分娩后7～21 d 均高于分娩前（P＜0.05）。而分娩前血清TG 濃度均高于分娩后（P＜0.05）；血清中UREA 濃度變化較波動，且產后其濃度有升高趨勢；隨著相對分娩時間的增加，血清中GLU 濃度在分娩前7～14 d 降低（P＜0.05），并在分娩后較分娩前14～21 d 均升高（P＜0.05），但仍低于分娩前21 d（P＜0.05）。

表2 奶山羊不同相對分娩時間血液生化指標的濃度變化

2.2 奶山羊圍產期血清中抗氧化指標變化情況 由表3 可知，奶山羊接近分娩血清SOD、T-AOC、MDA濃度有提高趨勢，而后逐漸恢復到產前水平；血清中CAT、GSH-Px 濃度在分娩前7 d 高于分娩前14～21 d（P＜0.05），且在產后7～21 d 維持較高水平。多重比較結果表明，血清中SOD 和MDA 濃度在分娩前7 d 達到峰值，且MDA 高于分娩前14～21 d（P＜0.05），隨后在分娩后7 d 內下降（P＜0.05），再逐漸恢復到分娩前14～21 d 的水平；而SOD 濃度則在達到峰值后逐漸在分娩后7 d 下降到產前14～21 d 的水平。血清中T-AOC濃度在分娩前7 d 升高（P＜0.05），且在分娩后7 d 內逐漸升高并達到最大值，隨后恢復到分娩前14～21 d 的水平。

表3 奶山羊不同相對分娩時間血液抗氧化指標的含量變化

2.3 奶山羊產后產奶量及乳成分的變化情況 由表4 可知，隨著泌乳天數(shù)的增加，奶山羊產奶量、乳中尿素氮含量及SCS 逐漸升高，且均在第21 天達到最大值，其中產奶量和SCS 在21 d 內變化不顯著，乳中尿素氮含量在第21 天高于前2 周（P＜0.05）。乳蛋白率和乳中總固形物率則在21 d 內逐漸下降，且占比均在第7 天為最大，高于14、21 d（P＜0.05）。乳脂率呈先升高再降低（P＜0.05），再升高的波動變化。乳糖率在7～21 d高于產后第1 天（P＜0.05）。

表4 奶山羊產后不同泌乳周產奶量及乳成分變化

3 討 論

3.1 圍產期奶山羊血清生化指標的變化規(guī)律

3.1.1 肝功能指標 圍產期多項代謝和合成活動均在肝臟中進行，因此肝功能指標在一定程度上可反映機體營養(yǎng)狀況及應激水平。AST、ALT、GGT 是臨床上評價肝臟功能的指標，能一定程度上反映肝臟的受損傷情況[9]。當肝臟或線粒體受損時，存在于細胞質及線粒體內的AST、ALT 滲透至血液，導致血液中AST、ALT 濃度升高[10]，且在肝臟輕度炎癥時，ALT 升高程度高于AST[11]，而GGT 由肝臟合成，其活性隨氧化應激的增加而增加[12]。在圍產期的相關研究中[1,13]，奶牛產后7 d 內肝功能指標均有升高趨勢，且部分指標在隨后仍穩(wěn)定在高水平。本試驗結果表明，ALT、AST 和GGT 主要在產后發(fā)生變化，且在產后7 d 內均有升高趨勢，其中AST 和GGT 在產后維持在較高水平，ALT 在產后第21 天下降到產前21 d 的水平。這表明奶山羊在產后由于NEB 導致的代謝紊亂對肝臟損傷加大，且在數(shù)周內難以恢復至產前水平。

3.1.2 其他血液生化指標 ALB 是血漿中主要的蛋白質，有維持血漿滲透壓的作用，也是一些生物分子的載體。GLO 則與免疫相關，在泌乳初期奶畜血液免疫GLO 通過內吞進入初乳中，是幼畜早期提高免疫力的途徑。本試驗結果表明，TP、ALB、GLO 的變化趨勢一致，在產后7～21 d 顯著高于產前和分娩后1 d 的水平。但郭仕輝等[1]、王國瑾等[14]研究發(fā)現(xiàn)，產后TP、GLB 較產前低，且處于緩慢恢復的狀態(tài)。Madan 等[15]、Piccione 等[16]研究發(fā)現(xiàn)，TP、GLO 在分娩當天顯著降低，并在產后2 周左右呈上升趨勢，ALB 則在分娩當天顯著上升，隨后呈下降趨勢并在產后30 d 內維持在低水平。王連江等[17]研究也表明，奶牛產后免疫應答下降。而本試驗中奶山羊產后7 d 血清TP 的升高可能預示機體進行了蛋白質動員，以此滿足乳腺及機體的需要[18]，且肝臟作為蛋白質主要的代謝場所，受到氧化應激的影響，導致蛋白質的代謝受阻[19]，這可能是TP、GLO、ALB 上升的原因。郭仕輝等[1]研究表明，產前2 周內GLU 濃度呈下降趨勢，并在產后逐漸恢復，且在分娩當天奶牛低血糖癥發(fā)病率最高。遲景波[20]研究也表明，產前低血糖癥的發(fā)病率高于產后。肖勁邦[21]研究得出，產后脂肪的分解產物β-羥丁酸和游離脂肪酸較產前明顯上升。本試驗結果也表明，奶山羊產前7～14 d 大量消耗GLU 為機體代謝供能，且濃度下降至健康羊GLU 濃度參考范圍以下（2.77～4.44 mmol/L），而血液TCHO、TG 含量并未在此階段有明顯變化，在分娩后1 d，血液TG、TCHO 含量明顯下降且TG 在隨后持續(xù)處于低水平，這表明奶山羊產前主要依靠血糖供能，產后脂肪則迅速分解補充血糖濃度為機體供能，同時奶山羊妊娠后期開始處于NEB 狀態(tài)。UREA 在肝臟中合成，是蛋白質分解的終產物之一。郭仕輝等[1]研究表明，UREA 在產前產后波動較大，但在分娩當天血中含量最高。本試驗中，血液UREA 含量在產后7 d 內較高，可能與產后NEB 導致的蛋白質代謝增強有關，而在產后第21 天血液中UREA 含量顯著升高可能與腎臟、胃腸道UREA 的排出率有關[22-23]。Sadjadian 等[24]、郭仕輝等[1]研究表明，TCHO 在產前2 周內有下降趨勢，產后逐漸上升并恢復到產前2 周的水平。上述結果與本試驗在分娩當天變化趨勢一致，但本試驗血液TCHO含量在試驗期內變化差異不顯著，僅在分娩后第1 天明顯下降，這可能由于奶山羊產后開啟泌乳機體利用脂質為產奶提供能量和機體類固醇合成增加所導致。

3.2 圍產期奶山羊血清抗氧化及氧化損傷指標的變化規(guī)律

3.2.1 氧化損傷指標 MDA 是脂質發(fā)生過氧化反應的終產物，具有生物毒性，是衡量機體受到氧化損傷程度的標志物之一[25]。張紅飛等[26]、李宗輝[27]、余思佳等[28]研究表明，血清MDA 在分娩時達到峰值；而本試驗血清MDA 在分娩前7 d 至產后1 d 呈較高水平，表明在分娩后奶山羊脂肪快速動員和分解，機體受到的氧化應激明顯增加；而在產后第7 天MDA 含量顯著下降，可能與當階段T-AOC 水平的上升和機體NEB 狀態(tài)的緩解有關。

3.2.2 抗氧化指標 圍產期機體消耗的氧氣顯著增加，導致產生活性氧（ROS）顯著增加，ROS 繼而誘導脂質過氧化損傷細胞[29]，且不飽和脂肪酸一級氧化產物脂肪酸氫過氧化物具有損傷細胞器和引起多種動脈疾病[30]。GSH-Px、SOD、CAT 等抗氧化物酶組成機體抗氧化系統(tǒng)[31]。T-AOC 反映機體總抗氧化應激的水平，其中CAT 和SOD 催化ROS 的歧化反應使之減少，GSH-Px能還原脂肪酸氫過氧化物[32]。張紅飛等[26]研究發(fā)現(xiàn)，圍產期奶牛血清GSH-Px 活性在產前25～5 d 逐漸降低，在分娩當天緩慢升高，隨后緩慢下降；血清SOD 活性在產前15 d 升至最高，之后至產后40 d 呈下降趨勢；CAT 在產前、產后10～30 d 呈上升趨勢，在分娩當天下降至最低值。李宗輝[27]研究表明，SOD 含量在分娩前1 d 顯著降低，之后在產后10 d 逐漸上升至產前水平。而本試驗結果表明，奶山羊血清抗氧化指標在臨近分娩及產后短期內未見有下降趨勢。奶畜產后受NEB 狀態(tài)的影響，脂肪大量分解供能，產生過量ROS，超出機體清除能力導致氧化應激，往往表現(xiàn)在臨近分娩時抗氧化指標降低。但本研究中機體酶抗氧化系統(tǒng)及T-AOC 表現(xiàn)出相反變化，表明奶山羊在分娩前后的抗氧化應激能力提高，機體抗氧化能力對于增加的應激仍在未失控范圍內，持續(xù)高水平的GSH-Px、CAT 和下降的氧化損傷指標同樣表明機體對脂肪氧化產物的強清除能力。這也可能與低胎次（0～3 胎）奶山羊抗氧化能力較強相關[28]。

3.3 圍產期奶山羊產奶量及乳成分指標的變化規(guī)律

3.3.1 產奶量 耿亞楠等[33]通過模型成功擬合產奶量指標，表明奶山羊在泌乳初期（產后0～3 周）產奶量逐漸上升。在本研究中，奶山羊產奶量在21 d 內呈上升趨勢，且在第21 天達到最高值2.49 kg。從變化趨勢上可以看出，奶山羊第21 天產奶量可能仍未達到產奶高峰。營養(yǎng)物質通過輸液或者飲食的方式進入奶畜機體，影響血液生化指標濃度和流經乳腺的血流量，最終影響產奶量[34]。Wang 等[35]研究表明，在GLU 供應量不足時，乳腺的血流量和攝取GLU 量降低。隨著試驗期泌乳周的增加，奶山羊采食量增加，通過飲食攝入的營養(yǎng)物質增加，NEB 狀態(tài)得到改善，導致乳腺血流量增加，最終使產奶量增加，這可能是奶山羊在泌乳前期產奶量呈現(xiàn)逐漸升高趨勢的原因。

3.3.2 乳成分 合成乳成分的前體大部分來自血液生化指標，因此奶山羊圍產期NEB 導致血液生化指標的變化同樣對乳成分產生影響。本試驗結果表明，奶山羊乳糖率、SCS 和乳中尿素氮含量隨泌乳周的增加呈上升的趨勢。謝芳等[36]研究也表明，隨著產后NEB 消耗大量GLU 的情況得到改善，乳腺攝取GLU 增加，乳糖率緩慢上升。研究表明，乳中SCC 與胎次、環(huán)境溫濕度指數(shù)有關[37-38]。而在本研究中SCS 雖然有上升趨勢，但多重比較結果表明在產后3 周內SCS 變化差異不顯著，這可能是由于生產管理條件的差異導致。血液中尿素氮通過擴散進入乳中[22]。Kessler 等[39]研究表明，奶牛血液尿素氮與乳中尿素氮含量存在正相關性。而本研究中血液UREA 含量與乳中尿素氮含量在產后7～21 d 呈現(xiàn)相同的變化趨勢，且奶山羊乳中尿素氮含量除產后第1 天均明顯高于牛奶中尿素氮均值范圍（10～16 mg/dL）[40]。這表明隨著泌乳周的增加，血液中尿素氮向乳中的擴散增加。產后采食量逐漸恢復和脂肪動員導致的血糖上升，加大了流經乳腺的血流量，從而使尿素氮的擴散增加[41]，這可能是產后7～21 d 乳中尿素氮高含量的原因。

本試驗中乳蛋白及總固形物分別在產后21、14 d 內有下降趨勢，與相關研究結果一致[36,42]。關于乳蛋白的研究表明，奶牛產后7 d 內乳中與免疫和物質轉運的相關蛋白表達量及豐度隨時間的增加而下降，而血流量的變化影響乳腺吸收流經血液中的氨基酸，最終影響蛋白質合成，導致乳蛋白含量的變化[43-45]。這可能是乳蛋白產后呈下降趨勢且乳蛋白率在產后隨泌乳量的增加而逐漸趨于平緩的原因。乳中總固形物即乳中干物質，是衡量乳中營養(yǎng)物質含量的的指標。本試驗中，產后總固形物含量在7 d 及14 d 呈連續(xù)顯著下降的變化，這可能與產后初乳與常乳乳成分的差異相關，而產后14～21 d 總固形物含量趨于穩(wěn)定可能與奶山羊采食量逐漸恢復，NEB 狀態(tài)緩解有關，并最終導致從血液進入乳中的營養(yǎng)物質增加。

謝芳等[36]研究表明，水牛產后乳脂率變化較不規(guī)律。而本研究中乳脂率呈先上升再下降，最后上升的不規(guī)律變化。付宇陽等[42]研究表明，乳脂率在產后第1周內變化顯著，隨后呈緩慢下降趨勢。乳中TG 在羊奶乳脂中占比約為95%[46-47]，主要在乳腺中合成，原料由GLU 代謝提供。而本試驗產后血清GLU 含量在小范圍內波動，且乳脂率與血清GLU 含量隨泌乳周的增加同步變化，可能是乳脂在產后21 d 內呈不規(guī)律變化的原因。

4 結 論

本研究結果表明，奶山羊圍產期血液生化、抗氧化、乳成分及產奶量指標變化大，產前產后血液生化及抗氧化指標除ALT、TCHO 及產后除產奶量及乳中SCS 外，其余指標均變化顯著，揭示奶山羊圍產期生產性能指標的變化規(guī)律可在一定程度上反映機體的氧化應激和代謝狀態(tài)。