灌注葡萄糖對(duì)奶山羊乳腺營(yíng)養(yǎng)攝取的影響

東北農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)研究所 李 然 孫滿吉＊ 劉彩娟 單安山

泌乳奶山羊乳腺主要依靠乳腺上皮細(xì)胞膜上的葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)載體對(duì)葡萄糖進(jìn)行吸收 （趙珂等，2009）。已有研究表明，在泌乳奶山羊乳腺中，葡萄糖是合成乳糖的前體物質(zhì)，而乳糖在調(diào)節(jié)乳腺滲透壓中起重要作用，其合成量與合成效率是影響乳產(chǎn)量的主要因素（Zhao和Keating，2007）。葡萄糖代謝的中間產(chǎn)物還能參與乳蛋白、乳脂的合成，代謝產(chǎn)生的三磷酸腺苷 （ATP）和還原型輔酶Ⅱ（NADPH）為機(jī)體各種生化反應(yīng)提供必需的能量和輔酶。只有深入了解泌乳奶山羊乳腺的葡萄糖吸收代謝機(jī)制，才能對(duì)其進(jìn)行合理的調(diào)控，從而達(dá)到提高乳產(chǎn)量、改善乳品質(zhì)的目的。本試驗(yàn)在基礎(chǔ)日糧背景下，向乳腺陰外動(dòng)脈灌注不同梯度的葡萄糖，研究葡萄糖對(duì)奶山羊乳腺營(yíng)養(yǎng)攝取的影響。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)動(dòng)物 選用4只4歲、體況良好、體重（44.65±2.15）kg、產(chǎn)奶量（1.30±0.60）kg、泌乳天數(shù)為（150±20）d的關(guān)中奶山羊，在奶山羊的左側(cè)乳腺陰外動(dòng)脈、腹部皮下靜脈安裝血插管（醫(yī)用聚氯乙烯管內(nèi)徑 0.5 mm，外徑1.2 mm，長(zhǎng)度 45 cm）。插管每天用200 IU/mL的無(wú)菌肝素鈉溶液沖洗保持通暢，手術(shù)恢復(fù)期為15 d。灌注恒流泵的內(nèi)徑0.6 mm、外徑2.2 mm、管長(zhǎng)45 cm。

1.2 試驗(yàn)日糧 試驗(yàn)動(dòng)物采用單籠飼養(yǎng)，每天06∶00和18∶00兩次等量飼喂，先喂粗料后喂精料，自由飲水。預(yù)飼期15 d。參照金公亮（1986）奶山羊飼養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)配制試驗(yàn)日糧。精粗比為45∶55，飼料組成及營(yíng)養(yǎng)水平見(jiàn)表1。

表1 奶山羊日糧組成及營(yíng)養(yǎng)水平（干物質(zhì)基礎(chǔ)）

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì) 選用4只關(guān)中奶山羊，采用4×4拉丁方設(shè)計(jì)，4個(gè)處理分別為灌注葡萄糖0、12、24 g和36 g，每期試驗(yàn)7 d，預(yù)灌注期為4 d，采樣期3 d，每期間隔7 d。

1.4 葡萄糖溶液配制及灌注 在試驗(yàn)期使用恒動(dòng)泵向奶山羊乳腺陰外動(dòng)脈灌注葡萄糖，四個(gè)處理每天灌注0、12、24 g和36 g葡萄糖溶液，恒動(dòng)泵恒速灌注速度為1 mL/min、6 g/h，葡萄糖溶液的配制為：50 g葡萄糖+500 mL 0.9%鹽水。持續(xù)灌注 2（12 g）、4 h（24 g）和 6 h（36 g），灌注水平參考孫滿吉（2008）。分別在灌注后采集腹部皮下靜脈血，陰外動(dòng)脈血樣品，每次采集血樣20 mL，分別測(cè)定血漿揮發(fā)性脂肪酸（VFA）、血中氨基酸和血液生化等指標(biāo)。每天擠奶兩次（08∶30，16∶30），測(cè)定乳產(chǎn)量，并在10℃保存用于測(cè)定乳成分。

1.5 測(cè)定指標(biāo)及方法

1.5.1 血流量的測(cè)定 在陰外動(dòng)脈處安裝超聲波血流儀，直接測(cè)定血流量。

1.5.2 乳成分測(cè)定 乳脂率、乳糖、乳蛋白等測(cè)定均采用紅外測(cè)定，紅外乳品分析儀。

1.5.3 血漿揮發(fā)性脂肪酸（VFA）測(cè)定 參考胡紅蓮（2008）的方法測(cè)定。

1.5.4 血漿中生化指標(biāo)測(cè)定 血漿生化指標(biāo)采用全自動(dòng)生化分析儀測(cè)定。

1.5.5 血中游離氨基酸的測(cè)定 參考甄玉國(guó)（2002）的方法測(cè)定，采用日立835型氨基酸自動(dòng)分析儀進(jìn)行測(cè)定。

1.6 相關(guān)計(jì)算公式 血流量MBF=血漿流量MPF/（1-紅細(xì)胞壓積PCV）；PCV實(shí)測(cè)平均值為1/3；乳腺吸收量=乳腺血漿流速×（動(dòng)脈血漿中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)濃度－靜脈血漿中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)濃度）。

1.7 數(shù)據(jù)處理 采用SAS 6.12軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。

2 結(jié)果與分析

2.1 乳腺血漿流量的測(cè)定 從表2結(jié)果看，灌注36 g/d葡萄糖處理組乳腺血流量和乳腺血漿流量與對(duì)照組差異顯著（P<0.05）；單側(cè)乳腺血漿流速各組間差異不顯著（P>0.05）。

表2 灌注葡萄糖對(duì)乳腺血漿流量的影響

2.2 灌注葡萄糖對(duì)乳產(chǎn)量和乳成分的影響 結(jié)果見(jiàn)表3，葡萄糖灌注提高了奶山羊的乳產(chǎn)量，其中24 g/d處理組的乳產(chǎn)量極顯著高于對(duì)照組（P<0.01）；乳脂率隨葡萄糖灌注量的增加而極顯著降低（P<0.01）。36 g/d處理組乳脂產(chǎn)量極顯著低于其他處理組（P<0.01）；乳糖產(chǎn)量極顯著高于對(duì)照組（P<0.01）；乳蛋白、非脂固形物的含量各組間差異不顯著（P>0.05）；24 g/d處理組乳蛋白產(chǎn)量最高并顯著高于對(duì)照組（P<0.05）。葡萄糖的灌注極顯著降低了奶山羊干物質(zhì)的采食量（P<0.01）。

2.3 灌注葡萄糖對(duì)乳腺VFA攝取的影響 由表4可見(jiàn)，隨著葡萄糖灌注量的增加，乙酸和丁酸的含量在動(dòng)靜脈血漿中的濃度降低；乳腺對(duì)乙酸和丁酸的攝取量減少但差異不顯著（P>0.05）。乳腺對(duì)丙酸的攝取量增加，其中灌注24 g/d葡萄糖處理組乳腺攝取量最大且與其他處理組差異顯著（P<0.05）。

表3 灌注葡萄糖對(duì)乳產(chǎn)量和乳成分指標(biāo)的影響

表4 灌注葡萄糖對(duì)乳腺攝取VFA的影響

2.4 灌注葡萄糖對(duì)血液生化指標(biāo)的影響 由表5可見(jiàn)，葡萄糖的灌注提高了乳腺對(duì)葡萄糖的攝取量，顯著提高了乳腺動(dòng)靜脈葡萄糖的濃度差，灌注36 g/d處理組乳腺動(dòng)靜脈葡萄糖的濃度差和對(duì)葡萄糖的攝取量都極顯著高于對(duì)照組 （P<0.01）。葡萄糖的灌注對(duì)乳腺總膽固醇和甘油三酯的攝取影響不顯著（P>0.05）。

2.5 灌注葡萄糖對(duì)乳腺攝取氨基酸的影響 由表6可見(jiàn)，葡萄糖灌注使乳腺氨基酸的攝取量有所升高，但影響不顯著（P<0.05）。

2.6 灌注葡萄糖對(duì)乳腺能量攝取的影響 由表6可見(jiàn)，灌注葡萄糖降低了乙酸能和乳脂能，其中灌注葡萄糖36 g/d處理組乙酸能顯著低于對(duì)照組（P<0.05），灌注12 g/d處理乳脂能最高，36 g/d處理乳脂能最低，與其他處理組差異顯著 （P<0.05）。葡萄糖的灌注提高了葡萄糖能、乳糖能和乳蛋白能，灌注24 g/d處理組葡萄糖能 （P>0.05）、乳糖能（P>0.05）和乳蛋白能（P<0.05）高于對(duì)照組。葡萄糖灌注未引起丁酸能和甘油三酯能的顯著變化（P>0.05）。

表5 灌注葡萄糖對(duì)乳腺血液生化指標(biāo)的影響

表6 灌注葡萄糖對(duì)乳腺攝取氨基酸的影響%

3 討論

3.1 灌注葡萄糖對(duì)乳腺血漿流量的影響 張娜（2006）報(bào)道，葡萄糖灌注對(duì)乳腺血流量影響不顯著。乳產(chǎn)量的升高或下降通常伴隨乳腺血液流量的上升或下降，但并不是所有情況下乳產(chǎn)量的上升都伴隨血流量的上升而上升。目前乳產(chǎn)量與血流量的關(guān)系還不是很清楚。本試驗(yàn)中葡萄糖灌注乳產(chǎn)量雖然升高了，但乳腺血流量降低，其中36 g/d葡萄糖灌注組與對(duì)照組差異顯著（P<0.05）。

3.2 灌注葡萄糖對(duì)乳產(chǎn)量和乳成分的影響 試驗(yàn)結(jié)果表明，隨著葡萄糖的灌注量的增加乳脂率顯著下降，但低劑量的葡萄糖灌注12 g/d和24 g/d處理組并沒(méi)有降低乳脂產(chǎn)量。而相當(dāng)劑量的葡萄糖灌注能使奶山羊的乳脂率和乳脂產(chǎn)量顯著下降（Rigout等，2002；Hurtaud 等，1998）。 葡萄糖灌注36 g/d處理組乳脂率和乳脂產(chǎn)量分別下降23%和17%。灌注葡萄糖有可能使NADPH產(chǎn)量增加，從而促進(jìn)從頭合成脂肪酸。因此推測(cè)，低葡萄糖灌注時(shí)的乳脂產(chǎn)量略有上升可能與此有關(guān)。有試驗(yàn)研究表明，血糖水平的升高能提高乳糖的產(chǎn)量，由于乳糖對(duì)乳汁滲透壓有重要影響，在提高產(chǎn)奶量的同時(shí)，乳脂率降低（Cant等，2002）。乳產(chǎn)量上升也是本次試驗(yàn)中乳脂率降低的原因之一。灌注葡萄糖24 g/d處理組中的乳蛋白產(chǎn)量和產(chǎn)奶量顯著高于對(duì)照組，這可能是由于試驗(yàn)中額外提供的葡萄糖供能節(jié)省了部分生糖氨基酸，從而使乳蛋白產(chǎn)量升高。乳蛋白含量變化不顯著，產(chǎn)奶量的升高也是乳蛋白產(chǎn)量升高的原因。而高劑量的葡萄糖灌注顯著降低了奶山羊干物質(zhì)的采食量，從日糧中攝取的蛋白質(zhì)和能量減少，導(dǎo)致了乳蛋白產(chǎn)量和產(chǎn)奶量變化差異不顯著。

3.3 灌注葡萄糖對(duì)乳腺VFA攝取的影響 試驗(yàn)表明，隨著葡萄糖灌注劑量的增加，奶山羊干物質(zhì)采食量顯著降低，日糧中干物質(zhì)的含量很大一部分由粗飼料提供，粗飼料中的纖維素55%～95%經(jīng)瘤胃微生物發(fā)酵，形成揮發(fā)性脂肪酸（VFA）、二氧化碳和甲烷等產(chǎn)物。不僅為反芻動(dòng)物提供能量，而且參與各種代謝，并形成產(chǎn)品。粗飼料采食量的減少，導(dǎo)致血漿揮發(fā)性脂肪酸含量降低，所以乙酸和丁酸在血漿的濃度有所降低但差異不顯著。丙酸是葡萄糖合成的主要前體物，主要由瘤胃發(fā)酵產(chǎn)生，經(jīng)瘤胃壁吸收后大部分在肝臟轉(zhuǎn)化為葡萄糖供能（王中華，1995），丙酸動(dòng)脈血漿濃度的上升可能因?yàn)檠撬缴邚亩种屏烁闻K中丙酸的轉(zhuǎn)化從而進(jìn)入血液的丙酸增多，提高乳腺對(duì)丙酸的攝取量。高劑量葡萄糖的灌注大大降低了奶山羊干物質(zhì)的采食量，粗飼料攝入量的減小導(dǎo)致血漿揮發(fā)性脂肪酸的含量減少，所以灌注（24 g/d）處理組對(duì)丙酸攝取量最大，灌注葡萄糖36 g/d處理組的攝取量有所降低。

表7 灌注葡萄糖對(duì)乳腺攝取乙酸能和葡萄糖能的影響

3.4 灌注葡萄糖對(duì)血液生化指標(biāo)的影響 本試驗(yàn)表明，灌注葡萄糖組乳腺對(duì)總膽固醇和甘油三酯乳腺攝取率無(wú)顯著變化 （P>0.05）。形成乳脂的甘油主要來(lái)自葡萄糖的酵解作用，隨著灌注葡萄糖劑量的增加，甘油三酯的含量有所提升。灌注葡萄糖導(dǎo)致乳脂降低時(shí)，葡萄糖促進(jìn)了胰島素分泌，抑制了垂體脂代謝因子，降低血中甘油三酯的水平。Rigout等（2002）指出，由于體外灌注的葡萄糖額外補(bǔ)充了一部分能量，故減少了干物質(zhì)的進(jìn)食量，因此，動(dòng)脈血液中乙酸和甘油三酯濃度的減少可能部分地與干物質(zhì)進(jìn)食量減少有關(guān)，也可能與脂肪組織脂解率下降有關(guān)。所以甘油三酯受多重因素影響后差異不顯著。葡萄糖灌注劑量的增加導(dǎo)致血漿中葡萄糖含量增加，灌注葡萄糖36 g/d處理組為高劑量組，充分滿足奶山羊生產(chǎn)的需要，所以血漿葡萄糖含量顯著高于對(duì)照組。

3.5 灌注葡萄糖對(duì)乳腺氨基酸攝取的影響 動(dòng)脈血液中的游離氨基酸分別來(lái)自消化道吸收、體組織蛋白的分解和靜脈回流。葡萄糖的灌注使乳腺對(duì)氨基酸的攝取量升高，但變化不顯著，原因是多方面的。糖代謝與氨基酸代謝密切相關(guān)，糖的分解不僅為蛋白質(zhì)的合成提供了能量，還可合成某些非必需氨基酸。血漿中丙酸濃度的升高刺激乳腺對(duì)氨基酸的攝入需求量增大，導(dǎo)致血液中氨基酸濃度升高。干物質(zhì)采食量的顯著下降導(dǎo)致從消化道吸收的氨基酸數(shù)量變小。最終乳腺對(duì)氨基酸的攝取量升高，但變化不顯著。Hurtaud等（1998）發(fā)現(xiàn)，灌注葡萄糖可使乳蛋白產(chǎn)量增加，但不影響動(dòng)靜脈氨基酸濃度差，不影響乳腺氨基酸的攝取，本試驗(yàn)與其結(jié)果一致。

3.6 灌注葡萄糖對(duì)乳腺能量攝取的影響 灌注葡萄糖降低了乳腺對(duì)乙酸能的攝取，乳腺對(duì)乙酸的攝取量減少是乙酸能降低的主要原因。葡萄糖的灌注對(duì)丁酸和甘油三酯的影響不顯著，所以丁酸能和甘油三酯能變化不顯著。隨著葡萄糖灌注劑量的增大葡萄糖能和乳糖能明顯升高。灌注36 g/d葡萄糖組乳脂能顯著低于其他處理組，這與其乳脂產(chǎn)量顯著低于其他各處理組有關(guān)。乳蛋白能在葡萄糖灌注后升高，灌注24 g/d葡萄糖組乳蛋白能最高是其乳蛋白產(chǎn)量高的緣故。乳脂前體能包括（乙酸能+丁酸能+甘油三酯能）；氨基酸能為乳蛋白前體能；葡萄糖灌注12 g/d處理組和24 g/d處理組乳脂前體合成乳脂的產(chǎn)出率分別提高3%和2%，而高劑量的36 g/d處理組乳脂前體合成乳脂的產(chǎn)出率降低了10%。氨基酸合成乳蛋白的產(chǎn)出率提高1%～9%，葡萄糖合成乳糖的產(chǎn)出率提高0%～5%，有效改善了乳成分。

4 結(jié)論

4.1 低劑量的葡萄糖灌注能夠提高乳脂產(chǎn)量，高劑量葡萄糖灌注會(huì)使乳脂產(chǎn)量降低。

4.2 適宜的葡萄糖灌注量可以顯著提高奶山羊乳產(chǎn)量和乳蛋白產(chǎn)量。

4.3 葡萄糖灌注對(duì)乳腺氨基酸攝取影響較小。

4.4 灌注葡萄糖劑量達(dá)到一定水平后，再加大劑量會(huì)顯著降低奶山羊?qū)Ω晌镔|(zhì)的采食量。

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