飼糧陰陽離子差與奶牛體液酸堿平衡的關聯性研究

吳文旋

(貴州大學動物科學學院，貴陽 550025)

目前，飼糧陰陽離子差(dietary cation-anion difference，DCAD)得到了眾多反芻動物營養學家的高度重視［1－4］。相關研究表明，低 DCAD 水平飼糧以降低體液(尿液、血液)酸堿度為橋梁而增強鈣的吸收，可有效防治以產乳熱(低血鈣)為核心的圍產期奶牛代謝病，改善奶牛健康狀況，提高奶牛泌乳性能［5－9］。可見，建立 DCAD 與體液酸堿平衡之間的定量關系具有重要的學術意義，但目前該方面的研究報道較為缺乏。據此，本文以筆者的前期試驗結果為基礎［10－12］，應用 SAS數據統計軟件分析DCAD水平與圍產期奶牛體液酸堿性的關系，為后續相關研究提供借鑒與參考。

1 材料與方法

1.1 數據來源

基礎數據來自筆者完成的3個DCAD水平對圍產期奶牛的體內代謝試驗［10－12］(分別表述為試驗1、試驗2、試驗3)。其中，試驗1的3組奶牛飼糧組成(%DM)為青貯玉米(25.4、24.5、24.3)、青貯黑麥草(13.5、13.1、13.0)、苜蓿干草(22.8、22.0、21.9)、番薯(10.2、9.8、9.7)、精料混合料(27.1、26.1、25.9)、磷酸氫鈣(1.0、1.0、1.8)、陰離子鹽(0、3.5、3.5)，DCAD 水 平為(+185、－67、－67)，其中第3組飼糧補充鈣;試驗2的4組奶牛飼糧組成(%DM)為青貯玉米(34.3、33.8、33.4、32.9)、羊草干草(41.5、40.9、40.4、39.9)、精料混合料(24.2、24.0、23.6、23.3)、陰離子鹽(0、1.3、2.6、3.9)，DCAD 水平為(+127、+30、－63、－154);試驗3的3組奶牛飼糧組成(%DM)為青貯玉米(52.1、51.9、51.7)、青草(13.2、13.2、13.1)、精 料 混 合 料(34.7、34.6、34.5)、陰離子鹽(0、0.3、0.7)，DCAD 水平為(+81、+20、－32)。試驗所用奶牛為經產牛，預產期21 d。試驗奶牛尿液pH檢測在產前4～7 d進行，搜集奶牛中游尿樣10 mL，用精密pH試紙(范圍5.4～7.0、6.4～8.0)測定。奶牛血液酸堿平衡指標檢測方法為:試驗1，奶牛產犢前第5天晨飼前或剛開始產犢不久，從牛尾根處密封采血5 mL，用瑞士產血氣分析儀(Roche OMN IC)測定;試驗2，奶牛產前3 d從牛尾根處密封采血5 mL，用丹麥產血氣分析儀(ABL-630，Denmark)測定;試驗3未測定血液酸堿平衡指標。試驗DCAD水平與體液概況見表1。

表1 試驗DCAD水平與體液概況Table 1 General information of dietary cation-anion difference levels and body fluid

1.2 數據分析

由于條件差異，3個試驗尿樣與血樣數據并不完全相互對應(尿樣n=105，血樣n=68)，但目前的研究結果均認同DCAD與體液酸堿平衡的變化趨勢是一致的。因此，本文將DCAD與血液pH、血液HCO－3集合進行分析。數據分析應用SAS 8.02統計軟件進行。調取PROC CORR模塊程序對DCAD(n=105)、尿液pH(n=105)、血液pH(n=68)及血液(n=68)間做相關分析;調取PROC REG模塊程序對DCAD(n=105)、尿液 pH(n=105)，對 DCAD(n=68)、血液pH(n=68)及血液(n=68)做回歸分析;調取PROC CORR模塊程序對尿液pH(n=105)、血液pH(n=68)及血液(n=68)間做相關分析。數據作圖軟件為Excel 2003。統計性差異結果以P＜0.05為判斷標準。

2 結果

2.1 DCAD、尿液pH、血液pH及血液間的相關性

表 2DCAD、尿液pH、血液pH及血液間的相關性Table 2Correlation between DCAD，urine pH，blood pH and blood

表 2DCAD、尿液pH、血液pH及血液間的相關性Table 2Correlation between DCAD，urine pH，blood pH and blood

項目Items DCAD 尿液pH Urine pH血液pH Blood pH血液 Blood HCO－3 DCAD 1尿液 pH Urine pH 0.881 09(P ＜0.001) 1血液 pH Blood pH 0.636 47(P ＜0.001) 0.554 28(P ＜0.001) 1血液Blood 0.573 06(P＜0.001)0.547 20(P＜0.001)0.847 34(P＜0.001)1

2.2 DCAD 與尿液pH、血液pH及血液HCO3－的回歸性

隨著DCAD水平的降低，尿液pH、血液pH均明顯下降(圖1)，差異極顯著(P＜0.001);而血液濃度并未發生明顯變化，差異不顯著(P＞0.05)。DCAD與尿液pH間的決定系數大于與血液pH、血液間的決定系數。

圖1 不同DCAD水平與尿液pH、血液pH及血液HCO3－間的回歸關系Fig.1 Regression of varying dietary cation-anion difference levels and urine pH，blood pH and blood HCO3－

2.3 尿液pH、血液pH及血液間的相關性

3 討論

3.1 DCAD、尿液pH、血液pH及血液間的相關性

DCAD與體液酸堿平衡間的數值報道在前人的研究［1－4］中得到了體現，對其進行量化研究是進一步掌握其潛在關系的有效措施。本研究結果顯示，DCAD、尿液pH、血液pH及血液間均存在極顯著的相關性，使本文后續分析DCAD與尿液pH、血液pH及血液間的回歸性具備了前提和基礎。其中，DCAD與尿液pH間存在最大的相關系數，驗證了DCAD與體液酸堿平衡之間的直接紐帶作用。

3.2 DCAD與尿液pH、血液pH及血液HCO－3的回歸性

尿液pH隨DCAD水平的降低而降低，說明DCAD是調控奶牛體液酸堿度的有效措施。這是因為，飼糧陰離子(Cl－、S2－)被吸收后，機體為了維持腎小球細胞膜電位和體液電中性，需要排出多余的負電荷，而排尿是最直接、最有效的調節方式，從而導致尿液pH降低［13］。許多后續研究進一步驗證了這一結論［14－17］。相應地，血液 pH 也有所降低。從數值上看，尿液pH的降幅明顯大于血液pH及血液HCO－3的降幅，其原因是血液內存在強大的緩沖體系，可及時中和血液中過多的酸性或堿性物質，同時尿液不斷排出H+，使血液pH和HCO－3維持在正常范圍，說明奶牛體內發生了輕度的代謝性酸中毒［7，17－18］。

表3 尿液pH、血液pH及血液間的相關性Table 3Correlation between urine pH，blood pH and blood

表3 尿液pH、血液pH及血液間的相關性Table 3Correlation between urine pH，blood pH and blood

項目Items 尿液pH Urine pH血液pH Blood pH血液 Blood HCO－3 pH Urine pH 1血液 pH Blood pH 0.504 56(P ＜0.001) 1血液Blood 0.477 83(P＜0.001)0.834 50(P＜0.001)尿液1

3.3 尿液pH、血液pH及血液間的相關性

鑒于血液pH與尿液pH間存在的相關性(表2)，本文在不考慮DCAD的情況下，對體液酸堿平衡指標間作了相關分析。結果表明，尿液pH、血液pH及血液間仍存在的顯著的相關性(表3)。兩者相關系數的異同與引入的指標個數有關。一般情況下，搜集尿液比采集血液簡單、方便，不會引起應激，且尿液pH易測、變幅明顯、易于判別;同時，DCAD與尿液pH間的決定系數最大。因此，尿液pH是一個簡單評價和有效衡量DCAD調節體液酸堿平衡狀況的指標。

4 結論

綜上所述，圍產期奶牛體液酸堿平衡狀態顯著受DCAD水平的影響，尿液與血液酸堿平衡間存在相關性，尿液pH是有效衡量DCAD水平與體液酸堿平衡狀況的指標。

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