圍產期奶牛血清代謝物和相關激素水平的變化規律研究

關文怡，喬立東，張凡建

（北京農業職業學院，北京102442）

圍產期（產前14 d 至產后14 d）奶牛承受著妊娠、分娩、泌乳啟動等生理應激及飼料轉換帶來的飼養應激、能量負平衡帶來的營養應激，該時期的奶牛生理機能、物質代謝和神經內分泌調節等極易發生失常和紊亂，繼而誘發脂肪肝、酮病等多種疾病，造成重大經濟損失[1]。本研究通過監測圍產期奶牛血清代謝物和相關激素水平的動態變化規律，以期為圍產期奶牛飼養管理和營養代謝病的防控提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗動物 在北京某規模化奶牛場，根據體況評分（Body Condition Score，BCS）標準，選取3.0＜BCS＜3.5、預產期在30 d 后、臨床健康、2～4 胎次的荷斯坦奶牛20 頭。所有奶牛飼喂于同一牛舍，按照《中國奶牛飼養標準》飼喂全混合日糧，即預產期前30 d 內飼喂干奶后期日糧，產后飼喂新產泌乳牛日糧。

1.2 采樣和方法 按照預產期，分別于產前14、7 d 及產后0、7、14 d 早晨空腹尾靜脈采集血液10 mL，置于無抗凝劑離心管中，室溫靜置1 h，3 000 r/min 離心10 min，取上層血清，-70℃保存，待檢。

1.3 檢測指標和方法 使用全自動生化儀（型號：貝克曼AU480）檢測血清葡萄糖和甘油三酯濃度；使用商品化ELISA 試劑盒（武漢基因美生物工程有限公司），通過酶標儀（Model680，BIO-RAD，美國）檢測血清β-羥丁酸、非酯化脂肪酸、胰島素、生長激素、脂聯素和瘦素濃度。胰島素敏感指數（Revised Quantitative Insulin Sensitivity Check Index，RQUICK）=1/[log（G）+log（I）+log（NEFA）]，其中G 代表血糖（mg/dL），I 代表胰島素（μU/mL），NEFA 代表游離脂肪酸（mmol/L）。

1.4 統計分析 采用SPSS 13.0 軟件運行One-Way ANOVA過程，對試驗數據進行單因素方差分析和均值的多重比較，結果以平均值±標準差表示，以P＜0.05 為差異具有統計學意義。

2 結 果

2.1 圍產奶牛血清代謝物濃度的動態變化 由表1 可知，奶 牛分娩當天血糖水平上升，而后恢復到產前水平；分娩當天、產后7 d 和產后14 d 的甘油三酯水平低于產前14 d 和產前7 d（P＜0.05）；分娩當天和產后7 d 的β-羥丁酸濃度高于產前7 d（P＜0.05）；分娩當天、產后7 d和產后14 d 的非酯化脂肪酸濃度高于產前7 d（P＜0.05）。

2.2 圍產奶牛血清激素水平的動態變化 由表2 可知，在產前14 d 至分娩當天的胰島素濃度差異不顯著，但在產后14 d 時顯著降低（P＜0.05）；產前7 d 的生長激素水平升高（P＜0.05），隨后濃度逐漸下降；脂聯素濃度在不同時間點無顯著變化，但在產后有逐步升高的趨勢；產前7 d 和分娩當天的瘦素水平高于產前14 d（P＜0.05），但在產后7 d 時瘦素水平降低（P＜0.05）。

2.3 圍產期奶牛的胰島素敏感指數的動態變化 由圖1可知，分娩當天的胰島素敏感指數顯著低于其他時間點（P＜0.05），胰島素敏感指數在產后階段逐漸恢復至產前水平。

3 討 論

圖1 奶牛圍產階段胰島素敏感指數的動態變化

奶牛血液中的葡萄糖是合成乳糖和乳蛋白的主要原料，葡萄糖主要來源是肝臟的糖異生作用。血糖濃度下降是奶牛酮病發生的中心環節[2]。葡萄糖合成不足導致的低血糖會誘發體脂動員，引起血液非酯化脂肪酸濃度升高。本試驗中，奶牛分娩當日的血糖水平突然升高，可能與分娩應激導致的血漿皮質醇水平增加有關[3]，但是分娩時短暫的高血糖似乎并沒有刺激胰島素分泌；分娩后血糖濃度下降、非酯化脂肪酸和β- 羥丁酸濃度升高，表明奶牛在圍產后期處于能量負平衡狀態[4]。奶牛泌乳啟動造成的能量需求量升高以及分娩應激和內分泌變化引起的干物質采食量降低是導致能量負平衡的主要原因[5]。本研究中分娩前和分娩時瘦素水平升高可能與干物質采食量下降引起的非酯化脂肪酸和β-羥丁酸濃度升高有關。瘦素是由脂肪細胞分泌的重要的脂肪細胞因子[6]，能促使機體減少攝食，增加能量釋放，抑制脂肪細胞合成。本研究中分娩前血漿生長激素的升高與其促脂肪分解和升高血糖的作用一致。奶牛分娩后生長激素濃度的下降與血漿非酯化脂肪酸抑制生長激素分泌的推斷部分一致[7]。本研究中奶牛分娩后甘油三酯濃度迅速降低，與其他研究結果相似[8]。分析其原因可能與血液中大量脂類物質被乳腺利用形成乳脂有關；也有研究認為這可能是奶牛肝臟處理脂肪酸能力下降的標志[9]。

胰島素在維持血糖平衡和抗脂解中發揮重要作用[10]。本試驗中，分娩當天血糖濃度突然升高以及隨后的下降并沒有引起胰島素水平變化。胰島素敏感性指數是反映外周組織對胰島素敏感性的重要參數[11]。奶牛分娩當天胰島素敏感性指數的降低說明說明外周組織對胰島素的敏感性下降，即出現了胰島素抵抗現象。適度的胰島素抵抗能促進脂肪動員，緩解能量負平衡，是促進泌乳的一種適應機制。但強烈而持久的胰島素抵抗是發生酮病和脂肪肝的重要風險因素[12]。因此維持適度的胰島素抵抗是保證奶牛健康的重要環節。脂聯素也是由脂肪細胞分泌的脂肪細胞因子之一[6]，能促進血漿非酯化脂肪酸的氧化，提高胰島素敏感性，增加外周組織對葡萄糖的攝取。本研究中，圍產階段奶牛脂聯素濃度沒有發生明顯變化，脂聯素在圍產期奶牛脂肪代謝中的發揮作用還有待于進一步研究。

表1 圍產期奶牛血清代謝物變化

表2 圍產期奶牛相關激素水平變化

4 結 論

本試驗條件下，奶牛分娩當日血糖濃度升高和胰島素敏感性指數降低，表明奶牛處于一定程度的分娩應激和胰島素抵抗狀態；奶牛產后血清非酯化脂肪酸和β-羥丁酸濃度升高，表明圍產后期奶牛處于能量負平衡狀態和較明顯的體脂動員，可能與圍產前期瘦素、生長激素水平的增加有關。