矿物元素钙在奶牛生产中的应用

雷成将 范日明 （山西省平遥县畜牧兽医服务中心 031100）

调节和控制体内钙代谢的重要物质为甲状旁腺激素(PTH)，降钙素(CT)和维生素D的活性形式—1、25-(OH)2D3。

1 奶牛体内钙的代谢过程

1.1 钙在骨骼中的代谢 钙在骨骼中有两种存在方式，绝大多数以CaHPO4的形式紧密结合在骨胶原蛋白基质上，一小部分以离子形式存在于骨细胞外液和骨胞内小管中。在低血钙情况下，PTH分泌增加，引起成骨细胞分泌前列腺素、白细胞介素-6，这两种激素可刺激破骨细胞的活性和形成新的破骨细胞。成骨细胞存在PTH和1、25-(OH)2D3的受体，而破骨细胞没有，但有CT的受体。这样，成骨细胞不足，破骨细胞在骨表面释放酸和溶酶体酶，引起有机基质和骨盐沉积的溶解，随后Ca2+可释放，然后被运输穿过破骨细胞，进入细胞外钙池，继续分泌PTH，增加1、25-(OH)2D3，的含量，破骨细胞活性增强。血钙含量升高，甲状腺C细胞分泌CT，其作用机制为抑制骨组织中破骨细胞的活性，并抑制间叶细胞转变为破骨细胞，减少钙从骨中的释放，但是不影响骨骼对钙的吸收，从而使血钙浓度下降。

1.2 钙在肠道中的吸收 Ca2+的被动吸收是肠上皮细胞吞饮肠腔内钙离子后形成胞内小泡，缓慢扩散至细胞基底膜侧，再由钙泵主动转运至血循环。钙的主动运输是1、25-(OH)2D3，经血液运转到小肠黏膜细胞内，与胞质内的受体结合进入细胞核，促成DNA转录mRNA，从而使细胞合成钙结合蛋白，存在于细胞液中。在小肠内腔的细胞运输与Ca2+浓度紧密相关，当Ca2+浓度在肠上皮细胞内超过6mmol/L时，Ca2+会流向细胞外液。实验表明如果动物饲喂高钙日粮，大于50%的钙吸收都是通过被动扩散被吸收的。当日粮钙含量低或机体对钙的需求量很高时，Ca2+通过主动运输通过肠上皮细胞，这个过程需要维生素D的参与。Ca2+肠道吸收的主动转运是可饱和的，而被动扩散则是不饱和的，即肠腔中钙浓度越高，肠钙的吸收也相对增加。

1.3 钙在肾脏的代谢 在肾脏中调节钙代谢的激素是甲状旁腺激素(PTH)。当血钙浓度低时，PTH分泌增加，增强了肾小管对钙的重吸收，约99%滤出的钙被重吸收。同时，PTH使无活性的25-OH D在肾脏中转变为活性高的1、25-(OH)2D3，作用于肠道，从而加强钙的吸收。当血钙浓度高时，PTH的分泌减少，使钙的重吸收减少，恢复钙的正常水平。饲料中未被利用的钙和来自肠道黏液中的内源性钙随粪排出，尿中排出的钙量很小，牛的肾脏对Ca2+的保留有很高的效率，约有一半以上的血钙，主要是离子钙，经肾小球过滤，保持很低的分泌量，大约为16mg/kgLW。

2 影响钙代谢的因素

饲料中的钙在皱胃液盐酸的作用下解离成Ca2+，所以影响胃肠道酸碱性的因素都不利于钙的吸收；同时钙的吸收还受1、25-(OH)2D、动物个体的年龄、生理阶段和日粮的影响。

2.1 1、25-(OH)2D对钙吸收的促进作用 1、25-(OH)2D通过VD受体(VDR)对小肠黏膜发挥作用，该过程可使钙结合蛋白-D9k增加。据推测，肠细胞的CaBP有可能促进钙从肠细胞的顶端穿过胞液到基底部。另有研究表明，1、25-(OH)2D3可增加Ca-ATPase的活性，Ca—ATPase位于十二指肠和回肠的基侧膜上，该酶负责钙排出细胞外。VD缺乏的鼠服用VD后，Ca-ATPase蛋白增加，从而增强钙的转运。

2.2 年龄和生理阶段的影响 奶牛在泌乳初期会有大量的钙随乳排出，此时会经历一定程度的低血钙，然而青年奶牛的肠和骨骼会很快适应这种变化，增强肠对钙的吸收和骨骼内贮存钙的运动，迅速满足机体对钙离子的需求。随着年龄的增长，这种调节机制变的相对缓慢，所以经产牛更易遭受严重的低血钙。数据表明靶组织对1、25-(OH)2D3的反应性也随着年龄的增加在逐渐减弱，因而肠钙的吸收会随之降低。成骨细胞随着年龄增长在逐渐减少，这毫无疑问会减少VDR，因为成骨细胞是唯一一种能表达VDR蛋白的骨细胞。大多数动物妊娠和产犊期，1、25-(OH)2D3的浓度会增加，肠钙的吸收会相应增加，然而对于奶牛由于泌乳对钙的需求量更大，荷斯坦奶牛每产lkg4%的标准乳就需要1.22g可吸收钙，当饲粮中的钙不能满足需求，动用骨骼中的钙的机制又未被及时激活时，易造成奶牛低血钙。

2.3 日粮的影响 日粮中钙的浓度、钙磷比及其它矿物元素之间的颉颃作用以及日粮中钙的形式等都影响钙的吸收。日粮中钾含量高，使奶牛血液偏碱性，降低了血液中甲状旁腺激素(PTH)的活性，从而降低Ca2+的吸收。高磷日粮使血液中磷含量增高，抑制了肾脏中促进1、25-(OH)2D3含量的酶，从而减少了肠钙的吸收。因此，在围产期的最佳钙磷比为2.3:1，当钙磷比从2.3:1下降到1:1，产后瘫痪的几率也随之增加。除此之外，镁和铝等都影响钙的吸收。当血镁浓度降到0.85mmol/L时，产乳热很容易发生。因为镁缺乏抑制PTH的活性导致骨钙动员失败，而且25-OH D3转变为1、25-(OH)2D3也会受阻。日粮的阴阳离子差也会影响钙的吸收。饲喂高阴离子的日粮更利于钙的吸收，当饲喂阴离子盐(-8或-59mEq/kg DM)，临床低血钙(<2.0mol/L)的发生率显著减少。由于奶牛的高产奶性能，钙代谢对于奶牛有重要意义。

奶牛不同阶段对钙的需要量有很大差别，犊牛和泌乳90 d左右需要量最高。对于体重大于200kg的青年牛而言，饲粮钙的需要量并不受月龄因素影响。因此，根据奶牛的不同生理阶段及时合理地调整日粮钙含量，制定相应的饲养管理措施，将对提高奶牛生产水平和减少产后疾病等有重要意义。

3 钙、磷营养失调对奶牛的影响

在反刍动物矿物质营养中，钙磷营养尤为重要。特别是在某些特殊生理环境条件下因需要量的增加，不能满足供应或比例不当等引起代谢失调并发生一系列疾病。

产乳热是机体钙磷平衡失调的典型病例，在妊娠后期由于胎儿的生长发育对钙磷的需要量增加，分娩后初乳中的钙磷含量丰富，而甲状旁腺的分泌不足，影响了钙的吸收及从骨骼中的动员，钙磷的供需矛盾是产生产后瘫痪的病因之一。

预防产乳热的发生应注意母牛日粮钙磷的合理供给，特别是妊娠最后阶段干乳期增加磷的供给，减少日粮中钙的比例，产犊前1～5d大剂量注射维生素D，可有效降低产乳热的发生。

4 总结

在反刍动物矿物质营养中，钙磷营养尤为重要。特别是在某些特殊生理和环境条件下常因需要量增加，不能满足供应或比例不当等而引起代谢失调并发生一系列疾病。研究表明，日粮中磷水平过低影响繁殖性能。且可引起食欲下降或引起食欲异常，饲喂过量磷又会影响钙的代谢，造成过度的骨骼吸收和尿结石。所以在奶牛日粮中添加钙磷时，必须考虑钙磷的平衡，以达到最佳的生产效果。