日粮阴阳离子平衡对泌乳中后期热应激奶牛血液生化指标的影响

■张福寿 杨艳玲 高腾云

（1.商丘职业技术学院牧医系，河南商丘 476000；2.河南农业大学牧医工程学院，河南郑州 450002）

随着营养学研究的不断深入，调节日粮阴阳离子平衡（DCAB），以缓解奶牛热应激越来越受到学者的关注[1-3]。DCAB对奶牛干物质采食量(DMI)、产奶性能、机体内环境、繁殖等方面有一定的影响，研究表明，适当的DCAB不仅可以减少动物机体发病率，还能提高奶牛的生产性能[4]。目前国内、外对反刍动物参与电解质维持渗透压、调节酸碱平衡等矿物质的研究只局限于Na、K、Cl三种离子，DCAB的研究多采用Na+K-Cl的计算方式，而忽略了S的重要作用，大多数只研究DCAB对奶牛生产性能的影响，而对其作用机理的研究较少。本试验因考虑到S对酸碱平衡有同Cl类似，均有降低血液pH值的作用，DCAB的计算公式采用（Na+K)-(Cl+S)，在此基础上精确的探讨DCAB对泌乳中后期热应激奶牛的作用机理，及DCAB的适宜添加水平，比较不同DCAB计算公式时日粮的适宜DCAB水平，为DCAB在实际生产中的应用提供一些参考。

1 试验材料和方法

1.1 试验动物及日粮

本试验选择体重、胎次、产奶量相似的健康泌乳中后期(120～180 d)荷斯坦奶牛32头。试验奶牛的日粮根据NRC(2002)标准配制，添加澳洲RCI公司生产的适可耐饲料级添加剂（含Na+109 g/kg、K+220 g/kg、HCO3-285 g/kg），平衡日粮阴阳离子水平。

表1 精料组成及营养水平（干物质基础）

1.2 试验设计

采用完全随机区组分成4组,每组8头,日粮DCAB分别为对照组83 mEq/kgDM、试验Ⅰ组172 mEq/kgDM、试验Ⅱ组217 mEq/kgDM、试验Ⅲ组357 mEq/kgDM。阴阳离子计算公式为：(Na++K+)-(Cl-+SO42-)mmol/kgDM。试验期共70 d，其中预试期10 d，正试期60 d。

1.3 样品的测定与分析

1.3.1 饲料样品中离子指标的测定

饲料常规分析参照国家标准[5]；试验日粮中的Na+、K+浓度用原子吸收法进行测定,Cl-浓度参照GB/T6439—1992标准测定，SO42-的浓度参照GB/T17776—1999标准测定。

1.3.2 血清的制备

于试验期的第1、30、60 d，分别对试验牛颈静脉采血，3 000 r/min,离心15 min,制备血清，存放于-20℃备用。由北京德曼生化技术有限公司出品的试剂盒，测定碱性磷酸酶（ALP）、肌酸激酶(CK)、谷氨酸转氨酶（ALT）、三碘甲腺原氨酸（T3）、甲状腺素（T4）、催乳素（PRL）、皮质醇（COR）；血糖、尿素氮、血清离子浓度等指标。

1.3.3 血气指标

于试验期的第30、60 d对试验牛尾根动脉采血，用北京兰桥康泰医学科技有限公司的ABLTM5型血气分析仪测定血气指标。

1.4 温湿度指标

试验期间每天8:00、15:00、22:00记录温度、湿度。

1.5 数据处理

用SPSS 11.50统计分析软件进行方差分析和多重比较，数据以平均值±标准差表示。

2 结果与分析

2.1 牛舍温热环境

表2 整个试验期牛舍内的平均温度与温湿度指数

由表2可以看出，在每天3个测定时间，牛舍内的气温均在25℃以上，同时牛舍内的相对湿度也高，产奶牛可接受的温度范围4～24℃，3个测定时间段的温-湿度指数均值都高于75，由此可以推断，试验期的舍内温热环境对奶牛构成了热应激。

2.2 DCAB对泌乳后期奶牛血气指标的影响

表3 DCAB对泌乳中后期奶牛血气指标的影响

由表3可以看出，血液pH值随着日粮DCAB水平增加而增加，PCO2的浓度试验Ⅱ组、试验Ⅲ组均低于对照组，HCO3-的浓度试验组均高于对照组，但均没有显著的差异性（P＞0.05），血液PO2试验Ⅲ组最高，试验Ⅱ组最低，各组间差异不显著(P＞0.05)；血液TCO2对照组显著低于试验组（P＜0.05）。由此可见，高日粮的DCAB水平能在一定程度上增加中后期泌乳奶牛血液pH值、HCO3-浓度，降低PCO2，减缓在热应激状态下奶牛机体趋于碱性的趋势，能在一定程度上增加血液的缓冲能力，缓解热应激对奶牛造成的不利影响，但高水平DCAB对TCO2有抑制作用。

2.3 DCAB对泌乳后期奶牛血清离子浓度的影响

表4 DCAB对泌乳中后期奶牛血清离子浓度的影响(mmol/l)

由表4可以看出，高的DCAB能增加血液Na+、K+浓度，对照组K+浓度显著低于试验组（P＜0.05），血清Cl-显著下降，对照组Cl-显著高于试验组（P＜0.05），组间Ca2+无显著影响（P＞0.05）。

2.4 DCAB对泌乳后期奶牛血清酶的影响

由表5、图1可以看出，DCAB对泌乳后期血清酶活性有一定影响，ALP、CK呈二次变化，试验组ALP均高于对照组，试验组CK均低于对照组；血清ALT随DCAB增加有降低趋势，但各组之间不同酶含量均没有显著差异性（P＞0.05）。由此可见，高水平的DCAB日粮，能使泌乳中后期血液ALP含量增加，CK、ALT含量减少。

表5 DCAB对泌乳中后期奶牛血清酶的影响（IU/l）

图1 DCAB对泌乳中后期奶牛血清酶的影响

2.5 DCAB对泌乳后期奶牛血清激素和其他指标的影响（见表6）

由表6可以看出，随DCAB的增加，血清T3含量成直线升高的趋势，试验各组血清T4含量、T4/T3均低于对照组，COR含量呈二次变化，先升高后下降，组间差异不显著（P＞0.05）；

试验Ⅰ、Ⅲ组血清PRL含量高于对照组，而试验Ⅱ组低于对照组，试验Ⅱ组与试验Ⅲ组间差异显著（P＜0.05）。由此可见，DCAB对泌乳中后期奶牛DCAB血清激素无显著影响，但能在一定程度上使血清T3、PRL含量增加，血清T4、COR含量降低。

表6 DCAB对泌乳中后期奶牛激素指标的影响

3 讨论

3.1 DCAB对中后期热应激奶牛血气指标的影响

日粮DCAB可以改变奶牛血液的pH值、CO2分压、HCO3-浓度，从而调节机体内酸碱平衡，DCAB是影响奶牛机体酸碱平衡的主要因素之一。尹召华[6]研究表明,随日粮DCAB的增加，奶牛血液pH值、HCO3-浓度含量增加，奶牛血液的缓冲能力和运氧能力随之提高。动物正常体液的pH值在7.35～7.45之间，本试验组pH值在7.38～7.41范围内，随DCAB增加pH值增加，这表明DCAB对泌乳中后期热应激奶牛酸碱平衡有一定影响，这与Tucker等[7]报道结果相一致。

动脉血二氧化碳分压是反映奶牛热应激的指标之一。李秋凤等[8]研究表明，奶牛在热应激条件下，呼吸频率增加,二氧化碳呼出体外的速度加快,最终导致血液酸碱平衡失调引发碱中毒。本试验结果表明，日粮中DCAB增加，血液pH值增加，试验Ⅱ组CO2分压较低，各组之间没有显著差异（P＞0.05）,说明适当调节DCAB水平可以在一定程度上缓解奶牛热应激。血液中的PO2越高,反映机体血液运输氧的能力越强，各组间差异不显著（P＞0.05）。

由此可见，高日粮的DCAB水平能在一定程度上增加中后期泌乳奶牛血液pH值、HCO3-浓度，降低减缓在热应激状态下奶牛机体趋于碱性的趋势，能在一定程度上增加血液的缓冲能力，缓解热应激对奶牛造成的不利影响，但高水平DCAB对TCO2有抑制作用，初步判定DCAB为217 mEq/kgDM时，奶牛体内的酸碱平衡和抗代谢性酸中毒能力最高。

3.2 DCAB对中后期热应激奶牛血清中矿物质的影响

血液矿物质主要有Na+、K+、Cl-，参与和维持机体的正常代谢和生理功能。Cohen H[9]报道，随DCAB的增加血液pH值升高，Cl-浓度下降。本试验结果表明，随DCAB增加，血清Na+、K+离子浓度呈现升高的趋势，且K+离子组间差异显著（P＜0.05）。由此可见，泌乳中后期热应激奶牛日粮中添加DCAB，能使血液中的Na+、K+离子浓度增加，从而弥补因热应激造成的K+流失，在一定程度上减缓了热应激对奶牛造成的不利影响，为维持机体酸碱平衡起到了积极的作用，但过高的DCAB则导致饲料适口性下降，血液Na+、K+离子浓度降低，这与孙永强[10]报道结论相一致。试验中Cl-浓度随着DCAB的增加而显著下降（P＜0.05），这可能是由于Cl-降低了饲料适口性，导致采食量有所下降，同时因高温造成尿量增加，Cl-排泄量增多，DCAB对Ca2+无显著影响，这说明DCAB水平不影响机体对Ca2+的利用，本试验结果与Jackson[11]报道相一致。

3.3 DCAB对泌乳奶牛血清中酶的影响

酶是由活细胞产生的一种生物催化剂，主要参与机体的新陈代谢过程。因此，酶对机体的代谢有着重要意义。温度、血液pH值、酶浓度等均是影响酶活性的主要因素，某个因素的改变都可引起机体代谢紊乱。动物机体内酶的最适pH值范围在6.5～8.0之间，超过此范围可导致酶变性失活，造成代谢紊乱甚至死亡。

大量研究表明，动物在热应激状态下，血液肌酸磷酸激酶(CK)显著升高[12-13]。本试验结果表明，泌乳中后期热应激奶牛在DCAB为217mEq/kgDM时，血清中CK下降最多，比对照组下降了8.57%，血清CK下降充分说明，高DCAB水平的日粮在一定程度上能缓解热应激对奶牛造成的不利影响，且DCAB为217 mEq/kgDM时较为适宜。

血清碱性磷酸酶（ALP）是由肝脏产生的[14]，分布广，尤其是肝脏、肾脏等含量较高。本试验结果表明，随DCAB的增加，血清ALP呈二次变化，试验组均高于对照组，有增加的趋势，但无显著差异（P＞0.05）。这说明DCAB对泌乳中后期热应激奶牛血液ALP含量无显著影响。这一研究结果与李秋凤（2002）[15]报道相一致。

李秋凤[15]研究表明，血清谷丙转氨酶（ALT）含量随着DCAB的增加而有降低的趋势，这与本试验结果一致，由此可见，增加泌乳中后期热应激奶牛DCAB水平，可以缓解因热应激造成的血红蛋白加快转化为糖的作用，抵制热应激造成的损害。泌乳中后期奶牛血清谷丙转氨酶的含量都低于对照组，但DCAB为217 mEq/kgDM时，降低最少，与其他试验组相比具有缓解热应激的作用。

3.4 DCAB对泌乳中后期热应激奶牛血清激素的影响

甲状腺激素(T3、T4)不仅参与调节糖、脂肪、蛋白质三大物质代谢,还能加速机体细胞内的氧化，增加机体的耗氧量，并产生大量的热以增加机体的基础代谢率。因此,对于维持动物的能量代谢平衡有着重要意义[16-18]。本试验结果表明，DCAB增加使血清T3浓度增加，血清T4/T3减小，T4浓度降低，适宜的DCAB水平能降低泌乳中后期热应激奶牛的基础代谢，对缓解奶牛热应激有积极作用。

COR是主要参与糖代谢调节的一种糖皮质激素，动物在应激状态时，皮质醇分泌增加。本试验结果表明，DCAB对奶牛血清中COR的浓度有一定影响，泌乳中后期血清COR呈二次变化，随DCAB的增加血清COR含量逐渐减少。这表明DCAB在适宜水平时能抑制蛋白质的分解供能，能在一定程度上提高动物的抗应激及免疫能力。

PRL主要由腺垂体分泌，具有促进乳腺发育生长，引起并维持泌乳的作用。本试验结果表明，泌乳前期血清PRL含量呈曲线型变化。泌乳中后期试验Ⅱ、Ⅲ组血清PRL含量分别比对照组有所提高，而试验Ⅰ组却低于对照组。这表明DCAB对PRL有一定影响，能够通过调节PRL的分泌，改变机体的生产性能。

4 结论

随日粮DCAB水平增加，泌乳中后期热应激奶牛血液pH值、HCO3-浓度和PO2增加，降低血液缓冲能力加强，能在一定程度上减缓奶牛热应激，维持奶牛机体的酸碱平衡。本试验结果表明，添加DCAB能显著增加K+浓度，Cl-浓度显著下降，随DCAB水平的增加，血清ALP水平增加，CK、ALT含量下降，血清T3随DCAB增加而增加，血清COR、T3/T4则随之减小，PRL的含量在一定程度上有所升高，但随着含量升高，效果不理想。综合分析试验奶牛血液生化指标的变化,泌乳中后期热应激奶牛DCAB为217 mEq/kgDM效果较好，DCAB最适添加量还有待进一步研究。