营养因素对牛奶体细胞数的影响

李忠秋，郗伟斌，刘玉迪，李学俭＊

（沈阳农业大学畜牧兽医学院，辽宁沈阳 110866）

牛奶体细胞（SCC）是衡量乳房健康状况及乳品质的一项重要指标。研究表明，奶牛的品种与遗传、年龄与胎次、环境卫生等均是影响牛奶体细胞的重要因素。目前有研究者认为，我国奶牛养殖整体水平较低，营养因素可能对牛奶SCC影响更大。本文针对营养因素对奶牛乳房炎和SCC的影响进行了综述。

1 蛋白质与能量对体细胞数的影响

奶牛能量和蛋白质是奶牛最重要的两种基本营养物质，二者对奶牛的抗病力有重要影响。奶牛的能量需求很大程度上取决于泌乳阶段，泌乳初期能量需求最高。在围产前期和泌乳初期，奶牛干物质采食量下降，而产后营养需要量随产奶量的迅速上升而急剧增加，导致新产牛出现蛋白质和能量的负平衡。奶牛动用体贮脂肪和体贮蛋白质，产生能量和氨基酸来满足基本维持需要和泌乳需要。蛋白质的缺乏一般来讲是短暂的，这是因为一方面通过日粮的补充很容易满足奶牛蛋白质营养需要，另一方面体贮蛋白质动用有限，体贮蛋白质的动用会导致奶牛产奶量的下降，而降低奶牛蛋白质营养需要。

多数奶牛从产犊前到分娩后几周能量缺乏比蛋白质缺乏持续的时间长。奶牛体内的能量储备比体蛋白储备大，但通过饲喂的改变增加泌乳早期能量摄入量是比较困难的。产犊前个别奶牛的体况就开始下降，产犊后体况继续降低，甚至有些牛在泌乳早期会失去超过1个体况评分（BCS）。Weiss等（2009）研究表明，严重的能量负平衡会引起健康疾病（如产乳热、胎衣不下、子宫炎、酮症和皱胃异位）。能量负平衡被确定为引起乳房炎的危险因素之一。

Compton等（2007）在流行病学研究发现，高浓度的血酮或损失超过0.5个BCS是造成乳房水肿的重要因素之一，也是诱发临床型乳房炎的因素；尽管有研究发现血液低浓度游离脂肪酸与高的乳房炎发生率有关，或者血液高浓度游离脂肪酸与低牛奶SCC有关，但Berry等（2007）试验研究表明，围产期奶牛营养负平衡会导致奶牛的免疫抑制，从而使乳房炎发病率上升和SCC的升高。考虑围产期奶牛出现能量负平衡（血液游离脂肪酸和β-羟基丁酸升高）的同时，奶牛机体也存在激素的改变、低血钙、维生素营养状况等变化，关于能量负平衡对奶牛免疫机能影响研究结果的差异就不难理解了。

2 氧化应激对体细胞数的影响

近年研究表明，奶牛乳腺感染过程中会产生大量的自由基。在正常的生理条件下这些自由基可被机体的抗氧化系统所中和，从而达到一定的平衡。当这种平衡被打破时会形成氧化应激，使其他的生物基质（如脂类、DNA和蛋白质）逐渐被氧化，从而直接和间接地损害健康。直接影响包括重要的脂质和大分子过氧化损伤，间接影响包括对细胞膜及细胞膜成分的影响。氧化应激可能改变物质的代谢途径，并改变动物的生理状态。当存在足够的抗氧化物时，免疫细胞寿命延长，有助于奶牛自身消除炎症。当抗氧化物不足或抗氧化能力被限制时，免疫细胞的寿命缩短，导致感染发生或感染的严重程度增加，SCC升高。Rizzo等（2009、2013）研究发现，奶牛围产期会导致一些严重的氧化应激相关疾病，如产后失调及初乳和牛奶质量的改变，由此限制了抗氧化防御系统。Moyo等（2005）发现，在这些前提下适当的补充抗氧化物可维持氧化应激，提高免疫力，减少产后疾病如胎盘滞留、子宫炎或乳腺炎的发生，通过SCC降低，而改善牛奶质量。

3 钙对体细胞数的影响

Curtis等（1985）研究发现，围产期奶牛很难维持血钙水平的平衡。妊娠期最后三周胎儿需要大量的钙来提供骨发育，初乳也需要奶牛分泌大量的钙，所以产犊后奶牛血钙水平迅速下降。与其他阶段奶牛相比，新产牛发生疾病的潜在原因更多地源自于临床或亚临床低血钙。新产牛很多代谢性疾病以及免疫功能受损的问题都与低钙水平直接相关。因而患产乳热奶牛比不患产乳热的奶牛更容易发生临床型或亚临床乳房炎。

这是因为钙是肌肉及乳头括约肌收缩的重要因子，低血钙奶牛的乳头括约肌不能正常快速、完全地收缩，而大大增加感染几率。另外，低血钙奶牛趴卧时间较长，也会增加乳房炎的感染几率。Horst和Jorgensen（1982）研究发现，和正常奶牛相比，患产乳热奶牛血浆皮质醇较高，而皮质醇抑制免疫功能。Kimura等（2006）发现奶牛产乳热会损坏单核细胞的功能，当单核细胞被激活时，单核细胞会向细胞外释放钙，患产乳热奶牛单核细胞钙释放量降低，而影响单核细胞的能力，从而影响免疫功能。

4 微量矿物质与维生素对体细胞数的影响

4.1 铜 铜是奶牛体内所必需的微量元素之一，主要参与超氧化物歧化酶的调节炎症反应，增强奶牛的免疫力及乳腺健康。铜缺乏使相关酶的生理和代谢功能受损，奶牛对外界疾病感染的抵抗力降低，炎症期间组织损坏的程度加重，牛奶SCC增加。Scaletti等（2003）研究表明，大肠杆菌型乳腺攻毒的成年奶牛和初产牛，额外补充20 mg/kg铜显著降低乳房炎的严重程度，但并没有影响乳房炎病程。初产牛额外补充20 mg/kg铜可以显著提高肝脏铜水平及降低奶牛自然感染。

4.2 锌 乳头的完整性及其正常功能是奶牛抵御乳房炎最重要的屏障，特别是在挤奶期间乳头管上皮细胞可分泌角质蛋白，这种角质蛋白形成塞状物封闭乳头管，常见的乳房炎病原菌不能降解这种角质蛋白。锌是形成这种角质蛋白所必需的微量元素之一。补充蛋氨酸锌显著促进乳头管的角蛋白的形成，有研究表明补充蛋氨酸锌可降低牛奶SCC。相对于无机锌而言，有机锌更利于动物的吸收和利用。Spain等（1993）添加有机锌（锌蛋白）取代50%的无机硫酸锌，显著地降低了新的乳腺内感染。Popovic（2004）从产犊前45 d到产犊后100 d添加有机锌（锌蛋白）取代33%无机硫酸锌，补充有机锌的奶牛SCC显著降低。

4.3 硒与维生素E 硒在生物体中无处不在并承担着重要的作用，硒的补充有利于乳房健康。Malbe等（2003）认为，给奶牛额外补充硒可降低SCC。蒋昊（2012）研究表明，每天额外补充适当的硒能大大提高大肠杆菌攻毒的乳房炎抗病力。而对于提高血硒水平酵母硒比无机硒更有效，酵母硒更有效地降低了牛奶SCC。

目前NRC中维生素E添加量大多数情况下能够满足奶牛的营养需求。越来越多的研究表明，围产期补充维生素E（大于1000 IU/d）是有益的。Politis等（2004）饲喂1000 IU/d的维生素E相比，饲喂2000、4000 IU/d的维生素E能显著提高奶牛乳腺健康。然而，Waller等（2007）研究发现当维生素E的补充约2200 IU时，对泌乳早期奶牛临床型乳房炎和SCC没有影响。其他的研究结果表明额外补充维生素E对SCC没有明确的定论。

同时饲喂补充硒和维生素E能够降低牛奶SCC，并防治亚临床型乳房炎。而维生素E和硒缺乏影响中性粒细胞的活性。当乳腺发生感染时，日粮补充硒和维生素E可使多形核中性粒细胞更快速的进入牛奶中，并且有助于杀死被多形核中性粒细胞吞噬的病原菌。Smith等（1984）研究表明，对自由采食半干青贮的干奶牛（估计半干青贮提供维生素E 320 IU/d）额外补充740 IU/d·头维生素E，发现额外补充维生素E处理组奶牛下一个泌乳期临床乳房炎发病率降低37%。另有研究表明，产犊21 d前每头奶牛每千克体重注射0.1 mg硒虽然对临床型乳房炎发病率无显著影响，但与单独补充维生素E或Se相比，同时补充维生素E和硒具有协同作用，可显著缩短乳房炎病程，降低SCC。

4.4 维生素A和β-胡萝卜素 补充维生素A和β-胡萝卜素对干奶牛及围产牛的乳腺健康有重要作用。LeBlanc等（2004）研究发现围产期奶牛初乳和牛奶中维生素A含量很高，Calderón等（2007）研究表明，发现血浆中维生素A浓度很低。Przybylska等（2007）发现维生素A具有较强的清除活性氧的性能，可提高奶牛对疾病的抵抗力，降低牛奶SCC。奶牛盲肠黏膜和肝脏等组织器官内β-胡萝卜素可转化为维生素A，作为维生素A的前体物质，β-胡萝卜素自身具有抗氧化活性，在细胞代谢过程中清除产生的自由基。Michal等（1994）研究发现围产期奶牛β-胡萝卜素和维生素A不足与较低的繁殖性能和较高的乳房内感染发生率相关。产前牛采食量降低引起体内激素变化，导致血液中β-胡萝卜素浓度大大降低，使围产期奶牛免疫力下降及奶牛感染的发生率显著增加。Chew和Johnston（1985）在围产期奶牛额外补充β-胡萝卜素可降低乳腺感染的发生率和牛奶SCC。但Oldham等（1991）相似的处理表明补充β-胡萝卜素对乳腺健康及牛奶SCC并无影响。Jukola等（1996）提出当血浆β-胡萝卜素水平低于3 mg/L时，会影响乳房健康。

4.5 维生素C 维生素C（抗坏血酸）在哺乳动物体内是最重要的水溶性抗氧化剂。多种形式的维生素C可在瘤胃中降解。由于奶牛能合成维生素C，维生素C并不被视为奶牛的一种必需的营养物质。在中性粒细胞中抗坏血酸浓度很高，当中性粒细胞受到刺激时抗坏血酸增加高达30倍。Weiss等（2004）进行大肠杆菌型攻毒乳房炎奶牛来检验机体内抗坏血酸的状态变化时发现，在牛奶和血浆中的炎症变化和维生素C浓度之间显著相关。Weiss和Hogan（2007）后续的试验表明围产期奶牛补充维生素C提高中性粒细胞功能、降低炎症反应，进而降低SCC。

5 结论

奶牛乳腺健康至关重要。足够的能量和蛋白质，适度的矿物质和维生素等营养因素可促进奶牛乳腺健康，维持氧化应激提高免疫力，减少乳房炎的发生及损失。定期测定牛奶SCC监测奶牛乳房的健康，能够及时、有效得预防及治疗奶牛疾病，整体提高奶牛的生产性能。

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