围产期奶牛血清代谢物和相关激素水平的变化规律研究

关文怡，乔立东，张凡建

（北京农业职业学院，北京102442）

围产期（产前14 d 至产后14 d）奶牛承受着妊娠、分娩、泌乳启动等生理应激及饲料转换带来的饲养应激、能量负平衡带来的营养应激，该时期的奶牛生理机能、物质代谢和神经内分泌调节等极易发生失常和紊乱，继而诱发脂肪肝、酮病等多种疾病，造成重大经济损失[1]。本研究通过监测围产期奶牛血清代谢物和相关激素水平的动态变化规律，以期为围产期奶牛饲养管理和营养代谢病的防控提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验动物 在北京某规模化奶牛场，根据体况评分（Body Condition Score，BCS）标准，选取3.0＜BCS＜3.5、预产期在30 d 后、临床健康、2～4 胎次的荷斯坦奶牛20 头。所有奶牛饲喂于同一牛舍，按照《中国奶牛饲养标准》饲喂全混合日粮，即预产期前30 d 内饲喂干奶后期日粮，产后饲喂新产泌乳牛日粮。

1.2 采样和方法 按照预产期，分别于产前14、7 d 及产后0、7、14 d 早晨空腹尾静脉采集血液10 mL，置于无抗凝剂离心管中，室温静置1 h，3 000 r/min 离心10 min，取上层血清，-70℃保存，待检。

1.3 检测指标和方法 使用全自动生化仪（型号：贝克曼AU480）检测血清葡萄糖和甘油三酯浓度；使用商品化ELISA 试剂盒（武汉基因美生物工程有限公司），通过酶标仪（Model680，BIO-RAD，美国）检测血清β-羟丁酸、非酯化脂肪酸、胰岛素、生长激素、脂联素和瘦素浓度。胰岛素敏感指数（Revised Quantitative Insulin Sensitivity Check Index，RQUICK）=1/[log（G）+log（I）+log（NEFA）]，其中G 代表血糖（mg/dL），I 代表胰岛素（μU/mL），NEFA 代表游离脂肪酸（mmol/L）。

1.4 统计分析 采用SPSS 13.0 软件运行One-Way ANOVA过程，对试验数据进行单因素方差分析和均值的多重比较，结果以平均值±标准差表示，以P＜0.05 为差异具有统计学意义。

2 结 果

2.1 围产奶牛血清代谢物浓度的动态变化 由表1 可知，奶 牛分娩当天血糖水平上升，而后恢复到产前水平；分娩当天、产后7 d 和产后14 d 的甘油三酯水平低于产前14 d 和产前7 d（P＜0.05）；分娩当天和产后7 d 的β-羟丁酸浓度高于产前7 d（P＜0.05）；分娩当天、产后7 d和产后14 d 的非酯化脂肪酸浓度高于产前7 d（P＜0.05）。

2.2 围产奶牛血清激素水平的动态变化 由表2 可知，在产前14 d 至分娩当天的胰岛素浓度差异不显著，但在产后14 d 时显著降低（P＜0.05）；产前7 d 的生长激素水平升高（P＜0.05），随后浓度逐渐下降；脂联素浓度在不同时间点无显著变化，但在产后有逐步升高的趋势；产前7 d 和分娩当天的瘦素水平高于产前14 d（P＜0.05），但在产后7 d 时瘦素水平降低（P＜0.05）。

2.3 围产期奶牛的胰岛素敏感指数的动态变化 由图1可知，分娩当天的胰岛素敏感指数显著低于其他时间点（P＜0.05），胰岛素敏感指数在产后阶段逐渐恢复至产前水平。

3 讨 论

图1 奶牛围产阶段胰岛素敏感指数的动态变化

奶牛血液中的葡萄糖是合成乳糖和乳蛋白的主要原料，葡萄糖主要来源是肝脏的糖异生作用。血糖浓度下降是奶牛酮病发生的中心环节[2]。葡萄糖合成不足导致的低血糖会诱发体脂动员，引起血液非酯化脂肪酸浓度升高。本试验中，奶牛分娩当日的血糖水平突然升高，可能与分娩应激导致的血浆皮质醇水平增加有关[3]，但是分娩时短暂的高血糖似乎并没有刺激胰岛素分泌；分娩后血糖浓度下降、非酯化脂肪酸和β- 羟丁酸浓度升高，表明奶牛在围产后期处于能量负平衡状态[4]。奶牛泌乳启动造成的能量需求量升高以及分娩应激和内分泌变化引起的干物质采食量降低是导致能量负平衡的主要原因[5]。本研究中分娩前和分娩时瘦素水平升高可能与干物质采食量下降引起的非酯化脂肪酸和β-羟丁酸浓度升高有关。瘦素是由脂肪细胞分泌的重要的脂肪细胞因子[6]，能促使机体减少摄食，增加能量释放，抑制脂肪细胞合成。本研究中分娩前血浆生长激素的升高与其促脂肪分解和升高血糖的作用一致。奶牛分娩后生长激素浓度的下降与血浆非酯化脂肪酸抑制生长激素分泌的推断部分一致[7]。本研究中奶牛分娩后甘油三酯浓度迅速降低，与其他研究结果相似[8]。分析其原因可能与血液中大量脂类物质被乳腺利用形成乳脂有关；也有研究认为这可能是奶牛肝脏处理脂肪酸能力下降的标志[9]。

胰岛素在维持血糖平衡和抗脂解中发挥重要作用[10]。本试验中，分娩当天血糖浓度突然升高以及随后的下降并没有引起胰岛素水平变化。胰岛素敏感性指数是反映外周组织对胰岛素敏感性的重要参数[11]。奶牛分娩当天胰岛素敏感性指数的降低说明说明外周组织对胰岛素的敏感性下降，即出现了胰岛素抵抗现象。适度的胰岛素抵抗能促进脂肪动员，缓解能量负平衡，是促进泌乳的一种适应机制。但强烈而持久的胰岛素抵抗是发生酮病和脂肪肝的重要风险因素[12]。因此维持适度的胰岛素抵抗是保证奶牛健康的重要环节。脂联素也是由脂肪细胞分泌的脂肪细胞因子之一[6]，能促进血浆非酯化脂肪酸的氧化，提高胰岛素敏感性，增加外周组织对葡萄糖的摄取。本研究中，围产阶段奶牛脂联素浓度没有发生明显变化，脂联素在围产期奶牛脂肪代谢中的发挥作用还有待于进一步研究。

表1 围产期奶牛血清代谢物变化

表2 围产期奶牛相关激素水平变化

4 结 论

本试验条件下，奶牛分娩当日血糖浓度升高和胰岛素敏感性指数降低，表明奶牛处于一定程度的分娩应激和胰岛素抵抗状态；奶牛产后血清非酯化脂肪酸和β-羟丁酸浓度升高，表明围产后期奶牛处于能量负平衡状态和较明显的体脂动员，可能与围产前期瘦素、生长激素水平的增加有关。