黑龙江省规模化牛场围产期奶牛亚临床维生素E缺乏的临床病理学分析

于泓漪，张翠羽，钱伟东，赵 畅，张洪友，夏 成

(黑龙江八一农垦大学动物科技学院 黑龙江省牛病防制重点实验室，黑龙江 大庆 163319)

维生素E(Vitamin E,VE)，又被叫作生育酚或者抗不育维生素，主要有α、β、γ、δ四种衍生物。α-生育酚广泛分布于自然界，被认为是机体必需的维生素。维生素E的代谢产物为羧基乙基羟基苯并氢化吡喃(CEHC)，研究显示，肝中γ-CEHC含量是α-CEHC的100倍[1-3]。目前人医常用血液或尿液中α-CEHC 的含量评价机体α-生育酚水平[4-6]。

目前，奶牛在围产期和泌乳早期易发免疫抑制和氧化应激，还会引起各种疾病。通常维生素E缺乏奶牛血清维生素E含量常低于2 mg/L，当奶牛血清维生素E含量低于3 mg/L时便会有引发乳房炎的风险[7]。据报道，奶牛维生素E缺乏的发病率约为20%[8]。维生素E能提高动物细胞免疫和体液免疫水平，增强动物免疫力[9]。维生素E还可以提高奶牛血浆中谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)和总超氧化物歧化酶(T-SOD)的活性，降低血浆中丙二醛(MDA)含量。维生素E可以通过干扰氧化物链式反应或清除氧自由基的方式来阻止氧化反应，在一定条件下，维生素E也通过电子转移的方式清除自由基[10-11]。在满足基本营养需求的前提下，补充维生素E的奶牛乳腺炎发病率低于26%[7,12]。虽然奶牛体内微量元素铜(Cu)、硒(Se)、锌(Zn)的含量不高，但Cu、Se、Zn在机体中发挥着不可缺少的作用。

本试验的目的是找出维生素E缺乏与各种指标之间的关系以及维生素E缺乏的可能原因，为今后集约化奶牛场高产奶牛维生素E亚临床缺乏症的预防提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料 维生素E测定试剂盒、Cu试剂盒、Se试剂盒、Zn试剂盒、GSH-Px试剂盒和T-AOC试剂盒，均购自上海劲马生物科技公司。

1.2 试验方法

1.2.1 样品采集 以黑龙江省西部5个规模化牛场(A场、B场、C场、D场和E场)作为试验场，分别选取产前10天、产后10天、产后20天3个不同时间点，每个时间点分别选取体重、年龄、胎次相近的奶牛10头，在清晨对试验奶牛进行空腹尾静脉采血10 mL，样品立即3 000 r/min离心10 min，分离血清并分装后放入-20 ℃冷冻1 h，保存在-80 ℃超低温冰箱中。

1.2.2 检测方法 维生素E及其代谢物指标：维生素E(VE，μg/mL)液相色谱法，α-羧基乙基羟基苯并氢化吡喃(α-CEHC,ng/L)自动生化分析仪检测。肝功酶指标：谷草转氨酶(AST，ng/mL)、谷丙转氨酶(ALT，ng/mL)速率法。微量元素指标：铜(Cu，μmol/L)、硒(Se，μg/L)、锌(Zn，μmol/L)原子吸收法。氧化应激指标：谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px，U/L)比色法，丙二醛(MDA，nmol/mL)酶联免疫吸附测定法，总抗氧化能力(T-AOC，U/ml)自动生化分析仪检测。

1.2.3 数据统计分析 数据均应用SPSS20.0软件进行了单因素方差分析，表中的数据是同行之间进行比较，数据用“平均值±标准差”的方式来表达，如果含有不同大写字母则表示差异极显著(P<0.01)，含有不相同小写字母表示差异显著(P<0.05)，含有相同字母或无字母的表示差异不显著。

2 结果

2.1 试验奶牛的基本信息(年龄、胎次和体况)调查 A场：年龄、胎次、体况范围分别为2.01～6.84、1～4、2.5～3.75；B场：年龄、胎次、体况范围分别为1.99～5.21、1～4、2.75～3.75；C场：年龄、胎次、体况范围分别为1.10～9.04、1～7、3.00～3.75；D场：年龄、胎次、体况范围分别为1.08～5.02、1～4、2.75～3.75；E场：年龄、胎次、体况范围分别为1.68～4.1、1～3、2.75～3.75。

2.2 试验奶牛血中维生素E的变化 表1为试验奶牛血中维生素E的水平，可见A场各个时间点之间差异不显著(P>0.05)；B场产前10天与产后20天 差异显著(P<0.05)；C场产前10天与产后10天、产后20天差异极显著(P<0.01)；D场产前10天与产后10天差异极显著(P<0.01)；E场产后10天与产前10天和产后20天差异极显著(P<0.01)。

表1 试验奶牛血中维生素E的水平Table 1 Levels of vitamin E in blood of experimental cows

2.3 试验奶牛产后维生素E缺乏的发生率 表2是试验奶牛产后血中维生素E缺乏的发生率(通常亚临床维生素E缺乏的奶牛血清维生素E含量低于2.0 mg/L，健康牛高于4.0 mg/L)，A场产后10天和产后20天的发病率均为40%；B场产后10天和产后20天的发病率分别为20%和0%；C场产后10天和产后20天的发病率分别为40%和0%；D场产后10天和产后20天的发病率分别为60%和40%；E场产后10天和产后20天的发病率分别为100%和0%。

2.4 试验奶牛血中其他理化指标的变化

2.4.1 A场各理化指标的变化 如表3所示，(1)微量元素指标：围产期的3个时间点之间的Cu和Se水平差异不显著(P>0.05)，仅产后20天 Zn水平显著高于产前10天(P<0.05)；(2)肝功指标：ALT水平在围产期3个时间点之间差异不显著(P>0.05)，仅产后20天 AST水平显著高于产前(P<0.05)；(3)其他理化指标：产后10天的CEHC水平低于产前和产后20天，GSH-Px 水平高于产前和产后20天，但差异都不显著(P>0.05)。

表2 试验奶牛产后血中维生素E缺乏的发生率Table 2 Incidence of vitamin E deficiency in postpartum blood of experimental cows (%)

表3 A场奶牛血中理化指标变化Table 3 Changes of physical and chemical indexes in blood of cows in A field

2.4.2 B场各理化指标的变化 如表4所示，(1)微量元素指标：围产期的3个时间点之间的Cu、Zn和Se差异不显著(P>0.05)；(2)肝功指标：围产期的3个时间点之间的ALT和AST水平差异均不显著(P>0.05)；(3)其他理化指标：围产期的3个时间点之间的各个指标差异均不显著(P>0.05)；产前的CEHC水平高于产后10天和产后20天，但差异不显著(P>0.05)。

2.4.3 C场各理化指标的变化 如表5所示，(1)微量元素指标：围产期的3个时间点之间的Cu、Se和Zn差异均不显著(P>0.05)；(2)肝功指标：围产期的3个时间点之间的ALT和AST水平差异均不显著(P>0.05)；(3)其他理化指标：仅产后10天的CEHC水平显著高于产后20天(P<0.05)，其他指标差异不显著(P>0.05)。

2.4.4 D场各理化指标的变化 如表6所示，(1)微量元素指标：围产期的3个时间点之间的Cu、Zn和Se差异不显著(P>0.05)；(2)肝功指标：围产期的3个时间点之间的ALT和AST水平差异均不显著(P>0.05)；(3)其他理化指标：产后10天的CEHC水平高于产前和产后20天，但差异不显著(P>0.05)；其他指标差异均不显著(P>0.05)。

2.4.5 E场各理化指标的变化 如表7所示，(1)微量元素指标：围产期的3个时间点之间的Cu、Zn和Se差异不显著(P>0.05)；(2)肝功指标：围产期的3个时间点之间的ALT水平差异均不显著(P>0.05)；仅产后20天的AST水平显著高于产前10天(P<0.05)；(3)其他理化指标：产前的MDA水平和产后20天差异显著(P<0.05)；其他指标差异均不显著(P>0.05)。

3 讨论

本试验中共调查了5个牛场血清中维生素E、Cu、Zn、Se、MAD、CEHC、T-AOC、GSH-Px、ALT和AST的水平变化。

3.1 5个牛场围产期奶牛维生素E水平及其缺乏状况 本试验中，5个牛场维生素E水平呈现出不同的变化趋势，其中A、C、D、E四个场由产前10天较高或相对正常的维生素E水平，到产后10天迅速降低，这可能是由于围产期奶牛对能量需求急剧增加，但摄入的能量却减少，这就使奶牛产生能量负平衡，这时就激活奶牛分解代谢途径，使细胞活性氧代谢产物(ROMs)增多[13]，由于ROMs产生数量过多，奶牛很难通过自身抗氧化机制来清除，导致氧化应激的发生[14]，从而导致了维生素E的缺乏。5个牛场产后20天比产后10天维生素E水平都有所上升，说明这种氧化应激在产后10天内发生的较重，以后逐渐恢复。B场在产后维生素E水平呈现逐渐上升的趋势，说明饲养管理合理，尽管受到围产期氧化应激的影响，对血中维生素E的影响不大。

表4 B场奶牛血中理化指标变化Table 4 Changes of physical and chemical indexes in blood of cows in field B

表5 C场奶牛血中理化指标变化Table 5 Changes of physical and chemical indexes in blood of cows in field C

表6 D场奶牛血中理化指标变化Table 6 Changes of physical and chemical indexes in blood of cows in field D

表7 E场奶牛血中理化指标变化Table 7 Changes of physical and chemical indexes in blood of cows in field E

对照表2可得出对应结果，A场未及时进行维生素E的补充，造成了维生素E长时间的缺乏，维生素E缺乏的发病率较高且持续时间长。C场、D场、E场3个牛场在产后10天维生素E水平下降较多，发病率分别达到了40%、60%和100%，到产后20天 C场维生素E变化不大，所以发病率与产后10天比没有变化，而D场和E场随着维生素E水平的回升，其发病率也有所下降。B场维生素E水平较高，发病率也低，并随着维生素E水平的升高，发病基本消失。

3.2 5个牛场围产期奶牛微量元素和肝功状况 在A场中，在产前10天、产后10天、产后20天随着维生素E水平的下降，Zn含量呈上升趋势，三者之间存在显著差异，可能是由于维生素E缺乏引起机体代偿性地提升Zn元素的含量，来维持机体的正常功能。A场在产后20天维生素E水平仅仅只有略微的小幅度回升，依旧为缺乏状态，从而Zn含量依旧上升。Zn的生物学功能相当广泛，Zn能够参与碱性磷酸酶、胰腺羧基肽酶、乳酸脱氢酶、碳酸酐酶、DNA聚合酶、胸腺嘧啶核苷酸激酶的合成，并与核酸和蛋白质的合成有紧密关系，Zn也可以影响细胞的分裂、生长和再生，因此Zn可以促进动物的生长[15]。由此推断，可能是由于维生素E缺乏引起机体代偿性地提升Zn元素的含量，来维持机体的正常功能。而在其他牛场中，B场也出现了维生素E缺乏症，因而Zn的含量也有所略微升高，并不显著，C、D、E三个场维生素E水平先降后升，Zn含量水平也呈现先升后降的趋势，但是其差异性也并不显著。

维生素E作为生物抗氧化剂，包括对机体过氧化反应的抑制作用，对抗自由基损伤遗传性缺陷的补偿以及对自由基损伤所致膜结构、DNA破坏的修复[16]。A场和E场，在产前10天与产后10天，随着维生素E含量降低，AST含量增加，且差异显著。由于维生素E具有抗氧化作用，在维生素E含量降低后，机体抗氧化作用下降，造成组织损伤，致使AST等指标含量上升，其他场变化不显著。

3.3 5个牛场维生素E和氧化应激的关系 维生素E是一种必须的脂溶性维生素，在临床时间中对于动物来说在氧化应激方面有着重要的作用[17]。在日粮中添加一定程度的维生素E可有效抑制机体的过氧化作用。在Chandra的试验中添加维生素E可有效减少母牛患乳腺内感染、临床乳房炎、乳体细胞数、胎衣不下及子宫炎的几率[18]。高于NRC(15～40 mg/kg)及ARC(10～15 mg/kg)的添加量，可提高动物的生产性能及免疫力[19]。

从5个牛场产前10天、产后10天和产后20天维生素E水平的变化可知，随着每一时间点维生素E水平的下降，CEHC水平是上升的，而当维生素E水平上升，CEHC水平随之下降，可以看出CEHC水平的变化和维生素E水平呈反比。这是由于大量的维生素E被代谢，生成大量CEHC，从而产生一系列维生素E缺乏的症状。同时5个牛场在产后10天到产后20天，随着维生素E含量的升高，MDA含量均有所下降，但并不显著。这也充分说明了维生素E的抗氧化作用。

综上所述，5个牛场奶牛产后发生不同程度的维生素E缺乏症，随着维生素E含量的减少，CEHC呈现规律性的升高；5个牛场从产后10天到产后20天维生素E含量均有所增加，而MDA也呈现出规律性的下降。因此，CEHC和MDA可以作为奶牛亚临床维生素E缺乏的相关预测指标，为规模化牛场奶牛亚临床维生素E缺乏的诊断和预防提供科学依据。