低酸度酒精阳性乳发病机理研究进展

李 静，周 岩，商常发

（安徽科技学院动物科学学院，安徽 凤阳 233100）

1 奶牛低酸度酒精阳性乳的危害严重存在

酒精阳性乳（Alcohol positive milk，APM）是指新挤出的牛乳在20℃下与等量的70%（68%～72%）中性酒精均匀混合，产生细微颗粒和絮状凝块的乳[1]。根据酸度的差异可分为高酸度酒精阳性乳和低酸度酒精阳性乳。低酸度酒精阳性乳是指乳酸度在11°～18°T之间，与正常乳汁相比，口感涩、风味差、热稳定性差，当温度超过120℃以上时易发生凝固而阻塞管道，无法进行深加工[2]。因此，许多乳品加工企业对APM拒收，造成经济损失和资源浪费。随着我国奶牛养殖业的迅速发展，酒精阳性乳在我国各省市普遍发生，吉林、黑龙江、四川、内蒙、新疆、河北、广州、宁夏、江苏等地均有酒精阳性乳的报道，发病率平均为30%，有的地区高达50%[3]。APM多发生于高温高湿的炎热季节，已成为危害奶牛业的一种严重营养代谢疾病，成为困扰牛奶生产者和加工者的关键性难题。由于目前对APM的发生机理仍不清楚，故急需探索发病机理及有效的防治措施，以降低经济损失。

2 奶牛低酸度酒精阳性乳的化学实质

酒精试验的化学本质是70%酒精对牛乳的脱水作用，使乳汁中蛋白质微胶粒的水化膜遭到破坏，并破坏酪蛋白的空间构象，从而使乳汁胶体体系变得不稳定，微胶粒发生凝集。在酒精试验中，牛乳产生凝固的原因主要有两方面：一是酪蛋白胶体微粒的变性，牛乳的胶体稳定性主要取决于与钙结合的酪蛋白，维持酪蛋白稳定的因素主要是疏水交互作用力和静电交互作用力，酪蛋白主要与钙、磷结合成酪蛋白钙-酪蛋白磷酸盐复合物。乳汁中酪蛋白胶粒破坏便产生沉淀。王允田研究发现酒精阳性乳患牛脱脂乳中总酪蛋白含量显著降低，酪蛋白微球的稳定性严重破坏[4]。二是离子平衡紊乱，由于牛乳中的二价阳离子（Ca2+、Mg2+）与多价阴离子（磷酸和柠檬酸）的比例不当导致酪蛋白微胶粒的稳定性降低。酒精阳性乳中Ca2+、Mg2+含量升高，中和了酪蛋白微胶粒的表面电荷，造成其空间构象不稳定，在酒精脱水作用下失去水化膜，形成胶体凝集。陈有亮等研究发现酒精阳性乳中Ca2+、Mg2+含量分别高于正常乳7.3%、11.3%，而磷酸和柠檬酸的含量分别低于正常乳8.6%、11.5%，添加磷酸根或柠檬酸根，可使低酸度酒精阳性乳转变为阴性；再添加不同浓度的氯化钙或硫酸镁则又转变为阳性[5]。

3 奶牛低酸度酒精阳性乳的机理

对APM的发生机理和防治措施及酒精阳性乳的化学实质开展了各方面的研究，主要集中在酒精阳性乳的化学特性、药物防治和病因探讨方面，但对引起奶牛产生酒精阳性乳的原因及其产生的机理仍不清楚，不能从根本上治疗APM。对APM的发生机理总体上分为缺钠学说、酸中毒学说、应激学说、甲状腺机能低下学说、乳腺细胞代谢异常学说及疾病并发症学说等。但每种学说都不能充分阐明低酸度酒精阳性乳的发病机理。针对每种可能的机理都有相应的预防的治疗方面的探讨，治疗效果并不理想，还有待进一步研究解决。

3.1 缺钠学说

Na+对维持牛乳胶体的稳定性也有重要的作用，可使酪蛋白微胶粒表面电荷增加，水化层增厚，稳定性增强。酒精阳性乳患牛Na+含量降低，加速了乳胶粒的沉淀。日本学者福岛主信报道，酒精阳性乳症患牛血钠、乳钠含量比正常奶牛低[6]；史学增等研究发现酒精阳性乳的奶牛血液和乳汁中钠的浓度低于健康牛[7]，当给酒精阳性乳牛补饲食盐或静脉补钠后，由于乳汁中钠浓度增加，酒精试验转为阴性。杨宏军等亦证实患牛血钠含量低于正常奶牛[8]，王林也测得阳性组奶牛血清、全乳和乳清中的钠显著低于对照组[9]。但是在低酸度酒精阳性乳和正常乳汁中添加NaCl和Na2SO4，两种乳样均不发生改变，说明Na+对乳汁稳定性影响并不占主导作用。叶平等推测酒精阳性乳患牛Na-K-ATP酶活性下降是造成血清、乳低钠的直接原因，机体的钠被贮存在细胞里面，细胞外液分布减少，所以机体并不真正缺钠[10]。这就是患牛补钠如NaHCO3、NaCl治疗效果不确实的原因。针对缺钠学说，临床在防治方面多采用丙酸钠、磷酸二氢钠、柠檬酸钠等含钠物质内服或皮下注射进行治疗，有时补钠产生一定的治疗效果，可能是因为对机体整体代谢功能起干扰或调整作用，但对酒精阳性乳牛不具有实质上的治疗，仅作为辅助药物治疗。此外，发现一年四季同样进行饲养管理，饲料相同，而冬季的血清钠正常，夏季的血清钠却低，这很难解释其发病的根本原因，缺钠假说对缺钠导致酒精阳性乳稳定性差的具体机理不能进一步解释。

3.2 酸中毒学说

20世纪60年代有学者曾认为瘤胃酸中毒是导致奶牛分泌酒精阳性乳的主要原因，认为瘤胃发生酸中毒时，体液的酸度升高，导致乳汁中的酸碱度发生了改变，破坏乳汁的离子电荷平衡，发生酒精阳性乳。但王允孝等研究发现，酒精阳性乳的发生与奶牛血液的酸碱度无关，牛奶的滴定酸度、蛋白质等的含量对牛奶的稳定性没有明显的影响[11]。杨宏军研究发现酒精阳性乳患牛与正常牛的血清、乳清酸度无显著差异[12]。而且大多数酒精阳性乳牛通过静脉注射碳酸氢钠溶液不能彻底治愈。

3.3 应激学说

酒精阳性乳的发生与环境应激有密切关系。各种不良因素作用于奶牛机体都有可能成为低酸度酒精阳性乳发生的诱因。王润章等研究认为，酒精试验阳性率与气温、气湿、温湿度指数、风冷指数等存在着显著的正相关性[13]。吴钟玲等研究亦表明，酒精阳性率与温度之间存在明显相关[14]。阎凤周等研究发现，酒精阳性乳牛血清中皮质醇上升，胰岛素下降，T3与T4上升，醛固酮下降，这些血液学指标与应激反应时代谢变化相一致[15]。李兰萍等研究发现酒精阳性乳阳性牛血液中嗜酸性粒细胞显著增多且白细胞总数升高[16]，所以，酒精阳性乳归结为一种慢性应激反应疾病。热休克蛋白（HSP）可以作为测定动物的应激状态的分子水平指标。马健研究发现，低酸度酒精阳性乳牛乳腺组织中热休克蛋白HSP70 mRNA较正常牛水平显著提高，在热应激的条件下，低酸度酒精阳性乳患牛的乳腺组织中HSP70基因被大量转录，使乳腺组织中的HSP70 mRNA大量增加[17]。HSP70在低酸度酒精阳性乳患牛乳腺组织中阳性染色更为明显，阳性信号主要分布于患牛乳腺腺泡的上皮细胞中，表明应激对乳腺腺泡的上皮细胞产生了影响，从而导致了阳性乳的发生。酒精阳性乳夏季高发可能与热应激有关，但是慢性冷应激也会导致酒精阳性乳的发生，冷应激情况下乳腺发生过氧化反应，致使乳腺分泌细胞发生氧化损伤，引起膜的通透性和流动性发生改变，导致营养物质吸收效率降低和分泌功能异常。而当奶牛处于氧化应激状态时，自由基对机体组织细胞产生病理损害作用，破坏核酸、蛋白质、碳水化合物的正常代谢，并损伤正常细胞基质及细胞膜，造成细胞衰老甚至死亡，从而影响机体组织正常机能。酒精阳性乳很可能是乳腺组织发生氧化损伤而分泌的异常乳。

因此，酒精阳性乳的发生是一种复杂的细胞内调节水平上发生变化的乳房细胞代谢异常，而引起乳的成分改变，使乳胶体稳定性降低的原因不能简单地归结为饲料、疾病、气候突变等。诱因或应激原不一定能引起酒精阳性乳症，必须经过细胞、组织、生理和生化等反应才能引起应激反应的发生，才能产生酒精阳性乳。

3.4 甲状腺机能低下假说

李龙试验测得夏季阳性牛血清中碘含量及乳清中碘的含量均降低，甲状腺分泌机能降低，存在一定程度的碘代谢障碍[18]。但甲状腺机能低下产生的机理及其在酒精阳性乳发生中的作用有待于进一步研究阐释。刘进忠等报道，APM症患牛一次内服碘化钾7 g，连服3 d，可治愈并且不复发[19]。叶平报道酒精阳性乳的乳脂率高于正常乳0.3%～0.5%，给患牛自制补碘丸，治愈率高达80%，提示酒精阳性乳的发生与甲状腺功能降低有关，并推测由此造成线粒体呼吸作用减弱，产生的ATP减少，而通过适当途径给患牛补碘，可以在一定程度上治疗本病[20]。但甲状腺机能低下产生的机理及其在酒精阳性乳发生中的作用有待于进一步研究阐释。

3.5 乳腺细胞代谢异常学说

调节乳腺代谢的第二信使环腺苷酸（cAMP）与环鸟苷酸（cGMP）的浓度的变化直接反映乳房细胞代谢的改变。刘莉等研究发现酒精阳性牛乳中c AMP上升、cGMP下降、cAMP/cGMP上升，认为酒精阳性乳的发生是细胞调节水平异常所致[21]。王艳明发现阳性牛患牛乳腺组织自由基蓄积，脂质过氧化物增多，乳腺上皮细胞膜通透性升高，膜蛋白发生交联生成高聚物，导致乳腺细胞调节水平异常[22]。对患牛乳腺组织学病理切片和超微切片也发现乳腺细胞发生肿胀、水泡变性，线粒体肿胀、山脊减少，内质网囊泡化，膜缺损、膜上微绒毛减少。酒精阳性乳的发生与乳腺细胞的代谢密切相关，但其发生的根本性因素及引起的代谢紊乱机理缺乏合理的解释，乳腺细胞代谢异常产生的机理仍有待于进一步研究阐释。

3.6 疾病并发症学说

一些研究者认为，隐性乳房炎、肝脏机能障碍、酮病、骨软症、钙磷代谢紊乱、繁殖疾病、胃肠疾病等易造成奶牛内分泌失调，使乳腺细胞通透性受阻和乳汁合成机能紊乱而引发酒精阳性乳症。王玉田等对120头发生酒精阳性乳症奶牛进行调查，发现76%的奶牛乳汁中白细胞超过50万个·mL-1以上，提示酒精检测阳性奶牛患有非特异性或慢性乳房炎[23]，也有学者对奶样中细菌数和体细胞数做过测定，发现酒精阳性乳症与隐性乳房炎乳之间没有必然的联系。但对于这些疾病引发乳腺组织分泌酒精阳性乳的确切致病机理还尚未得到理论上的支持。

4 研究现状与展望

综上所述，酒精阳性乳的发生是十分复杂的细胞内调节水平上发生变化的问题，低酸度酒精阳性乳的发生伴随无机离子比例异常以及内分泌失调现象，而内分泌的改变与饲料营养水平、环境应激等因素密切相关，并且血液及乳汁中各种组分水平的改变，可受到饲料营养水平和自身机体内激素的调节，在某种程度上可以把低酸度酒精阳性乳的发生归结为患牛全身反应的局部表现，是对外界各种不良因素所产生的一系列应激反应。国内外科研工作者对奶牛分泌低酸度酒精阳性乳的研究大多集中在其短期发生情况、化学特性、简易解决办法等方面，主要的研究角度有乳成分及胶体稳定性、微量元素及矿物质代谢角度、乳腺异常及损伤、激素紊乱等方面，而对其发生机理则研究的较少。研究主要集中在宏观理化分析角度，而对微观角度、分子水平的变化研究较少。因APM对机体多方面影响，要综合性多方面多角度进行研究。对于防治，应从胶体稳定性和提高机体抗应激能力着手，开发方便价廉的饲料添加剂。

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