日粮蛋白质水平对奶牛产后卵巢机能恢复及生殖激素的影响

李红宇,苗树君,邵 广,王嘉厚

(1.黑龙江省畜牧研究所,黑龙江齐齐哈尔 161005;2.黑龙江八一农垦大学动物科技学院,黑龙江大庆 163319; 3.黑龙江省八五一一农场,黑龙江密山 158307)

动物机体生殖激素代谢协调是奶牛繁殖高效率的基础,繁殖高效率是保证奶牛终生产奶量和经济效益的关键。奶牛产后低蛋白质水平的日粮,卵巢机能恢复延缓,激素调节滞后,使卵泡发育迟缓,发情异常,受胎率极低[1];饲喂高浓度蛋白质日粮(18%～19%),使机体组织中氨、尿素及其他含氮化合物上升,造成氮不平衡,加剧能量负平衡程度,影响营养分配而间接影响机体生殖激素代谢,结果是奶牛受胎率下降,空怀期延长。本试验针对奶牛日粮蛋白质水平过低或过高,给奶牛繁殖性能带来不利的影响,进行日粮蛋白质水平对奶牛产后卵巢机能恢复及生殖激素影响的研究,确定奶牛健康繁殖的适宜日粮蛋白质水平,为科学配制日粮提高奶牛生产性能提供依据。

1 材料与方法

1.1 试验设计

采用单因素对比试验设计,在干奶牛舍选择年龄、体重、胎次、预产期及上一个泌乳期校正泌乳量相近的72头中国荷斯坦牛,随机分成3组,每组24头,在围产期、泌乳盛期分别对应3种不同蛋白质水平日粮。

1.2 试验日粮和动物管理

根据《中国高产奶牛饲养管理规范》(ZBB43002-85)中奶牛营养需要,通过调整蛋白质饲料在精料中的比例设计成等能量、不同蛋白质水平的围产期和泌乳盛期3种日粮:9.8%(A1)和13.8%(A2)、12.6%(B1)和16.2%(B2)、14.1%(C1)和17.8% (C2),即A组(A1,A2)、B组(B1,B2)和C组(C1, C2)。围产期日粮精粗比为40∶60(DM基础),分娩前15 d,钙0.20%,磷0.30%,分娩后立即改为钙0.60%,磷 0.30%,泌乳盛期试验日粮精粗比60∶40(DM基础),钙含量0.7%,磷0.45%。试验围产期、泌乳盛期日粮组成及营养成分见表1。

试验奶牛每天饲喂3次,每天剩料控制在小于全天干物质采食量的5%,每头奶牛舍内定点、定时饲喂,自由饮水、运动,每天挤奶 3次(6∶30、13∶30、20∶00)。试验奶牛的其他管理按照集约化奶牛场的日常管理进行。

表1 试验日粮组成及营养成分

1.3 试验地点与试验期

本试验在黑龙江省大庆市庆新牧业有限责任公司奶牛场进行(2008.09～2009.03)。

1.4 测定指标和方法

1.4.1 血样的采集与保存 试验动物全体自分娩当日始至产后15 d,每5 d于凌晨6:00～6:30牛尾根静脉采血 10 mL,(1%肝素,120 μ L),3 000 r/min,5 min分离血浆,-80℃冰箱保存最后集中测定孕酮(P4)浓度和奶牛产后5 d、10 d和15 d的FSH、LH和E2。

试验期间仔细观察每头奶牛,出现爬跨即进行直检,以母牛接受爬跨和有成熟卵泡视为发情。在发情并配种第1 d、5 d、10 d、15 d和20 d,进行采血,于凌晨6∶00～6∶30牛尾根静脉采血10 mL, (1%肝素,120 μ L),3 000 r/min,5 min分离血浆,-80℃冰箱保存。之后集中测定 P4、FSH、LH和E2。

1.4.2 测定指标与方法 FSH(mIU/mL)、LH (mIU/mL)、E2(pg/mL)和P4(ng/m)测定用竞争放射免疫法,试剂盒购于北京雅生物科美东生物技术有限公司。

1.4.3 主要试验仪器设备 放免仪器KONT RON·Camma counting system瑞士产;Biochem F-6124半自动生化分析仪;KUBOTA KR/600离心机(日本);-80℃超低温冰箱;液氮罐;试管。

1.5 统计分析

应用SPSS11.5软件One-way ANOVA(单因素方差分析)进行数据分析,试验数据均以平均数±标准差表示,当差异显著时用Duncan氏检验法进行各组间的多重比较。

2 结果与分析

2.1 日粮蛋白质水平对奶牛围产后期外周血浆中生殖激素影响

日粮蛋白质水平对奶牛围产后期外周血浆中生殖激素影响由表2可知,奶牛产后5 d血浆中LH浓度各组差异均不显著,B组和C组奶牛产后10 d和15 d血浆中LH浓度显著高于A组。表明低蛋白质水平日粮降低了奶牛产后10 d和15 d外周血浆中LH含量。

由表2可看出,各组奶牛在产后5 d、10 d和15 d,外周血浆在中FSH差异均不显著,表明日粮蛋白质水平对奶牛围产后期外周血浆中FSH浓度影响不显著。

由表2还可看出,在奶牛产后5 d、10 d和15 d, B组和C组外周血浆中E2浓度显著高于A组(P< 0.05),表明低蛋白质水平日粮降低了奶牛围产后期外周血浆中E2。

由表2可知,A组奶牛产后5 d、10 d和15 d,外周血浆中P4浓度显著高于B组和C组(P<0.05),表明低蛋白质水平日粮抑制了奶牛产后P4浓度的降 低。

表2 日粮蛋白质水平对奶牛围产后期外周血浆中生殖激素影响

2.2 日粮蛋白质水平对奶牛发情周期外周血浆中生殖激素的影响

日粮蛋白质水平对奶牛发情周期外周血浆中生殖激素的影响表3可知,各组奶牛在发情周期第1 d、5 d、10 d、15 d和20 d外周血浆中LH和FSH含量差异不显著,表明日粮蛋白质水平没有显著影响奶牛发情周期中外周血浆中 LH和FSH含量。由表3还知,各组奶牛在发情周期第1 d、5 d、10 d和15 d外周血浆中E2浓度差异不显著;在发情周期第20 d,C组奶牛外周血浆中E2浓度显著高(P< 0.05)于B组,A组和B组之间差异不显著。

由表3可看出,各组奶牛在发情周期中第1 d和5 d外周血浆中P4浓度差异不显著;发情周期中第10 d,A组和B组奶牛外周血浆中P4浓度显著高(P<0.05)于C组(P<0.05);发情周期中第15 d,A组奶牛外周血浆中P4浓度显著(P<0.05)高于C组,B组奶牛外周血浆P4浓度也显著(P< 0.05)高于C组。表明高蛋白质水平日粮显著降低了黄体期奶牛外周血浆中P4浓度。

表3 不同蛋白质水平日粮对奶牛发情周期外周血浆中生殖激素的影响

3 讨论

3.1 日粮蛋白质水平对奶牛围产后期外周血浆中生殖激素影响

奶牛围产后期主要特征是卵巢无周期活动和不排卵。理论上认为,奶牛分娩后机体各种机能均需从妊娠和分娩状态恢复,在各种因素作用下,下丘脑—垂体—卵巢性腺轴受到了抑制作用,使下丘脑GnRH的释放减少,垂体FSH和LH的释放减少,同时卵巢对性腺激素的反应降低。本试验结果显示,奶牛围产后期各种生殖激素均处于较低水平,在奶牛产后5 d各试验组奶牛外周血浆中LH和FSH差异不显著,表明试验组奶牛分娩后下丘脑—垂体—卵巢性腺轴均受到抑制作用,使LH和FSH分泌不足,本研究结果与田元波[2]报道结果接近。

奶牛产后蛋白质摄入不足,降低垂体释放FSH、LH和垂体对GnRH的反应,蛋白质不足也可通过削弱卵巢对LH的反应性,降低GnRH的脉冲分泌来影响繁殖活动,从本试验结果来看A组奶牛产后10 d和15 dLH的含量显著低于B组和C组(P<0.05),A组奶牛FSH的含量也均低于B组和C组。本试验研究结果与Schollo[3]报道结果接近。

奶牛产后体内的孕酮主要来自肾上腺,部分还可能来自未褪化的妊娠黄体。正常奶牛产后孕酮浓度处于较低水平,随着妊娠黄体的逐渐褪化浓度逐渐降低,在奶牛发情当天浓度降至最低水平。本试验结果显示,A组奶牛P4浓度显著高于B组和C组(P<0.05),表明低蛋白质水平日粮降低了奶牛产后孕酮代谢率,使孕酮浓度维持在相对较高的水平,抑制了下丘脑—垂体—卵巢性腺轴活动,使LH含量显著降低。

奶牛妊娠结束前雌激素在体液中的浓度有所上升,有利于削弱孕酮对子宫的作用,在分娩后雌激素的浓度显著下降,分娩后雌激素主要来源于肾上腺,随着产后卵巢上的卵泡发育,雌激素浓度逐渐升高,在奶牛发情时,少量的孕酮与雌激素协同作用引起发情行为。从本试验结果看,A组奶牛血浆中 E2浓度显著低于B组和C组,表明低蛋白质水平日粮使奶牛血浆中孕酮浓度维持相对较高的水平,抑制了奶牛产后雌激素浓度的上升,进而抑制下丘脑—垂体—卵巢性腺轴活动造成奶牛内分泌失调,使卵巢恢复周期活动延迟。

本试验研究结果还显示,日粮蛋白质水平未对奶牛围产末期FSH有显著影响,试验证明切除下丘脑后未改变FSH分泌模式。可见,蛋白质水平对FSH分泌没有显著影响,这与罗晓林[4]报道结果一致。

3.2 日粮蛋白质水平对奶牛发情周期外周血浆中生殖激素的影响

奶牛发情是下丘脑-垂体-卵巢轴所分泌激素之间相互作用的结果,当奶牛产后只有下丘脑—垂体—卵巢轴从分娩和妊娠的抑制作用解除后,奶牛才能表现出发情行为。从本试验结果看,各组LH、FSH浓度差异均不显著,在奶牛发情第1 d、5 d、10 d和15 d各组E2浓度差异不显著。由此可以得出结论,奶牛在发情期间LH、FSH和E2与日粮蛋白质水平关系不大,这可能是奶牛的一种自我保护,或者说,奶牛发情是以生殖激素相互作用达到协调为特征。因此,在发情周期中日粮蛋白质水平对LH和FSH没有显著影响。本试验结果显示,C组奶牛在发情周期第10 d外周血浆中P4浓度显著低于B组(P<0.05),C组奶牛在发情周期第15 d外周血浆P4浓度显著低于A组和B组(P<0.05),C组奶牛在发情周期第20 d外周血浆P4浓度显著低于B组。奶牛自排卵3 d后,卵泡腔中的血液逐渐被吸收,卵泡颗粒细胞增生并吸收类脂质,使红体变为黄体。第5 d后黄体具有功能性,即产生孕酮的水平逐步增加,至第7～9 d达到最大体积,孕酮分泌功能也最旺盛。然后停止发育,并逐渐退化,最后被结缔组织所代替,形成纤维化,由黄体变为白体,至17 d后基本退化完毕。本试验结果说明,高蛋白质水平日粮降低了奶牛黄体功能,黄体在黄体期分泌孕酮能力下降,造成外周血浆中浓度含量降低。由此可以推断,奶牛采食高蛋白质水平日粮降低了妊娠黄体功能,使奶牛妊娠早期孕酮分泌不足。刘广振[5]报道高产奶牛泌乳期采食量的增加和新陈代谢的加快导致了类固醇代谢加速,也是血液的孕酮浓度降低的重要原因。孕酮对妊娠的主要生理作用是通过刺激子宫内膜腺体分泌和抑制子宫肌肉收缩而促进胚胎着床并维持妊娠,因此低浓度孕酮水平不利于胚胎存活,降低繁殖性能。本试验结果还显示, C组奶牛在发情第20 dE2的浓度显著高于B组(P<0.05),说明B组奶牛配种后妊娠的头数多于C组,妊娠黄体分泌孕酮抑制了雌激素的升高,而C组奶牛雌激素继续升高为下次的发情作好准备。

4 结论

在本试验条件下,奶牛围产期和泌乳盛期日粮蛋白质水平分别为12.6%和16.2%,能促进奶牛产后卵巢机能尽早恢复,有利于体内生殖激素代谢协调,能更好的发挥其繁殖性能。

[1] 丛智慧,谭支良,周传社,等.影响奶牛繁殖性能的营养因素及其调控[J].家畜生态学报,2006,27(6):14-18.

[2] 田元波.奶牛产后卵巢周期重建[J].北京奶牛,1993,5(1):3-5.

[3] Schollo K K.Effects luteinizing hormone of dietary energy on control of secretion in cattle and sheep[J].Anim.Sci.,(70): 1271.

[4] 罗晓林,J.G.Gong.代谢激素及营养对牛卵泡发育的影响[J].青海畜牧兽医杂志,2003,33(2):20-22.

[5] 刘广振,唐冬生,陈红玲,等.高产奶牛繁殖力低的原因分析及解决措施[J].黑龙江畜牧兽医,2007,50(3):29-30.