日粮添加不同来源脂肪酸对奶牛脂质代谢及激素水平的影响

徐晓燕 王加启 卜登攀 崔 海 赵小伟 孙 妍 孙 鹏 赵国琦

(中国农业科学院北京畜牧兽医研究所动物营养学国家重点实验室1，北京 100193)

(扬州大学动物科学技术学院2，扬州 225009)

日粮添加不同来源脂肪酸对奶牛脂质代谢及激素水平的影响

徐晓燕1，2王加启1卜登攀1崔 海1赵小伟1孙 妍1孙 鹏1赵国琦2

(中国农业科学院北京畜牧兽医研究所动物营养学国家重点实验室1，北京 100193)

(扬州大学动物科学技术学院2，扬州 225009)

研究日粮中添加不同来源脂肪酸对泌乳中期奶牛脂质代谢及激素水平的影响。选择36头泌乳中期中国荷斯坦奶牛，采用随机区组设计，按照产奶量、胎次及泌乳日龄将奶牛分为对照组、中短链脂肪酸(SMCFA)组和长链脂肪酸(LCFA)组。对照组饲喂基础日粮，SMCFA组和LCFA组分别在基础日粮的基础上添加400 g/d SMCFA和400 g/d LCFA，正试期为56 d。结果显示，LCFA组奶牛血清中非酯化脂肪酸的含量显著高于对照组(P＜0.05)，其余组间差异不显著(P＞0.05);血清中胆固醇的含量在SMCFA和LCFA组均有增加的趋势，但未达到显著水平(P＞0.05);胰岛素样生长因子的含量在SMCFA组显著降低(P＜0.05)，其余组间没有显著差异(P＞0.05);添加LCFA或SMCFA对奶牛血清中三酰甘油、高密度脂蛋白、低密度脂蛋白、生长激素及胰岛素均没有显著影响(P＞0.05)。结果表明日粮中添加SMCFA对泌乳中期奶牛脂质代谢有一定的负面影响。

中国荷斯坦奶牛 脂肪酸 脂质代谢 激素

奶牛乳脂脂肪酸主要有两个来源:一是由乳腺组织从头合成的中短链脂肪酸(short and medium chain fatty acids，SMCFA)，包括乳中所有的 C4∶0 至C14∶0及50%C16脂肪酸，这些脂肪酸是合成乳中三酰甘油的基本成分，并维持乳脂肪的流动性［1］;二是长链脂肪酸(long chain fatty acids，LCFA)，除油酸是由乳腺组织中硬脂酸Δ9－脱饱和作用产生之外，其余均来自于日粮［2］。Kadegowda等［3］通过比较给奶牛灌注黄油和与乳脂组成中相似的LCFA，发现灌注黄油可以提高奶牛乳脂产量及其含量，而灌注LCFA对奶牛的乳脂合成没有影响，说明SMCFA是乳脂合成的限制性因素，但未对其他方面的影响进行研究。

脂肪酸在动物及人的代谢上起着非常重要的作用。研究表明，饱和脂肪酸会导致脂质代谢紊乱、促进炎症反应、破坏血管内皮细胞功能及造成胰岛素抵抗［4－5］，而不饱和脂肪酸则会提高血浆中三酰甘油及降低低密度脂蛋白的浓度，从而降低心血管疾病的发生率［6－7］。徐超等［8］研究发现摄入大量中短链脂肪酸的油脂(如椰油)可以预防心血管疾病的发生，这与 Kantan 等［9］和 Tautwein 等［10］报道的膳食脂肪酸中月桂酸(C12∶0)和豆蔻酸(C14∶0)有明显的升高胆固醇浓度的作用结论不一致。由此可见，脂肪酸对脂质代谢等方面的作用还有待进一步研究。本试验通过在日粮中添加不同来源的脂肪酸混合物，研究其对泌乳中期奶牛脂质代谢及激素水平的影响，为生产实践提供理论依据。

1 材料和方法

1.1 试验动物与设计

选用北京大兴区沧达福奶牛场36头泌乳中期(183 ±46)d，产奶量、胎次(1.83 ±1.25)相近，健康状况良好的中国荷斯坦奶牛，采用随机区组试验设计，将奶牛分为对照组、SMCFA组和LCFA组，每组12头。对照组饲喂 TMR基础日粮，SMCFA组和LCFA组在基础日粮水平上添加400 g/d SMCFA和400 g/d LCFA。SMCFA和LCFA脂肪酸组成分别模拟荷斯坦奶牛典型乳脂中SMCFA和LCFA组成。SMCFA和LCFA组脂肪酸组成见表1。SMCFA组全部为饱和脂肪酸，LCFA组约含51.1%饱和脂肪酸、39.74%单不饱和脂肪酸和6.23%多不饱和脂肪酸。试验期共9周，第1周为预饲期。

表1 SMCFA和LCFA脂肪酸组成

1.2 试验日粮及饲养管理

试验基础日粮根据中国农业行业推荐标准2004年版奶牛营养需要配制(NY/T 34.2004)，日粮精粗比为50∶50，具体组成及营养成分见表2。

表2 基础日粮组成和营养水平(干物质基础)/%

试验牛采用散栏式饲养，每天饲喂3次，在晨饲时给SMCFA组和LCFA组奶牛添加400 g/d SMCFA和400 g/d LCFA。试验牛日挤奶3次，自由饮水。

1.3 样品的采集与测定

在试验期的第56天晨饲后3 h，利用真空采血管采集奶牛尾动脉血液。血清管于室温静置3 h，3 000×g，离心15 min，分离血清。分离后的血清在－20℃保存，用于测定。血清中三酰甘油(TG)、胆固醇(TC)、高密度脂蛋白(HDL)、低密度脂蛋白(LDL)、非酯化脂肪酸(NEFA)的浓度使用日本日立7160全自动生化仪测定。放射免疫法测定生长激素(GH)、胰岛素(Ins)的含量。胰岛素样生长因子(IgF－1)的含量使用牛胰岛素样生长因子酶联免疫吸附测定试剂盒(湖北武汉伊艾博科技有限公司)测定。

1.4 数据分析

试验数据经 Excel初步处理后，数据用 SAS V8.2软件进行统计分析，采用PROC MIXED进行方差分析，数据为最小二乘均数，显著性水平为P＜0.05，采用Tukey方法进行多重比较。

2 结果与分析

2.1 日粮添加不同来源脂肪酸对泌乳奶牛血脂浓度的影响

从表3中可以看出，与对照组相比，添加400 g/d SMCFA或400 g/d LCFA对泌乳奶牛血清中三酰甘油、高密度脂蛋白、低密度脂蛋白的含量没有显著影响(P＞0.05)，LCFA组和SMCFA组间差异不显著(P＞0.05);SMCFA和 LCFA组胆固醇的含量均高于对照组，但未达到显著水平(P＞0.05);相比于对照组，添加400 g/d LCFA可以显著提高血清中非酯化脂肪酸的含量(P＜0.05)，与SMCFA组间差异不显著(P＞0.05)，SMCFA组与对照组间也没有显著差异(P ＞0.05)。

表3 日粮添加不同来源脂肪酸对泌乳中期奶牛血脂浓度的影响

2.2 日粮添加不同来源脂肪酸对泌乳中期奶牛激素水平的影响

由表4可知，与对照组相比，添加400 g/d SMC-FA，奶牛血清中IgF－1的含量下降了16.9%，差异显著(P＜0.05);与LCFA组相比，SMCFA组血清中IgF－1的含量降低了9%，未达到显著水平(P＞0.05);LCFA组与对照组间差异不显著(P＞0.05)。血清中胰岛素的含量在SMCFA组中最高，LCFA组最低，SMCFA组比LCFA组奶牛血清中胰岛素的含量高 2.138 pg/mL，但未达到显著水平(P ＞0.05)，其余组间血清中胰岛素的含量差异也不显著(P＞0.05)。添加400 g/d SMCFA或400 g/d LCFA对泌乳奶牛血清中生长激素的含量没有显著影响(P＞0.05)，各组间差异不显著(P ＞0.05)。

表4 日粮添加不同来源脂肪酸对泌乳中期奶牛激素水平的影响

3 讨论

3.1 日粮添加不同来源脂肪酸对泌乳中期奶牛血脂浓度的影响

血浆中总胆固醇、低密度脂蛋白胆固醇、三酰甘油含量升高而高密度脂蛋白胆固醇含量降低是诱发心血管疾病的危险因素，它们受日粮中脂肪的种类及含量的影响［11］。本试验中，添加400 g/d SMCFA和400 g/d LCFA均有增加胆固醇含量的趋势，但未达到显著水平，这可能是由日粮中添加的饱和脂肪酸引起的(SMCFA组添加的脂肪酸全为饱和脂肪酸，LCFA组中饱和脂肪酸的质量分数达到51.1%)，众多的研究结果也显示日粮中饱和脂肪酸含量高时，血清中胆固醇含量增加［12］。饱和脂肪酸提高血浆中胆固醇含量的机制尚未完全明确，但有研究表明这种作用可能是LDL受体表达受抑制引起的［13］。

与对照组相比，两组奶牛血清中非酯化脂肪酸的含量均增加，LCFA组的增加量达到显著水平，这与Andersen等［12］报道的给干奶奶牛补充饱和脂肪酸或亚油酸均能提高血浆中NEFA的含量这一结论是一致的。Grum等［14］研究发现干奶期奶牛饲喂高脂日粮，血浆中NEFA的含量提高与干物质采食量及能量摄入降低相关，而在本试验中未发现这一变化，造成这一差异的原因可能与奶牛的泌乳阶段有关。

目前，脂肪酸对血脂的影响存在着争议，如Mekki等［15］报道称食入黄油的青年体内血脂及乳糜微粒的积累要低于食入橄榄油和葵花油的青年，而Thomsen等［16］研究认为与橄榄油相比，黄油提高了三酰甘油，降低了高密度脂蛋白含量。在本试验中，添加400 g/d SMCFA或 LCFA对奶牛血清中 TG、HDL、LDL的含量没有显著影响。脂肪酸对血脂含量的影响与动物的品种、时期，添加脂肪的类型及添加量等密切相关，还有待进一步研究。

3.2 日粮添加不同来源脂肪酸对奶牛血清中激素的影响

饱和及一些单不饱和脂肪酸已经被认为是造成胰岛素抵抗的因素，而多不饱和脂肪酸，尤其是ω－3脂肪酸对胰岛素没有不利作用甚至是有利的。流行病学研究发现胰岛素抗性与高脂血症，即饱和脂肪酸摄入过多密切相关［17－18］，而用长链 ω －3脂肪酸替换一小部分的饱和脂肪酸就能阻止胰岛素抵抗［19－20］。本试验中 SMCFA 组胰岛素的含量比LCFA组下降了14.3%，LCFA组胰岛素的含量也低于对照组，这可能是由于LCFA组中含有不饱和脂肪酸引起的。

胰岛素样生长因子(IgF－1)是一种具有与胰岛素结构同源又相似的低分子蛋白，具有细胞分化、增殖和胰岛素样代谢作用。研究发现IgF－1对机体糖和脂肪代谢有一定的胰岛素样效应［21］，与动脉粥样硬化、冠心病等心血管疾病有密切关系［22－23］。重度肥胖儿童及高脂血症、动脉硬化患者血清中IgF－1的含量显著低于正常组［24－25］。本试验中，在日粮中添加400 g/d SMCFA后，奶牛血清中IgF－1的含量显著低于对照组，LCFA组IgF－1的含量也低于对照组，但未达到显著水平，IgF－1含量的下降与日粮中饱和脂肪酸密切相关。Caldari－Torres等［26］使用饱和脂肪酸、反式油酸钙盐及红花油饲喂奶牛，发现红花油组奶牛血浆中IgF－1的含量高于饱和脂肪酸组，这也可部分解释LCFA组中IgF－1略高于SMCFA 组的原因。Bichell等［27］和 Le Roith等［28］发现，在正常生理条件下，由垂体产生的生长激素可以抑制IgF－1的产生，反之，IgF－1也会抑制生长激素的产生。在本试验中未发现IgF－1与GH存在相关性，脂肪酸对GH的产生也没有显著影响。

4 结论

日粮中添加400 g/d SMCFA可以显著降低血清中IgF－1的含量，血清中胆固醇的含量有升高的趋势。日粮中添加400 g/d LCFA可以显著提高血清中NEFA的含量，对其他指标没有显著影响。

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Effect of Supplementing Different Sources of Fatty Acids on Lipid Metabolism and Endocrine Response of Mid－Lactating Holstein Cows

Xu Xiaoyan1，2Wang Jiaqi1Bu Dengpan1Cui Hai1Zhao Xiaowei1
Sun Yan1Sun Peng1Zhao Guoqi2
(State Key Laboratory of Animal Nutrition，Institute of Animal Science，The Chinese Academy of Agricultural Sciences1，Beijing 100193)
(College of Animal Science and Technology，Yangzhou University2，Yangzhou 225009)

To investigate the effect of supplementing different sources of fatty acids on lipid metabolism and endocrine response of mid－lactating Holstein cows，thirty－six Chinese Holstein cows were divided into three groups according to random block design with milk yield，DIM and parity.The animals were fed with diets contained 0 g/d，400 g/d short and medium chain fatty acids(SMCFA)and 400 g/d long chain fatty acids(LCFA)for group1(control)，group2 and group3，respectively.The experiment lasted 56 days.Results showed that:1)the non － esterified fatty acids concentration in serum was higher in group 3 than in group 2;2)supplementation of SMCFA and LCFA tended to increase the concentration of cholesterol;3)the concentration of serum insulin－like growth factor was declined in group 2，while no difference was detected between other groups;4)there were no differences among the groups in the concentrations of serum triglyceride，high － density lipoprotein，low － density lipoprotein，growth hormone and insulin.It was concluded that supplemental SMCFA may have some negative function on lipid metabolism in dairy cows.

Chinese Holstein cows，fatty acids，lipid metabolism，endocrine

Q57

A

1003－0174(2012)03－0071－05

973计划(2011CB100805)

2011－05－23

徐晓燕，女，1987年出生，硕士，反刍动物营养

王加启，男，1967年出生，研究员，博士生导师，反刍动物营养与牛奶质量改良