去势对西门塔尔牛血清生化指标的影响

郭同军，臧长江，王连群，桑断疾，邵伟，余雄

(1.新疆农业大学动物科学学院/新疆肉乳用草食动物营养实验室，乌鲁木齐 830052；2.新疆畜牧科学院饲料研究所，乌鲁木齐 830000；3.塔里木大学动物科学学院，新疆阿拉尔 843300)



去势对西门塔尔牛血清生化指标的影响

郭同军1,2，臧长江1，王连群3，桑断疾2，邵伟1，余雄1

(1.新疆农业大学动物科学学院/新疆肉乳用草食动物营养实验室，乌鲁木齐 830052；2.新疆畜牧科学院饲料研究所，乌鲁木齐 830000；3.塔里木大学动物科学学院，新疆阿拉尔 843300)

【目的】研究去势对西门塔尔牛血清能量、蛋白代谢及抗氧化指标的影响。【方法】选取50头健康的、16月龄的西门塔尔公牛，经药物驱虫后，依据体重进行单因素配对试验设计。【结果】肌酸激酶的活性去势组比未去势组低6.90%，差异显著(P<0.05)。去势组的尿素氮和白蛋白含量比未去势组分别高5.63%和2.59%，差异极显著(P<0.01)；白蛋白与球蛋白的比值去势组显著高于未去势组(P<0.05)。去势组和未去势组的超氧化物歧化酶、谷胱甘肽过氧化物酶和丙二醛含量含量差异均不显著(P>0.05)。【结论】去势使代谢氧化过程减慢，去势牛变得温顺而活动量相对减少，致使机体对ATP的需求降低了，血清肌酸激酶和乳酸脱氢酶的活性下降了，血糖的消耗降低，血清中血糖水平相对升高；蛋白同化作用减弱，血液的氧化应激变低。而白蛋白增加可能与去势牛需要更多的脂蛋白运势脂肪酸等营养物质有关。

西门塔尔牛；去势；血清蛋白代谢；血清能量代谢；抗氧化指标

0 引 言

【研究意义】去势能减少公牛肉含有的膻味，能使肌肉内脂肪含量增加，提高牛肉的大理石花纹等级，改善牛肉品质[1-5]，但去势对日增重有降低的作用[3、6-12]。血液生化指标的测定是了解动物营养物质利用和代谢状态的重要方法。【前人研究进展】去势后去势牛的白血球数量会短期增加[13]。无血去势钳去势后结合珠蛋白的数量会增加[14-16]。毛元廷等[2]比较研究发现去势后的延边黄牛的血清谷草转氨酶含量降低，血清谷丙转氨酶、白蛋白和尿素氮含量提高。吕强等[12]研究发现去势后的新疆褐牛的血清球蛋白、谷丙转氨酶和谷草转氨酶含量降低，血清尿素氮和白蛋白含量提高。【本研究切入点】当前，去势对1.5岁左右的西门塔尔牛的血清蛋白、能量等营养物质代谢及抗氧化指标影响的研究较少。试验通过对比分析去势西门塔尔牛与未去势西门塔尔牛的血清生化及抗氧化指标的含量差异。【拟解决的关键问题】试验通过对比分析去势西门塔尔牛与未去势西门塔尔牛的血清生化及抗氧化指标的含量差异，研究去势对17～21月龄西门塔尔牛蛋白、能量等营养物质代谢及抗氧化指标的影响，为通过去势生产高品质牛肉提供数据支持。

1 材料与方法

1.1 材 料

1.1.1 试验动物

试验选择50头健康、体重(414.02±62.34) kg 16月龄西门塔尔公牛，经药物驱虫后，依据体重进行配对试验设计，分为去势组和未去势组2个组，每个组25头牛。试验期150 d。

1.1.2 日粮组成

参照肉牛饲养标准NY/T 815-2004进行试验日粮配制，列出日粮组成及营养水平。表1

表1 日粮组成及营养水平(干物质基础，%)
Table 1 Ingredient and nutrition level of experiment diets (DM basis，%)

原料Ingredients月龄(月)Monthofage17181920～21营养成分Nutrientlevels月龄(月)Monthofage17181920～21青贮玉米Silagemaize3016295026672602综合净能NEmfMJ/kg697689697701麦秸Wheatstraw1928201018181773粗蛋白质CP1315129413241323玉米Corn3363330736233746粗脂肪EE234230233235棉粕CottonseedMeal1318129513321312粗纤维CF1693170915761542菜籽粕Rapeseedmeal263258278285钙Ca032031033033预混料Premix1)056055059060磷P036036035034食盐NaCl056055059060碳酸氢钠NaHCO3000070164162总计Total10000100001000010000

注；1 kg预混料含有： VA≥2 200 IU， VD3≥275 IU，VE≥15 IU，Fe≥50 mg，Cu≥10 mg，Zn≥30 mg，Mn≥40 mg，Se≥0.1 mg，I≥0.5 mg，Co≥0.1 mg

Note: One kilogram of premix contained the following： VA≥2 200 IU， VD3≥275 IU，VE≥15 IU，Fe≥50 mg，Cu≥10 mg，Zn≥30 mg，Mn≥40 mg，Se≥0.1 mg，I≥0.5 mg，Co≥0.1 mg

1.2 方 法

1.2.1 去势与饲养管理

将去势组的25头西门塔尔公牛禁食12 h后，采用公畜无血去势钳去势[17]。去势后，观察2 d后，无不良反应，即开始饲养试验。试验牛分组散栏饲养，每天分两次(09：30和19：30)定量饲喂相同的全混合饲粮，自由饮水。根据中国《肉牛饲养标准》生长育肥牛干物质采食量计算公式：

DMI=0.062×LBW0.75+(1.529 6+0.003 7×LBW)×ADG.

式中：DMI干物质采食量，(kg/d)；LBW活重，(kg)；ADG平均日增重，(kg/d)。

基于试验牛平均体重和日增重1.0 kg，计算生长育肥牛理论干物质采食量，结合试验牛平均剩料量，每30 d调整一次日粮配方和饲喂量。实际干物质采食量的测定以组为单位进行测定，计算平均值。

1.2.2 样品采集

1.2.2.1 样品采集与制备

正式试验期每月的第1 d，清晨饲喂前，用血清真空管于尾根动/静脉处采取血样。于4℃ 3 000 r/min 离心15 min，取上清。分装于1.5 mL离心管，-20℃保存[18]。用于血清生化指标和抗氧化指标的检测。

1.2.2.2 样品分析

血糖、白蛋白、总蛋白、尿素氮、肌酸激酶、乳酸脱氢酶、β-羟丁酸、谷丙转氨酶、谷草转氨酶、超氧化物歧化酶、丙二醛和谷胱甘肽过氧化物酶采用日立7160全自动生化仪和各指标对应的检测试剂盒进行比色法检测[18]。

1.3 数据统计

采用SAS 9.0 MIXED模型进行有重复数据的配对资料的单因素方差分析。

2 结果与分析

2.1 去势对西门塔尔牛血清能量代谢指标的影响

研究表明，与未去势组相比，去势能降低去势西门塔尔牛血液中肌酸激酶的活性6.90%，差异显著(P<0.05)；去势能提高去势西门塔尔牛血液中血糖和β-羟丁酸的含量0.78%和4.80%，但差异不显著(P>0.05)。乳酸脱氢酶含量去势组比未去势组低3.02%，差异也不显著(P>0.05)。表2

表2 去势下西门塔尔牛血清能量代谢指标变化
Table 2 The effect of castration on serum energy metabolism of Simmental Cattle

项目Items试验处理 TreatmentP值 P-value未去势Uncastrated去势Castrated处理Trt月份Month处理×月份Trt×Month血糖GLU(mmol/L)514±053518±055058<00001082β-羟丁酸β-HB(mmol/L)0125±005013±005040<00001100乳酸脱氢酶LDH(U/L)135385±25730131302±24171020<00001026肌酸激酶CK(U/L)15234±4042b14183±3057a0046081030

2.2 去势对西门塔尔牛血清蛋白代谢指标的影响

研究表明，与未去势组相比，去势能提高去势西门塔尔牛血液中白蛋白和尿素氮的含量，差异极显著(P<0.01)。白蛋白与球蛋白的比值去势组比未去势组高2.17%，差异显著(P<0.05)。去势组的总蛋白、球蛋白和谷草转氨酶含量比未去势组分别高1.30%、0.13%和2.85%，但差异不显著(P>0.05)。谷丙转氨酶含量去势组比未去势组低0.60%，差异不显著(P>0.05)。处理与月份的交互效应对血液白蛋白和总蛋白的含量影响统计差异显著(P<0.05)，血液总蛋白和尿素氮浓度随月龄变化趋势为17～21各月龄的尿素氮含量去势组均高于未去势组，差异不显著(P>0.05)。表3，图1

表3 去势下西门塔尔牛血清蛋白代谢指标变化
Table 3 The effect of castration on serum protein metabolism of Simmental Cattle

项目Items试验处理 TreatmentP值 P-value未去势Uncastrated去势Castrated处理Trt月份Month处理×月份Trt×Month白蛋白ALB(g/L)2901±230B2976±252A0003<00001002总蛋白TP(g/L)6074±4506153±431015<00001003球蛋白GLB(g/L)3174±2893178±289091009009白蛋白：球蛋白A/G092±008b094±010a004<00001021尿素氮BUN(mmol/L)373±060B394±062A0009<00001090谷丙转氨酶ALT(U/L)2150±9042137±835091<00001018谷草转氨酶AST(U/L)4355±14894479±14850550002056

图1 血液总蛋白和尿素氮浓度随月龄变化

Fig.1 The change trend of blood TP and BUN concentration with month of age

2.3 去势对西门塔尔牛的血清抗氧化指标的影响

研究表明，与未去势组相比，去势的西门塔尔牛血液中超氧化物歧化酶提高了0.01%，差异不显著(P>0.05)。去势组谷胱甘肽过氧化物酶和丙二醛的含量比未去势组分别低0.85%和1.32%，差异也不显著(P>0.05)。表4

表4 去势下西门塔尔牛的血清抗氧化指标变化
Table 4 The effect of Castration on serum antioxidant indices of Simmental Cattle

项目Items试验处理 TreatmentP值 P-value未去势Uncastrated去势Castrated处理Trt月份Month处理×月份Trt×Month超氧化物歧化酶SOD(U/mL)8125±4428126±443099<00001087谷胱甘肽过氧化物酶GSH-PX(U/mL)88073±518887322±54090310004031丙二醛MDA(nmol/mL)304±083300±062069027037

3 讨 论

3.1 去势与西门塔尔牛血清能量代谢指标的关系

血糖水平能反应机体的营养状况，是动物机体内能量平衡的主要标志[19-20]。试验中，血糖含量去势组比未去势组高0.78%，差异不显著(P>0.05)。这与吕强[21]研究青年新疆褐牛，毛元廷[2]研究延边黄牛公牛和阉牛的血清血糖差异不显著的结论一致。β-羟丁酸在瘤胃中受挥发性脂肪酸介入而生成酮体，因此β-羟丁酸可作为是能量供应的敏感指标[22]。试验中，β-羟丁酸的含量去势组均高于未去势组，但差异不显著(P>0.05)。去势牛的β-羟丁酸和血糖水平均稍高于未去势组。这可能是由于阉割公畜后，去除雄激素的分泌，显著地减慢代谢氧化过程[23]所造成的。

乳酸脱氢酶在体内可逆地催化丙酮酸和还原性辅酶I转变为乳酸和氧化性辅酶I，是机体能量代谢中参与糖酵解的一种重要酶，其含量的改变直接影响到机体的能量代谢[24]。试验中，乳酸脱氢酶含量去势组比未去势组低3.02%，差异不显著。肌酸激酶在体内可逆地催化肌酸与ATP之间的转磷酰基反应，与细胞内ATP再生、能量运转和肌肉收缩直接关系[24]。试验中，肌酸激酶含量去势组显著低于未去势组。这可能是由于去势后，去势牛活动量降低了，代谢氧化过程减缓了，致使机体对ATP的需求降低了，故而肌酸激酶和乳酸脱氢酶的活性下降了。

3.2 去势与西门塔尔牛血清蛋白代谢指标的关系

动物所需蛋白质必须从食物中被不断摄入，在蛋白酶的作用下将饲料蛋白质分解成以氨基酸为主的形式吸收利用。当蛋白质分解增强时，尿素氮含量上升，白蛋白含量下降，总氨基酸含量上升，谷丙转氨酶含量下降，谷草转氨酶含量上升。当蛋白质合成时，尿素氮含量下降，白蛋白含量上升，总氨基酸含量下降，谷草转氨酶含量下降，谷丙转氨酶含量上升[25]。

血清尿素氮是评价饲粮氨基酸的平衡和机体蛋白质代谢的有效指标之一[26]，与动物生长速度成负相关。一般情况下尿素氮浓度低说明氨基酸平衡较好，机体蛋白质合成率较高。血清尿素氮浓度过高，则会使氮通过尿液排出体外，降低饲料中氮的利用效率[27]。试验中，尿素氮含量去势组比未去势组高5.63%，差异极显著(P<0.01)。这与吕强[21]和毛元廷[2]在研究去势对新疆褐牛和去势对延边黄牛的血清尿素氮变化相一致。说明去势会影响牛对氨氮利用率，影响蛋白质沉积。

血清蛋白的含量受日粮蛋白质的摄取量和内源蛋白质分解代谢等众多因素的影响。血清白蛋白与球蛋白之和即为总蛋白[28]。白蛋白主要由肝脏合成，可作为脂肪酸等营养物质的载体[29]。试验中，白蛋白含量去势组极显著高于未去势组。这与吕强[21]和毛元廷[2]在研究去势对新疆褐牛和去势对延边黄牛的血清白蛋白变化相一致。这可能说明一方面去势牛的代谢氧化过程减慢了，另一方面是去势的牛的需要较多的白蛋白被用于脂肪酸等营养物质的运输。

血清球蛋白含量能反映机体免疫能力和蛋白质代谢能力的强弱，球蛋白含量提高，说明蛋白质代谢能力加强，免疫力得到提高[28]。白蛋白与球蛋白的比值升高说明球蛋白数量下降而降低机体免疫机能，反之则提高免疫系统机能[30]。试验中，球蛋白含量去势组比未去势组高0.13%，差异不显著(P>0.05)。白蛋白与球蛋白的比值去势组显著高于未去势组。说明未去势牛的免疫力较高，这可能是由于未去势牛因具有较强的好斗性，容易受伤造成的[21]。

谷丙转氨酶和谷草转氨酶的活性高低可以基本反映机体蛋白质合成和分解代谢的状况[31]。试验中，谷丙转氨酶含量去势组比未去势组低0.60%，谷草转氨酶含量去势组比未去势组高2.85%，差异均不显著(P>0.05)。说明去势牛的蛋白分解代谢机能稍高于合成代谢，体沉积的能力稍弱，与此相对应则是血液中总蛋白和白蛋白的浓度升高了。这与试验中，总蛋白含量去势组高于未去势组的结论相一致。

3.3 去势与西门塔尔牛的血清抗氧化指标的关系

机体在代谢过程中产生大量超氧阴离子自由基，该自由基是一种强氧化剂，会对机体产生损伤。在正常情况下，动物机体细胞内超氧化物歧化酶(SOD)等一系列抗氧化酶类的活性和含量会影响体内活性氧自由基的水平和脂质过氧化最终代谢产物丙二醛的含量[32-34]。

SOD能保护细胞免受损伤，是因为其能够歧化超氧阴离子形成H2O2，消除超氧阴离子的毒性所致[35]。谷胱甘肽过氧化物酶能起到保护细胞膜结构和功能完整的作用，是由于其能消除细胞内有害的过氧化物代谢产物，阻断脂质过氧化链锁反应[36]。丙二醛是体内脂质过氧化反应的终产物，可与蛋白质、酶发生交联反应而影响机体功能[31]。丙二醛含量的高低可间接反映机体细胞损伤的程度[37]。试验中，超氧化物歧化酶含量去势组高于未去势组0.01%，谷胱甘肽过氧化物酶含量去势组低于未去势组0.85%，差异均不显著(P>0.05)。丙二醛含量去势组低于未去势组1.32%(P>0.05)，说明去势牛的氧化应激低于未去势牛，这可能与牛去势后代谢氧化过程减慢有关，或去势牛的活动量较未去势牛减少了有关。吕强[21]在研究去势对新疆褐牛的影响时指出血清超氧化物歧化酶酶含量和丙二醛含量组间差异不显著，说明去势青年新疆褐牛氧化应激可能消除。

4 结 论

通过比较分析去势对西门塔尔公牛的血清能量、蛋白等营养物质代谢和抗氧化指标的影响。发现去势牛血液肌酸激酶的活性显著下降了6.90%，尿素氮的含量显著提高了5.63%；超氧化物歧化酶、谷胱甘肽过氧化物酶和丙二醛的含量变化不显著。说明去势能减少机体对能量的需求和体内蛋白质的沉积，机体代谢氧化过程减慢，去势牛活动量减少。

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Fund project:Supported by "12th Five-Year" science and technology support project of China "the research and demonstration of key technology about the safe and efficient feeding of beef cattle in Xinjiang" (2011BAD47B02); the basic science and technology research support funds for scientific research institutes of Xinjiang Uygur Autonomous Region; Open subject of nutrition laboratory for meat and milk in Xinjiang

The Influence of Castration on Serum Biochemical Index of Simmental Cattle

GUO Tong-jun1,2, ZANG Chang-jiang1, WANG Lian-qun3,SANG Duan-ji2, SHAO Wei1, YU Xiong1

(1. Xinjiang Key Laboratory of Herbivore Nutrition for Meat & Milk Production / CollegeofAnimalScience,XinjiangAgriculturalUniversity,Urumqi830052,China；2.FodderResearchInstitute,XinjiangAcademyofAnimalSciences,Urumqi830000,China；3.CollegeofAnimalSciences,TarimUniversity,AlarXinjiang843300,China)

【Objective】 The objective of the present study is to investigate the influence of castration on serum protein metabolism, energy metabolism and antioxidant index on Simmental cattle. 【Method】50 healthy Simmental cattle (16 month) were used in a paired design of single factor by body weight.【Result】The results showed that the content of creatine kinase in the castrated group was lower than uncastrated group and there were significant difference(P<0.05). The contents of urea nitrogen and albumin in castrated group were higher than uncastrated group by 5.63% and 2.59%, respectively. The difference were extremely significant (P<0.01). The ratio of albumin and globulin in the castrated group was significantly higher than uncastrated group(P<0.05). As for SOD, GSH-PX and MDA, there were no difference in the castrated group and uncastrated group (P>0.05). 【Conclusion】The results suggested that the castration slows down the metabolic oxidation process, slows down, and steers become gentle and the relative reduction in the amount of activity, thus resulting in the body's demand for ATP. Serum creatine kinase and lactate dehydrogenase activity decreased, and so did blood glucose consumption; The blood sugar level in serum relatively went up. The assimilation of protein decreased, and the oxidative stress of blood became lower. And the increase in albumin may suggest that ovariectomized cows need more lipoprotein fatty acids and other nutrients.

Simmental cattle；castration treatment；serum protein metabolism；serum energy metabolism；serum antioxidant index

10.6048/j.issn.1001-4330.2016.11.022

2016-01-04

国家“十二五”科技支撑项目“新疆肉牛安全高效饲养关键技术研究与示范”(2011BAD47B02)；新疆维吾尔自治区科研院所基本科研业务经费资助项目；新疆肉乳用草食动物营养实验室开放课题

郭同军(1981-)，男，甘肃人，副研究员，博士，研究方向为反刍动物营养与瘤胃微生物调控，(E-mail)guotaoxj@126.com

余雄(1958-)，男，四川人，教授，博士生导师，研究方向为动物营养与饲料，(E-mail)yuxiong8763601@126.com

S823.8

A

1001-4330(2016)11-2127-08