围产期奶牛酮病的群体监测研究进展

王明琼，李 超，李 沛，贾 浩，董 强

(1.西北农林科技大学动物医学院，陕西杨陵 712100；2.西藏乃东区农牧综合服务中心，西藏乃东 856100；3.错那县觉拉乡人民政府，西藏错那 856700；4.琼结县琼结镇人民政府，西藏琼结 856800；5.山南市动物疫病预防控制中心，西藏山南 856000)

奶牛围产期又称过渡期，通常指奶牛分娩前后各15 d[1]，也有将其扩大到分娩前后各21 d[2]，甚至30 d[3]。群体监测是指通过日常的生产参数或一些特定的危险因素构建畜群模型，以便达到对疾病未来的发展进行预测和提前防治。对于奶牛个体而言，疾病的诊断是根据已有的特异性指标阈值和/或临床特征来进行确诊。然而对于奶牛群体水平的疾病监测，群体监测相关指标的阈值常常低于和/或高于奶牛个体的疾病阈值，这使得疾病的群体监测不在是单纯依靠个体奶牛指标阈值进行诊断和统计，而是从群体的概念建立模型进行群体的监测和预警。有学者研究了一系列用于牛场生产性疾病的监测和防控的方法，主要包括体况评分 (body condition score,BCS)管理、能量负平衡 (negative energy balance,NEB)、低血钙症、瘤胃健康和微量元素水平，该方法可广泛应用于牛场的各个部门[4]。营养代谢状态是围产期奶牛酮病监测的重要措施之一，其监测主要包括能量负平衡、矿物元素状态、日粮营养和饲养管理等。

1 能量负平衡的监测

能量平衡是奶牛机体生产、繁殖和维持健康的重要保证。评价奶牛能量负平衡的指标主要包括BCS和血液中葡萄糖(glucose,GLU)、β-羟丁酸(β-hydroxybutyric acid,BHBA)、游离脂肪酸 (nonesterified fatty acid,NEFA)等。围产期保持理想的BCS是奶牛维持高产和健康的重要基础，也是奶牛场生产管理的重要部分。研究认为，在干奶期奶牛BCS保持在2.75为适，分娩期以BCS≤3.0最佳，泌乳早期BCS下降范围应在0.25～0.5以内。产犊时BCS≥3.5可增加酮病的发病风险，延长首次受孕时间间隔和增加人工授精次数[5]。当BCS较低时则可能减低奶牛的产奶量和再次生产的能力。血浆GLU是能量平衡的灵敏指标，其代谢受应激和胰岛素抵抗等多种因素的影响。产前30 d～15 d，奶牛血液GLU含量相对稳定，产前10 d时急剧下降，分娩当天达到最低水平[6]。研究表明[7]，奶牛低血糖症 (GLU<2.5 mmol/L)在整个围产期具有较高的发病率，并且血液GLU与BHBA和NEFA呈显著负相关。国内外研究者认为，血清中BHBA>1.2 mmol/L，泌乳早期牛奶中BHBA>0.15 mmol/L被诊断为酮病[8]。测定血清中BHBA比乙酰乙酸、丙酮、尿酮和乳酮具有更高的准确性和敏感性。BHBA和NEFA被认为是能量负平衡的标志物，能量负平衡的在产前和产后血清BHBA和NEFA的浓度范围为：在奶牛个体水平，产前血清BHBA>0.6 mmol/L～0.8 mmol/L、NEFA>0.3 mEq/L～0.5 mEq/L，产后血清BHBA>1.0 mmol/L～1.4 mmol/L、NEFA>0.7 mEq/L～1.0 mEq/L；在牛群水平，超过15%～25%个体奶牛BHBA和NEFA的浓度超过个体水平的范围[9]。但是这种方法对群体水平的能量负平衡状态进行评估的敏感性受诸多因素的限制，例如在较小的牛群样本中其敏感性较低。也有研究者提出，将10头奶牛的血清等分混合，检测NEFA和BHBA的浓度以监测诊断群体亚临床酮病(subclinical ketosis,SCK)的患病率[10]，但这种方法存在局限性。研究报道，在产犊后第1周血清中NEFA≥1.0 mmol/L和BHBA≥1.2 mmol/L时，奶牛发生临床酮病的风险分别高达6.3倍和4.7倍[11]。在产后7 d～21 d，奶牛血清中BHBA为1.2 mmol/L～2.9 mmol/L时，奶牛发情表现和发情活动降低，产犊后第一次发情期和怀孕间隔延长[12]。血液NEFA的积累可引发亚急性炎症，而持续的亚急性炎症又反馈性地加强脂肪动员进而加重代谢应激，诱发酮病的发生[13]。曹宇等[14]通过对产后14 d～21 d的奶牛研究发现，酮病奶牛血浆中对氧磷酶1 (paraoxonase1,PON1)活性和含量显著降低，并提出其可作为预测奶牛酮病发病风险的评估指标。血浆代谢组学研究表明，酮病奶牛血液中与氨基酸、脂肪和碳水化合物相关的代谢产物存在差异，说明奶牛酮病血液学监测应以能量代谢相关产物为主[15-16]。同时，利用人工神经网络 (artificial neural networks,ANN)方法构建预测模型的结果显示，基于代谢以及牛奶参数的模型的预测性能高于基于遗传信息的模型[17]，表明监测代谢产物进行奶牛酮病的预测预警可能更有效。

2 矿物元素状态的监测

矿物元素在奶牛机体的许多生理生化过程中发挥重要作用。如维持奶牛机体的酸碱平衡、维生素合成、骨骼发育、酶的活性和细胞正常功能的发挥等都需要矿物元素的参与。围产期奶牛血液中Ca、P、K、Mg等矿物元素的含量与低钙血症、低镁血症和倒地不起等疾病的发生有关。但是，血液中多数矿物元素的浓度受到内环境协调控制机制的严格调控。由于正常情况下，奶牛机体具有完整的调控系统，因此测定血液中一些矿物元素的浓度并不能反映日粮状态。研究发现泌乳奶牛通过泌乳损失的Ca>5 g/d[3]。当泌乳损失的Ca不能由骨Ca和日粮中的Ca补充时，总血Ca≤2.0 mmol/L，会引起低钙血症。而奶牛Ca为1.7 mmol/L～2.2 mmol/L，无明显临床症状时，判定奶牛患亚临床低血钙症[18]。日粮阳离子平衡 (dietary cation-anion balance,DCAB)[(Na+K)-(Cl+S)]主要集中于奶牛产前日粮中K的水平上。如果日粮总K>1.8%，低钙血症是很难控制的[19]。热应激条件下，当饲粮DCAB在177.77 mEq/kg DM以下时，可降低奶牛的呼吸频率、缓解热应激、增加血清Ca浓度[20]。围产前期饲喂阴离子盐颗粒饲料可有效维持血钙平衡[21]。使用DCAB预防低钙血症的策略是尿液pH 6～6.8，干奶牛尿液pH监测应接近6.8[19]。研究报道[22]，妊娠奶牛日粮中P含量从0.3%增加到0.4%可增加低钙血症的发病风险，而添加Mg补充剂可有效预防奶牛低钙血症。研究指出[22]，预防低钙血症的关键监测标准是妊娠奶牛日粮中Mg含量低于0.4% DM，P含量低于0.3%。产犊后7 d内监测血液中Mg浓度是有用的，产犊后24 h～48 h血液中Mg的理想范围为0.8 mmol/L～1.3 mmol/L[23]。有学者提出，产犊后12 h～24 h采集奶牛血液样品检测Ca浓度进行亚临床低钙血症的监测方法，总血Ca浓度低于2.0 mmol/L[24]。

3 日粮营养的监测

妊娠晚期和泌乳早期干物质采食量 (dry matter intake,DMI) 不足引起的NEB，容易诱发SCK[25]。研究表明[26-27]，围产期日粮中的能量、粗蛋白 (crude protein,CP)、中性洗涤纤维 (neutral detergent fiber,NDF)浓度与奶牛酮病和奶牛健康密切相关。研究提出，在产后8周内日粮应提供奶牛95%的能量需求[28]。在大多数情况下，饲粮中粗脂肪 (ether extract,EE)总量不应超过干物质 (dry matte,DM)的6%～7%，饲喂高浓度EE可导致DMI降低[29]。围产期对奶牛进行日粮限制可诱导血液中BHBA和NEFA浓度增加，GLU浓度降低，甘油三酯 (triacylglycerol,TG)含量增多，并上调肝脏中细胞因子信号传导，脂肪酸摄取/运输，脂肪酸氧化相关的基因和核受体[30]。围产前期(产前21 d内)饲粮CP的适宜水平为13.07%[31]。酮病奶牛的抗氧化能力显著降低[32]，产后1周内日粮硒含量为0.45 mg/kg DM时，可显著改善酮病奶牛机体的抗氧化能力[33]。研究表明，每头奶牛日粮中添加3.5 g/d烟酸可有效降低酮病的发病率和增加DMI[34]。围产期奶牛存在不同程度的胰岛素抵抗 (insulin resistance,IR)[35]，使用预防性饲料添加剂增强胰岛素敏感性，用以预防酮病的方法还有待进一步研究[36]。

4 饲养管理的监测

饲养管理直接影响奶牛的生产性能和健康状态。在生产实际中，奶牛的品种、年龄、胎次、季节、饲养密度、干奶天数、饲喂方式、活动规律等均可影响奶牛的健康[37-38]。通过改善日粮制备和可利用性的管理可影响围产期疾病的发病风险[39]。干奶期通常指奶牛妊娠的最后2个月，一般为45 d～75 d，以60 d为佳。干奶期过长或日粮营养过剩，易导致奶牛体况过肥，使得奶牛食欲下降，干物质采食量降低，从而增加酮病的发病风险[40]。通过对高发病率(酮病)牛群研究发现[41]，泌乳早期隔间与自动挤奶系统 (automatic milking system,AMS)模式发病率低于隔间与挤奶厅的模式，妊娠后期育成牛隔间饲养发病率高于围栏饲养；干奶牛与育成牛在同一圈舍的发病率高于分开饲养；全混合日粮 (total mixed ration,TMR)饲养发病率高于组分饲养；泌乳奶牛日粮个体饲养发病率高于群体饲养；泌乳牛每个空间多于1头牛时发病率增加；此外，牛群规模、环境卫生等均对酮病的发病率有影响。研究表明，奶牛的行为数据(如站立和躺卧的时间)监测可用于产后SCK早期预测[42]。患有SCK的多胎奶牛与健康奶牛相比，在产后3周和4周躺卧时间分别延长44 min/d±16.7 min/d和41 min/d±18.9 min/d[43]。产前2周至产后4周，健康奶牛反刍时间平均为459 min/d±11.3 min/d，而酮病奶牛的反刍时间比健康奶牛缩短25 min/d±12.8 min/d[44]。干奶前期饲喂燕麦草可降低奶牛产后酮病的发病率[45]。

5 小结

奶牛酮病的发生通常受多种因素(如农场管理、日粮营养等)的影响，对奶牛群体的营养状态进行监测，从而达到预测预警疾病的发生是极具挑战性的。定期对畜群进行抽样调查，了解各种营养物质代谢情况；正确地评估或预测畜体的营养需要，合理调配日粮；筛选疾病的监测指标，构建科学的监测指标体系，确定合理的指标阈值，开展营养代谢状态的监测，在预测预警酮病、脂肪肝和亚临床低钙血症等生产性疾病中具有重要意义。然而，单一监测指标因提供的有用信息不同，其疾病发生的预测精度也会不同。将多个指标以某种方式进行适当的组合，综合利用每一个指标所提供的信息，进行组合预测，可使疾病发生的预测精确度和可靠度有较大提高。

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