奶牛酮病的致病机制和诊断方法研究进展

王世玺，巴雅尔，胡 亮

1 巴彦淖尔市动物疫病预防控制中心，内蒙古巴彦淖尔 0150002 巴彦淖尔市农牧业科学研究所，内蒙古巴彦淖尔 015000

0 引言

奶牛饲养是我国农业重要组成部分，但酮病这一营养代谢性疾病的高发率对养殖业稳定发展造成巨大威胁。围产后期奶牛由于体内激素水平剧烈变化、环境应激和泌乳而处于能量负平衡状态，容易引发机体的能量代谢紊乱，诱发酮病。随着我国奶业规模化、集约化饲养模式快速发展，奶牛酮病发病率逐年上升，严重威胁奶牛健康和养殖业可持续发展。本文详细介绍了奶牛酮病相关知识，重点讨论检测技术，为奶牛养殖业健康管理和发展提供参考。

1 奶牛酮病的分类及危害

1.1 奶牛酮病的分类

奶牛酮病是一种常见的代谢疾病，主要特征是高非酯化脂肪酸（Non-Esterified Fatty Acids，NEFA）和高β-羟基丁酸水平。根据β-羟基丁酸水平不同，酮病可分为两类：亚临床型酮病和临床型酮病[1]。亚临床型酮病通常没有明显症状，但血液中β-羟基丁酸浓度1.2～3.0 mmol/L。临床型酮病表现精神沉郁、食欲下降、体重减轻、产奶量低等症状，同时β-羟基丁酸浓度超过3.0 mmol/L。酮病还可根据时间和原因分类，包括基础型、继发型和营养型[2]。亚临床型酮病发病率因地区而异，但在全球范围内（除北美和西欧外），平均发病率约为24.1%。尤其是高产潜力奶牛和已泌乳两次或以上胎次的奶牛更容易患酮病。酮病发生与饮食有关，改变饲料是影响酮体浓度的主要因素。β-羟基丁酸浓度在奶牛哺乳期初升高后逐渐降低，在哺乳期结束时略有升高。β-羟基丁酸浓度还受季节影响，而丙酮浓度则不受季节变化影响[3]。

1.2 奶牛酮病的危害

酮病是一种严重的代谢性疾病，对奶牛健康、产奶量和牛奶质量都会造成很大危害[4]。首先，酮病影响奶牛泌乳性能。病牛体内能量负平衡，导致乳腺组织萎缩、产奶量下降等。同时，由于酮病发作时体内葡萄糖水平下降，乳糖合成能力减弱，导致牛奶中的乳糖含量下降。其次，酮病对奶牛生殖造成不良影响。病牛出现周期性发情障碍、受胎率下降、胚胎死亡率增加等。这些问题主要是由于酮病引起的糖脂代谢紊乱，导致胰岛素敏感性降低，影响卵泡正常发育和卵细胞质量，导致繁殖问题。此外，酮病还会影响牛的免疫功能。病牛体内免疫细胞数量和活性下降，影响了抵抗力和免疫功能，这使病牛更易罹患其他疾病。最后，酮病治疗和管理会增加牧场运营成本。酮病是一种慢性疾病，治疗周期长，治疗费用高昂。同时，酮病预防和管理需成本投入，如提高饲料质量、保持奶牛健康状态、加强体检和监控等。

总之，奶牛酮病危害不仅涉及健康和生产表现，也会直接影响牛奶质量和乳制品生产，增加生产成本和牧场运营风险。

1.3 奶牛酮病的临床症状

1.3.1 初期阶段

奶牛患酮病早期可能会对浓缩饲料和青贮饲料的偏好降低，更愿意吃草，导致饲料摄入量减少。另外，病牛可能表现异常的饮食行为，如啃食沙子、鹅卵石等，步态也可能不太稳定。有些奶牛躺下时会将头部靠在障碍物上。

1.3.2 中期阶段

进一步发展后，病牛食欲明显减退，表现迟钝和冷漠行为。产奶量明显减少，同时奶中脂肪含量较高（有时可达5%），而蛋白质含量较低。病牛呼出气体可能带有丙酮和发酵水果气味，这是由于体内过量酮体引起。此外，病牛粪便干硬，带有黏液。行为上，病牛常低头、闭眼。

2 奶牛酮病的发病原因分析

奶牛酮病的发病原因可分为五类。（1）原发性酮病，主要发生在身体健康且产奶量较高的奶牛，尤其是在集约化的养殖场。这种类型的酮病主要是由能量代谢不平衡导致，使体内酮体含量增加。（2）继发性酮病，与围产期的其他疾病有关。患有继发性酮病的奶牛通常出现食欲减退和采食量下降等外部症状。这种酮病的机制是因为病牛血液中葡萄糖含量较低，导致脂质异常代谢，增加酮体产生。（3）食源性酮病，指奶牛摄入少量易产生酮体的食物，或由于饲料质量差引起采食量下降，导致机体能量失衡。（4）饥饿性酮病，多见于体质较差的泌乳奶牛。由于奶牛体质较差并且摄入不合理饲料，导致体内缺乏足够升糖物质，造成能量缺口，引发能量负平衡。（5）某些特定营养成分缺乏也可导致奶牛酮病。

奶牛围产期酮病是一种能量不平衡引起的代谢紊乱疾病，与糖代谢紊乱、脂代谢紊乱、蛋白质代谢紊乱和激素调节4 个方面有关[5]。

首先，糖代谢紊乱是酮病发病的主要原因之一。奶牛产后需大量葡萄糖合成乳糖，但患酮病时，由于食欲减退或拒食等原因，无法摄入足够的前体物质产生葡萄糖，导致体内葡萄糖水平下降。为满足能量需求，奶牛开始动用肝糖原、脂肪和体蛋白，加速糖异生作用，确保泌乳过程正常进行。产后泌乳初期，血液中葡萄糖含量迅速下降，胎盘催乳素水平升高，进一步促使脂肪动员增加，导致非酯化脂肪酸浓度升高，促使肝脏中的乙酰辅酶A转化为酮体，引发酮病。

其次，脂代谢紊乱也是引起酮病的重要因素之一。奶牛体内NEFA一部分被氧化供能，另一部分在肝脏内被转化为甘油三酯。然而，奶牛肝脏缺乏相应的酶活性，无法有效清除甘油三酯，导致其在肝脏内积累形成脂滴，进一步加剧脂肪沉积。同时，高水平的NEFA会导致肝脏内三酸甘油脂积累，影响糖异生功能，使血液中葡萄糖水平降低，进一步刺激脂肪动员，增加NEFA和酮体的合成速率。而血液、尿液和乳汁中酮体聚积会加重奶牛食欲减退，甚至导致食欲完全消失，进一步加剧能量不平衡状态，形成恶性循环。

此外，蛋白质代谢紊乱也与酮病发生密切相关。在能量不足的情况下，奶牛除动用脂肪外，还会分解体内蛋白质。这些分解产生的氨基酸参与糖异生和酮体合成过程。糖异生过程中，产生草酮酸，并通过三羧酸循环和酯化过程转化为能量。这会导致血液中酮体浓度升高，引发酮病。

最后，激素调节也对奶牛酮病发生有影响。围产期奶牛的能量平衡易受多种激素水平调控。例如，肥胖奶牛体内脂肪细胞较多，能量需求较大，但采食量却明显减少。在能量负平衡状态下，瘦蛋白和促炎细胞因子TNF-α表达增加，降低胰岛素敏感性；肾上腺素水平升高和胰岛素水平下降则促进脂肪组织分解。临近临产期时，胎盘产生的雌激素含量上升，尤其是雌二醇含量增加。在营养不足的情况下，体内雌激素水平上升会增加肝脏中甘油三酯积累，进一步加剧能量负平衡。

3 奶牛酮病的诊断

奶牛酮病诊断主要包括酮粉法、试剂法和试纸条法等定性检测方法和水杨醛比色法、分光光度法和气相色谱法等定量检测方法。

3.1 定性检测方法

3.1.1 酮粉法

酮粉法运用亚硝基铁氰化钠和酮体在弱碱性环境下的反应，产生紫红色物质进行检测，简单易行，成本较低。具体操作包括将亚硝基铁氰化钠、硫酸铵和无水碳酸混合，取少量粉末于载玻片上，滴加尿液或乳液样本，观察颜色变化。如发生变色，则判断为阳性，且颜色越深表示酮体含量越高。

3.1.2 试剂法

试剂法使用5%亚硝基铁氰化钠溶液、10%氢氧化钠水溶液和20%醋酸3 种试剂，将新鲜尿液或乳汁加入试管中，逐步加入亚硝基铁氰化钠溶液、氢氧化钠水溶液和醋酸，最后搅拌均匀，如溶液呈红色，则判断为阳性。

3.1.3 试纸条法

试纸条法通常使用商品化尿酮体试纸条检测。操作步骤包括将试纸条蘸取少量尿液，通过对试纸条颜色观察来判断结果是否阳性。酮体含量越高，试纸条的颜色越深。

3.2 定量检测方法

3.2.1 水杨醛比色法

水杨醛比色法是先将血液中的酮体氧化制得丙酮，然后利用水杨醛比色分析方法定量检测。这种方法操作繁琐、耗时，现很少使用，已被酶催化方法取代。

3.2.2 分光光度法

分光光度法通过测定血液中β-羟基丁酸含量判断是否患酮病。β-羟基丁酸是酮体的主要成分，其含量稳定不易降解。该方法被广泛认可为国际上奶牛酮病筛查诊断的“金标准”。酮病的临界值存在争议，一般以血液中β-羟基丁酸含量高于1.2 mmol/L作为判断标准。

3.2.3 气相色谱法

气相色谱法是一种利用呼出气体中丙酮含量判断血液中丙酮浓度的奶牛酮病定量检测方法，利用呼出气体中的丙酮浓度与血液中的相关性，通过气相色谱技术检测呼出气体中的丙酮含量。该方法需专门设备和技术支持，可用于微量挥发物质的分析。