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奶牛亚临床酮病的危害与防控措施

日期:2014-12-01 10:28 来源:上海市奶牛研究所作者:张克春点击量:

     摘 要:亚临床酮病是奶牛常见的一种能量代谢性疾病,对奶牛的体质、产奶量、奶品质、繁殖能力及淘汰率均有显著的影响,给养殖户造成了巨大的直接和间接的经济损失。本文通过对亚临床酮病发病的原理,流行特点,及其对生产性能,乳房炎,繁殖性能,免疫抑制等的影响作了进一步阐述,并汲取当前国际上比较实用的防控措施,对奶业生产有一定的指导意义。

关键词:亚临床酮病;流行特点;生产性能;繁殖性能;免疫抑制;防控

研究表明,患有亚临床酮病的牛只每天要比非酮病牛的产奶量减少1 到10L 不等,一旦开始泌乳,高产奶牛的亚临床酮病的发病率大约是40%,而临床型酮病的发病率仅为5%。由于亚临床酮病不容易被发觉,所以往往在牧场的日常管理中遭到忽视。一头患有亚临床酮病牛所带来的损失约为78 美元,而且在此情况下,也增加了奶牛患有临床酮病及皱胃扭转,胎衣不下等疾病的概率。

1 高产奶牛亚临床酮病的流行特点

近年来,奶牛场酮病的发生率较高,对奶牛场的影响较大。美国奶牛的酮病发生率达到17%,印度达14.69%,而加拿大的研究报道,在泌乳期的前9周,奶牛亚临床酮病的发病率高达59%。据报道我国奶牛酮病的发病率为15%-30%,赵海忠等对昆明地区奶牛的亚临床酮病的发病情况调查发现,亚临床酮病主要集中在产后的3 个月之内,并随泌乳月的增加而减少,其中第一个泌乳月的发病率最高,达到41.82%,其中高产奶牛的发病率为68.18%,随着产奶量的降低,酮病的发病率也逐渐降低。加拿大的一项研究表明,在泌乳的前9 周内,亚临床酮病的发病率约为41%,张瑞华等对上海地区部分牧场进行的调查显示,第2、3、4 胎发病率较高,分别为23.08%、40%和60%;产后第2、3wk 发病率最高,均为15.38%;酮病持续时间在不同发病牛只之间也有差异,4wk 以内的占92.31%。

2 高产奶牛亚临床酮病的危害

2.1 对生产性能的影响

亚临床酮病对奶牛的生产性能的影响是十分显著的。Paavo 等发现,奶牛亚临床酮病能够造成泌乳早期的奶牛产奶量下降,其泌乳潜力并不能够得到充分的发挥。Fourichon 等报道在临床型酮病发病期间会造成当月奶产量损失2.5~3.5kg/d,第二月奶产量损失为0.3~0.7 kg/d。张瑞华等的研究也表明围产期奶牛亚临床酮病多发生于高产奶牛,引起高产奶牛的乳脂率升高以及泌乳高峰持续时间缩短,从而引起奶产量的降低。Duffield 等研究发现,在产前的一至二周,随着BHBA 的升高,产奶量会出现显著地下降。BHBA 越高,产奶量越低,乳脂率越高,乳蛋白率越低。从产后一至二周的DHI 报告发现,产后第一周对产量影响最大的BHBA浓度是1,400μmol/l,此时产奶量会减少1.88kg/d;产后第二周对产奶量影响最大的BHBA 浓度是2,000μmol/l,此时的产奶量会减少3.3kg/d。

2.2 与奶牛隐形乳房炎发生的关系

许多研究表明,酮病牛只较健康牛只更容易患严重的乳房炎。其原因有多重,有研究发现高酮血症损害了奶牛的防御系统造成的,并且酮病对免疫系统所造成的消极效果是短期存在的。Grinberg 等研究表明,奶牛在患有酮病的情况下,血糖浓度降低到难以满足细胞基础代谢所学要的能量的水平,继而出现体脂动员的情况,从而使体内酮体(主要是丙酮,乙酰乙酸,β-羟丁酸)含量增高,而高浓度的BHBA 通过不同的途径对中性粒细胞的功能产生不利影响,主要是使其对大肠杆菌的吞噬作用降低,同时也能够降低乳腺白细胞在乳腺遭遇病菌感染时的免疫细胞补给作用,这点主要体现在降低了白细胞的移动能力。Duffield 等对1000 头奶牛进行产后1,2,3,6,9 周血样检测发现,结果有15%(29/258)的亚临床酮病牛患有乳房炎,有10%(70/693)的非酮病牛患有临床型乳房炎,差异显著。另外有一项研究表明,在参加试验的20 个牛群的1142 头奶牛中,有29%的临床型乳房炎的奶牛在产前有亚临床酮病,结果表明,亚临床酮病与乳房炎的发病率存在一定关系。

2.3 与奶牛繁殖性能的下降的关系

2.3.1 对繁殖性能的影响

许多报道都显示奶牛酮病和能量负平衡会引起奶牛繁殖性能的下降,延长产后首次排卵时间,增加子宫疾病的发生率,降低受胎率,延长空怀期,增加胚胎的死亡率。张瑞华等的研究表明,上海地区某奶牛场的亚临床酮病发生率25%,酮病会导致奶牛的胎衣不下率增加,第一、第二情期受胎率分别下降33.33%和11.12%。Simenov 等的研究表明,酮病会影响到奶牛的受胎率,20%的酮病奶牛会缺少发情周期,33.3%的酮病牛因为不能受孕而被淘汰,临床型酮病奶牛呈现出更长的配种时间。Walsh等报道产后1-2 wk 发生酮病的牛只比正常牛只的一配受胎率下降50%,直到产后的165 天都可能会导致奶牛受孕率的下降,酮体超标牛只的产后空怀时间更长,产后1-2 wk 血液中的BHBA 浓度和持续时间均与一配受胎率呈负相关性。

2.3.2 酮病影响繁殖性能的机理

随着奶牛分娩后能量需求的增加,奶牛会在产后第2 周会达到能量负平衡的最低点。在能量负平衡后,奶牛常会有新的卵泡发育,雌二醇的含量增加,并陆续开始排卵。通过缩小分娩至首次排卵间隔(COI),可以使奶牛在输精前完成多个卵巢活动周期,这将相应的有助于奶牛受胎率的提高。在产后大于50 天的时间里仍有处于不排卵状态的奶牛,这将会使其受孕率降低,被淘汰的可能性将增大。通过对奶牛卵泡生长进行B 超检测,低繁殖能力与奶牛长时间存在较大卵泡存在一定联系,而更大排卵卵泡的奶牛却往往比有着更小排卵卵泡的奶牛呈现出更低的繁殖力。

2.3.3 酮病对促黄体素(LH)分泌造成的影响

LH 的正常分泌对奶牛卵母细胞的生长和成熟极其重要,理想的LH 波会唤起颗粒细胞所产生的类固醇含量的变化,进而导致卵母细胞减数分裂的进行,而Lindsey 等的研究表明,用促性腺激素释放激素(GnRH)促进剂处理的青年后备牛,其LH 的脉冲分泌以及排卵前的LH 波对于保护卵母细胞的细胞质环境的成熟很重要,但并不对卵母细胞的细胞核成熟产生影响。Jolly 和 Lucy 等的研究表明,自发性的能量负平衡会造成LH 的分泌受损,抑制排卵的进行,同样也会导致卵巢对LH 刺激反应的下调,但Jorritsma R 等的研究表明,产后3 周血清中BHBA、胰岛素、血浆非酯化脂肪酸、葡萄糖,肝脏甘油三脂与LH 脉冲频率或首次排卵时间并不存在显著相关。

2.3.4 酮病对孕酮(P4)分泌造成的影响

血浆孕酮水平的高低,将影响这奶牛受孕的成功与否。孕酮能够增加影响早期子宫内膜蛋白的分泌,奶牛排卵后2-5 天孕酮上升幅度的降低与奶牛低繁殖力,以及排卵后16 天时胚胎生长速度的下降密切相关。胚胎的不充分发育将会导致IFN-tau 的分泌不足,导致催产素受体刺激PGF2α的释放,造成黄体溶解以及妊娠的失败。此外,颗粒细胞产生适量的孕酮直接对排卵前卵母细胞进行作用,通过下调颗粒细胞的间隙连接,起到隔离卵丘复合物,降低卵母细胞中的雌二醇浓度以维持减数分裂,影响卵母细胞的成熟以及其在排卵后的发育;奶牛产后第9 天的能量平衡状况与产后第2、3 黄体期的孕酮浓度呈现正相关,能量缺乏会造成孕酮分泌量的下降,奶牛呈现更少的发情周期黄体,同样在分娩后的第2、3 个黄体期,高产奶牛的孕酮浓度比对照组奶牛要低25%-50%。此外,较高的营养水平所导致的肝脏中孕酮代谢消耗增加,导致高产奶牛在首次排卵后孕酮的增加频率出现降低或者放缓。

2.3.5 酮病对促生长轴激素造成的影响

胰岛素(INS)可以促进体外和体内卵泡的发育,主要通过上调LH 受体以增加卵泡对促性腺激素的反应,促进卵泡的生长。另外一种与细胞增殖有关的IGF-I,也可以和胰岛素一样起到刺激黄体细胞产生孕酮的作用,血浆IGF-I 的水平与雌二醇浓度也存在密切的联系,体外研究表明IGF-I 对卵母细胞的成熟能够发挥刺激作用。IGF-I 浓度和IGF 结合蛋白(IGFBPs)能够反应青年牛卵泡液浓度以及卵泡的发育程度,在产后2 周内具有优势排卵卵泡的奶牛,其血浆IGF-I 水平比没有排卵卵泡的奶牛高40%-50%,在产后3 周内含有排卵卵泡的奶牛中,IGFBP-3 含量也要比没有排卵卵泡的奶牛浓度高。

目前,生长激素(GH)对奶牛繁殖性能影响的说法上并不统一,Tripp 等的研究没有发现注射生长激素对卵母细胞会产生影响,而Kolle 等的研究表明,在体外培养时的GH(100ng/ml)可以促进卵母细胞核、细胞质的成熟,并提高卵母细胞的健康和增殖能力。在能量负平衡情况下,肝脏中对GH 进行反应的IGF-I 含量并未出现上升,反而呈现下降趋势,这与胰岛素不足和肝脏生长激素受体降低有关,因为胰岛素可以通过降低肝脏中IGF-I 和GHR-1A 的mRNA浓度而降低了循环血液中IGF-1 的水平。奶牛发生酮病或能量负平衡时常伴发胰岛素、IGF-I 的下降,以及GH 的上升,这会抑制优势卵泡分泌雌激素,导致卵泡的排出时间推迟。这种变化都反应了能量负平衡期间的促生长轴的激素参与了卵巢的代谢活性变化。

2.3.6 酮病对子宫机能造成的影响

人工授精前充足数量的排卵周期对于妊娠时子宫的启动是至关重要的。胚胎和子宫间的信号联系是通过生长因子进行作用,孕体可以刺激子宫内膜胰岛素样生长因子-Ⅱ的表达,而孕酮则能够刺激子宫内膜IGF 结合蛋白-2 的表达,子宫内环境的欠佳可能是由于不充足的孕酮或IGF 浓度所造成,以致不能支持早期的胚胎生存。另一方面,酮病或者能量负平衡也可能通过使奶牛产后的免疫功能下降而影响产后子宫的健康,造成子宫炎症,从而增加了奶牛受孕的输精次数、降低奶牛的受孕率。

陈以意等研究发现亚临床酮病奶牛的首次排卵时间显著推迟。在首次配种后的3-9d 这段时间内,亚临床酮病奶牛血浆LH 水平呈现显著下降,血浆FSH 与E2 呈现极显著正相关,其FSH 与LH的分泌呈现极显著负相关性,而产后非酮病奶牛的FSH 却不与其它激素呈现显著的相关性;血浆LH与P4 呈现显著正相关性,其LH 与E2 呈现显著负相关,而非酮病奶牛的血浆LH 与P4、E2 均呈现极显著正相关; P4 和E2 不存在显著的相关性,而非酮病奶牛的P4 和E2 呈现极显著的正相关。子宫颈复旧速度较非酮病奶牛缓慢;此外,亚临床酮病奶牛血液中的白细胞总数、淋巴细胞数、中性粒细胞数均显著降低,试验组奶牛子宫颈黏液中各等级的多形核白细胞浸润发生率均较非酮病牛呈上升趋势。

3 与奶牛产后免疫抑制的关系

Ster.C.等通过体外培养健康牛只的单核细胞(PBMC)和多形核白细胞,来探寻奶牛处于能量负平衡情况下,NEFA 和BHBA 对泌乳中期的奶牛的免疫功能(主要包括淋巴细胞增殖,γ-干扰素生成,趋化作用,吞噬,以及氧化爆发)的影响。他们发现,NEFA 以及BHBA 对PBMC 的增殖产生负面效应,其中NEFA 较BHBA 更为明显。NEFA 对氧化爆发产生负面效应,而BHBA 影响甚微,表明围产期奶牛减少免疫抑制的最为有效的方法就是减少奶牛体内NEFA 的浓度。薛俊欣等发现奶牛处于亚临床酮病情况下,淋巴细胞转化率,中性粒细胞的吞噬作用,趋化作用以及淋巴细胞比率都发生了显著的变化,这一点也说明亚临床酮病情况下,奶牛容易出现免疫抑制情况。Sartorelli 等和Zerbe 等的研究发现多形核白细胞是抵抗微生物感染最主要的细胞,然而产前和产后生理状态的改变会使血液中NEFA 和BHBA 浓度升高,导致白细胞趋化能力和吞噬能力降低。Suriyasathaporn 等研究发现能够持续几周的自发性酮病可以影响血液中性粒细胞的趋化能力。Grinberg 等研究表明血液中BHBA 的浓度升高可以使中性粒细胞对致病性大肠杆菌的趋化能力降低10倍,吞噬能力降低5 倍,而中性粒细胞的细胞内杀菌能力不受影响。Kasey 等通过人工诱发能量负平衡,发现能量负平衡奶牛血液中皮质醇、血清白蛋白、血清结合珠蛋白的浓度升高,同时发现中性粒细胞的吞噬功能下降,进而推测可能是由于产后糖皮质激素分泌的增加增强了免疫抑制作用。皮质醇会提高血压、血糖水平和产生免疫抑制作用,糖皮质激素会使机体免疫力下降,其对免疫系统抑制作用其机理是:诱导淋巴细胞DNA 降解,影响淋巴细胞的物质代谢,诱导淋巴细胞凋亡,抑制核转录因子活性,糖皮质激素还能抑制白细胞的吞噬、消化和糖酵解功能,可使血液中的淋巴细胞减少。

酮病还会导致甘油三酯在肝脏内聚集,从而引起脂肪肝。肝脏是机体降解毒素和产生免疫球蛋白的重要组织器官。革兰氏阴性菌细胞壁的脂多糖(LPS)成分作为革兰氏阴性菌的内毒素,可以在患病奶牛体内持续存在几个小时,在初乳阶段脂多糖(LPS)的危害作用作为明显,因为这一阶段乳腺上皮细胞的脂多糖中和能力减弱或者由于脂肪肝而导致肝脏的解毒能力减弱。

4 对机体抗氧化能力的影响

Jain 等报道称人体血液中乙酰乙酸的浓度过高会导致体内超氧自由基的产生增多,从而引起氧化应激和细胞损伤。Sushil 等研究发现高水平的乙酰乙酸会使上皮细胞发生脂质过氧化反应,抑制人的脐静脉上皮细胞的生长,通过超氧化物歧化酶显著的抑制细胞色素C 的产生,血液中氧负自由基的产生主要是由于乙酰乙酸引起的,而不是BHBA 的作用结果。Bernabucci 等研究发现,奶牛的氧化状态同其能量水平具有相关性。具有过高水平含量的BHBA 和NEFA 的奶牛体内含有更高的活性氧代谢产物(ROM),以及硫代巴比妥酸反应物(TBARS),而相反其抗氧化剂的水平却相对比较低。薛俊欣等研究发现,奶牛处于亚临床酮病情况下,其抗氧化能力呈显著的下降状态(P<0.05),从而导致其出现氧化损伤,从而使胎衣不下,子宫内膜炎,乳房炎等的发病率显著提高。但是María L. Haces等[6]研究发现,酮体(包括β-羟丁酸,乙酰乙酸)能够有效增强动物神经组织对多样性氧自由基的清除能力,降低由低血糖所造成的脂质过氧化,从而提高机体的抗氧化能力。

5 高产奶牛亚临床酮病的防控措施

5.1 对围产期奶牛进行酮体监测

围产期对于奶牛来说至关重要。于产前15d 开始,每隔3d 在早晨采集乳液或新鲜尿液,现场使用酮粉法(Cow-side milkketone powder)进行检测,对于酮体含量超标的牛进行治疗,条件好的牧场可采集血液进行定量检测。根据美国明尼苏达大学动物医学院针对几种种牛旁诊断检测对于新产牛亚临床酮病的精确性的实验研究发现,灵敏性和特异性最高的方式是检测血清之中的BHBA,KetoCheck™的敏感性是42%,特异性是99%;Ketostix®尿液纸条的敏感性是75%,特异性是96%;KetoTest™奶样BHB 检测试纸条的敏感性是75%,特异性是93%。结果显示,Ketostix®尿液纸条以及KetoTest™奶样BHB 检测试纸条的检测精确度都超过了3/4,而且鲜有假阳性结果。多数的管理者希望检测出亚临床酮病牛只进行调整相应的营养及管理措施,所以上述两种的检测方式很受欢迎。及时监测分娩前后的病牛,于产前1周内测乳酮2次,产后1周内测乳酮3次,凡测定乳液酮体含量升高者,立即应用葡萄糖、碳酸氢钠、丙二醇等治疗并采取限制挤奶等相应措施。在产后30d 内,每隔3d 采集乳样,用酮粉法进行酮体检测,对于结果呈阳性反应的牛只应立即给予治疗。对所有奶牛建立跟踪监测程序,若发现食欲下降或废绝者,立即进行尿、乳的酮体检查并及时治疗,同时限制挤奶量。

5.2 营养需求方面

在奶牛干奶期间应给予奶牛大量的纤维饲料,促进瘤胃的消化能力。精料质量要好,避免饲喂含大量丁酸盐的劣质青贮料,不要随意更换饲料配方,精料蛋白质含量以不超过16%~18%为宜。在产前4-5 周逐步增加能量供给,直至产犊和泌乳高峰期,此外还应适当补充碘、钴、磷等矿物质元素。产前2个月开始停奶,确保胎儿与母体的营养需要。当怀孕奶牛在停止产奶后,应该把饲料控制在体重的8%~10%左右,按照季节做适当的调整,例如夏季提供体重的8%左右即可,冬季控制在体重的10%左右,但因为冬季的牛奶价格比较理想,最好把怀孕和停止产奶的时间避过冬季。加强围产期的管理,妊娠后期在饲料中添加适量的生糖先质(如丙酸盐、甘油等);定期检测饲料中各营养成分的含量,避免某些微量元素的缺乏而引起代谢障碍。例如在产前奶牛的日粮之中添加阴离子盐等措施。对产科和前胃疾病要及时治疗,防止继发性酮病的发生。此外,还要经常放牧,增加奶牛的运动量,防止奶牛过肥。

5.3 减少在围产期期间的移群

在规模较大的牧场,由于奶牛基数较大,干奶期奶牛的牛头数较多。这样一来,转移奶牛也在所难免。但是每次转移,奶牛都需要一定的时间来适应相应的奶牛社会环境。在这种情况下就会导致奶牛的干物质采食量下降,但是此阶段对于奶牛至关重要。尽量的减少牛群的转移是减少奶牛应激以及维持此关键阶段的干物质采食量的关键举措。对于减少奶牛能量负平衡,降低奶牛代谢紊乱的发生率至关重要。

5.4 监测乳脂/乳蛋白比例

若一头奶牛出现能量负平衡必将会动用体脂来满足机体的需求。有一部分动用的脂肪酸将会被用于合成乳脂肪,最终导致乳脂含量升高。由于能量供应下降,新产牛的乳蛋白含量将会骤降。因此,乳脂率和乳蛋白率的比例将会是一项很好的工具来监测牛群中亚临床酮病的发病率。若有大于40%的新产牛的第一次DHI 检测值中乳脂率与乳蛋白率的比值大于等于1.5,预示该牛群中的亚临床酮病的发病率很高。脂蛋比只适合于监测整个牛群,对个体奶牛的监测敏感性不够。

6 结束语

亚临床酮病在产犊的最初两个月的发病率会达到最高峰。此时采用极为有效的工具来监测易患酮病的牛只,使之不向临床型酮病以及严重的代谢紊乱方向发展是极为必要的。合理的调整日粮配方,加强围产期奶牛的管理刻不容缓。

(责任编辑:zhairuina)
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