王玲玲 (遼寧省畜牧業經濟管理站 110032)
酮病發病機理的研究現狀及進展
王玲玲 (遼寧省畜牧業經濟管理站 110032)
本文結合國內外目前研究狀況較為詳細的綜述了奶牛酮病的發病機理,對其進行了詳細的敘述,并指出了一些急需解決的問題。
奶牛;酮病;發病機理
隨著奶牛飼養業一味追求高產以及集約化飼養程度的不斷加強,奶牛酮病的發病率也是呈現逐年上升趨勢。酮病發病機理至今仍未完全清楚,國內外有關奶牛酮病的研究,主要放在一些與糖代謝有關的激素上,現對酮病的發病機理的研究進展進行闡述,并提出急需解決的問題,僅供參考。
奶牛酮病又稱酮血癥、酮尿病及酮乳癥,1894年由Landel提出,是由糖類等碳水化合物及揮發性脂肪酸供應不足導致機體動員體脂引起代謝紊亂后引起全身性功能失調的代謝性疾病[1]。泌乳奶牛在產后10~60d發病,多見于3~5胎的高產奶牛,4~9歲間營養良好的高產奶牛也易發生酮體蓄積,分娩1周后發病[2]病牛呼出的氣體、乳汁和尿中都含有酮味 (爛蘋果味([3]。在血液中酮體增加者稱為酮血癥;在尿中酮體量增加者稱為酮尿癥;在乳中酮體量增加者稱為酮乳癥。
酮病的癥狀常在母牛分娩1周后發病,體溫為38.8℃,脈搏為56次/min,呼吸為18次/min。病牛精神沉郁,食欲減退,能吃少量的干草,反芻無力,瘤胃運動機能降低,全身出汗,被毛粗亂,產奶量急劇下降,糞便上覆有粘液,尿液呈現淺黃色水樣,易形成泡沫,乳汁易形成泡沫,類似初乳狀,有與呼吸和排尿相同的爛蘋果味[3]。病牛迅速消瘦,呈拱背姿勢,多數病牛嗜睡,少數病牛發生轉圈搖擺、舐嚼和吼叫,個別牛口角流淌泡沫的唾液,這些癥狀8~12h出現一次,每次持續約1h。其臨床病理學特征為低糖血癥、高酮血癥、高酮尿癥和高酮乳癥,血漿游離脂肪酸濃度增高,肝糖原水平下降等。酮病在臨床上一般分為三種類型:消化型、神經型、癱瘓型。臨床上以消化型較為常見,酮病臨床上除了發生典型癥狀外,還可呈現一種隱性發病狀態,為亞臨床性酮病,常在分娩一個月內發病,臨床癥狀不明顯,產奶量略有下降。通過研究表明,亞臨床性酮病在奶牛飼養系統中廣泛存在,長期發生亞臨床性酮病使其內分泌紊亂,導致繁殖性能下降。
肝臟氧化脂肪酸時產生酮體,其含少量的丙酮,生成后大部分即被吸收,一小部分進入尿液[4];乙酰乙酸,β-羥丁酸則經血流進入肝外組織,在那里被氧化生成乙酰輔酶A,結合草酰乙酸進入三羧酸循環,為肝外組織提供可利用的能源。血漿中酮體含量最大限度是血酮20mg%。
奶牛主要靠瘤胃微生物發酵產生的乙酸、丙酸、丁酸等揮發性脂肪酸供能。生糖先質丙酸經肝臟糖異生生成的葡萄糖約占50~60%,體內90%的葡萄糖是由糖異生供給的。奶牛在妊娠后期干物質采食量下降,不能滿足胎兒生長發育和自身能量代謝的需要,妊娠后期胎兒消耗的葡萄糖可占母體所產生葡萄糖46%,而產后泌乳高峰 (產后4~6周(先于干物質攝入高峰 (產后8~10周(,泌乳高峰期消耗的葡萄糖則高達85%。泌乳的奶牛飼料中若糖類物質缺乏時,瘤胃里發酵產生的丙酸比例變小,使生糖物質的來源不足,肝糖原儲備也較低,因此機體易發生糖缺乏,那就必須動用脂肪 (優先(和蛋白質,脂肪分解后生成甘油和脂肪酸,由于丙酸生成過少,使脂肪分解生成的甘油成為糖異生的重要前體,糖缺乏刺激糖異生加速,使甘油代謝加快,由組織中動員出來的甘油,在肝中也大部分沿糖異生途徑進行代謝[5]。這樣肝中α-磷酸甘油的產量受到限制,不能將很多的游離脂肪酸(FFA(酯化為三酰甘油,進一步促使更多的FFA氧化為乙酰輔酶A。脂肪酸先經活化成脂肪酰輔酶A,然后經β-氧化產生一分子的乙酰輔酶A和少了兩個碳原子的脂肪酰輔酶A,后者再經β-氧化,直到完全分解成乙酰輔酶A,大量的乙酰輔酶A在肝臟內兩兩縮合生成乙酰乙酰輔酶A,糖類和生糖氨基酸是草酰乙酸的惟一來源,由于草酰乙酸生成不足,僅少量結合草酰乙酸與草酰乙酸縮合成檸檬酸,進入三羧酸循環 (TCA(,大部分不能進入到TCA繼續氧化供能,又不能與甘油和NADPH2合成脂肪,就會生成大量的酮體。β-氧化的四碳階段也產生一分子的乙酰乙酰輔酶A,經肝細胞中的β-羥-β-甲基戊二酰輔酶A催化轉變成乙酰乙酸,乙酰乙酸還可還原成β-羥丁酸和脫羧生成丙酮,乙酰乙酸和β-羥丁酸為比較強的有機酸,能使血液堿儲降低,引起酸中毒[6]。被動員的蛋白質分解后產生的生酮氨基酸可以直接變為酮體;產生的生糖氨基酸大部分沿糖異生途徑代謝。小部分轉變為丙酮酸后脫羧,與輔酶A結合生成乙酰輔酶A,導致對草酰乙酸的需求量增加,這樣使草酰乙酸嚴重不足,因此阻礙乙酰輔酶A進入TCA,乙酰輔酶A只有大量生成酮體。由于以上因素機體中酮體顯著升高[7]。
脂肪肝和酮病綜合癥是奶牛重要的群發性常見多發病,我國脂肪肝的發病率大于30%,酮病發病率大于15%。牛是先有脂肪肝,然后才得酮病,肝臟中脂肪少的牛是不會發生酮病的,奶牛在飼養過程中,過于肥胖,或者產后奶牛干物質采食量下降時,機體為滿足營養需求就要動用體脂,脂肪氧化分解產生FFA,血液中FFA含量升高。此時,肝功能障礙,機體處于能量負平衡狀態,導致FFA產生過多,但若能量或蛋白缺乏時,FFA則以甘油三酯的脂肪小顆粒的形式在肝臟中沉積,在α-磷酸甘油的作用下一部分FFA酯化為三酰甘油,肝臟中的磷酸甘油不斷合成三酰甘油,極低密度脂蛋白 (VLDL(的形式由肝中運出受到阻礙,使三酰甘油在肝中蓄積形成脂肪肝。肝臟利用FFA的能力有限,這就會使脂肪酸向生酮的方向發展,導致過多的FFA轉化為酮體,促使了酮病的發生。酮病和肥胖母牛綜合癥有密切的關系[8]。Tony Andrews將牛能量缺乏綜合癥病理發生過程分成幾個階段,最輕度的為脂肪肝,從脂肪肝開始依次發展為亞臨床酮病、臨床酮病、慢性酮病,最后發展成為肥胖母牛綜合癥。
奶牛分娩后催乳素水平升高,不斷地促使乳腺組織進行產奶,加快了葡萄糖的需求,在循環中的葡萄糖減少會促使胰高血糖素分泌增加,胰島素分泌減少,垂體內葡萄糖受體興奮,促進腎上腺髓質分泌腎上腺素[9],奶牛機體就會不斷動員脂肪和蛋白進行糖的異生,肝糖原分解也增加,脂肪水解為甘油和FFA的速度加快,酮體生成增多。同時激素還會刺激肌肉蛋白分解,將生酮氨基酸轉化為酮體。最后機體內的循環中酮體含量的升高,乙酰乙酸,β-羥丁酸積聚過多則影響機體的酸堿平衡而致堿貯下降,發生酸中毒;由于血糖下降,使大腦的功能受到影響,與酸中毒共同作用而出現神經癥狀[10]。
奶牛圍產期干物質攝入下降如此之大,持續時間如此之長的原因及調控因素還不清楚;奶牛機體的儲備是很多的糖,調節機能也是很強的,為什么在低血糖時不能保證血糖的穩定;在脂肪分解生成酮體的同時,也產生大量的甘油,為什么在糖缺乏時以甘油為前體物的糖異生過程不能順利進行?在營養不夠的情況下,奶牛采食量減少,營養缺乏時,為什么不能降低催乳素的分泌,以減少奶產量來緩解營養缺乏;草酰乙酸在糖和脂肪代謝過程中的重要作用,在糖缺乏時草酰乙酸的生成為什么不相應的升高,這些還需要進一步研究。
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