犢牛斷奶應(yīng)激的原因、影響和評(píng)估

楊茜雅，謝 磊，趙永攀，茍 琦，董 強(qiáng)＊

1 西北農(nóng)林科技大學(xué)動(dòng)物醫(yī)學(xué)院，陜西楊陵 712100

2 陜西省畜牧產(chǎn)業(yè)試驗(yàn)示范中心，陜西涇陽(yáng) 713700

3 合陽(yáng)縣動(dòng)物疫病預(yù)防控制中心，陜西合陽(yáng) 715300

0 引言

在規(guī)模化奶牛場(chǎng)，犢牛約2 月齡時(shí)斷奶。但此時(shí)的犢牛身體機(jī)能尚未發(fā)育完全，尤其是消化系統(tǒng)與免疫系統(tǒng)，容易出現(xiàn)營(yíng)養(yǎng)缺乏與病原入侵，加上環(huán)境變化等因素，導(dǎo)致犢牛易發(fā)生斷奶應(yīng)激。斷奶應(yīng)激時(shí)，犢牛體內(nèi)產(chǎn)生的氧化物增加，加之抗氧化物質(zhì)攝入不足，破壞了機(jī)體氧化還原平衡，引起機(jī)體氧化應(yīng)激，從而導(dǎo)致組織和器官損傷。氧化應(yīng)激是導(dǎo)致犢牛斷奶應(yīng)激加劇的主要機(jī)制。氧化應(yīng)激是氧化物過多而抗氧化防御能力不足時(shí)的病理狀態(tài)，會(huì)進(jìn)一步造成生理紊亂、免疫機(jī)能障礙和疾病，影響后期的生產(chǎn)性能。但目前結(jié)合氧化應(yīng)激論述犢牛斷奶應(yīng)激的影響和評(píng)估的報(bào)道并不多。基于此，本文從氧化應(yīng)激的角度出發(fā)，綜述了犢牛斷奶期應(yīng)激的產(chǎn)生原因、影響以及如何評(píng)估，以期為犢牛的培育和增強(qiáng)動(dòng)物福利提供理論和實(shí)戰(zhàn)依據(jù)。

1 犢牛斷奶應(yīng)激產(chǎn)生的原因

1.1 斷奶過程和時(shí)間

在生產(chǎn)實(shí)踐中，斷奶時(shí)間和方式不當(dāng)是造成應(yīng)激的主要因素，主要表現(xiàn)在過早斷奶和突然斷奶。

1．1．1 過早斷奶

斷奶日齡、體重、采食量不達(dá)標(biāo)時(shí)會(huì)造成過早斷奶。當(dāng)犢牛小于6 周齡，體重未達(dá)100 kg，每天干物質(zhì)采食量不足0.75 kg時(shí)過早斷奶，會(huì)出現(xiàn)犢牛消化系統(tǒng)尚未發(fā)育完全，植物性飼料營(yíng)養(yǎng)難以被充分吸收，導(dǎo)致犢牛攝入的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)不足[1]。此時(shí)，飼料中的硒、維生素E、維生素C以及β-胡蘿卜素等構(gòu)成機(jī)體重要的非酶抗氧化物攝入不足且自身難以合成，將降低機(jī)體的抗氧化能力，容易發(fā)生氧化應(yīng)激。此外，由于消化道菌群尚未建立而易受到病原菌入侵，大腸桿菌等病原菌易侵入后迅速占據(jù)優(yōu)勢(shì)，導(dǎo)致乳酸菌作為一種腸道抗氧化菌群的數(shù)量急劇減少。同時(shí)，病原菌所產(chǎn)生的毒素可引起中性粒細(xì)胞（Polymorphonuclear Neutrophils，PMN）呼吸暴發(fā)，產(chǎn)生大量活性氧自由基（Reactive Oxygen species， ROS），引發(fā)氧化應(yīng)激[2]。

1．1．2 突然斷奶

目前推薦3～4 周逐步斷奶，有利于犢牛營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的吸收。但有很多牛場(chǎng)實(shí)施一次性斷奶，則易引起脂肪動(dòng)員，造成非酯化脂肪酸（Nonesterified Fatty Acid， NEFA）和多不飽和脂肪酸（Polyunsaturated Fatty Acid， PUFA）含量的增加。NEFA在線粒體呼吸鏈傳遞過程中，會(huì)增加ROS的產(chǎn)生而誘發(fā)氧化應(yīng)激[3]。同時(shí)，PUFAs是ROS攻擊的主要靶點(diǎn)而產(chǎn)生脂質(zhì)過氧化（Lipid Peroxidation， LPO）。

1.2 日糧因素

斷奶時(shí)，由于日糧的結(jié)構(gòu)、形態(tài)和飼喂方式的變化，以及易消化成分的降低，導(dǎo)致營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)主要在前消化道被微生物發(fā)酵利用。另外，此時(shí)犢牛小腸內(nèi)的消化酶濃度并未達(dá)到很好消化淀粉的水平，這導(dǎo)致營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的消化不良。一般認(rèn)為，補(bǔ)飼精飼料和干草有利于瘤胃發(fā)育，犢牛期精飼料采食量一般控制在體重的1.2%～1.5%，粗飼料自由采食，當(dāng)日糧精粗比由5∶5提高到6∶4時(shí)，瘤胃微生態(tài)環(huán)境更佳[1]。

1.3 環(huán)境因素

斷奶時(shí)，犢牛從接受乳汁飼喂轉(zhuǎn)變?yōu)楠?dú)立采食飼料，并且從獨(dú)立生活開始群體生活，有時(shí)經(jīng)歷長(zhǎng)途運(yùn)輸、疲勞、損傷、熱應(yīng)激、飲水不足、疾病等各種外部條件的劇烈變化[4]，此時(shí)，細(xì)胞代謝處于活躍狀態(tài)，會(huì)產(chǎn)生大量ROS。此外，應(yīng)激會(huì)引起激素改變，兒茶酚胺及皮質(zhì)醇激素的大量釋放，促進(jìn)ROS 的產(chǎn)生[5]。

2 犢牛斷奶期氧化應(yīng)激的影響

2.1 采食量下降

當(dāng)機(jī)體誘發(fā)氧化應(yīng)激時(shí)，ROS導(dǎo)致肌肉收縮力下降。這可能是由于ROS使細(xì)胞色素P450酶失活，導(dǎo)致維生素D無(wú)法活化[6]，影響鈣吸收，延緩腸道蠕動(dòng)，降低排空速度，從而導(dǎo)致犢牛采食量減少。

2.2 能量水平低下

氧化應(yīng)激抑制胰島素信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)，影響葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)，抑制肝臟和其他外周組織對(duì)葡萄糖的攝取[7]，影響腸黏膜寡肽的轉(zhuǎn)運(yùn)能力，使?fàn)I養(yǎng)物質(zhì)吸收下降[8]，導(dǎo)致犢牛能量水平進(jìn)一步下降和貯能不足。在能量不足的狀態(tài)下，日糧、環(huán)境、氣候、管理等任何變化都會(huì)對(duì)犢牛造成進(jìn)一步的應(yīng)激。

2.3 體重下降

犢牛斷奶期需要更多的能量以維持生長(zhǎng)發(fā)育，而應(yīng)激過程需要消耗大量的能量，不利于犢牛消化器官的發(fā)育，導(dǎo)致犢牛采食量下降，營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的吸收降低，從而影響其生長(zhǎng)速度。自由哺乳的犢牛，瘤胃發(fā)育時(shí)缺乏刺激，導(dǎo)致犢牛斷奶期間增重減少或者體重減輕[1]。

2.4 內(nèi)分泌紊亂

ROS對(duì)脂類的破壞影響花生四烯酸級(jí)聯(lián)反應(yīng)以及類固醇激素代謝，引起內(nèi)分泌紊亂[9]。類固醇激素作用于垂體，可調(diào)節(jié)腸蠕動(dòng)，增加腸道乳酸菌，調(diào)整腸道微生物區(qū)系[10]。內(nèi)分泌失調(diào)還會(huì)影響犢牛生殖器官及泌乳器官的發(fā)育，影響將來(lái)的泌乳能力和繁殖性能。

2.5 免疫機(jī)能紊亂

ROS誘導(dǎo)白細(xì)胞炎癥因子的持續(xù)釋放并誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡，造成炎癥失調(diào)以及免疫機(jī)能喪失。在正常生理狀態(tài)下，肺部的大量抗氧化物質(zhì)可維持其處于還原狀態(tài)和高免疫耐受狀態(tài)，而氧化應(yīng)激的產(chǎn)生使得肺部處于氧化狀態(tài)，免疫活性被激活，少量的抗原就能刺激肺部產(chǎn)生強(qiáng)烈的免疫反應(yīng)，引發(fā)犢牛呼吸性疾病[8]。

2.6 疾病

ROS引起腸黏膜上皮細(xì)胞細(xì)胞膜脂質(zhì)過氧化并增加凋亡率，破壞消化道黏膜屏障，引起水和眾多離子擴(kuò)散到腸腔內(nèi)，導(dǎo)致犢牛腹瀉[8]。大量ROS的產(chǎn)生造成抗氧化物維生素E及微量元素硒的耗竭，維生素E及硒缺乏已被認(rèn)為是犢牛白肌病的主要原因。氧化應(yīng)激影響機(jī)體免疫機(jī)能，導(dǎo)致犢牛容易受到微生物感染，尤其是呼吸系統(tǒng)更容易受到巴氏桿菌、溶血曼氏桿菌等的感染，引起呼吸系統(tǒng)疾病[11]。

3 犢牛斷奶期應(yīng)激的檢測(cè)

3.1 臨床表現(xiàn)

犢牛斷奶時(shí)，由于與母牛分離，當(dāng)發(fā)生潮濕受凍、饑餓、心理恐懼應(yīng)激時(shí)，常借哞叫渴望得到母親保護(hù)[12]。犢牛應(yīng)激時(shí)出現(xiàn)流鼻涕、精神不振、食欲減退、消瘦，偶有發(fā)熱、腹瀉等癥狀[13]。

3.2 體重

斷奶后，犢牛日平均增重（Average Daily Gain，ADG）為0.84 kg，而斷奶前ADG為0.9 kg[15]。在犢牛出生后90 天測(cè)定ADG，出生后即斷奶的犢牛ADG為0.409 kg，出生后45 天早期斷奶ADG為0.458 kg，而90 天才斷奶的犢牛ADG為0.501 kg[14]。犢牛斷奶后2 周齡的ADG與未斷奶犢牛差距不大，但斷奶后10 周ADG為0.713 kg，比未斷奶犢牛0.929 kg減少了23%[15]。研究提出，斷奶期ADG為0.7 kg的犢牛可能處于應(yīng)激狀態(tài)。8 周齡斷奶的犢牛ADG為0.79 kg，是6 周齡斷奶犢牛ADG 0.34 kg的兩倍以上[16]。

3.3 皮質(zhì)醇

皮質(zhì)醇可以作為犢牛斷奶應(yīng)激的判斷標(biāo)準(zhǔn)。斷奶時(shí)，激活下丘腦-垂體-腎上腺軸（HPA），引起皮質(zhì)醇釋放增加。斷奶后2 周，斷奶犢牛皮質(zhì)醇含量為5.1 ng/mL，比未斷奶犢牛皮質(zhì)醇（3.7 ng/mL）增加了57%以上[17]。斷奶后約2月測(cè)定血中皮質(zhì)醇含量，較早斷奶（45天）的犢牛，皮質(zhì)醇濃度為16.3 nmol/L，比較晚斷奶（90天）的犢牛至少上升了78%[14]。犢牛在斷奶后5 天皮質(zhì)醇由18.12 nmol/L升高到54.84 nmol/L[18]。

3.4 中性粒細(xì)胞

當(dāng)HPA激活時(shí)，糖皮質(zhì)激素被認(rèn)為是通過降低L-選擇素基因的表達(dá)，阻止PMN從血液遷移到組織，因此應(yīng)激時(shí)中性粒細(xì)胞增多，但是犢牛腹瀉時(shí)，引起PMN含量下降。斷奶前抗氧化劑注射還可提高PMN的吞噬活性。促腎上腺皮質(zhì)激素釋放激素抑制淋巴細(xì)胞的增殖，并促使淋巴細(xì)胞回到淋巴組織中，中性粒細(xì)胞數(shù)比淋巴細(xì)胞數(shù)（N/L）是應(yīng)激標(biāo)志[19]。斷奶后兩周斷奶牛N/L為0.46，比未斷奶的牛（0.35）增加了30%以上[17]。

3.5 氧化應(yīng)激指標(biāo)

H2O2是活性氧代謝物（ROS）。在斷奶期測(cè)定血漿中活性氧代謝物（ROS）時(shí)數(shù)值變化不大，可能是體內(nèi)抗氧化系統(tǒng)的作用，但在血漿ROS未出現(xiàn)明顯變化時(shí)，呼出氣冷凝液（EBC）中H2O2的濃度比出生當(dāng)天高出50%，EBC的檢測(cè)可用于評(píng)定呼吸系統(tǒng)的氧化應(yīng)激[20]。此外，LPO的標(biāo)志物血漿丙二醛（Malondialdehyde，MDA）也可作為判定標(biāo)準(zhǔn)。在56 天斷乳時(shí)，血漿MDA含量最高，為3.6 nmol/L，比斷乳前2.35 nmol/L升高了53%[15]。測(cè)定血清總抗氧化狀態(tài)（Total antioxidant status，TAS）可用于評(píng)定氧化應(yīng)激，斷奶可引起TAS濃度降低到原來(lái)的33.3%，然而抗氧物劑補(bǔ)充可使斷奶中TAS保持穩(wěn)定[23]。