圍產期奶牛行為活動與產后能量負平衡的關系

康福江，信淑珍，李 雯，田 甜

（1.黑龍江省黑河市遜克縣遜河鎮鄉村振興發展服務中心，黑龍江 黑河 164421；2.安徽農業大學動物科技學院，合肥 230031）

奶牛分娩后一般會經歷不同程度的能量負平衡（Negative energy balance，NEB）［1］，非酯化脂肪酸（NEFAs）升高是NEB 血液病理學特征，導致肝臟脂肪沉積（脂肪肝）和脂肪的不完全氧化。隨后，機體酮體可能會增加，血液中β-羥丁酸鹽（BHB）濃度升高，導致機體代謝紊亂。圍產期NEB 對奶牛生產和健康不利，造成奶牛產奶量和繁殖力下降、增加子宮炎等疾病發生的風險［2］。奶牛血液中NEFAs 尚未有快速的檢測方法，常規的血液監測奶牛BHB 一次的成本高達13～15 元，且BHB 指標需要連續檢測對集約化牛場造成巨大經濟負擔。因此，需要尋找新的檢測方法。

在集約化奶牛牛群中，已展開了反芻、躺臥和活動行為與血液中NEFAs 或BHB 濃度升高之間聯系的研究［3］。鮮見研究使用生物標記物作為單一指標或結合使用來探究其與集約化牛場奶牛NEB 的關聯。本研究調查行為變量是否適合預測機體代謝情況，假設與新陳代謝適應能力較好的奶牛相比，血液中NEFAs 和BHB 濃度升高的奶牛在產犢后臥床時間會顯著增加，活動量減少。研究血液中NEFAs 和BHB 升高的奶牛與血液NEFAs 和BHB 較低的奶牛活動行為之間的差異。

1 材料與方法

1.1 試驗動物

在黑龍江省集約化牛場選取244 頭經產荷斯坦奶牛。08：00 記錄奶牛體重，利用牧場紅外線監測奶牛BCS 水平（試驗奶牛BCS 水平在4.0～5.0）。試驗期間，泌乳奶牛和非泌乳奶牛每天分別在07：45—09：30 、08：00—08：30 飼喂一次 TMR 全混飼料。奶牛自由采食，每天在旋轉廳擠奶2 次。

1.2 樣品采集

參試奶牛分別于產前4 周、產犢當天、產后1～4 d、產后1～5 周通過尾靜脈收集全血，3 000 r/min離心 5 min 后收集上清液，12 000 r/min 離心 5 min 后得到血清，于-80 ℃保存。

1.3 奶牛分組

244 頭奶牛根據產后1 周和2 周血液中NEFAs和BHB 最大濃度被分為3 組，①低NEFAs 和低BHB（Lo-Lo）組，NEFAs＜1.0 mmol/L，BHB＜1.0 mmol/L，共計 78 頭②高 NEFAs 和低 BHB（Hi-Lo）組，NEFAs≥1.0 mmol/L，BHB≤1.0 mmol/L，共計 134 頭③高 NEFAs 和高BHB（Hi-Hi）組，NEFAs≥ 1.0 mmol/L，BHB≥ 1.2 mmol/L，共計32 頭。

1.4 代謝指標檢測

利用全自動生化分析儀檢測血清中β-羥丁酸（化學法）、游離脂肪酸（比色法）含量。

1.5 行為活動監測

在每頭牛后腿外側安裝一個三軸監測器（IceRobotics 公司），記錄行為數據。使用IceManager 2010軟件下載數據（IceRobotics 公司）。每頭奶牛數據有2 個文件，1 個文包含 1 min 和 15 min 采樣間隔記錄的躺臥時間和步數，另1 個文件包含日期、時間和躺臥持續時間（LB）。計算出每頭奶牛臥床時間（h/d）、體重、平均LB 持續時間（min/d）和步數（步數/d）。

1.6 數據分析

使用SAS 9.4 軟件進行統計分析。結果以最小二乘均值±sx表示，在表格和圖表中以均值標準誤（SED）表示。所有重復測量的ANOVA 模型均采用Tukey-Kramer 進行成對比較校正。

2 結果與分析

2.1 代謝狀態指標、身體狀況評分和體重

由圖 1 和表 1 可知，Hi-Hi 和 Hi-Lo 組奶牛血清中NEFAs 和BHB 平均濃度的差異有統計學意義（P＜0.001）。

圖1 奶牛分娩前后血清NEFAs 和BHB 濃度變化

表1 三組奶牛機體狀態參數、行為和活動參數

在產犢第-14～1 天，Hi-Lo 組血液中 NEFAs 濃度（0.46±0.02 mmol/L）顯著低于Lo-Lo 組（0.56±0.03 mmol/L）（P＜0.05），兩 組 均 與 Hi-Hi 組（0.51±0.05 mmol/L）無顯著差異。在產犢第0～2 天和第3～7天，Hi-Hi 組血液中NEFAs 濃度最高（分別為0.85±0.04、1.14±0.05 mmol/L），Hi-Lo 組 次 之（分 別 為0.68±0.02、0.91±0.02 mmol/L），均高于 Lo-Lo 組（分別為 0.46±0.03、0.56±0.03 mmol/L）。在產犢第 8～14 天 ，Hi-Hi（1.06±0.06 mmoL/L）和 Hi-Lo（0.97±0.03 mmoL/L）組血清中NEFAs 濃度無顯著差異（P=0.36），但 兩 組 均 顯 著 高 于 Lo-Lo 組（0.69±0.04 mmoL/L，P＜0.001）。產后第 15～21 天，不同組血清中NEFAs 水平差異不顯著（P≥0.15）。在產犢后第22～28 天 ，Hi-Lo 奶 牛 血 液 中 NEFAs（0.68±0.03 mmol/L）顯著高于Lo-Lo 奶牛（0.54±0.04 mmol/L）（P＜0.05），兩組均與Hi-Hi 組奶牛（0.58±0.06 mmol/L）無顯著差異（P≥0.32）。

Hi-Hi 組在產犢第-14～1 天和第 0～2 天血清中BHB 濃度最高，要顯著高于Hi-Lo 組（分別為0.45±0.01、0.66±0.01 mmol/）和 Lo-Lo 組（分 別 為0.43±0.02、0.63±0.02 mmol/）（P＜0.001），Hi-Lo 組與Lo-Lo 組差異均不顯著（P=0.10、0.28）。在產犢第3～7 天和第 8～14 天，Hi-Hi 組血液中 BHB 濃度最高（分別為 0.97±0.02、0.80±0.03 mmol/L），Hi-Lo 組血液中BHB濃度（分別為0.68±0.01、0.65±0.02 mmol/L）顯 著 高于 Lo-Lo 組（分 別為 0.62±0.02、0.58±0.02 mmol/L）（P＜0.001）。

在產后 1～6 周，Hi-Hi 組奶牛的 BCS 和 BW 降低值一直高于Hi-Lo 組（P＜0.05）和Lo-Lo 組（P＜0.01）；Hi-Lo 組奶牛的BCS（P＜0.001）和BW（P＜0.05）均顯著高于Lo-Lo 組（圖2）。

圖2 奶牛產犢前后體況評分

2.2 產前、產后的行為活動

2.2.1 體況評分變化 Hi-Hi 組的平均每日躺臥站立次數顯著少于Lo-Lo 組（P＜0.05），兩組均與Hi-Lo組差異不顯著（表1）。在產犢后1～6 周，Hi-Hi 組奶牛 的 BCS 和 BW 降 低 。 Hi-Lo 組 奶 牛 的 BCS（P＜0.001）和BW（P＜0.05）均顯著高于Lo-Lo 組。

2.2.2 躺臥時間、躺臥和站立次數 由圖3 可知，Hi-Hi 組奶牛在產前3 d 的每日躺臥時間有較大幅度的減少，隨著產犢的臨近，3 組奶牛的躺臥站立次數均明顯增加。Hi-Hi 組的躺臥次數（49.9±4.09 min/次）顯著低于Hi-Lo 組（62.5±2.00 min/次）和Lo-Lo 組（65.7±2.72 min/次）（P＜0.05），Hi-Lo 與 Lo-Lo兩組間差異不顯著（P=0.20）。在產前8～14 d、4～7 d和產前第2 天，Hi-Hi 組奶牛步數要顯著高于Hi-Lo組（P＜0.05）和Lo-Lo 組（P＜0.01）。在產前8～14 d，Hi-Lo 組的奶牛平均每天比Lo-Lo 組多走227 步（P=0.07），在產前4～7 d 不同組之間的步數差異不顯著（P≥0.54）。產前 1 d，Hi-Hi 組（3 453±210 步/d）和Hi-Lo 組（3 114±102 步/d）奶牛的活動水平差異不顯著（P=0.36），但兩組的活動量均顯著高于Lo-Lo組（2 658±139 步/d）（P＜0.01、P＜0.05）。

圖3 試驗奶牛產犢期間行為活動狀態

Hi-Lo 組奶牛在產后 15～21 d（4 639±64 步/d，P=0.07）和22～28 d（4 562±66 步/d，P＜0.001）的步數顯著低于 Lo-Lo 組（分別為 4 562±66 步/d 和 5 059±94 步/d）。Hi-Hi 組處于中間（4 607±133 和 4 681±134 步/d），與 Hi-Lo 組和 Lo-Lo 組無顯著差異（P≥0.20）。

3 討論

調查集約化奶牛群體的活動行為和血清代謝狀態之間的關系將有助于了解活動行為是否可作為疾病的早期預警指標。研究表明，奶牛產后血清中NEFAs 和BHB 濃度的不同臨界閾值可以用來預測圍產期相關疾病的風險，如臨床酮病［4］、皺胃移位［5］、子宮炎［6］等，以及與產奶量和繁殖參數間的關系［7］。血清中 NEFAs 和 BHB 的變化可作為產后奶牛機體代謝狀態的生物標志［8］。

對奶牛產犢后血清中NEFAs 和BHB 濃度進行分類，研究了不同分類下奶牛產犢前、產犢時和產犢后躺臥行為和活動行為變化。發現3 組奶牛產后躺臥和活動行為都存在差異，其中Hi-Hi 組奶牛步數活動多，日增重較少，產后2～3 周的躺臥時間也較少；Hi-Hi和Lo-Lo 組在產犢前3 d 躺臥時間差異大。被診斷為臨床酮病的奶牛產犢前1 周站立時間較長（躺臥時間減少2 h）（產犢后3 周內連續3 次采樣，血液中BHB ＞3.0 mmol/L）。有研究報道血液中BHB升高（≥1.4 mmol/L）的奶牛躺臥時間更長［9］，血液中BHB 和 NEFAs 與 產 前 活 動 之 間 沒 有 關 聯［10］。Kaufman 等［11］研究發現，躺臥時間（分娩前2～4 周）和血清中BHB 之間沒有關聯，這與本研究結果不一致，可能是由于生產管理系統、行為監測設備或在使用血液NEFAs 或BHB 對產后代謝狀態的分類、切入點和時間上存在差異。與Lo-Lo 組相比，Hi-Lo 組的奶牛活動量減少（每天少走290～500 步）。研究顯示，產后2～13 d，血液中NEFAs≥0.7 mmol/L 的奶牛活動量較低［12］。該研究發現，Hi-Lo 奶牛血液中NEFAs 升高，但血液中 BHB 低于 1.0 mmol/L，奶牛的活動減少反映出多種因果關系。Hi-Lo 奶牛的能量校正產奶量比Lo-Lo 奶牛高1.3 kg，可能是奶牛為維持產奶所需而減少了活動量。

與血液中NEFAs 和BHB 較低的奶牛相比，在產后前兩周經歷代謝能力強的奶牛行為活動更活躍，躺臥時間更短，產后3 周的躺臥站立次數也更少。在產前幾周，新陳代謝能力強的奶牛的行為特征上表現出差異，這些奶牛產后躺臥站立次數更少但時間更長。躺臥和行為活動差異是否可以預測或監測奶牛個體的代謝狀態仍需要進一步的研究。

4 小結

本研究初步證實，圍產期奶牛活動行為的改變與血清中NEFAs 和BHB 相關，可作為辨別奶牛的NEB 狀態。