鉻對(duì)泌乳期奶牛的生產(chǎn)性能和主要生理指標(biāo)的影響
禹愛兵2,王加啟1*,趙國(guó)琦2,袁耀明3
(1.中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院畜牧研究所動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,北京100094 ;2.揚(yáng)州大學(xué)動(dòng)物科學(xué)與技術(shù)學(xué)院,揚(yáng)州225009;3.上海光明荷斯坦牧業(yè)有限公司,上海200074）
摘 要：研究了泌乳期奶牛日糧中添加吡啶羧酸鉻或賴氨酸鉻對(duì)其生產(chǎn)性能和血液主要生理指標(biāo)的影響。選擇75頭泌乳前期(<80d)的荷斯坦奶牛隨機(jī)分為試驗(yàn)組A、B和對(duì)照組C。試驗(yàn)組A和B每天日糧中分別補(bǔ)充吡啶羧酸鉻和賴氨酸鉻,供試期間對(duì)照組C不添加有機(jī)鉻。結(jié)果表明:鉻可提高泌乳期奶牛的生產(chǎn)性能,增強(qiáng)和改善泌乳奶牛的免疫力和應(yīng)激狀態(tài)。試驗(yàn)組A和試驗(yàn)組B泌乳量高于對(duì)照組C(P<0.01);試驗(yàn)組B血清中的甘油三酯的濃度低于對(duì)照組C(P<0.05);試驗(yàn)組A血清中胰島素濃度低于對(duì)照組C(P<0.01);試驗(yàn)組A和試驗(yàn)組B血清中葡萄糖濃度都高于對(duì)照組C(P<0.01);試驗(yàn)組A和試驗(yàn)組B血清中皮質(zhì)醇的濃度分別比對(duì)照組C低7.21nmol/L和4.92 nmol/L,試驗(yàn)組A和試驗(yàn)組B血清中IgG的濃度分別比對(duì)照組C高2.1 g/L和3.1 g/L。
關(guān)鍵詞：鉻;奶牛;泌乳期;血液指標(biāo)
中圖分類號(hào)：S823.5
文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A
文章編號(hào)： 0366-6964(2006)08-0774-05
自從鉻被發(fā)現(xiàn)以來(lái),鉻就一直被看作是動(dòng)物的必需微量元素,其最重要的生理功能就是作為葡萄糖耐量因子(GTF)的活性成分。目前,又發(fā)現(xiàn)了鉻的另一種生物活性形式———低分子鉻聚合物(LM-WCr)。LMWCr在胰島素信號(hào)自動(dòng)放大機(jī)制中起到重要角色,與胰島素發(fā)揮協(xié)同生理功能而參與碳水化合物、脂類、蛋白質(zhì)和核酸代謝,糾正應(yīng)激動(dòng)物的物質(zhì)代謝紊亂。另一方面,鉻可通過(guò)改變胰島素受體或胰島素與其受體結(jié)合后的細(xì)胞內(nèi)外信號(hào)傳導(dǎo)來(lái)提高淋巴細(xì)胞活性,鉻和胰島素、皮質(zhì)醇也可能通過(guò)互作來(lái)增加奶牛外周血淋巴細(xì)胞(PBL )的轉(zhuǎn)化反應(yīng),從而增強(qiáng)奶牛的免疫力[1,2]。因此,本試驗(yàn)將研究奶牛泌乳期添加不同形式的有機(jī)鉻對(duì)奶牛生產(chǎn)性能、血液生理生化指標(biāo)和應(yīng)激指標(biāo)的影響,為進(jìn)一步研究鉻對(duì)奶牛的營(yíng)養(yǎng)作用提供科學(xué)依據(jù)。
1、材料與方法
1.1 試驗(yàn)材料
吡啶羧酸鉻產(chǎn)品(鉻元素含量為1%)由北京中畜陽(yáng)光有限公司提供,賴氨酸鉻制劑(鉻元素含量為7.86%)由中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院畜牧研究所反芻動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)研究室提供。
1.2 試驗(yàn)動(dòng)物的選擇與分組
選擇75頭臨床健康、2~3胎泌乳期(<80 d)中國(guó)荷斯坦奶牛,根據(jù)胎次、泌乳日和產(chǎn)奶量相近的原則將其隨機(jī)分成3組,即處理組A、處理組B和對(duì)照組C,每組各25頭。
1.3 試驗(yàn)處理
各組奶牛飼喂相同的基礎(chǔ)日糧。處理組A、處理組B和對(duì)照組C分別飼喂基礎(chǔ)日糧+吡啶羧酸鉻(0.6 g/頭.d)、基礎(chǔ)日糧+賴氨酸鉻(0.076 g/頭.d)和基礎(chǔ)日糧,兩處理組鉻元素的添加量均為6 (mg/頭.d)。試驗(yàn)組每天的有機(jī)鉻添加劑拌于精料中分2次飼喂(07:00、21:00),具體方法為,每次喂料前分別從A組和B組精料中抽取0.5 kg,稀釋已經(jīng)過(guò)預(yù)混和的吡啶羧酸鉻和賴氨酸鉻產(chǎn)品,當(dāng)投放精料時(shí)分別將其投喂給A組和B組奶牛
1.4 試驗(yàn)環(huán)境與條件
試驗(yàn)于2004年10月至2005年元月于上海光明第七牧場(chǎng)進(jìn)行,75頭試驗(yàn)?zāi)膛＜杏谝浑p列式牛舍中,集中統(tǒng)一飼養(yǎng)管理。每日上槽3次。試驗(yàn)組和對(duì)照組基礎(chǔ)日糧相同,為期10 d的預(yù)試期結(jié)束后,進(jìn)入正式試驗(yàn)期。試驗(yàn)期為100 d,其中預(yù)試期10 d ,正試期90 d。
1.5 基礎(chǔ)日糧組成
日糧組成及營(yíng)養(yǎng)水平見表1。
1.6 試驗(yàn)測(cè)定
1.6.1 飼料采食量測(cè)定
精飼料和粗飼料定量飼喂,自由飲水,每天分3次對(duì)每組的剩料進(jìn)行稱重,每周測(cè)定1次剩料的干物質(zhì)含量,然后再根據(jù)每天每頭奶牛的投料量分別計(jì)算每組奶牛的日平均干物質(zhì)采食量(DMI)。
1.6.2 產(chǎn)奶量及乳成分的測(cè)定
預(yù)試期開始后每15 d測(cè)定1次每頭牛的產(chǎn)奶量和乳常規(guī)成分含量,包括乳中的乳糖、乳脂、乳蛋白、乳固型物等含量。在試驗(yàn)期結(jié)束前2周,停止喂有機(jī)鉻,2周后再觀察1次數(shù)值。
1.6.3 生理生化指標(biāo)測(cè)定
每個(gè)供試組隨機(jī)選定5頭牛,正式期進(jìn)入1個(gè)月后對(duì)其進(jìn)行首次尾靜脈采血,以后每隔1月采血樣1次(共3次),每次采血時(shí)間為07:00飼喂前。采血后分離血清,檢測(cè)血糖、甘油三酯、膽固醇、鉀(K)、鈉(Na)、總蛋白、尿素氮、IgG、胰島素、皮質(zhì)醇等指標(biāo)。
1.7 數(shù)據(jù)處理
調(diào)用SPSS11.5軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,用單因子方差分析確定不同螯合鉻和試驗(yàn)時(shí)間對(duì)泌乳奶牛的各種生產(chǎn)性能指標(biāo)、應(yīng)激免疫反應(yīng)指標(biāo)、血液理化指標(biāo)的影響。用單因子方差分析確定不同有機(jī)鉻對(duì)奶牛干物質(zhì)攝取量的影響。
2、結(jié) 果
2.1 鉻對(duì)泌乳期奶牛泌乳量的影響
從試驗(yàn)第7周開始,試驗(yàn)組A、試驗(yàn)組B奶牛的泌乳量明顯高于對(duì)照組C(P<0.01);整個(gè)試驗(yàn)期的數(shù)據(jù)表明,泌乳期給奶牛補(bǔ)充吡啶羧酸鉻或賴氨酸鉻可有效提高產(chǎn)奶量,并且吡啶羧酸鉻的添加效果略好于賴氨酸鉻。第13周即試驗(yàn)組A和試驗(yàn)組B停止投喂有機(jī)鉻2周后觀察到試驗(yàn)組A和試驗(yàn)組B與對(duì)照組C間無(wú)顯著差異。因此,進(jìn)一步說(shuō)明鉻對(duì)泌乳期奶牛有促進(jìn)產(chǎn)量的作用,并且鉻在動(dòng)物體內(nèi)的駐留時(shí)間比較短暫。
2.2 鉻對(duì)泌乳期奶牛乳常規(guī)成分的影響
試驗(yàn)結(jié)果表明,對(duì)泌乳期奶牛補(bǔ)有機(jī)鉻對(duì)乳常規(guī)成分(乳脂、乳蛋白、乳糖和總固形物)無(wú)顯著影響。說(shuō)明補(bǔ)鉻增加泌乳期奶牛產(chǎn)量的同時(shí),不會(huì)降低牛奶的品質(zhì)。
2.3 鉻對(duì)泌乳期奶牛干物質(zhì)采食量的影響
各組間日平均個(gè)體干物質(zhì)采食量統(tǒng)計(jì)上差異不顯著,說(shuō)明鉻對(duì)泌乳期奶牛的DMI的影響較小,從而相對(duì)提高奶料比。
2.4 鉻對(duì)泌乳期奶牛血液代謝指標(biāo)的影響
血清中總蛋白、尿素氮、總膽固醇、鈉離子濃度各組間差異不顯著。試驗(yàn)組B血清中甘油三酯的濃度低于對(duì)照組C(P<0.05),試驗(yàn)組A和對(duì)照組C差異不顯著;試驗(yàn)組A和試驗(yàn)組B血清中的葡萄糖濃度均高于對(duì)照組C(P<0.01);血清中胰島素濃度,試驗(yàn)組A較對(duì)照組C低(P<0.01),試驗(yàn)組B和對(duì)照組C間差異不顯著,但平均濃度較對(duì)照組低0.07μU/mL;說(shuō)明補(bǔ)充鉻可以提高泌乳奶牛血清中血糖與胰島素的比值。
2.5 鉻對(duì)泌乳期奶牛血液免疫及抗應(yīng)激指標(biāo)的影響
血清中鉀離子濃度及鉀鈉比值,試驗(yàn)組A(P<0.01)和試驗(yàn)組B(P<0.05)都高于對(duì)照組C,試驗(yàn)組A和試驗(yàn)組B間差異不顯著;試驗(yàn)組A和試驗(yàn)組B血清中皮質(zhì)醇的濃度分別比對(duì)照組C低7.21nmol/L和4.92 nmol/L,但統(tǒng)計(jì)上差異不顯著;試驗(yàn)組A和試驗(yàn)組B(P<0.05)血清中IgG的濃度分別比對(duì)照組C高2.1 g/L和3.1 g/L。
3、討 論
鉻是低分子鉻聚合物(LMWCr)的必需基團(tuán)。LMWCr的營(yíng)養(yǎng)作用是強(qiáng)化胰島素與胰島素敏感組織細(xì)胞膜上的受體相互作用,并提高膜的流動(dòng)性和胰島素的內(nèi)化率。John報(bào)道,LMWCr的特性是強(qiáng)化胰島素將葡萄糖轉(zhuǎn)化成二氧化碳和脂類[3]。鉻在代謝中的作用是通過(guò)LMWCr執(zhí)行的。鉻的缺乏會(huì)導(dǎo)致人類的高胰島素癥、高膽固醇癥、高血脂和Ⅱ型糖尿病[4]。
3.1 鉻對(duì)奶牛生產(chǎn)性能的影響
現(xiàn)代技術(shù)追求高產(chǎn)目標(biāo),給奶牛造成了生理性應(yīng)激,使高產(chǎn)奶牛易發(fā)生內(nèi)分泌紊亂和代謝病,應(yīng)激常常使葡萄糖代謝率增加,進(jìn)而導(dǎo)致鉻的代謝增強(qiáng)。體內(nèi)鉻被動(dòng)用后不被重吸收而從尿液排出,使動(dòng)物對(duì)鉻的需要量增加[5]。據(jù)推斷,在應(yīng)激的狀態(tài)下,日糧中補(bǔ)充鉻對(duì)奶牛的生產(chǎn)性能和健康是有利的。然而關(guān)于補(bǔ)充鉻對(duì)奶牛泌乳量的影響的研究報(bào)道的結(jié)果不相一致。有些報(bào)道稱可以提高產(chǎn)量7%~ 13%[6],有些報(bào)道認(rèn)為補(bǔ)鉻僅對(duì)初產(chǎn)奶牛的產(chǎn)奶性能有效果,經(jīng)產(chǎn)奶牛不明顯[7,8],還有些報(bào)道認(rèn)為無(wú)論是初產(chǎn)牛還是經(jīng)產(chǎn)牛補(bǔ)鉻對(duì)產(chǎn)量都沒(méi)有積極的影響[9] 本次試驗(yàn)結(jié)果說(shuō)明在經(jīng)產(chǎn)奶牛日糧中補(bǔ)充有機(jī)鉻可以提高泌乳量。Yang認(rèn)為補(bǔ)鉻可以提高奶牛產(chǎn)量的因素,主要與糖異生作用增強(qiáng)有關(guān);另外,補(bǔ)鉻也可通過(guò)節(jié)省生糖氨基酸(谷氨酰胺、谷氨酸)而提高奶牛的產(chǎn)奶量[5]。Besong等報(bào)道,對(duì)初產(chǎn)牛補(bǔ)鉻,可增加采食量和產(chǎn)奶量;同時(shí)可分別提高乳脂、乳糖及乳總固形物12.19 %、16.15 %和14.19 %,而且對(duì)經(jīng)產(chǎn)奶牛也同樣有效[10]。但本次試驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)對(duì)采食量和乳成分的影響不顯著。
3.2 鉻對(duì)奶牛胰島素活性及物質(zhì)代謝的影響
當(dāng)泌乳期奶牛能量攝取不能滿足機(jī)體維持和泌乳需要時(shí)則以犧牲體重來(lái)補(bǔ)償能量代謝負(fù)平衡,此時(shí)處于代謝應(yīng)激和生理疲勞狀態(tài)的奶牛易發(fā)生鉻的缺乏。研究結(jié)果表明補(bǔ)鉻能夠提高奶牛糖異生水平[11],從而減緩能量負(fù)平衡的程度和縮短其維持時(shí)間。Subiyatno等認(rèn)為補(bǔ)鉻奶牛的糖異生和肝糖的分解都得到了增強(qiáng),并證明補(bǔ)鉻趨向于減少胰島素對(duì)胰高血糖素的比率[9]。Holstenius報(bào)道,補(bǔ)充鉻可以強(qiáng)化胰島素的活性并降低血漿中NEFA和肝臟中TG的濃度改善葡萄糖耐受,從而改善泌乳早期奶牛的泌乳表現(xiàn)[12]。關(guān)于胰島素活性的表示方法,一般認(rèn)為血清中葡萄糖與胰島素含量的比值是一個(gè)簡(jiǎn)單較合理的指標(biāo),它基本上能反映出胰島素的活性。這一指標(biāo)表明的是單位血液胰島素同化血液葡萄糖的含量,這一比值越大,表明胰島素的活性越高,反之就越低。本試驗(yàn)結(jié)果說(shuō)明補(bǔ)充鉻可以提高泌乳期奶牛血清中血糖與胰島素的比值,證明補(bǔ)鉻對(duì)泌乳期奶牛能量代謝有積極的影響。
3.3 鉻對(duì)奶牛的免疫和應(yīng)激的影響
鉻可以增強(qiáng)應(yīng)激牛免疫能力[13,14]。Chang等報(bào)道,鉻和胰島素、皮質(zhì)醇可能通過(guò)互作來(lái)增加奶牛外周血淋巴細(xì)胞(PBL )的轉(zhuǎn)化反應(yīng)[15,16]。Burton等證實(shí),淋巴細(xì)胞表面具有胰島素受體,胰島素增加了牛淋巴細(xì)胞增殖反應(yīng),這進(jìn)一步證實(shí)了鉻通過(guò)改變胰島素受體或受體后(細(xì)胞信號(hào)傳導(dǎo))作用,而促進(jìn)淋巴細(xì)胞活性[1]。皮質(zhì)醇是具有抑制機(jī)體生長(zhǎng)和免疫功能的一種類固醇激素,可促進(jìn)蛋白質(zhì)分解,促進(jìn)糖元異生,抑制葡萄糖的氧化,使糖的利用率降低,使機(jī)體的免疫系統(tǒng)受到了抑制。鉻可通過(guò)改變皮質(zhì)醇產(chǎn)量和胰島素功能而影響動(dòng)物對(duì)應(yīng)激的反應(yīng)[18]。本次試驗(yàn)觀察到其血清中皮質(zhì)醇濃度有下降的趨勢(shì),而IgG(奶牛體內(nèi)主要抗體)濃度升高。因此,說(shuō)明給泌乳期經(jīng)產(chǎn)奶牛補(bǔ)充有機(jī)鉻可降低皮質(zhì)醇的含量,提高球蛋白的水平,增強(qiáng)機(jī)體免疫力。
4、結(jié) 論
對(duì)于上海地區(qū)非熱應(yīng)激條件下的高產(chǎn)中國(guó)荷斯坦奶牛,鉻(以吡啶羧酸鉻或賴氨酸鉻形式添加)的添加量為每頭6 mg/d時(shí),能夠提高奶牛泌乳產(chǎn)量并改善乳成分,但對(duì)奶牛干物質(zhì)采食量無(wú)顯著影響,且吡啶羧酸鉻與賴氨酸鉻的添加效果無(wú)顯著差別,因此可以推測(cè),鉻改善奶牛生產(chǎn)性能的機(jī)理并非簡(jiǎn)單的提高DMI,而是能夠有效提高能量及營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的利用率。
（參考文獻(xiàn)略）
（本文發(fā)表于《畜牧獸醫(yī)學(xué)報(bào)》2006年第8期）
