奶牛酮病又称为奶牛酮血症，是高产奶牛产后因碳水化合物和挥发性脂肪酸代谢障碍所引起的疾病，根据其有无临床表现可分为临床型酮病和亚临床型酮病。临床型酮病主要表现为食欲降低，奶产量减少，体况消瘦，血酮、乳酮以及尿酮含量异常升高,严重时连呼出的气体都含有丙酮气味（氯仿的芳香味，烂苹果味），少部分牛还会出现神经症状（异丙醇刺激），血糖水平则下降。而亚临床酮病则无肉眼可见的临床症状,只是血、乳以及尿中酮体（乙酰乙酸，丙酮，β-羟丁酸）含量超标,血糖水平也会下降。该病多发生于产后2～6周,产前也可能发病,以产后10～30d发病率最高。据报道,我国奶牛酮病的发病率为15%～30%,美国为5%,印度为17.3%,日本则达到43.1%,伊朗克尔曼省荷斯坦奶牛亚临床酮病的发生率为14.4%，塞内加尔达喀尔地区奶牛亚临床酮病的发生率为33.57%,临床酮病的发生率为6.43%,加拿大安大略省泌乳初期亚临床酮病的发病率为14.1%。奶牛酮病的一头奶牛仅治疗药物及奶产量下降造成的经济损失为151～312美元。不仅如此,酮病奶牛还会增加乳房炎、子宫内膜炎以及真胃变位发病的可能性,以及降低奶牛的繁殖性能,造成更多的隐性损失。因此,在奶牛养殖业中,如何预防酮病的发生、降低酮病的发病率,尽早诊断酮病及时治疗发生酮病的奶牛显得尤为重要。本文主要从奶牛酮病的发病原因、发病机理、诊断、治疗及预防等方面对近年来国内外的研究成果进行了综述,这为合理地建立预防酮病的措施,为更深入地研究奶牛酮病提供一定的理论参考。

1 发病原因

奶牛酮病以及脂肪肝等能量代谢性疾病,它们共同的发病基础是能量负平衡,能量负平衡的发生是由于奶牛产前、产后耗能与从饲料中获能之间的不平衡所致。奶牛酮病主要有以下几大病因:

1.1 原发性酮病

主要发生于妊娠后期及泌乳初期。妊娠后期由于胎儿的生长发育以及自身维持需要,奶牛需要摄入大量的营养,如果饲料中能量供给不足,则就会出现能量负平衡;泌乳初期是由于奶牛产后体质尚未恢复,食欲不好,奶牛摄入的营养物质不多,但此时泌乳量却快速地增长,营养摄入无法满足高泌乳量的需求,使奶牛处于能量负平衡的状态。

1.2 继发性酮病

任何引起食欲降低或者消化吸收障碍的疾病都可以引起酮病。最常见的是消化系统疾病,如真胃变位、创伤性网胃炎等,其它的如生产瘫痪、子宫炎、乳房炎等病引起食欲降低,也可引发本病。

1.3 食源性酮病

是由饲料的某些成分所引起的酮病,主要见于青贮饲料,青贮饲料中含有很高的挥发性脂肪酸,包括丙酸、丁酸等,丙酸是生糖先质,而丁酸是生酮先质,如果丁酸的含量太高,被小肠吸收进入血液,从而生成过多的酮体,还有一个可能的原因是,丁酸盐含量过高导致青贮饲料的适口性差,进而引起奶牛采食量减少,引发酮病。

1.4 其它原因

一些特殊元素,如钴、碘、磷等的缺乏,也可能引发本病。也有报道说妊娠后期由于缺乏运动而引起奶牛分娩时的过度肥胖,也可增加酮病的发病率。

2 致病机理

由于奶牛的能量摄入不能满足自身的需要,为保证血糖浓度的稳定,机体动用肝糖原、继而动员储脂，甚至体蛋白,引起奶牛血液中的酮体含量升高、游离脂肪酸含量增多,甘油三酯含量减少等的一系列变化。如果奶牛长期处于能量负平衡状态,机体正常的内环境就会被打乱,继而引发奶牛的食欲不振、奶产量降低等症状。迄今为止,主要有以下几种致病机制:

2.1 糖代谢机制

奶牛产后泌乳需要大量的葡萄糖来合成乳糖,而葡萄糖在反刍动物则主要靠糖异生作用提供,糖异生的先质主要有丙酸、生糖氨基酸、甘油等。奶牛发生酮病时,病牛厌食或不食,由胃肠道吸收的生糖先质减少或中断,引起血糖含量异常下降。这时机体则必须动员肝糖原,随后动员体脂肪和体蛋白来加速糖原异生作用以维持泌乳需要。反刍动物摄入的碳水化合物作为葡萄糖而被吸收的很少,能量来源主要取自在瘤胃内降解的挥发性脂肪酸—乙酸、丙酸和丁酸。其中丙酸为生糖先质,用于合成乳酸后很少能有剩余。而乙酸和丁酸以及体脂动员产生的游离脂肪酸在肝脏内有三种去路:葡萄糖充足的条件下合成脂肪;消耗草酰乙酸进入三羧酸循环供能;生成酮体。糖类和生糖氨基酸是草酰乙酸的惟一来源,当奶牛厌食或不食时,糖类和生糖氨基酸摄入减少,组织中的草酰乙酸浓度就会很低。因此脂肪酸也就不会合成脂肪,只能走上生酮途径,这促使了酮体含量的升高。

2.2 脂代谢机制

干奶期和围产期奶牛饲料配方不当或缺乏运动,导致奶牛机体过度肥胖,若此时由于某些原因引起奶牛摄入的营养不能满足需求,机体为满足营养需求就要动用体脂,产生过量的游离脂肪酸,脂肪酸可以被酯化成低密度脂蛋白而转移出肝脏,但若能量或蛋白缺乏时,游离脂肪酸则以甘油三酯的脂肪小颗粒的形式在肝脏中沉积,而此时肝脏缺乏极低密度脂蛋白,不能将脂肪转运出肝脏,从而逐渐使肝细胞发生脂肪变性,发生脂肪变性的肝脏就称为脂肪肝,其代谢功能大大降低,这就会使脂肪酸向生酮的方向发展,促使了酮病的发生。

2.3 蛋白代谢机制

当奶牛机体缺乏能量是在动用体脂的同时,体蛋白也会动员,蛋白分解产生的氨基酸分为生糖氨基酸和生酮氨基酸,前者通过糖异生转变成草酰乙酸进入三羧酸循环,结合脂肪酸分解产生的乙酰辅酶A分解供能,生酮氨基酸的分解则会增加血液中的酮体含量。

2.4 激素水平的代谢机制

产后由于催乳素水平的提高,不断地促使乳腺组织进行产奶,泌乳量不断增加,乳糖需要量增加,葡萄糖的消耗量也跟着增加,这样循环中的葡萄糖就会减少,这又促使胰高血糖素分泌增加、胰岛素分泌减少、肾上腺素分泌增加,它们的变化就使奶牛机体不断动员脂肪和蛋白进行糖的异生,这促使了循环中酮体含量的升高。

2.5 其它机制

有报道说,在体脂肪分解代谢加强时,长链脂酰辅酶A含量增多,长链脂酰辅酶A可反馈地抑制柠檬酸合成酶和乙酰辅酶A羧化酶的活性。柠檬酸合成受到抑制,乙酰辅酶A不能合成柠檬酸进入到三羧酸循环,乙酰辅酶A羧化酶受到抑制,则乙酰辅酶不能生成二酰辅酶A以合成脂肪酸,而草酰乙酸则能因接受化酰辅酶A脱下来的氢而变成苹果酸,使草酰乙酸减少,从而促进酮体生成增多。微量元素钴的缺乏引起丙酸合成减少,进而影响糖的生成,此外还可引起瘤胃微生物发育不良,影响消化功能。酮体可以转变成异丙醇,后者进入脑组织,可引起奶牛的过度兴奋,出现神经症状。另外,酮体中的β-羟丁酸和乙酰乙酸都是有机酸,它们在循环系统中含量的升高,会引发酸中毒,导致机体对疾病的抵抗力降低。据报道,β-羟丁酸可以影响白细胞的趋化性,降低巨噬细胞等的吞噬能力,因此,酮病牛更容易发生乳房炎、子宫炎等疾病。

3 临床病理学特征

奶牛酮病的主要临床病理学变化是低血糖、高血酮、乳酮及尿酮,血清游离脂肪酸含量增加。血糖含量可降至200～400mg/L(正常为500mg/L以上);血清酮体含量升高到100mg/L以上(正常血酮为6～60mg/L,平均20mg/L)。据记载,血酮高于200mg/L时就可出现临床症状,则血酮含量在100～200mg/L之间的则为亚临床酮病。乳酮和尿酮的值变化较大,但它们的平均值与血酮有一定的相关性。江精华的研究显示,产后奶牛有轻微的低钙血症的发生(低于90mg/L)、持续的高血酮可以导致低血磷(低于40mg/L)、酮病奶牛血清总蛋白升高。薛瑞益的研究显示,奶牛血清天门冬氨酸氨基转氨酶含量偏高,主要与该地区奶牛酮病和脂肪肝的发病率较高有关,同时也发现血清中的游离脂肪酸含量与酮体含量呈正相关。血液学检查还可发现,嗜酸性粒细胞增多(达15%～40%),淋巴细胞增加(达60%～80%),嗜中性粒细胞减少(约为10%)。

4 诊断

临床型酮病可根据特征性的临床症状进行诊断。但亚临床型酮病没有可以观察到的临床症状,只能根据临床病理学特征加以诊断。

4.1 通过检测酮体含量进行诊断

酮体包括乙酰乙酸、β-羟丁酸及丙酮,健康牛的酮体含量在一定的范围内,奶牛发生酮病时,血液、乳汁以及尿液中的酮体含量都会升高,因此可以通过定性和定量方法检测酮体含量来诊断奶牛是否患有酮病:

4.1.1 定性检测:

(1)酮粉法:此法的配方为亚硝基铁氰化钠0.5g,无水碳酸钠10g,硫酸铵20g,也有另外一种配方将硫酸铵含量改为10g其余不变,将以上药物研磨混均。取粉剂0.1g放于载玻片上或于反应盘内,加新鲜尿液或乳汁1～2滴,观察颜色变化,出现颜色变化即为阳性,变化越深,含量越高,此法主要测定的是乙酰乙酸和丙酮。

(2)试剂法:三种组成试剂为5%亚硝基铁氰化钠溶液,10%氢氧化钠水溶液,20%醋酸。操作:取试管一支,先加新鲜尿液或乳液5ml,随即加入5%亚硝基铁氰化钠水溶液和10%的氢氧化钠水溶液各0.5ml(约10滴),颠倒混合,再加20%醋酸1ml(约20滴),再颠倒混合,观察结果,颜色变红者为阳性。

(3)试纸法:目前国内市场上已有商品化的尿酮体检测试纸条,用试纸条蘸取少量的新鲜尿液,颜色变红则为阳性,根据颜色变化的深浅可推断酮体含量的多少。另外,国外的检测试纸条有多种,原理大同小异,不过有一种检测乳中β-羟丁酸含量的试纸条,准确率很高,乳中阈值为200μmol/L,高于此值即可认为已患有亚临床酮病,含量越高颜色变化越深。

4.1.2 定量检测:

(1)改良水杨醛比色法:主要原理为酮体中的乙酰乙酸和β-羟丁酸氧化水解后生成丙酮,丙酮在强碱溶液中与水杨醛生成一种显色的1,5-双(2-羟苯基)-3,4-戊二烯酮产物。其颜色的深度与丙酮的含量成正比。可用光电比色法和分光光度法测定。此法虽测定结果准确,但操作比较繁琐,现在已很少使用。

(2)β-羟丁酸脱氢酶法:三种酮体中β-羟丁酸含量占78%,而且很稳定,通过β-羟丁酸脱氢酶法检测血清中β-羟丁酸的含量可以判定奶牛是否患有酮病。此法在国外称之为“金标准(GoldStandard),但鉴别的阈值报道不一,从1.0～1.4mmol/L都有报道,一般是以1.2mmol/L为界,低于此值为正常牛,1.2～2.0mmol/L为亚临床酮病,高于2.0mmol/L为临床型酮病。此法操作简单,结果准确,已被科研工作者广泛采用。但目前国内还没有此法检测的试剂盒,需要从国外进口,现在用的主要是英国朗道公司生产的RANBUT试剂盒。

4.2 其它诊断方法的研究

Duffield等对乳汁中脂肪和蛋白的含量与酮体含量的相关性进行了研究,结果认为乳汁中脂肪和蛋白与酮体含量具有一定的相关性,但还不能单独以检测每天的乳脂、乳蛋白含量来判定牛是否患有亚临床酮病。Bateman等对尿液的pH与酮体中含量的相关性作了研究,尿液pH尿液中与乙酰乙酸的相关系数为-0.5,而与尿液中β-羟丁酸的相关系数为-0.65,结论是测定尿液中的pH值可以作为酮病的一个参考指标,而不能作为鉴别酮病与否的依据。Elliott-Martin等通过收集奶牛呼出的气体并检测气体中丙酮的含量并将其与血清中的β-羟丁酸含量相比较,找到它们之间的关系,以找出患病与否的阈值。他们又将集气装置和检测设备结合起来,建立了一个称之为“特异性电子鼻”的设备,可以用此来筛选酮病的奶牛,不过此装置的准确性及可操作性还需要进一步研究。以上方法主要用于原发性酮病的诊断,而对于非原发性的酮病,应当在治疗酮病的同时找出原发病,只有消除原发病才能彻底治愈酮病。

近年,徐闯等首次运用比较蛋白组学,从糖代谢、脂代谢、蛋白质代谢、氨基酸代谢、核苷酸代谢等有关的酶类以及有关的结构蛋白方面入手,分析比较了酮病牛与健康牛肝脏中蛋白质的差异,使我们对酮病有了更进一步的认识,同时也在酮病的致病机理和诊断方面为我们提供了一个新的研究方向。

5 治疗及预防

5.1 治疗

酮病的治疗原则是生糖降酮。静脉滴注50%的高糖500ml,可以快速提高血液中葡萄糖含量,而且效果明显,但这是暂时性的,需要重复注射。也可以给奶牛投喂丙酸盐以及丙二醇等生糖先质(2次/d,每次500g,持续2d,随后减半,再喂10d左右),此法既可快速提高循环中的葡萄糖水平还可降低血液中的酮体含量。还可以用激素进行治疗,现一般用糖皮质激素,如:氢化可的松等,也可以用促肾上腺皮质激素,此激素可以促使肾上腺皮质释放糖皮质激素,后者可以刺激糖异生作用,产生大量的葡萄糖。对于有神经症状的奶牛可以用水合氯醛进行治疗(首次30g,以后7g/次,2次/d,连用3～5d)。另外,还需要纠正酸中毒,投喂健胃药以及补充微量元素等。

5.2 预防

预防本病主要是从干奶期开始加强管理,在妊娠后期应给奶牛饲喂尽量多的优质干草,饲喂压片玉米及大麦片等高能饲料,但蛋白与能量比例要合理,能量强度中等即可。此外还应经常放牧,避免母牛过度肥胖以及胎儿过大而引起难产。产犊后,要在不减少饲料摄入量的前提下,给予尽量多的能量,初期少喂青贮料,多喂优质干草,更换日粮要逐步,精料要以易于消化的能量饲料,如玉米粉等,此外,还应保证其它的营养物质均衡。对于高产奶牛,也可以添加丙酸盐等生糖先质预防酮病。Mandebvu等,从产前3周到产后3周,给牛饲喂一种能量添加剂(主要成分:78.43%的丙酸,21.36%的钙,0.155%的锌,0.053%的铜),可以减少脂肪的动员,有效地降低了酮病的发病率。Duffield等的研究表明,饲料中合理地添加莫能菌素可以使酮病的发病率降低一半,并且还可以缩短酮病的病程。Nielsen等报道,在泌乳初期,丙二醇以及丙三醇可以有效地减少奶牛机体的脂肪动员,降低酮病的发病率,但它不可以提高奶牛的采食量,也不能提高繁殖性能,而且由于其适口性差,需要和其它的饲料混合饲喂。朱金凤等运用微生态的理论,将体外筛选出的四种酵母菌以及瘤胃内的三种丙酸生成菌按一定比例混合发酵,研制出复合菌发酵剂,根据临床试验,该微生态制剂可以有效地降低血液中酮体的含量,提高葡萄糖的水平,且没有副作用。

6 讨论

奶牛酮病是奶牛养殖业中常见的群发性多发病,迄今为止,国内外学者对酮病的研究已涉及到了发病原因、流行病学、致病机理、诊断以及防治等的方方面面,但仍然有许多问题需要解决:酮病的最初环节是低血糖,而奶牛机体的储备是很多的,调节机能也是很强的,完全有能力保证血糖的稳定,为什么却没能保证;在营养不够的情况下,奶牛为什么不自我调节,降低催乳素的分泌,以减少奶产量来缓解营养缺乏;现有的酮体定性的检测方法多种多样,准确程度报道不一;亚临床酮病对奶牛生产方面的影响说法也不一致;奶牛酮病引起其它产后疾病的机理也很牵强,这些都还需要我们进一步进行研究。

文章来源：网络编译