鉻對泌乳期奶牛的生產(chǎn)性能和主要生理指標的影響
禹愛兵2,王加啟1*,趙國琦2,袁耀明3
(1.中國農(nóng)業(yè)科學院畜牧研究所動物營養(yǎng)學國家重點實驗室,北京100094 ;2.揚州大學動物科學與技術(shù)學院,揚州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其生產(chǎn)性能和血液主要生理指標的影響。選擇75頭泌乳前期(<80d)的荷斯坦奶牛隨機分為試驗組A、B和對照組C。試驗組A和B每天日糧中分別補充吡啶羧酸鉻和賴氨酸鉻,供試期間對照組C不添加有機鉻。結(jié)果表明:鉻可提高泌乳期奶牛的生產(chǎn)性能,增強和改善泌乳奶牛的免疫力和應激狀態(tài)。試驗組A和試驗組B泌乳量高于對照組C(P<0.01);試驗組B血清中的甘油三酯的濃度低于對照組C(P<0.05);試驗組A血清中胰島素濃度低于對照組C(P<0.01);試驗組A和試驗組B血清中葡萄糖濃度都高于對照組C(P<0.01);試驗組A和試驗組B血清中皮質(zhì)醇的濃度分別比對照組C低7.21nmol/L和4.92 nmol/L,試驗組A和試驗組B血清中IgG的濃度分別比對照組C高2.1 g/L和3.1 g/L。
關鍵詞：鉻;奶牛;泌乳期;血液指標
中圖分類號：S823.5
文獻標識碼： A
文章編號： 0366-6964(2006)08-0774-05
自從鉻被發(fā)現(xiàn)以來,鉻就一直被看作是動物的必需微量元素,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在胰島素信號自動放大機制中起到重要角色,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,糾正應激動物的物質(zhì)代謝紊亂。另一方面,鉻可通過改變胰島素受體或胰島素與其受體結(jié)合后的細胞內(nèi)外信號傳導來提高淋巴細胞活性,鉻和胰島素、皮質(zhì)醇也可能通過互作來增加奶牛外周血淋巴細胞(PBL )的轉(zhuǎn)化反應,從而增強奶牛的免疫力[1,2]。因此,本試驗將研究奶牛泌乳期添加不同形式的有機鉻對奶牛生產(chǎn)性能、血液生理生化指標和應激指標的影響,為進一步研究鉻對奶牛的營養(yǎng)作用提供科學依據(jù)。
1、材料與方法
1.1 試驗材料
吡啶羧酸鉻產(chǎn)品(鉻元素含量為1%)由北京中畜陽光有限公司提供,賴氨酸鉻制劑(鉻元素含量為7.86%)由中國農(nóng)業(yè)科學院畜牧研究所反芻動物營養(yǎng)研究室提供。
1.2 試驗動物的選擇與分組
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分成3組,即處理組A、處理組B和對照組C,每組各25頭。
1.3 試驗處理
各組奶牛飼喂相同的基礎日糧。處理組A、處理組B和對照組C分別飼喂基礎日糧+吡啶羧酸鉻(0.6 g/頭.d)、基礎日糧+賴氨酸鉻(0.076 g/頭.d)和基礎日糧,兩處理組鉻元素的添加量均為6 (mg/頭.d)。試驗組每天的有機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)過預混和的吡啶羧酸鉻和賴氨酸鉻產(chǎn)品,當投放精料時分別將其投喂給A組和B組奶牛
1.4 試驗環(huán)境與條件
試驗于2004年10月至2005年元月于上海光明第七牧場進行,75頭試驗奶牛集中于一雙列式牛舍中,集中統(tǒng)一飼養(yǎng)管理。每日上槽3次。試驗組和對照組基礎日糧相同,為期10 d的預試期結(jié)束后,進入正式試驗期。試驗期為100 d,其中預試期10 d ,正試期90 d。
1.5 基礎日糧組成
日糧組成及營養(yǎng)水平見表1。
1.6 試驗測定
1.6.1 飼料采食量測定
精飼料和粗飼料定量飼喂,自由飲水,每天分3次對每組的剩料進行稱重,每周測定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)奶量及乳成分的測定
預試期開始后每15 d測定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。在試驗期結(jié)束前2周,停止喂有機鉻,2周后再觀察1次數(shù)值。
1.6.3 生理生化指標測定
每個供試組隨機選定5頭牛,正式期進入1個月后對其進行首次尾靜脈采血,以后每隔1月采血樣1次(共3次),每次采血時間為07:00飼喂前。采血后分離血清,檢測血糖、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。
1.7 數(shù)據(jù)處理
調(diào)用SPSS11.5軟件對數(shù)據(jù)進行分析,用單因子方差分析確定不同螯合鉻和試驗時間對泌乳奶牛的各種生產(chǎn)性能指標、應激免疫反應指標、血液理化指標的影響。用單因子方差分析確定不同有機鉻對奶牛干物質(zhì)攝取量的影響。
2、結(jié) 果
2.1 鉻對泌乳期奶牛泌乳量的影響
從試驗第7周開始,試驗組A、試驗組B奶牛的泌乳量明顯高于對照組C(P<0.01);整個試驗期的數(shù)據(jù)表明,泌乳期給奶牛補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周即試驗組A和試驗組B停止投喂有機鉻2周后觀察到試驗組A和試驗組B與對照組C間無顯著差異。因此,進一步說明鉻對泌乳期奶牛有促進產(chǎn)量的作用,并且鉻在動物體內(nèi)的駐留時間比較短暫。
2.2 鉻對泌乳期奶牛乳常規(guī)成分的影響
試驗結(jié)果表明,對泌乳期奶牛補有機鉻對乳常規(guī)成分(乳脂、乳蛋白、乳糖和總固形物)無顯著影響。說明補鉻增加泌乳期奶牛產(chǎn)量的同時,不會降低牛奶的品質(zhì)。
2.3 鉻對泌乳期奶牛干物質(zhì)采食量的影響
各組間日平均個體干物質(zhì)采食量統(tǒng)計上差異不顯著,說明鉻對泌乳期奶牛的DMI的影響較小,從而相對提高奶料比。
2.4 鉻對泌乳期奶牛血液代謝指標的影響
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。試驗組B血清中甘油三酯的濃度低于對照組C(P<0.05),試驗組A和對照組C差異不顯著;試驗組A和試驗組B血清中的葡萄糖濃度均高于對照組C(P<0.01);血清中胰島素濃度,試驗組A較對照組C低(P<0.01),試驗組B和對照組C間差異不顯著,但平均濃度較對照組低0.07μU/mL;說明補充鉻可以提高泌乳奶牛血清中血糖與胰島素的比值。
2.5 鉻對泌乳期奶牛血液免疫及抗應激指標的影響
血清中鉀離子濃度及鉀鈉比值,試驗組A(P<0.01)和試驗組B(P<0.05)都高于對照組C,試驗組A和試驗組B間差異不顯著;試驗組A和試驗組B血清中皮質(zhì)醇的濃度分別比對照組C低7.21nmol/L和4.92 nmol/L,但統(tǒng)計上差異不顯著;試驗組A和試驗組B(P<0.05)血清中IgG的濃度分別比對照組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。LMWCr的營養(yǎng)作用是強化胰島素與胰島素敏感組織細胞膜上的受體相互作用,并提高膜的流動性和胰島素的內(nèi)化率。John報道,LMWCr的特性是強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LMWCr執(zhí)行的。鉻的缺乏會導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 鉻對奶牛生產(chǎn)性能的影響
現(xiàn)代技術(shù)追求高產(chǎn)目標,給奶牛造成了生理性應激,使高產(chǎn)奶牛易發(fā)生內(nèi)分泌紊亂和代謝病,應激常常使葡萄糖代謝率增加,進而導致鉻的代謝增強。體內(nèi)鉻被動用后不被重吸收而從尿液排出,使動物對鉻的需要量增加[5]。據(jù)推斷,在應激的狀態(tài)下,日糧中補充鉻對奶牛的生產(chǎn)性能和健康是有利的。然而關于補充鉻對奶牛泌乳量的影響的研究報道的結(jié)果不相一致。有些報道稱可以提高產(chǎn)量7%~ 13%[6],有些報道認為補鉻僅對初產(chǎn)奶牛的產(chǎn)奶性能有效果,經(jīng)產(chǎn)奶牛不明顯[7,8],還有些報道認為無論是初產(chǎn)牛還是經(jīng)產(chǎn)牛補鉻對產(chǎn)量都沒有積極的影響[9] 本次試驗結(jié)果說明在經(jīng)產(chǎn)奶牛日糧中補充有機鉻可以提高泌乳量。Yang認為補鉻可以提高奶牛產(chǎn)量的因素,主要與糖異生作用增強有關;另外,補鉻也可通過節(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等報道,對初產(chǎn)牛補鉻,可增加采食量和產(chǎn)奶量;同時可分別提高乳脂、乳糖及乳總固形物12.19 %、16.15 %和14.19 %,而且對經(jīng)產(chǎn)奶牛也同樣有效[10]。但本次試驗結(jié)果發(fā)現(xiàn)對采食量和乳成分的影響不顯著。
3.2 鉻對奶牛胰島素活性及物質(zhì)代謝的影響
當泌乳期奶牛能量攝取不能滿足機體維持和泌乳需要時則以犧牲體重來補償能量代謝負平衡,此時處于代謝應激和生理疲勞狀態(tài)的奶牛易發(fā)生鉻的缺乏。研究結(jié)果表明補鉻能夠提高奶牛糖異生水平[11],從而減緩能量負平衡的程度和縮短其維持時間。Subiyatno等認為補鉻奶牛的糖異生和肝糖的分解都得到了增強,并證明補鉻趨向于減少胰島素對胰高血糖素的比率[9]。Holstenius報道,補充鉻可以強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]。關于胰島素活性的表示方法,一般認為血清中葡萄糖與胰島素含量的比值是一個簡單較合理的指標,它基本上能反映出胰島素的活性。這一指標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。本試驗結(jié)果說明補充鉻可以提高泌乳期奶牛血清中血糖與胰島素的比值,證明補鉻對泌乳期奶牛能量代謝有積極的影響。
3.3 鉻對奶牛的免疫和應激的影響
鉻可以增強應激牛免疫能力[13,14]。Chang等報道,鉻和胰島素、皮質(zhì)醇可能通過互作來增加奶牛外周血淋巴細胞(PBL )的轉(zhuǎn)化反應[15,16]。Burton等證實,淋巴細胞表面具有胰島素受體,胰島素增加了牛淋巴細胞增殖反應,這進一步證實了鉻通過改變胰島素受體或受體后(細胞信號傳導)作用,而促進淋巴細胞活性[1]。皮質(zhì)醇是具有抑制機體生長和免疫功能的一種類固醇激素,可促進蛋白質(zhì)分解,促進糖元異生,抑制葡萄糖的氧化,使糖的利用率降低,使機體的免疫系統(tǒng)受到了抑制。鉻可通過改變皮質(zhì)醇產(chǎn)量和胰島素功能而影響動物對應激的反應[18]。本次試驗觀察到其血清中皮質(zhì)醇濃度有下降的趨勢,而IgG(奶牛體內(nèi)主要抗體)濃度升高。因此,說明給泌乳期經(jīng)產(chǎn)奶牛補充有機鉻可降低皮質(zhì)醇的含量,提高球蛋白的水平,增強機體免疫力。
4、結(jié) 論
對于上海地區(qū)非熱應激條件下的高產(chǎn)中國荷斯坦奶牛,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,能夠提高奶牛泌乳產(chǎn)量并改善乳成分,但對奶牛干物質(zhì)采食量無顯著影響,且吡啶羧酸鉻與賴氨酸鉻的添加效果無顯著差別,因此可以推測,鉻改善奶牛生產(chǎn)性能的機理并非簡單的提高DMI,而是能夠有效提高能量及營養(yǎng)物質(zhì)的利用率。
（參考文獻略）
（本文發(fā)表于《畜牧獸醫(yī)學報》2006年第8期）
