围产期补充过瘤胃蛋氨酸对奶牛生产性能和免疫能力影响的研究进展

李西康

山东省临沂市河东区畜牧发展促进中心郑旺兽医站，山东临沂 276028

0 引言

蛋白质是所有生命的组成物质，也是动物维持生命活动的必需营养物质。当饲粮中缺乏蛋白质时，动物的生长状况、生产性能、繁殖能力和和免疫能力等均会受到影响或下降[1]。蛋白质饲料来源缺乏严重制约我国畜牧产业进一步发展。有研究发现，在一般饲粮条件下，奶牛等反刍动物饲粮中蛋白质利用率低于36%，且饲粮中大部分蛋白质随奶牛等反刍动物的粪便、尿液等排泄物排出，这不仅使养殖成本提高，而且增加环境负担[2]。因此，针对当前奶牛等反刍动物饲粮中蛋白质利用率低和缺乏的问题，饲粮营养成分的科学调控成为研究热点。据报道，改变饲粮中蛋白质和必需氨基酸水平，不仅能降低蛋白质饲料使用量，还能显著提高蛋白质利用率[3]。尹杰等[4]研究发现，降低反刍动物饲粮中1%～3%的蛋白质含量，适当提升蛋氨酸、赖氨酸等必需氨基酸水平，不仅能提高饲粮利用率，还可减少氮排放，有助环境保护。目前，虽然我国针对氨基酸平衡饲粮的研究相对较多，但存在一定局限，如：一是研究对象主要为猪和禽类；二是不同于单胃动物，奶牛等反刍动物消化系统较特殊，故研究起步较晚。此外，围产期是奶牛产犊的关键时期，对奶牛生产性能和免疫能力也具有一定影响。蛋氨酸是反刍动物的第一或第二限制性氨基酸，也是反刍动物生长发育与各项生命活动所需的必需氨基酸。但反刍动物体内的瘤胃微生物可以降解日粮中的部分蛋白质，这使得在饲粮中直接添加游离氨基酸或蛋白质的饲喂方式利用率较低，而过瘤胃蛋白质保护技术可有效地降低蛋白质在瘤胃中的降解率，从而提高饲料的利用率[5]。本文综述国内外围产期补充过瘤胃蛋氨酸对奶牛生产性能和免疫能力影响的研究进展，以期为围产期奶牛的营养调控和免疫功能研究与应用提供理论依据。

1 围产期补充过瘤胃蛋氨酸对奶牛生产性能的影响

围产期是奶牛生产周期中较为重要的时期。该时期奶牛刚受到产犊刺激，食欲无法立刻恢复，而由于奶牛产后泌乳和自身维持的需要，采食的能量无法满足需求时，则易出现能量负平衡状态，为此会大量增加营养供应，促进奶牛泌乳，同时帮助母牛快速恢复食欲。但随着采食量和营养物质摄入的增加，会对母牛自身产生较大代谢压力，机体需要大量酶和活性物质参与代谢反应。过瘤胃氨基酸作为一种氨基酸的添加剂，在促进奶牛生长性能、提高饲料利用率、提高胎儿存活率、调控胎儿的宫内生长等方面发挥积极作用。过瘤胃蛋氨酸在围产期奶牛中应用的主要原因有：一方面调节和改善奶牛在围产期出现的能量负平衡；另一方面保障围产期奶牛健康，提高产后生产性能。有研究表明，奶牛围产前期补充过瘤胃蛋氨酸能影响胎儿后期发育，并对母体机体代谢、免疫功能、消化道微生物组成、动物产品品质等具有调节改善作用[6]。在奶牛围产后期，蛋氨酸可作为底物和调控因子促进乳腺蛋白质合成。蛋氨酸还可作为甲基供体参与奶牛肝脏的一碳单位循环及脂质代谢，满足奶牛机体营养需求的同时，提高体内胆碱、谷胱甘肽和牛磺酸等活性物质含量，促进生长发育和提高免疫能力[7]。此外，奶牛围产期补充过瘤胃蛋氨酸能促进小肠对氨基酸的吸收，促进乳腺发育，提高泌乳能力，为保证母体健康等提供蛋白质储备[8]。

2 围产期补充过瘤胃蛋氨酸对奶牛免疫能力的影响

2.1 氧化应激

氧化还原平衡是动物免疫的基础。氧化应激是指机体内氧化与抗氧化作用失衡，导致中性粒细胞炎性浸润，蛋白酶分泌增加，产生大量氧化中间产物。其产生的自由基在动物体内诱发负面作用，在奶牛围产期易造成细胞损伤，进而促使机体出现慢性炎症[4]。由于奶牛产犊，在围产期后期会对饲粮营养成分有更高要求，自身机体的激素水平和代谢水平也会发生较大变化，且饲粮配方变动会对奶牛瘤胃内环境造成一定的影响，因此加强奶牛围产期的饲养管理是当前我国奶牛养殖场的研究热点问题。

奶牛在围产期遭受能量负平衡时，机体内活性氧代谢物显著增加，会消耗奶牛细胞内谷胱甘肽等抗氧化剂，引起氧化应激，导致大量组织损伤。谷胱甘肽作为奶牛机体最丰富的内源性抗氧化剂，不仅具有清除活性氧代谢物和自由基的能力，还有广谱解毒作用，因此兽医临床常将它作为奶牛氧化应激等相关疾病的生物标记物。蛋氨酸作为动物体内较丰富的含硫氨基酸，其代谢循环中产生的高半胱氨酸可作为谷胱氨肽合成的底物，因此在奶牛围产期补充过瘤胃蛋氨酸能降低氧化应激的发生机率[9]。此外，有研究表明，维生素E能显著降低奶牛产后胎衣不下、乳房炎和产后子宫内膜炎等疾病发病率，而在围产期后期补充过瘤胃蛋氨酸能显著提高奶牛血浆中β-胡罗卜素和维生素E含量[10]。

目前，在热应激时期，奶牛产后产生胎衣不下、乳房炎和产后子宫内膜炎等疾病的发病率较高，而热应激和产后能量负平衡又会导致奶牛的氧化应激加剧。有研究表明，提高围产期饲粮中维生素E等物质水平，可有效降低奶牛热应激的发生和发展[7]。由于围产期补充过瘤胃蛋氨酸能降低奶牛氧化应激的发生机率，提高血浆中β-胡萝卜素和维生素E含量，故在围产期补充过瘤胃蛋氨酸可作为养殖场防治奶牛热应激的新方向。

2.2 肝脏功能

在围产后期，奶牛为满足泌乳营养需求，肝脏代谢能力会增强。有研究表明，奶牛围产前期的葡萄糖需求量约1.2 kg/d，后期约35 kg/d，肝脏的葡萄糖生成量会增加到3 kg/d左右[11]。奶牛肝脏是机体内动员体脂肪、转运和氧化非酯化脂肪酸的主要器官。

大部分奶牛会在围产期出现肝脏功能下降、炎症反应发生和氧化应激增加。当前针对奶牛肝脏功能的评价可根据血浆中胆固醇、对氧磷脂等生物标记物含量变化进行。胆固醇不仅在奶牛肝脏或肠道中作为脂蛋白合成的疏水核心，还可作为促脂剂；当奶牛饲粮中补充蛋氨酸时，可通过刺激极低密度脂蛋白的生成和输出，促进肝脏中脂质消耗[11]。对氧磷酸是奶牛肝脏中合成后释放到血浆的物质，主要作用是保护高密度脂蛋白和低密度脂蛋白免受脂质过氧化影响。此外，有研究表明，围产后期奶牛血浆中对氧磷酸浓度升高也会导致产奶量升高[12]。Zhou等[13]研究发现，在围产期饲料中加入日粮干物质0.08%的过瘤胃蛋氨酸，能使奶牛血浆中对氧磷酸含量显著升高。Zhou等[14]还发现，围产期补充过瘤胃蛋氨酸能使奶牛血浆中对氧磷酸含量显著升高同时，改善肝脏健康情况，明显提高产奶量。

2.3 炎症状态

奶牛发生炎症时，其肝脏产生的白蛋白通常会减少，因此可选择血浆中白蛋白含量作为生物标记物[12]。奶牛肝脏产生白蛋白与非酯化脂肪酸或胆红素结合后能产生解毒作用。研究表明，在奶牛饲粮中添加过瘤胃蛋氨酸，不仅能促使白蛋白含量增高，还可有效降低围产期奶牛炎症发生和发病率[15]。此外，炎症状态下的奶牛外周组织会消耗机体内的白蛋白，而围产期补充过瘤胃蛋氨酸能促使糖代谢和肝脏蛋白合成[16]。

奶牛处于炎症状态时，其脑磷脂含量会明显升高[11]。研究表明，围产期奶牛的脑磷脂含量明显升高，会出现炎症反应[17]。Osorio等[18]研究发现，围产期补充过瘤胃蛋氨酸能使奶牛血浆中脑磷脂含量降低，血清中促炎因子合成减少。综上所述，围产期补充过瘤胃蛋氨酸能降低奶牛炎症反应，提高机体免疫能力。

2.4 中性粒细胞吞噬作用

蛋氨酸是动物机体内一种重要的必需氨基酸，其本身不能对免疫能力做出任何影响，但同型半胱氨酸和谷胱甘肽等蛋氨酸的代谢产物可提高动物免疫能力[19]。研究表明，免疫反应受损可通过对中性粒细胞、单核细胞吞噬能力等指标进行评价，且围产期补充过瘤胃蛋氨酸能使奶牛在病原刺激下，增强机体血液中性粒细胞的杀菌能力[20]。

3 小结

随着我国奶牛养殖行业由传统散养模式向工厂化、集约化和标准化转变，产奶量稳步提升，过瘤胃蛋氨酸在奶牛生产中被广泛应用。在奶牛围产期适当补充过瘤胃蛋氨酸，不仅能科学改善饲粮中氨基酸平衡状态，还能显著改善奶牛生产性能和免疫能力，降低发病率，解决养殖过程中氮排放等问题。值得注意的是，围产期使用过瘤胃蛋氨酸时，应注意奶牛是否真正缺乏蛋氨酸，补充过程中须考虑氨基酸平衡，否则无法体现过瘤胃蛋氨酸的补充作用。