摘要

本研究的目的是確定在圍產期出現乳房水腫的頭胎產犢奶牛中觀察到的一些主要生化變化，並檢測日糧因素與疾病之間的一些關聯。為此，測定了

70

頭頭胎產犢奶牛（

35

頭乳房水腫，

35

頭健康）的血清樣本中部分電解質

（Na

+

， K

+

， Cl， Ca

2+

， P

和

Mg

2+

）

，脂質（甘油三酯，膽固醇）標記物，脂蛋白

（HDL，LDL

和

VLDL）

的濃度，同時測定了飼料中幹物質和粗蛋白質的百分比和電解質

（Na

+

， K

+

， Cl， Ca

2+

， Mg

2+

，P

和硫酸鹽

）

的含量。與正常奶牛相比，乳房水腫初產奶牛血清中總蛋白、鈣、磷以及脂質標誌物和脂蛋白

（HDL

和

LDL）

濃度顯著降低。這些生化變化與投餵給乳房水腫牛飼料中的幹物質含量降低和電解質失衡有關（主要涉及

Na

+

和

Cl

-

）。據我們所知，生理性乳房水腫的機制尚不明確，本文所獲得的結果表明，

飼料中幹物質不足可能會引起一過性肝功能障礙

（

總蛋白和低密度脂蛋白降低

）

，而一過性的肝功能障礙，可能是初產奶牛乳房水腫的病因

。

引言

乳房水腫是一種圍產期疾病，其特徵是液體在乳腺細胞間組織間隙過度積聚。牛乳腺具有豐富的血管，使得乳腺組織更容易發生區域性水腫

（Ghodasara

等，

2012）

。此外，發育中的牛乳腺在妊娠後期經歷了廣泛的生長和物理變化，這可能有助於水腫的發展

（Zeitlin

和

Eshraghi， 2002；Melendez

等人，

2006

年

； Bacic

等，

2007）

。乳房水腫會導致諸如擠奶機連線困難等管理問題，增加乳頭和乳房受傷和乳腺炎的風險，並可能減少乳產量

（Al-Ani

和

Vestweber， 1986；Goldberg

等人，

1992； Bacic

等，

2007）

。

乳房水腫的病因尚不清楚，可能與乳腺血流減少和靜脈壓升高有關

（Al-Ani

和

Vestweber， 1986；Melendez et al。

，

2006）

。但一些研究人員也表明，母牛的早期擠奶和產前擠奶可以減少乳房水腫和臨床和亞臨床乳腺炎的發生率

（Waage

等

， 2001； Bowers

等

， 2006； Compton

和

McDougall， 2008）

。

乳房水腫有兩種形式

：

生理性

（

急性

）

和慢性。生理性

（

急性

）

水腫通常不疼痛，發生在兩個不同的臨床階段

：

第一階段，面板下逐漸充血，同時乳房變得腫脹和充滿初乳。第二階段，凹陷性水腫對稱發展。乳房水腫可以成為一種慢性疾病，並持續整個哺乳期

（AlAni

和

Vestweber， 1986）

。

雖然小母牛發生乳房水腫的確切機制尚不清楚，但已經有許多研究調查了與此相關的危險因素

；

其中之一就是受營養因素支配的。導致乳房水腫或病情日益嚴重的誘因包括遺傳，血漿中激素濃度過高

（

如某些類固醇

）

，肥胖，分娩前缺乏鍛鍊，過多的能量攝入，過量的鈉或鉀攝入，初產時年齡增加，小母牛的性別

（

有一隻公牛犢

）

，產犢季節

（

尤其是冬季

）

，在分娩時母牛的身高增加和產奶量的提高

（Emery

等

， 1968； Randall

等

， 1974； Malven

等

， 1983； Norgaard

等

， 2005； Melendez

等

， 2006）

。此外，乳腺組織的氧化應激導致活性氧代謝物的產生，也可能在乳房水腫的形成中發揮作用

（Bacic

等，

2007）

。

懷孕的頭胎小母牛中乳房水腫的發生率和嚴重程度比經產奶牛更大，而且往往月齡更大的小母牛較月齡小的小母牛嚴重程度更大。換句話說，個別情況可能使小母牛易患乳房水腫

（Emery

等

， 1968； Melendez

等

， 2006； Bacic

等

， 2007； Radostits

等

。， 2007； Ghodasara

等

， 2012）。

本研究的目的是測定並比較乳房水腫頭胎小母牛與健康頭胎小母牛的血清成分，探討其與日糧因素的關係。

材料和方法

實驗動物

本文對

70

頭初次產犢母牛

（35

頭健康母牛，

35

頭乳房水腫母牛

）

進行了研究。在第一階段，利用授精日期，超聲檢查和直腸觸診確定產犢時間。在分娩時，記錄乳房水腫發生率。採集全混合日糧，同時從發病和未發病母牛的頸靜脈採集全血。血液樣本於

1500 g

離心，仔細收集血清並在

-20°C

儲存直到使用。

乳房水腫的診斷是透過觀察、觸診和乳房組織凹陷的出現。幾種主觀評分系統已經被開發用於評估乳房水腫

（Dentine

和

McDaniel， 1983； Tucker

等

， 1992； Melendez

等

。， 2006）

。在本研究中，我們根據水腫程度給每隻動物打

1 - 4

分，如下所示

：

1

分：水腫只覆蓋乳房

2

分：水腫延伸到乳房和肚臍周圍的皮下間隙（圖

1

）

3

分：延伸到胸部的中線液體積聚

4

分：嚴重水腫，外陰、乳腺有明顯積液，並延伸至胸部

生化分析

血清總蛋白濃度的測定使用自動分析儀利用雙縮脲反應如前所述

（Burtis

和

Ashwood， 1994）

。稀釋後，用原子吸收分光光度計測定血清中

Na

+

、

K

+

和

Ca

2+

的含量

（Shimadzu AA， 670， Japan）

。根據

Randall

等人

（1974

年

）

描述的方法，使用自動分析儀測定血清

Cl

濃度。血清磷和鎂濃度分別用比色法和火焰光度法測定

（Burtis

和

Ashwood， 1994）

。甘油三酯、膽固醇、高密度脂蛋白、低密度脂蛋白和

VLDL

濃度用自動分析儀測定

（Perkin-Elmer， USA） （Burtis

和

Ashwood， 1994）

。

收集全混合日糧並送往實驗室測定粗蛋白質

（CP）

和幹物質

（Goldberg

等，

1992）

以及

Ca

、

P

、

Mg

、

K

、

Cl

、

Na

和硫酸鹽含量。

CP

分析採用前面所述的宏觀凱氏定氮法，按

N × 6。25

的百分比計算

（Conklin-Brittain et al。

，

2004）

。酸消化後，用原子吸收分光光度法

（

型號

：3030，Perkin-Elmer， Norwalk， CT）

測定

Na

+

、

K

+

、

Ca

2+

和

Mg

2+

。在酸消解後，用貝克曼

DU-60

分光光度計

（

貝克曼儀器公司，富勒頓，

CA）

比色法測定磷。氯化物採用乙酸和硝酸的組合萃取，並用氯化物計進行測定

（Haake Buchler Instruments， Inc。

，

Saddle Brook） （Chan

等，

2006）

。為了測定

DM

，稱取日糧樣本，在

105°C

的烘箱中乾燥

24

小時。然後，再次對樣本稱重，計算減重後，記錄

DM

百分比。

資料分析

報道的資料為平均值

±SEM

。採用方差分析比較健康和患病小母牛之間的差異。用

P

檢驗來評估在置信值為

5%

範圍內的測量之間的相關性。

結果

大多數

（80%）

受影響的小母牛

（n=35）

表現出輕度至中度的乳房水腫

（11

頭，即

31。43%

的水腫僅覆蓋乳房；

17

頭，即

48。57%

的病變位於乳房和肚臍周圍並延伸至皮下間隙

）

。

20

頭牛有重要的液體積累延伸到胸部

（3

分

）

，但沒有奶牛出現水腫

（4

分

）（

表

1）

。

如表

2

所示，與健康奶牛相比，乳房水腫的母牛血清

Ca

2+

和

P

濃度顯著降低

（

分別為

P<0。02 and P<0。001）

，而

Mg

和電解質

（Na

+

、

K

+

和

Cl

-

）

的濃度沒有明顯變化。同樣，與健康的對照組相比，受影響的小母牛血清中甘油三酯

（P<0。05）

、膽固醇

（P=0。001）

和脂蛋白濃度

（

除

VLDL

外

）（HDL

，

P<0。001

；

LDL

，

P<0。05）

以及總蛋白濃度

（P<0。01）

也顯著降低。

表

3

總結了對乳房水腫的小母牛和健康小母牛飼餵的飼料的化學分析。結果表明，病牛飼糧中

DM

百分比

（P<0。05）

、食物

Cl （P=0。05）

和

Na （P<0。02）

含量均顯著低於健康母牛飼糧。

表

4

顯示了一些飼料日糧和血清指標之間的相關性。

表

5

顯示了乳腺水腫的小母牛血清中某些指標之間的相關性。

討論

幹奶期奶牛身體狀況發生急劇變化。這些變化為奶牛泌乳和產奶做準備，同時也會導致諸如脂肪肝、酮病、乳房水腫、產褥熱、子宮炎、真胃移位、瘤胃酸中毒在內的各種代謝性疾病

（Bacic

等

， 2007）

。本研究中可見，與健康小母牛相比，乳房水腫小母牛中迴圈的脂類

（

甘油三酯和膽固醇

）

、脂蛋白

（

高密度脂蛋白和低密度脂蛋白

）

濃度，以及蛋白血癥和一些電解質的濃度顯著

（

鈣和磷

）

降低。目前，生理性乳房水腫的機制還不確定，因此，這些測量指標可能參與乳房水腫的形成。

與此一致的是，先前的研究表明，在幼齡和老年動物中，血清總蛋白和白蛋白濃度下降，在最後階段，由於血液蛋白濃度低，可觀察到不同器官的水腫

（Radostits

等，

2007）

。

Larson

和

Kendall（1957）

已經證明，分娩期間，某些特定迴圈蛋白比例的下降，導致低蛋白血癥的發生。這些作者觀察到，大約在分娩前

14

周，牛的蛋白血癥開始增加，在分娩前

4

周達到最大值，然後開始下降，在分娩時達到最小值

（Larson

和

Kendall， 1957）

。

在圍產期內，由於圍產期疾病和肝功能喪失，許多奶牛表現出幹物質攝入量減少

（DMI） （Shibano

和

Kawamura， 2006

年

）

。據報道，透過這種方式，肝臟脂類增加，而肝臟輸出途徑減少，導致迴圈總脂質、甘油三酯、膽固醇和脂蛋白的濃度降低

（Bobe

等，

2004；Radostits

等，

2007）

。因此，這裡觀察到的血清甘油三酯、膽固醇、高密度脂蛋白和低密度脂蛋白濃度的下降是由於圍產期肝功能的一過性損害引起。據我們所知，

在本研究中，乳房水腫的母牛血清中

Ca

++

和

P

濃度顯著降低。然而，據我們所知，對於乳房水腫奶牛，之前還沒有關於電解質平衡的研究，但這可能直接受到日糧方案的影響

（Vigue， 1963）

。本研究飼糧因素調查結果表明，投餵給受影響小母牛的飼糧中

DM

、

Cl

和

Na

的含量顯著低於投餵給健康小母牛的飼糧

（P<0。05）

。儘管如此，膳食

Na

含量是否參與乳房水腫的形成，是高度爭議的。確實，儘管

Hemken

等

（1960）

、

Randall

等

（1974）

和

Van der Kolk（1998）

證明了鹽

（

氯化鈉

）

和水的限制可以減輕乳房水腫的嚴重程度

， Johnson

和

Otterby（1981）， Sanders

和

Sanders（1981）

的研究表明，產前過量攝入鈉、鉀和穀物與奶牛乳房水腫的發生有關，而在其他一些研究中，產前過量攝入鈉等營養物質與增加的乳房水腫無關

（Greenhalgh

和

Gardner， 1958； Schmidt

和

Schultz， 1959； Mashek

和

Beede， 2000）

。

Chan

等

（2006）

的研究表明，考慮到飼糧的陰陽差

（DCAD）

，當產前牛飼餵負離子飼糧

（DCAD

為

-6 mEq/100 g DM）

時，飼糧鈣含量為

0。99%

即可滿足要求。在本研究中，健康母牛和乳房水腫母牛飼糧中的

DCAD

分別為

-16。88

和

-39。14

，飼料中鈉、氯含量低，加劇了飼料中陰離子和陽離子間的失衡。因此，對於乳房水腫的母牛，飼糧中鈣和其他陽離子供應明顯不足。與此一致的是，與健康動物相比，乳房水腫的小母牛的鈣含量顯著降低。

Shahzad

等人

（2011）

指出，產前飼餵高負離子和低負離子飼糧是一種有效的營養工具，可減少或預防產褥熱的發生，控制水牛乳房水腫。

為了獲得更好的精度，必須考慮

K/（Ca + Mg）

的比值。事實上，

Sanders

和

Sanders（1981）

研究表明，為提高紫花苜蓿產量而施鉀可能是導致乳房水腫增加的原因。

Nestor

等人

（1988）

也證實了在日糧中新增

KHCO

3

會加重乳房水腫的嚴重程度，但他們指出導致水腫的確切機制尚不清楚。而在本試驗中，健康小母牛和受影響小母牛飼糧中

K/（Ca + Mg）

的比值分別為

0。70

和

0。82

。這些結果表明，飼料鉀沒有過量，飼料鉀可能沒有參與該疾病的形成。

Schmidt

和

Schultz（1959）

指出，在連續

2

年的幹奶期，飼餵不同水平谷物的奶牛，其乳房水腫的嚴重程度統計學上差異不顯著

（Schmidt

和

Schultz， 1959）

。

Greenhalgh

和

Gardner（1958）

也沒有記錄到飼餵基礎粗飼料和飼糧中飼餵

4

公斤精料的奶牛和小母牛在乳房水腫的嚴重程度上有任何顯著差異。然而，

Hathaway

等人

（1957）

、

Hemken

等

（1960）

、

Johnson

和

Otterby （1981）

觀察到，在分娩前飼餵不同量的精料的母牛，其乳房水腫的嚴重程度存在顯著差異。在目前的研究中，受影響的小母牛飼糧中

DM

水平較低可能是由於基礎粗飼料數量有限，有限的基礎粗飼料數量可能加劇小母牛對乳房水腫形成的敏感性。

總的來說，基於我們的發現，低蛋白血癥結合低

DM

攝入和肝臟功能的短暫損傷可能直接參與了小母牛的乳房水腫的形成。