李生祥 曹陽春 孫菲菲 韓金濤 姚軍虎

（西北農(nóng)林科技大學動物科技學院，陜西楊凌 712100）

膽堿是一種與肝臟中脂肪運輸有關的營養(yǎng)物質(zhì)，在機體內(nèi)部分可由蛋氨酸合成，是合成卵磷脂的必需物質(zhì)，而卵磷脂是構成極低密度脂蛋白（very low density lipoprotein,VLDL）中的一種主要成分，因此膽堿可促進肝臟中VLDL合成和輸出[1-2]。膽堿在蛋氨酸和賴氨酸合成肉毒堿的過程中提供甲基基團[3]。當膽堿不足時，肝臟中的脂肪酸氧化降低，肉毒堿含量下降[4]，缺乏膽堿的大鼠在一天內(nèi)即可誘導肝臟中脂肪酸結合蛋白，形成脂肪肝[5]。在脂肪肝小鼠模型中，補充肉毒堿能夠減輕肝臟脂肪的變性[6]。另有研究報道肉毒堿和膽堿的衍生物能夠防止小鼠氨中毒[7]。可見膽堿在動物肝臟脂肪代謝和轉(zhuǎn)運過程中發(fā)揮重要作用。

飼料中膽堿通常以磷脂的形式存在，在瘤胃中極易被微生物降解，而不能直接到達小腸，因此奶牛經(jīng)飼料吸收利用的膽堿是有限的[8]。膽堿供應量不足會抑制卵磷脂生物合成而影響VLDL的合成和分泌，從而對肝臟健康產(chǎn)生不利影響，特別是在肝臟脂類代謝較為劇烈的情況下[9]。由于機體可自身合成膽堿，且通常情況下脂類代謝較慢，所以飼料中一般不需額外添加。Emmanuel等[10]報道，泌乳山羊體內(nèi)吸收蛋氨酸的28%被用于合成膽堿。奶牛所需蛋氨酸中，有一定比例用于合成膽堿，蛋氨酸的缺乏可造成膽堿不足[11]。膽堿在代謝上還與甜菜堿、葉酸、維生素B12等存在緊密聯(lián)系，所以一般情況下動物不會出現(xiàn)膽堿缺乏癥，但在雛雞、蛋雞、妊娠母豬、羔羊、犢牛飼料中，需額外添加[12]。圍產(chǎn)期奶牛生理狀況特殊，需通過日糧補充膽堿。

1 圍產(chǎn)期奶牛生理狀況的特殊性

奶牛圍產(chǎn)前期胎兒體積快速增大，圍產(chǎn)后期發(fā)動泌乳均需要大量能量，但這一時期干物質(zhì)采食量（dry matter intake,DMI）卻沒有增加，奶牛處于能量負平衡。Overton等[13]報道，圍產(chǎn)期奶牛為適應泌乳需要，機體內(nèi)葡萄糖和脂類代謝發(fā)生顯著變化。圍產(chǎn)期奶牛能量需要增加30%～50%，要滿足這些能量需要，一方面通過養(yǎng)分攝入，另一方面依賴奶牛代謝性適應[14]。代謝性適應包括內(nèi)源性增加肝臟糖原異生底物，減少外周組織對葡萄糖利用，增加脂肪組織中脂肪酸的動員等。奶牛分娩4 d后，乳腺發(fā)育對糖類的需要量是妊娠250 d時的3倍，氨基酸為2倍，脂肪酸大約為5倍[14]。為滿足這種變化必須通過生理適應性調(diào)節(jié)機制來確保這些養(yǎng)分的供給，此時，奶牛大量動員體脂肪，激素發(fā)生劇烈變化。泌乳早期，只要能量攝入量不能滿足泌乳的需要，脂質(zhì)的分解代謝就會持續(xù)發(fā)生[15-16]。脂肪組織動員，釋放甘油三酯（triglyceride,TG）入血液，水解為未酯化脂肪酸（non-esterified fatty acid,NEFA）和甘油，NEFA經(jīng)血液循環(huán)進入肝臟，從而引起肝臟中脂肪代謝發(fā)生一系列變化。NEFA在肝臟中代謝有三種途徑：①在線粒體和過氧化物酶體中完全氧化提供能量；②部分氧化產(chǎn)生酮體（乙酰乙酸、丙酮、β-羥丁酸）；③重新酯化為TG，在肝臟中積累或者以VLDL的形式運輸出肝臟，進入血液循環(huán)系統(tǒng)[15,17]。膽堿參與構成VLDL中的一種主要磷脂，卵磷脂。當卵磷脂不足時，添加膽堿能增加VLDL的合成，從而防止過量TG在肝臟中積累，形成脂肪肝[15]。圍產(chǎn)期奶牛養(yǎng)分攝入量遠遠無法滿足需要，脂質(zhì)代謝非常迅速，膽堿需要量大幅增加，因此日糧中需添加膽堿。

一般情況下，飼料中的膽堿會被瘤胃微生物降解[12,18]，在實際生產(chǎn)中，向圍產(chǎn)期奶牛日糧中添加膽堿的方式是采用過瘤胃保護技術。奶牛日糧中，膽堿的利用受很多因素的影響[19]，如飼喂劑量、投喂方式（噴灑于飼料表面或者混合于全混合日糧中）、奶牛泌乳階段[20]、日糧蛋白水平[21]及蛋氨酸供應量[11,22]，所以過瘤胃膽堿（rumen-protected choline,RPC）的添加效果可能存在差異。

2 RPC對圍產(chǎn)期奶牛DMI和泌乳性能的影響

奶牛從圍產(chǎn)期向泌乳期的過渡，體內(nèi)劇烈的脂質(zhì)代謝變化都是在激素誘導下發(fā)生的適應性改變[23]。由于膽堿在脂質(zhì)代謝中發(fā)揮著重要作用，它的供應量不足會抑制卵磷脂的生物合成進而影響VLDL的合成，對奶牛健康和生產(chǎn)性能產(chǎn)生不利影響，特別是圍產(chǎn)期奶牛肝臟脂質(zhì)代謝非常劇烈的情況下[9]。作者總結了圍產(chǎn)期奶牛添加RPC對DMI和泌乳性能影響的試驗，見表1。

表1 RPC對泌乳早期奶牛DMI和泌乳性能的影響

2.1 RPC對DMI的影響

大多數(shù)圍產(chǎn)期奶牛因為體內(nèi)激素快速變化，食欲減退，DMI降低，從而使機體處于能量負平衡。胎兒發(fā)育及泌乳需要大量能量，而此時提供能量的方式有兩種：①通過采食攝取營養(yǎng)物質(zhì)提供能量，這是最主要的供能方式；②動員體脂及其他組織儲存的營養(yǎng)物質(zhì)氧化供能。因此提高圍產(chǎn)期的DMI是防止體脂過度動員的關鍵。

許多研究已證明，添加RPC對奶牛DMI無影響，但也有報道添加RPC提高了DMI[9,24,31]。Zahra等[31]報道，對于體況分（BCS）大于等于4.0的圍產(chǎn)期奶牛，日糧添加RPC可提高DMI（P=0.02），因此推測RPC可通過增強肝臟功能而提高食欲[1,32]。關于RPC提高奶牛圍產(chǎn)期DMI的原因至今仍不明確，但普遍認為DMI增加與產(chǎn)奶量增加有密切聯(lián)系[31]。

2.2 RPC對泌乳性能的影響

如表1所示，大部分的研究結果顯示RPC有提高產(chǎn)奶性能的作用。Zahra等[31]研究結果顯示在產(chǎn)前21 d至產(chǎn)后28 d飼喂RPC（14 g/d）的奶牛在泌乳60 d內(nèi)的產(chǎn)奶量顯著提高，飼喂RPC組奶牛比對照組奶牛平均每天多產(chǎn)1.2 kg，當奶牛BCS大于等于4.0時，這種效應將更加明顯，比對照組平均每天多產(chǎn)4.4 kg。Pinotti等[30]研究顯示添加RPC（20 g/d）后，分娩至泌乳30 d的產(chǎn)奶量試驗組比對照組平均每天多產(chǎn)2.9 kg。Erdman等[33]發(fā)現(xiàn)添加RPC有增加泌乳初期產(chǎn)奶量的趨勢，到泌乳中期后產(chǎn)奶量顯著增加。Hartwell等[21]研究發(fā)現(xiàn)飼喂高水平的瘤胃非降解蛋白（含6.2%的瘤胃非降解蛋白）時，添加RPC降低了產(chǎn)奶量，而飼喂低水平的瘤胃非降解蛋白（含4.0%的瘤胃非降解蛋白）時，添加RPC提高了產(chǎn)奶量（P＜0.05），這種結果的差異可能是由于肝臟甲基代謝的不同所引起[34]。有研究發(fā)現(xiàn)添加RPC可提高乳產(chǎn)量和乳脂肪產(chǎn)量[1,28-29]，也有研究發(fā)現(xiàn)對產(chǎn)奶量無影響，但能增加乳蛋白產(chǎn)量[9]。目前，RPC提高乳蛋白產(chǎn)量的具體機制還不清楚，但大致有三種假設[19]：①RPC節(jié)約了用于合成膽堿的甲基基團蛋氨酸的量；②RPC的代謝物，甜菜堿，作為同型半胱氨酸向蛋氨酸轉(zhuǎn)化時甲基化的甲基供體；③RPC的代謝物，甜菜堿，在一些代謝過程中作為甲基供體節(jié)約了蛋氨酸的量。以上三種假設都基于增加用于泌乳的蛋氨酸的量而使乳蛋白產(chǎn)量提高。因此可推測添加RPC和泌乳性能之間存在某種聯(lián)系，而這種聯(lián)系主要是膽堿和蛋氨酸的互換性，兩者都可以提供甲基基團[35]。

3 RPC對奶牛健康和發(fā)病率的影響

當動物缺乏膽堿時，肝臟中脂肪酸氧化和肉毒堿水平降低[4]。膽堿是合成肉毒堿的甲基供體，而肉毒堿又是長鏈酰胺基進入肝臟細胞線粒體內(nèi)膜的必需物質(zhì)。向體外培養(yǎng)的牛肝臟細胞添加肉毒堿可促進棕櫚酸氧化[36]，向泌乳奶牛真胃灌注肉毒堿可降低血漿NEFA的濃度[37]。Goselink等[38]研究表明，日糧添加RPC能提高脂肪酸合成及VLDL合成，從而減少肝臟中TG的積累，并且促進肝臟糖類代謝。在奶牛圍產(chǎn)期，添加RPC降低肝臟脂質(zhì)（在細胞內(nèi)以TG的形式儲存）的積累[1,32]，增加肝糖原的含量[1]。Elek等[39]研究發(fā)現(xiàn)，在試驗階段（產(chǎn)前21 d至產(chǎn)后60 d）飼喂RPC使肝臟中積累的總脂質(zhì)減少32%，TG減少66%，但對糖原濃度無影響，且降低血漿中β-羥丁酸的濃度，增加TG的濃度，有降低血氨濃度的趨勢（P＜0.07）。在圍產(chǎn)期，奶牛動員大量體脂，此時降低肝臟內(nèi)TG的濃度顯得尤為重要，它是防止奶牛形成脂肪肝的關鍵。添加RPC能降低奶牛在圍產(chǎn)期和泌乳早期脂肪肝的發(fā)生已被很多研究證明。由于酮病的發(fā)生與脂肪肝的發(fā)生存在密切聯(lián)系，因此推測飼料中添加RPC有預防酮病發(fā)生的作用。此外，奶牛發(fā)生脂肪肝后嚴重影響肝臟功能發(fā)揮和健康，從而使泌乳性能下降，增加健康方面的風險。RPC保持肝臟健康主要通過促進VLDL的形成降低肝臟中TG的濃度。RPC降低肝臟中TG濃度的原因[40]有以下三條：①通過增加肉毒堿的濃度[過氧化物增殖體受體δ（peroxisome proliferator activated receptor δ,PPARδ），脂肪酸轉(zhuǎn)運蛋白5（fatty acid transporter protein 5,FATP5），陽離子轉(zhuǎn)運載體（organic cation-carnitine transporter,SLC22A5）基因表達量增加證明了這一點]來提高細胞之間NEFA的緩沖和運輸；②提高了VLDL的分泌[微粒體甘油三酯轉(zhuǎn)運蛋白（microsomaltriglyceridetransferprotein,MTTP）和 載 脂 蛋 白 B100（apolipoprotein B100,APOB100）的mRNA表達量增加證明了這一點]；③提高了碳水化合物的代謝[產(chǎn)后葡萄糖轉(zhuǎn)運載體2（GLUT2）的表達增加，丙酮酸羧激酶（PEPCK）表達水平的峰值降低]。

圍產(chǎn)期奶牛免疫力低下，容易患多種疾病。Lima等[40]研究發(fā)現(xiàn)在妊娠后期[產(chǎn)前（24.7±0.5）d至產(chǎn)犢]和泌乳早期添加RPC對奶牛繁殖性能，胎衣不下，產(chǎn)褥熱，子宮炎和真胃移位無影響，但能降低酮?。≒＜0.01），且有減少乳房炎發(fā)病率的趨勢（P＜0.06），降低總發(fā)病率（P＜0.001），但對死淘率無影響。而只在妊娠后期[產(chǎn)前（24.7±0.5）d天至產(chǎn)犢]添加RPC，顯著降低了奶牛胎衣不下的發(fā)病率（P＜0.004），但卻增加了產(chǎn)褥熱和子宮炎的發(fā)病率（P＜0.05），對酮病，乳房炎，真胃移位沒有影響。Hartwell[21]等報道，RPC對奶牛體況沒有影響。Piepenbrink等[1]報道，RPC對真胃移位的發(fā)病率無影響。目前，RPC對奶牛某種疾病發(fā)病率的影響的具體機制還不清楚，有待進一步研究。

4 小結

圍產(chǎn)期奶牛特殊的生理狀況導致其對膽堿需求增加，飼料中的膽堿在瘤胃中被微生物分解，無法直接到達小腸，因此圍產(chǎn)期奶牛補充膽堿需采用過瘤胃保護的方式。部分研究顯示添加RPC可增加圍產(chǎn)期奶牛DMI，而另一些顯示添加RPC對DMI無影響。日糧中添加RPC可提高泌乳性能已形成共識，但在能否提高乳蛋白產(chǎn)量和乳脂肪產(chǎn)量方面存在分歧。綜合分析前人研究，圍產(chǎn)期奶牛日糧中添加RPC對DMI和泌乳性能影響結果不一致的原因可能有：基礎日糧種類、基礎日糧蛋白水平、奶牛個體體況、奶牛胎次、RPC添加方式、奶牛管理、試驗環(huán)境溫度等差異。膽堿在肝臟脂類代謝中發(fā)揮重要作用，足量的膽堿是奶牛肝臟健康，減少脂肪肝、酮病的重要前提。圍產(chǎn)期添加RPC，對泌乳周期內(nèi)的泌乳性能和健康有著積極的影響，因此，圍產(chǎn)期奶牛日糧中需添加過瘤胃膽堿。由于膽堿的需要量受很多因素的影響，且膽堿具體的作用機理還不清楚，所以對圍產(chǎn)期奶牛添加RPC的具體作用機理有待研究。