韓勇，蔚瑞庭，?，|，張巧娥

（1.寧夏大學農(nóng)學院，銀川 750021；2.寧夏賀蘭中地生態(tài)牧場有限公司，銀川 750200）

奶牛低血鈣癥在奶牛養(yǎng)殖行業(yè)一直被視為一個難題，尤其是它的臨床病例——產(chǎn)后癱瘓更是被人們所熟知[1]。雖然在過去幾十年里，產(chǎn)后癱瘓的發(fā)病率并沒有隨著每頭奶牛的產(chǎn)奶量大幅增加而增長，但亞臨床低血鈣癥的高發(fā)病率仍然存在[2]。一項對德國包含115個牛群進行的多位點研究發(fā)現(xiàn)，臨床低血鈣癥的發(fā)病率平均高達7.2%[3]。與亞臨床低血鈣癥相比，低血鈣癥的臨床癥狀更加嚴重，產(chǎn)生的損害更直接，但因為亞臨床病例不易診斷，其發(fā)病率在2胎次以上牛群中又超過50%[4]，因此，對亞臨床病例的關(guān)注更加重要。由于奶牛幾個關(guān)鍵的生理過程都依賴鈣，所以亞臨床低血鈣癥對奶牛的健康和生產(chǎn)能力都有重大的負面影響[1,5]。目前國內(nèi)規(guī)模養(yǎng)殖場主要采用產(chǎn)前日糧添加陰離子鹽來預防亞臨床低血鈣癥，對降低產(chǎn)后癱瘓的發(fā)病率起到了積極作用。實踐證明，在圍產(chǎn)前期和泌乳早期對奶牛進行適當?shù)臓I養(yǎng)管理，可以將臨床低血鈣癥的發(fā)病率降低至1%[6]。因此，在規(guī)?；B(yǎng)殖場井噴式發(fā)展的背景下，研究奶牛產(chǎn)后低血鈣癥的發(fā)病機理及預防措施對養(yǎng)殖場生產(chǎn)以及整個行業(yè)的發(fā)展有重要意義。

1 奶牛低血鈣癥的發(fā)病機理及定義標準

奶牛的分娩要經(jīng)歷重要的生理轉(zhuǎn)變，會面臨一些礦物質(zhì)需求增加的挑戰(zhàn)，尤其是對鈣的需求。鈣用來支持乳的生成[7]。當奶牛一旦開始泌乳，大量的鈣會隨泌乳流失，在產(chǎn)犢前后2～3d內(nèi)血清鈣的濃度會突然減少[8]。Megahed等[9]證明，產(chǎn)犢前大約9h，血清中鈣的濃度會降低，然后在產(chǎn)后72h左右，血清中鈣的濃度會回升到比較正常的范圍。由于血液中大量的鈣驟減，破壞了奶牛的自我穩(wěn)態(tài)調(diào)節(jié)機制，導致離子鈣的可用性不足，進而導致奶牛自身的免疫能力和生產(chǎn)性能受到抑制，從而發(fā)生低血鈣癥。

目前，界定奶牛低血鈣癥嚴重程度的血鈣濃度有差異。通常界定總的血清鈣濃度小于2.0mmol/L時，奶牛處于亞臨床低血鈣的狀態(tài)[5]，小于1.5mmol/L時，為臨床低血鈣[10]。也有部分研究有不同的界定標準，例如Chapinal等[11]認為，健康牛的血鈣濃度應該大于2.20mmol/L；Caixeta等[12]采用2.15mmol/L的分界點來定義亞臨床低血鈣癥；Martinez等[13]提出血鈣濃度2.14mmol/L為正常血鈣的臨界值。Rodríguez等[14]則認為，應該將血鈣濃度低于2.14mmol/L作為亞臨床低血鈣的判定值。而Neves等[15]發(fā)現(xiàn)，圍產(chǎn)期奶牛產(chǎn)前約一周的血鈣濃度低于2.4mmol/L時，產(chǎn)犢時繼發(fā)亞臨床低血鈣癥的風險增高。因此，他建議規(guī)模養(yǎng)殖場應該將這一分界點設(shè)定為衡量低血鈣癥預防性措施是否成功的目標。

2 奶牛低血鈣癥的危害

2.1 對產(chǎn)奶量及奶牛健康的影響

綜合各種研究，奶牛低血鈣癥對產(chǎn)奶量的影響不一。例如，Chapinal等[11]發(fā)現(xiàn)奶牛產(chǎn)后1、2、3周的血鈣濃度低于2.1mmol/L時，日產(chǎn)奶量分別降低2.6kg、4.8kg和7.1kg。Rodríguez[14]得出亞臨床低血鈣癥奶牛與正常牛只在產(chǎn)后前60d的產(chǎn)奶量并無差異的結(jié)論。另有研究發(fā)現(xiàn)患有亞臨床低血鈣癥的奶牛在泌乳早期與血鈣濃度正常的牛相比，產(chǎn)奶量更高[16,17]。

臨床低血鈣癥會使奶牛的外周血單核細胞內(nèi)鈣儲存的損耗減少[18]，可能會通過降低中性粒細胞功能而影響奶牛的免疫反應，從而使奶牛發(fā)生乳房炎和牛奶體細胞數(shù)上升的風險增加[13,19-20]。亞臨床低血鈣患牛雖然沒有如產(chǎn)后癱瘓一樣的臨床癥狀，但是患病牛只可能更容易患其他疾病[2]，比如發(fā)生真胃變位、酮病和子宮炎的幾率分別比正常血鈣奶牛高3.7倍、5.5倍和4.85倍（與胎次無關(guān)）[14]。另外，亞臨床低血鈣癥的奶牛比血鈣濃度正常的牛更容易發(fā)生胎衣不下[13]。真胃變位發(fā)病率增高的原因可能是低血鈣牛只血液中的鈣含量水平足夠低，可以改變皺胃的肌張力[21]。其他疾病的發(fā)病風險增加可能是與亞臨床低血鈣的奶牛免疫功能受損有關(guān)，因為低血鈣癥會導致多形核白細胞內(nèi)鈣水平的減少和中性粒細胞的吞噬活性降低[13,18,22]。

2.2 對奶牛繁殖性能的影響

低血鈣癥會損害奶牛的繁殖性能。據(jù)Caixeta等[23]報道，在奶牛自愿等待期結(jié)束時，正常血鈣水平的奶牛再次發(fā)情的可能性是亞臨床低血鈣水平奶牛的1.8倍，而且奶牛經(jīng)歷持續(xù)的亞臨床低血鈣，會降低其首配受胎率。Venjakob等[14]研究發(fā)現(xiàn)，相對于血鈣濃度大于1.8mmol/L的牛只，低血鈣牛平均延遲25d才能懷孕，顯著降低了在泌乳天數(shù)150d內(nèi)懷孕的概率。這可能是由于血鈣濃度正常的牛要比低血鈣牛只更快地進入發(fā)情周期[24]。此外，低血鈣癥奶牛淘汰風險增加。當血鈣濃度低于2.0mmol/L時，泌乳天數(shù)60d以內(nèi)的牛只被淘汰的風險會增加1.69倍[25]。當奶牛產(chǎn)后一周的血鈣濃度≤2.2mmol/L和產(chǎn)后兩周的血鈣濃度≤2.3mmol/L時，淘汰幾率可分別高出2.4倍和5.3倍[26,27]。而據(jù)Neves等[28]的研究結(jié)果，泌乳早期高血鈣濃度和高淘汰風險呈正相關(guān)，這種與以上研究相矛盾的結(jié)果可能是因為血樣采集時間不同而造成。

3 奶牛低血鈣癥的防治措施

3.1 飼喂低鈣日糧

奶牛鈣的穩(wěn)態(tài)機制主要依靠腸道對鈣的重吸收作用，圍產(chǎn)前期日糧中鈣的含量如果過高，骨鈣的代謝動員活動則會減弱。日糧中大量鈣的攝入刺激了降鈣素的分泌增多，降鈣素又抑制了骨骼中鈣的重吸收，進一步抑制了骨鈣的代謝動員活動。如果產(chǎn)前飼喂低鈣日糧（可吸收鈣＜20g/d），會導致血液鈣濃度輕微下降，進而反饋性刺激甲狀旁腺激素（PTH）的分泌[29]。甲狀旁腺激素在血液鈣濃度下降時激活骨骼鈣代謝，并且刺激維生素D向激素1,25-二羥維生素D的轉(zhuǎn)化，而后者的增加可促進小腸對鈣的吸收及腎臟對鈣的再吸收，一旦開始泌乳，這種鈣穩(wěn)態(tài)調(diào)節(jié)機制就會進入激活狀態(tài)，防止奶牛血鈣濃度下降得過于嚴重。但由于正常飼料中鈣的濃度普遍較高，很難制定足夠低鈣含量的產(chǎn)前日糧配方來誘導以上生理變化[29]。有研究發(fā)現(xiàn)，沸石是一種由鋁硅酸鈉組成的礦物質(zhì)，可將其添加到奶牛產(chǎn)前日糧中來結(jié)合日糧中的鈣，從而減少可吸收鈣被機體利用，進而達到低鈣日糧的目的[29]。Thilsing等[30]報道，體外實驗中合成沸石可以結(jié)合吸附瘤胃液中不同pH值水平下的鈣、磷和鎂。這個結(jié)論在另一個活體實驗中也得到了驗證[31]。

最近的研究表明，在奶牛產(chǎn)犢前2～3周內(nèi)，日糧中添加沸石A會增加奶牛分娩臨近期間的血清鈣濃度，但不會影響產(chǎn)后生產(chǎn)性能[29,32]。不過在產(chǎn)前日糧中添加鈣黏合劑沸石也面臨很多懸而未決的問題，比如在產(chǎn)前日糧中添加沸石A會降低干物質(zhì)采食量[31,33,34]。另外沸石添加劑與鈣補充劑之間的相互作用，以及與出現(xiàn)的低血鎂、低血磷的臨床相關(guān)性[29]，都可能成為沸石低鈣日糧被普遍應用的制約因素。

3.2 添加維生素D

自從發(fā)現(xiàn)奶牛鈣穩(wěn)態(tài)機制需要維生素D后，人們就試圖利用維生素D及其合成類似物來預防和治療產(chǎn)后低血鈣癥。雖然2001年NRC修訂的《奶牛營養(yǎng)需要》對圍產(chǎn)前期奶牛（680kg成年體重）的維生素D3補充建議量為2.5萬IU/d，但時至今日仍缺乏大量的實驗來建立最適宜的補充劑量[35]。Rodney等[32]報道，給圍產(chǎn)前期奶牛飼喂3mg/d的維生素D3，牛血清中25（OH）D3濃度平均為60ng/mL，而飼喂3mg/d 25（OH）D3產(chǎn)前牛血清中25（OH）D3濃度為237ng/mL。Poindexter等[36]研究表明，將維生素D3的補充量增加到60 000IU/d以上時，可能對圍產(chǎn)期鈣含量的增加沒有益處，因為奶牛將維生素D3轉(zhuǎn)化為25（OH）D3的能力有限。

給奶牛補充維生素D3存在很多制約因素。例如，在產(chǎn)前3～6d肌肉注射合成維生素D3，雖然能有效避免產(chǎn)后低血鈣，但其缺點是生產(chǎn)中奶牛分娩的時間不易精確把握。對奶牛血清樣本的調(diào)查表明，成年奶牛血清25（OH）D濃度在40～100ng/mL之間，其中90%～95%的活性形式是25（OH）D3[37]。維生素D3的另一種活性形式1,25（OH）2D3，活動程度更高，是一種有效的趨鈣劑，會導致注射后數(shù)小時內(nèi)血清中Ca濃度強勁增加。產(chǎn)前飼喂DCAD（低陽離子-陰離子差日糧）的奶牛，在其分娩后12h內(nèi)注射200μg的1,25（OH）2D3，可導致血清Ca濃度持續(xù)升高，并且持續(xù)到產(chǎn)后第5天，但也有反彈作用，在產(chǎn)后9～15d，處理組奶牛的血清鈣濃度低于對照組。因此注射維生素D類似物來預防產(chǎn)后低血鈣的策略并不是一種有效的方式。一是因為注射時間難以把握，二是會破壞鈣的平衡反饋循環(huán)，目前仍無有效的方法可以減輕注射維生素D帶來的后遺癥[35]。

3.3 補充鈣制劑

給產(chǎn)后奶牛補充鈣制劑來預防低血鈣的基本原理是一種類似G蛋白偶聯(lián)受體（GPCR）的機制，通過調(diào)節(jié)甲狀旁腺激素的分泌，從骨骼等內(nèi)部儲存物中釋放鈣，并通過調(diào)節(jié)腎的離子轉(zhuǎn)運來實現(xiàn)[38]。這種方法基于甲狀旁腺通過鈣敏感受體來感受血漿離子鈣濃度的變化而進行調(diào)節(jié)。

產(chǎn)后補充鈣制劑主要分為3種方式：皮下給藥、靜脈注射以及口服鈣制劑。皮下給藥操作比較常見，方便并且見效快，在分娩后至少12h血鈣濃度就會升高，基本不會影響奶牛的產(chǎn)奶量和繁殖性能[39～41]。靜脈注射可能會對產(chǎn)后奶牛血鈣穩(wěn)態(tài)調(diào)節(jié)有負面影響。有研究報道，產(chǎn)后奶牛在靜脈注射Ca后，在24h左右會出現(xiàn)反彈型低血鈣[42,43]。這可能是由于靜脈注射鈣制劑使血液Ca濃度快速增加，消除了對甲狀旁腺激素分泌的刺激，從而抑制了穩(wěn)態(tài)反應，直到血液Ca濃度降低到低于甲狀旁腺激素再次釋放的閾值時，甲狀旁腺激素才開始再次分泌釋放[35]。通過口服鈣制劑來預防奶牛的低血鈣癥，其有效性和可靠性已經(jīng)得到大量的研究證實[6,43,44]。目前，主要的口服型鈣制劑主要是鈣丸和鈣棒，根據(jù)鈣化合物在體內(nèi)的吸收消化速率快慢分為快吸收鈣和慢吸收鈣?？煳这}主要以氯化鈣為代表，優(yōu)點是高生物可利用度和強酸化性，雖然起效快，但會刺激口腔黏膜，投喂時需要避免與口腔、咽喉、食管黏膜過多的接觸。慢吸收鈣則主要由丙酸鈣、硫酸鈣、碳酸鈣等組成，丙酸鈣與快速吸收的鈣鹽療效相當，作用時間更長，而硫酸鈣、碳酸鈣的生物利用度較差。此外，口服鈣使奶牛血液中鈣濃度增加的持續(xù)時間從1h至24h不等，這可能與產(chǎn)品的成分、劑量、給藥頻率以及實驗牛的生產(chǎn)能力等有關(guān)[43～47]。因此，在使用口服鈣丸治療或預防奶牛低血鈣癥時，必須考慮這些因素[44,46,47]。

3.4 添加陰離子鹽

由于鉀、鈉、鈣、鎂等陽離子在奶牛體內(nèi)吸收程度不一，鉀、鈉級別能被奶牛全部吸收。因此將DCAD定義為日糧中主要陽離子（Na+、K+）與主要陰離子（Cl-、S2-）的含量及其毫摩爾數(shù)（mmol）之差。當陽離子-陰離子差值（DCAD）＞0，即飼喂高DCAD產(chǎn)前日糧的奶牛處于代償性代謝堿中毒狀態(tài)時，減弱了甲狀旁腺激素的活性，這使得靶組織如骨骼和腎臟對甲狀旁腺激素（PTH）的敏感性降低，影響鈣穩(wěn)態(tài)機制[7]。當加入足夠多的陰離子來制備一種低DCAD日糧，即陽離子-陰離子差值為負值時，陰離子發(fā)揮作用，使機體處于酸性環(huán)境，誘導代償性代謝酸中毒，提高靶向組織對甲狀旁腺素的敏感性，從而恢復了鈣穩(wěn)態(tài)調(diào)節(jié)機制的能力，進而促進了奶牛在泌乳開始時血鈣濃度下降，又迅速恢復到正常鈣含量[48]。

據(jù)研究報道，添加陰離子鹽來調(diào)整DCAD可以降低亞臨床型低血鈣癥的發(fā)生，并使得產(chǎn)后癱瘓的發(fā)病率下降約50%，改善瘤胃機能，提高奶牛在泌乳早期的食欲，減少泌乳早期能量負平衡等不利影響[45]。Domino等[47]證明，在奶牛產(chǎn)前日糧中添加陰離子可以降低DCAD值，改善Ca狀態(tài)并有效預防奶牛產(chǎn)后癱瘓。Zimpel等[49]研究表明，給奶牛飼喂負值的DCAD日糧會使其發(fā)生代償性代謝酸中毒的風險增加，干物質(zhì)采食量可能會受到抑制，但在同樣的日糧中添加強陽離子鹽導致DCAD為正，可以避免干物質(zhì)采食量下降。此外，有研究發(fā)現(xiàn)，降低產(chǎn)前日糧中DCAD值，不僅增加了血液中總Ca的濃度，還降低了胎衣不下、子宮炎的發(fā)病風險[50,51]。

研究顯示，圍產(chǎn)期奶牛適宜的DCAD值應該在0～15mEq/100g（干物質(zhì)計）。由于大多數(shù)飼料原料DCAD為正值或接近0值，因此使用常規(guī)飼料配制成所需要的陰離子型日糧非常困難，而在日糧中添加陰離子鹽則很容易達到目的。實踐也證明，在奶牛日糧中添加銨、鈣、鎂的氯化物和硫化物都可增加日糧中的陰離子含量。在規(guī)模養(yǎng)殖場中，經(jīng)常用含有氯化銨、硫酸鎂為主要成分的陰離子鹽包添加到圍產(chǎn)期日糧中，根據(jù)其產(chǎn)品組成以及產(chǎn)前日糧配方，添加量范圍較大?？筛鶕?jù)有效成分的含量、圍產(chǎn)牛尿液pH值的平均值來靈活調(diào)整添加量。尿液pH值測試是檢測陰離子日糧對牛的酸堿狀態(tài)影響最簡單和最便宜的方法[48]。飼喂不含陰離子鹽日糧的牛只，其尿液一般顯堿性，pH值甚至高達8，但是飼喂添加陰離子的日糧后，圍產(chǎn)牛尿液pH值會逐漸降低，正常情況下都會低于7，其最低值甚至可達到4。尿液pH值由高到低的變化，揭示了機體內(nèi)環(huán)境受陰離子鹽影響由堿性到酸性的轉(zhuǎn)變。實踐生產(chǎn)中一般以尿液pH值5.5～6.5為合格范圍，占比應該在60%～80%之間，最低不能低于50%。如整體偏低，pH值＜5.5的占比超過30%，亦不應該出現(xiàn)pH值＞7的牛只。對于大多數(shù)陰離子鹽產(chǎn)品，陰離子鹽增減量幅度可以以10g為一個標準幅度，根據(jù)尿液pH值結(jié)果適當增減，使尿液pH值盡量穩(wěn)定，避免對牛群造成應激。日糧配方組成中可以搭配進口燕麥草、壓片玉米等飼草來增加適口性，避免采食量下降過多。現(xiàn)在商業(yè)陰離子鹽通過特殊工藝和選用適口性好的陰離子鹽原料制成獨特風味產(chǎn)品，在一定程度上解決了奶牛因食用普通陰離子鹽而采食量下降的問題。另外在陰離子鹽應用過程中，不宜放置自由采食槽添加小蘇打或舔磚等物質(zhì)，以下兩個案例值得牧場警醒。案例一：一個牧場擔心圍產(chǎn)奶牛發(fā)生酸中毒，因此放置料槽添加小蘇打供自由采食，結(jié)果牛群中不但出現(xiàn)部分牛只尿液顯堿性，尿液pH值極差（最大值與最小值差）＞2的情況，而且產(chǎn)后癱瘓發(fā)病率高達4.15%。在撤去小蘇打3d之后，牛群尿液pH和產(chǎn)后癱瘓發(fā)病即恢復正常。案例二：另一牧場管理者擔心圍產(chǎn)奶牛微量元素缺乏，放置料槽添加富硒舔磚供自由采食，同樣導致尿液pH結(jié)果不穩(wěn)定，產(chǎn)后癱瘓發(fā)病率增加的情況，經(jīng)分析認為是舔磚中的亞硒酸鈉成分提供了額外的鈉離子含量影響了DCAD值所致，在撤去舔磚后牛群尿液pH值和產(chǎn)后癱瘓發(fā)病得到有效控制。

4 小結(jié)

本文綜述了奶牛圍產(chǎn)期低血鈣癥的發(fā)病機理、對奶牛生產(chǎn)性能的危害及其防控措施。結(jié)合生產(chǎn)實際，從可操作性和產(chǎn)后生產(chǎn)性能兩方面闡述了陰離子鹽防治低血鈣癥的效果，認為陰離子鹽為目前養(yǎng)殖場用來預防產(chǎn)后低血鈣癥的最佳措施，可供各大養(yǎng)殖場借鑒。關(guān)于陰離子鹽的添加劑量、補充方式以及投喂方法還需更多試驗數(shù)據(jù)支持。未來，對亞臨床低血鈣癥的研究還需更加深入和系統(tǒng)。