陈志远，王剑飞，李炎

（上海美农生物科技股份有限公司，上海 201807）

过瘤胃烟酸对奶牛酮病的影响

陈志远，王剑飞，李炎

（上海美农生物科技股份有限公司，上海 201807）

文章综述了奶牛酮病的危害及预防措施，介绍了烟酸的理化性质、预防酮病的作用机理及在瘤胃中的代谢途径，提出使用过瘤胃烟酸的必要性，并讨论了过瘤胃烟酸在奶牛生产中应用的实际效果，表明过瘤胃烟酸可以预防酮病发生。

过瘤胃烟酸；酮病；能量负平衡

奶牛围产期即奶牛分娩前21 d～分娩后21 d，是奶牛饲养过程中的关键时期。奶牛在围产期经历临产、分娩、泌乳、日粮结构改变等应激，机体器官生理状况发生很大改变，极易出现代谢疾病。80%的代谢疾病发生在这一时期[1]。奶牛酮病就是围产期高发疾病。

1 奶牛酮病

奶牛酮病（Ketosis）又称酮血症、酮尿病，是奶牛体内糖类和脂肪代谢障碍导致血液中积聚大量的酮体（乙酰乙酸、β羟丁酸、丙酮），由尿液、乳汁和呼气排出，伴发低血糖为特征的代谢性疾病[2]。病牛表现食欲降低、体重下降、产奶量明显下降且乳汁容易形成泡沫，瘤胃蠕动减弱甚至消失，病情严重时，尿液、乳汁和呼出的气体中有丙酮味，病程延长会导致奶牛衰竭、卧地不起，直至淘汰或死亡[3]。

1.1 酮病的危害

酮病一年四季均可发生，且常发于3～5胎的围产期高产奶牛，据统计，我国奶牛酮病发病率达到30%～50%[4-5]。发病期间会造成当月奶产量损失2.5～3.5 kg·d-1，第2个月奶产量损失0.3～0.7 kg·d-1，并且会造成延迟发情、卵泡囊肿，严重影响奶牛的繁殖性能。一头发生酮病的奶牛仅治疗药物及奶产量下降造成的经济损失就高达906～1 872元[3,6]。而亚临床酮病无肉眼可见的临床症状，因此很容易被疏忽，而亚临床酮病的发病几率高于临床型酮病。年产量在9 t以上的奶牛亚临床酮病的发病率为68.18%，7.5～9 t的奶牛发病率为36.36%[7]。亚临床酮病使泌乳早期的奶牛产奶量降低10%，泌乳高峰持续时间缩短10 d[3]。亚临床酮病严重影响奶牛的繁殖性能，会导致母牛受孕的成功率降低50%，使再次发情时间延迟1～2周[8]。酮病将破坏肝细胞氧化和抗氧化平衡，使肝细胞处于氧化应激状态，引起肝细胞损伤，影响肝脏的正常生理功能[9]。奶牛酮病常常诱发皱胃变位、胎衣不下、子宫内膜炎、乳房炎、脂肪肝及生产瘫痪等围产期其他的疾病[3]。

1.2 酮病的发病原因

奶牛酮病其发病学基础为能量负平衡。由于妊娠后期胎儿的快速生长发育、分娩时能量的大量消耗以及泌乳初期产奶量的快速增加，使得这一时期奶牛对能量的需要增加约100%，但此阶段奶牛干物质采食量比干奶期下降10%～30%，导致血糖供应不足，能量的支出大于供给，造成奶牛围产期能量负平衡[10-12]。能量负平衡状态下，机体就会动用脂肪供能，脂肪分解产生脂肪酸，大量脂肪酸蓄积于肝脏，超出了肝脏的利用能力，脂肪酸就会发生不完全氧化产生大量酮体，肝脏能够合成酮体，但不能利用酮体。酮体便会进入血液，引起奶牛酮病[3]。

1.3 酮病的预防措施

奶牛酮病具有很强的阶段性和明显的发病规律，应当遵循“预防为主”的原则。目前酮病的预防措施主要有以下几种。

1.3.1 补充生糖物质

反刍动物的葡萄糖多来源于瘤胃发酵中产生的丙酸，因此，日粮中添加丙酸盐、丙二醇等可提高瘤胃内丙酸浓度，促进血糖的生成，但是丙酸盐影响动物的采食量，并且瘤胃内丙酸比例＞33%时将导致乳脂率下降[3,13]。

1.3.2 添加离子载体类添加剂

在日粮中添加离子载体如莫能菌素和拉沙里菌素，可改变瘤胃的新陈代谢，增加丙酸产量[14]。但离子载体类添加剂在我国已经禁止使用。

1.3.3 添加过瘤胃胆碱

胆碱是合成磷脂酰胆碱的组成成分，磷脂酰胆碱是合成极低密度脂蛋白的原料。极低密度脂蛋白可以将甘油三酯由肝脏内转运至肝脏外，防止脂肪肝的形成，并维持肝脏正常的代谢功能[15]。但胆碱并不参与脂肪酸的代谢，是以极低密度脂蛋白的形式将甘油三酯转运出肝脏，缓解了脂肪肝和酮病。

1.3.4 补充烟酸

烟酸和胆碱预防酮病机理见图1。

由图1可知，烟酸是辅酶I（NAD+）和辅酶II（NADP+）的前体物质，这两种辅酶在动物体的氧化供能中起到供氢体的作用，能够促进肝脏脂肪酸的完全氧化，从而缓解奶牛能量负平衡，减少酮体的产生。

图1 烟酸和胆碱预防酮病机理

2 烟酸

2.1 烟酸理化性质

烟酸的化学式为C6H5NO2，相对分子质量为123.11，形态为白色或微黄色粒状物，也称作尼克酸、维生素B3；易溶于沸水和沸醇；微有酸味；性质较为稳定，即使在高压下，120℃，20 min也不被破坏。

2.2 反刍动物获得烟酸的途径

反刍动物烟酸主要来源于天然饲料、瘤胃微生物合成、色氨酸转化。

烟酸在谷物饲料中的分布不均匀，多集中于谷物麸皮部分，且以结合型的方式存在，利用率较低[16]。

反刍动物的烟酸除来源于饲料外，瘤胃微生物也能合成。早期研究者普遍认为瘤胃微生物烟酸的合成量能够满足机体需要，不需要额外添加。但近几年的研究却认为烟酸在瘤胃内存在一个最佳的浓度，低于最佳浓度则需合成，反之则被微生物降解。生理条件下，烟酸的吸收部位主要在小肠，瘤胃内烟酸是滞留的，并不是动物真正吸收的部分[17]。尤其是奶牛分娩前后，机体代谢旺盛，仅靠微生物合成的烟酸已不能满足其生理需要，因此，仅靠微生物合成不能满足集约化生产和高产奶牛的代谢和生产需要。

色氨酸是合成烟酸的前体，色氨酸转化为烟酸的转化效率极低，并不是烟酸的主要来源。因此，为保证机体的健康，保持高生产性能的发挥，高产奶牛日粮中必须额外添加烟酸。

2.3 烟酸在瘤胃中的代谢途径

日粮中直接添加烟酸达不到补充烟酸的效果，Santsch等研究表明，烟酸在瘤胃中的消失率为98.5%，日粮中直接添加烟酸，烟酸会在瘤胃中被微生物转化为6-羟基烟酸，然后被分解为2，5-二羟基吡啶，再进一步分解为马来酰胺酸，之后被降解为顺丁烯二酸，最后降解为丙酮酸，达不到补充烟酸的效果[18]。Tienken等将烟酸的饲喂量由6 g·d-1提高到24 g·d-1，血液中烟酸的浓度并没有显著变化，可见单纯的提高烟酸饲喂量，并不是补充烟酸有效的方法[19]。Raulus等研究表明，直接口服烟酸24 g·d-1，并未降低产后奶牛血液中非酯化脂肪酸和β-羟丁酸的浓度[20]。Schwab等对27份报告进行meta分析后发现，奶牛直接口服烟酸对采食量、产奶量、非酯化脂肪酸、β-羟丁酸和葡萄糖的浓度均无显著影响，其原因是直接口服的烟酸在瘤胃内被微生物降解，达不到补充烟酸的效果[21]。

烟酸的吸收部位主要在小肠，鉴于烟酸在反刍动物瘤胃中易降解的特点，早期研究通过灌注的方式，使烟酸免于被瘤胃微生物降解，从而使烟酸到达小肠被吸收利用[22]。随着过瘤胃技术的发展，发现以脂类作为包被壁材，可在pH接近中性的环境中不被降解，但在皱胃的酸性环境下释放，保证烟酸通过瘤胃不被降解，在小肠消化吸收成为行之有效的方法[29]。反刍动物日粮中，直接添加过瘤胃烟酸可避免因微生物的降解作用而产生的浪费，研究表明，日粮中直接添加过瘤胃烟酸能有效提高奶牛血液中烟酸的浓度[19]。

3 过瘤胃烟酸在反刍动物中的应用效果

3.1 过瘤胃烟酸对酮病的影响

酮病的主要检测指标为β-羟丁酸的浓度。Pes⁃cara等以0.5 mg·h-1的速度向奶牛皱胃灌注普通烟酸，另一组以相同的速度向瘤胃灌注过瘤胃烟酸，对比两者结果发现，过瘤胃烟酸对降低β-羟丁酸的效果与直接皱胃灌注相同[23]。Morey等研究表明，对照组奶牛分娩后的5～7 d内，血液中β-羟丁酸含量为1.79 mmol·L-1，达到亚临床酮病水平（≥1.4 mmol·L-1），试验组添加过瘤胃烟酸24 g，其血清中β-羟丁酸的含量仅为0.94 mmol·L-1，同时，非酯化脂肪酸的含量下降43.08%[24]。Yuan等研究表明，过瘤胃烟酸在降低血液β-羟丁酸、非酯化脂肪酸、甘油三酯的同时，提高血清葡萄糖的含量约9.50%，有效预防了酮病的发生[25]。

3.2 过瘤胃烟酸对产奶量的影响

日粮中添加过瘤胃烟酸能够提高产奶量。赵术帆等研究表明，日粮中添加过瘤胃烟酸20 g·d-1，对奶牛采食量无显著影响，但泌乳前期产奶量提高了17.75%，全期提高了10.30%[26]。Vanderwende等研究表明，过瘤胃烟酸能提高4%标准乳产量[27]。Pine⁃da等和Loholter等研究表明，过瘤胃烟酸能够提高高热环境下的奶牛的产奶量，缓解奶牛热应激[28-29]。

3.3 过瘤胃烟酸对乳成分的影响

日粮中添加过瘤胃烟酸对乳脂率和乳蛋白的影响并不显著，但能线性增加奶中烟酸的含量，降低新生犊牛烟酸缺乏症的几率[30-31]。孙国君等研究表明，在奶牛日粮中直接添加烟酸，对奶牛产奶量、乳脂率并没有显著的影响[32]。

4 结论

过瘤胃烟酸能有效缓解能量负平衡，预防酮病，提高奶牛的生产性能，建议在围产期奶牛日粮中添加过瘤胃烟酸。

[1] 王剑飞.过瘤胃氯化胆碱对围产期奶牛的影响[J].饲料博览, 2016（1）:23-26.

[2] 薛俊欣.亚临床酮病对奶牛乳房炎发病情况、抗氧化功能和免疫功能的影响[D].南京:南京农业大学,2010.

[3] 张瑞华.亚临床酮病对奶牛产奶和繁殖性能的影响及其血液生化指标的变化[D].南京:南京农业大学,2009.

[4] 李小杉,杨丰利,杜玉兰,等.奶牛酮病及其预防措施[J].动物医学进展,2010（1）:108-111.

[5] 李建国,韩永利,郭洪生,等.日粮中添加烟酸对热应激奶牛的作用[C].中国乳业科技大会,2002.

[6] 黄克和.奶牛酮病和脂肪肝综合症研究进展[J].中国乳业, 2008（6）:62-66.

[7] 赵海忠,靳波,王生奎.昆明地区奶牛亚临床酮病发病规律的调查[J].湖北畜牧兽医,2006（6）:21-22.

[8] Cook N B,Ward W R,Dobson H.Concentrations of ketones in milk in early lactation,and reproductive performance of dairy cows[J].Veterinary Record,2001,148（25）:769-772.

[9] 刘兆喜,王建国,李玉,等.BHBA对体外培养牛肝细胞氧化应激状态及抗氧化关键酶活性和mRNA表达的影响[J].中国兽医学报,2013,33（5）:715-721.

[10] 李生祥.过瘤胃胆碱对围产期奶牛能量代谢和乳成分的影响[D].杨凌:西北农林科技大学,2014.

[11] 刘翔.过瘤胃胆碱对围产期奶牛肝脏脂肪代谢调控及泌乳性能影响的研究[D].大庆:黑龙江八一农垦大学,2014.

[12] 李鹏.酮病奶牛肝脏脂肪酸氧化代谢特征及其调控[D].长春:吉林大学,2012.

[13] 赵国琦.草食动物营养学[M].北京:中国农业出版社,2015.

[14] Mohebbi-Fani M,Nazifi S,Shekarforoush S S,et al.Effect of mo⁃nensin on serum lipoproteins,triglycerides,cholesterol and total lipids of periparturient dairy cows[J].Veterinary Research Com⁃munications,2006,30（1）:7-17.

[15] 徐国忠.过瘤胃保护胆碱的研制及其在荷斯坦奶牛中的应用效果研究[D].杭州:浙江大学,2007.

[16] 蒋亚军,周凌云,赵芸君,等.烟酸在反刍动物营养中的研究进展[J].中国畜牧兽医,2010,37（7）:9-14.

[17] Niehoff I D,Huther L,Lebzien P.Niacin for dairy cattle:a review [J].British Journal of Nutrition,2009,101（1）:5-19.

[18] Santschi D E,Berthiaume J C,Martineau R,et al.Effects of the forage to concentrate ratio on B-vitamin concentrations in differ⁃ent ruminal fractions of dairy cows[J].Canadian Veterinary Jour⁃nal La Revue Veterinaire Canadienne,2005,85（3）:389-399.

[19] Tienken R,Kersten S,Hüther L,et al.Relative bioavailability of niacin supplements for dairy cows:effects of rumen protection and of feed processing[J].Veterinary Sciences,2015,2（4）:440-455.

[20] Rauls C,Meyer U,Hüther L,et al.Effects of niacin supplementa⁃tion(40 weeks)and two dietary levels of concentrate on perfor⁃mance,blood and fatty acid profiles of dairy cattle[J].South Afri⁃can Journal of Animal Science,2015,45:395-410.

[21] Schwab E,Caraviello D,Shaver R.Review:a meta-analysis of lac⁃tation responses to supplemental dietary niacin in dairy cows[J]. The Professional Animal Scientist,2005,21（4）:239-247.

[22] 王迪铭,刘红云,王翀,等.过瘤胃保护性γ-氨基丁酸的调制与稳定性研究[J].动物营养学报,2010,22（5）:1 451-1 456.

[23] Pescara J,Pires J,Grummer R.Antilipolytic and lipolytic effects of administering free or ruminally protected nicotinic acid to feed-restricted Holstein cows[J].Journal of Dairy Science,2010, 93（11）:5 385-5 396.

[24] Morey S,Mamedova L,Anderson D,et al.Effects of encapsulated niacin on metabolism and production of periparturient dairy cows [J].Journal of Dairy Science,2011,94（10）:5 090-5 104.

[25] Yuan K,Shaver R,Bertics S,et al.Effect of rumen-protected nia⁃cin on lipid metabolism,oxidative stress,and performance of transition dairy cows[J].Journal of Dairy Science,2012,95（5）: 2 673-2 679.

[26] 赵术帆,张晓明,咸玉龙,等.过瘤胃保护烟酸对奶牛生产性能的影响及经济效益分析[J].中国奶牛,2012（11）:10-15.

[27] Vanderwende D,Hopkins B,Emanuele S.Effect of feeding sup⁃plemental rumen-protected Niacin(Niashure TM)on milk yield, and milk composition in early lactation Holstein cows[J].Journal of Dairy Science,2009,92（1）:165.

[28] Pineda A,Drackley J K,Garrett J,et al.Effects of rumen-protect⁃ed niacin on milk production and body temperature of middle and late lactation Holstein cows[J].Livestock Science,2016,187:16-23.

[29] Lohölter M,Meyer U,Rauls C,et al.Effects of niacin supplemen⁃tation and dietary concentrate proportion on body temperature,ru⁃minal pH and milk performance of primiparous dairy cows[J].Ar⁃chives of Animal Nutrition,2013,67（3）:202-218.

[30] Rungruang S,Collier J,Rhoads R,et al.A dose-response evalua⁃tion of rumen-protected niacin in thermoneutral or heat-stressed lactating Holstein cows[J].Journal of Dairy Science,2014,97（8）: 5 023-5 034.

[31] 王冠.过瘤胃烟酸对北方地区荷斯坦奶牛热应激及生产性能的影响[D].大庆:黑龙江八一农垦大学,2016.

[32] 孙国君,沙磊,邹阿玲,等.添加烟酸对泌乳中期奶牛产奶性能的影响[J].中国饲料,2004（1）:8-9.

The Effect of Rumen Protected Niacin on Ketosis

CHEN Zhiyuan,WANG Jianfei,LI Yan

（Shanghai Menon Animal Nutrition Technology Co.,Ltd.,Shanghai 201807,China）

This article summarized the harm of ketosis and preventive measures,introduced the physicochemical properties,mechanism of niacin and metabolic pathways in rumen.Then put forward the necessity of using rumen pro⁃tected niacin and discussed the effect of rumen protect niacin on dairy cattle production.The conclusions is that ru⁃menprotectedniacin could prevent the occurrence of the ketosis.

rumen protected niacin;ketosis;negative energy balance

S816.7；S823

A

1001-0084（2016）09-0038-04

2016-09-19

陈志远（1988-），男，山东德州人，硕士，主要从事反刍动物饲料添加剂的研发。