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脂肪营养入门第七讲:脂肪与动物健康

返回列表 来源: 发布日期: 2020.03.19

1、脂肪与热应激

1)热应激对生产的影响

针对动物热应激的文献研究不胜枚举,其主要影响可总结如下:

减少干物质(DM)和能量的摄入

研究表明,当环境温度高于25℃,奶牛的干物质摄入量会开始减少,与中性环境相比,40℃环境下奶牛的饲料摄入量通常会减少20%至40%。因此,热应激下的奶牛通常处于能量负平衡状态。

   牛奶产量减少

热应激条件下,干物质摄入量减少,但维持机体所需的能量增加,这会对奶牛产奶造成负面影响。研究显示,热应激条件下的产奶量会减少25%至35%。

   酸中毒

酸中毒是热应激的另一个常见危害。当饲料摄入量长期保持在低水平,反刍时间缩短,唾液(富含碳酸氢盐)的分泌量会减少,进入瘤胃前的缓冲也随之减弱(图1)。唾液淌出也会减弱唾液的缓冲。此外,热应激会导致呼吸速率提升,为维持恒定的血液pH值,会刺激体内碳酸氢盐的分泌,这会导致分配到唾液中的碳酸氢盐进一步减少,从而使瘤胃前的唾液缓冲进一步减弱。

 

1 热应激对酸中毒的影响图示

 

繁殖率降低

热应激会显著降低奶牛的繁殖性能。研究报告显示,在炎热的月份,受胎率会低于10%,而在凉爽的月份,受胎率会提升到40%至50%。热应激会导致奶牛产犊后重新受孕的周期延长,因为奶牛发情期会延迟,受胎率也会下降。

与热应激相关的问题在高产动物中更为严重——这些动物的代谢率和自体产热原本就比低产动物更高,因此更易受到热应激的影响。

 

2)热应激期间的温度湿度指数(HTI)

热应激会对动物的健康和产能造成严重的负面影响,对高温地区的牛群来说更甚。除了温度,相对湿度也会显著影响热应激,温度湿度指数(THI)通常用来表示奶牛的应激程度(见图2)。最适合动物生产的区间是热中性区(thermoneutral zone),泌乳奶牛的热中性区在5°C到20°C之间,在该温度区内,不需要额外的能量来加热或冷却身体。

 

2温湿度指数图(亚利桑那大学)

3)脂肪如何缓解热应激

首先,脂肪的添加能帮动物“降温”。饲料在消化代谢的过程中会产生热量(即热增耗),但脂肪不在瘤胃中发酵,因而能有效减少发酵过程中的产热(即热增耗低)(图3)。

 

 

3 日粮脂肪能减少体内产热

 

与此同时,因脂肪产生的热增耗低,动物的能量状况也会得到改善,保证在干物质总摄入量较低的情况下获得更多的能量供应。奶牛的活体研究表明,脂肪酸钙(美加力)消化和代谢过程中产生的热量远远低于其他饲料,因而其能量利用率(82%)远高于一般饲料(65%)(Andrew等,1991)。

 

此外,脂肪不会增加瘤胃中的酸负荷,从而大大降低了热应激期间的酸中毒风险。

2、脂肪与酸中毒

脂肪与谷类(淀粉)或糖类不同,不会在瘤胃中发酵,因此不会增加瘤胃的酸负荷。因此,在日粮中添加脂肪可以在不增加酸中毒风险的情况下增加能量密度。淀粉和糖在瘤胃中均会以不同速率发酵产生酸,而脂肪则不会产酸(图4)。

 

 

4 碳水化合物和脂肪的发酵速率

 

3、脂肪与繁殖

在日粮中提供足够的脂肪对保持动物繁殖能力至关重要。脂肪可以通过以下几种方式影响繁殖率:

能量平衡效应

脂肪是能量密度最高的营养物质,日粮中添加脂肪可以增加能量密度。这对泌乳早期的奶牛尤其有利,因为其干物质摄入量有限,添加脂肪可以快速增加能量供应(每一口饲料所含的能力密度更高),有助于满足牛的需求,减少体脂流失(损失体况)。

  奶牛的繁殖能力与体况评分(见本周五第八讲)之间有密切联系。体重/体况下降的奶牛(能量负平衡)在产后需要更长时间才能重新排卵(图5,Butler,2001),而奶牛在产犊后越早开始排卵,受孕的概率就越大。

对肉牛来说,产犊时机体的能量储备,以及从产犊到再次配种期间的能量平衡,也是影响排卵和产后休情间隔长短的重要因素(NRC, 2016)。

 

 

5 泌乳早期身况评分下降对排卵天数的影响

  

同样,能量负平衡也会严重影响受孕率(图6,Butler和Smith,1989)。原则上,体况评分每降低0.5,受孕率就会下降10%(5分制)。

 

 

6 泌乳早期体况评分下降对受孕率的影响

 

激素(黄体酮)效应

脂肪为孕酮(妊娠激素)的产生提供了基础,孕酮是维持胚胎发育所必需的。孕酮不足会导致胚胎死亡和妊娠失败。据估算,奶牛妊娠早期的胚胎死亡率高达55%(Staples等,1998),其中一个重要原因是孕酮不足;爱尔兰研究数据表明,约有25%的奶牛因为孕酮不足而无法再次受孕(Morris和Diskin,2007)。

 

提升日粮中的脂肪浓度能最有效地增加血浆中的孕酮,以促进受孕。诺丁汉大学(英国)的一项研究表明(Garnsworthy等,2008):当日粮脂肪总量从3.5%增加到5.9%(通过添加660克美加力)(图7),胆固醇合成量增加,脂蛋白和胆固醇酯在体内的流量随之增加,从而能向卵巢提供更多的胆固醇——孕酮的前体。

 

7 通过美加力增加日粮脂肪可促进孕酮生成

 

卵细胞的质量

在日粮中添加脂肪可以改善卵细胞的发育,从而获得更高质量、更具活力的卵细胞。诺丁汉大学(英国)的研究(Fouladi Nashta等,2007)显示,当给奶牛提供高脂肪日粮(含800g美加力过瘤胃脂肪),体外受精卵发育到胚泡期(受精后8天左右;图8)的概率明显更高,这也意味着高质量的卵细胞更有可能成功受孕。

 

8 受精卵发育到胚泡(8天)阶段

 

油酸

数据表明,油酸有利于卵细胞的发育。荷兰的一项研究(Aardema等,2011)评估了棕榈酸(C16:0)、硬脂酸(C18:0)和油酸(C18:1)对受精后期卵母细胞发育能力的影响。其结果显示:棕榈酸和硬脂酸对卵母细胞发育有不利影响,而油酸则会产生积极影响。卵泡液中饱和脂肪酸和不饱和脂肪酸的浓度和比例都会影响卵母细胞的发育和整体受精能力。

   美加力产品含有高比例的油酸,且以过瘤胃形式存在,有助于油酸进入小肠并被组织吸收。

   omega-3*和omega-6脂肪酸

omega-3和omega-6是日粮中的必需脂肪酸,在繁殖方面至关重要。受精后,卵巢黄体会产生孕酮以维持妊娠,这就需要PGF2α(由omega-6脂肪酸刺激生成的一种前列腺素)的含量保持在低水平。omega-3脂肪酸与omega-6脂肪酸会分别刺激不同的前列腺素生成(omega-3对应PGF3α,omega-6对应PGF2α),二者的生成存在竞争关系。因此,omega-3脂肪酸可以通过生成PGF3α来抑制PGF2α的产生,从而帮助维持妊娠稳定。

 

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