热应激对奶牛的影响及过瘤胃产品调控机理

引用文本请复制：苏衍菁，王文丹.热应激对奶牛的影响及过瘤胃产品调控机理.中国奶牛.2023年第6期（总第398期）：11-14页

转载文本请注明：来源于中国奶牛微信公众号（中国奶牛2023年第6期）热应激对奶牛的影响及过瘤胃产品调控机理

中图分类号：S823.4

文献标识码：A

文章编号：1004-4264（2023）06-0011-04

DOI：10.19305/j.cnki.11-3009/s.2023.06.003

热应激对奶牛的影响及过瘤胃产品调控机理

苏衍菁，王文丹

（光明牧业有限公司，上海 200436）

摘 要：热应激是奶牛养殖业中一直存在的一个巨大的挑战，它对奶牛的生产性能、繁殖性能、免疫功能和瘤胃的健康均有着不良影响，从而给整个奶牛养殖业造成较大的经济损失。本文主要总结了热应激对奶牛的影响以及过瘤胃产品对热应激的调控机理，旨在为缓解奶牛热应激营养调控方面提供有效合理的对策。

关键词：奶牛；过瘤胃产品；热应激；调控

奶牛热应激是指当奶牛在受到由内因素和外因素引起的超过自身体温调节能力时，机体产生的非特异性防御应答反应。随着全球气温逐渐升高，奶牛养殖业针对热应激面临的任务将越来越艰巨。一项最新研究评估，美国乳制品行业每年因奶牛热应激造成的经济损失达15亿美元。有研究曾预测21世纪热应激对美国奶牛产奶量的影响：奶量损失将以每10年（174±7）kg/头的速度增长，这无疑对整个奶牛养殖行业是一个重大的不利趋势。奶牛本身汗腺不发达，只有人体的十分之一，并且饲料在奶牛瘤胃经过微生物发酵、奶牛妊娠以及泌乳过程都会产生代谢热。夏季高温高湿环境下，奶牛体内的热量不能及时散发，导致最直接的表现就是呼吸频率增加、直肠温度升高，同时采食量、产奶量及乳品质下降，繁殖性能和免疫功能也会下降。尽管当下奶牛场多采用遮阳棚、风扇、喷淋等环境降温措施，但热应激对奶牛整个泌乳期的影响严重，所采取的防范措施依然存在较大的改善空间。因此，为了保证奶牛健康和产量稳定，除物理防暑降温措施之外，奶牛夏季的营养也是非常重要的。本文主要介绍热应激给奶牛带来的影响及过瘤胃产品对缓解奶牛热应激的调控机理，为奶牛养殖者提供一定参考。

1

热应激对奶牛的影响

1.1 热应激对奶牛采食量的影响

热应激会导致奶牛食欲降低，采食量下降。影响采食量下降的原因主要有三个方面：一是热应激直接作用于下丘脑厌食中枢，导致奶牛食欲下降，采食量降低；其间甲状腺激素（T3、T4）水平大幅度下降，胃肠蠕动减慢，延长了食糜在胃内通过的时间，导致奶牛长时间处于饱腹状态，胃壁上的感受器作用于厌食中枢反馈调节采食量。二是在热应激初期，奶牛首先通过自身进行体温调节，当温度升高时，机体散热困难，且营养物质在瘤胃内发酵消化会产生大量的热量，所以奶牛会通过减少采食和运动来降低体内热量的产生。三是在高温环境下，奶牛散热加强，体内水分不足，饮水量加大，瘤胃充盈，也会导致采食量下降。热应激可增加奶牛肾上腺素和去甲肾上腺素的分泌，可引起呼吸频率增加，消化代谢速率加快；另外，营养物质摄入的减少，使奶牛出现能量负平衡状态，致使奶牛通过加速葡萄糖分解，动员体脂来提供能量，如果热应激较为严重，脂肪代谢和葡萄糖仍无法满足自身能量需要时，机体会加强体内的蛋白质的分解。

1.2 热应激对奶牛生产性能的影响

热应激会导致奶牛产奶量和乳品质下降。有研究证明，影响奶牛产奶量下降的主要原因为：一是由于采食量下降，导致能量负平衡（产奶量下降有50%是由采食量减低而导致的）。二是高温导致奶牛生长激素、雌激素和前列腺素分泌减少，抑制乳腺发育，排乳反射遭到抑制，从而导致产奶量下降。敬盈嘉等研究表明，如果奶牛在围产期处于热应激状态，会导致产后产奶量的下降。奶牛在热应激期间，喜精厌粗，精料采食相对较多，瘤胃内短链脂肪酸比例下降，而其中乙酸和丙酸是乳汁合成的前体物质，乙酸含量降低导致乳脂率下降；乳蛋白率下降则是由于采食量的降低导致的蛋白质摄入不足，其次因热应激分解供能引起。李征等研究热应激对奶牛泌乳性能影响的结果显示，奶牛在热应激期与非热应激期相比产奶量显著性降低，且乳脂率和乳蛋白率也显著下降。

1.3 热应激对奶牛免疫和抗氧化能力的影响

热应激引起的奶牛全身非特异性免疫应答会造成机体内环境稳态失衡。热应激会激活下丘脑-垂体-肾上腺皮质轴，改变糖皮质激素（GC）、甲状腺激素（TH）和皮质醇（Cor）等来维持机体能量和内环境稳态，抑制淋巴细胞的产生和分化及活性，造成免疫力下降。热应激期奶牛血清中免疫球蛋白、白细胞数量和甘油三酯等含量下降，皮质醇、促炎症因子白细胞介素-6和TNF-α含量升高。此外，高温还可加强交感神经-肾上腺髓质轴活动，促使肾上腺素和去甲肾上腺素浓度升高，自由基产生量增加，抗氧化系统平衡被打破，从而导致机体总抗氧化能力和超氧化物歧化酶活性下降，丙二醛含量增加。以上均造成了奶牛免疫功能和抗氧化能力的下降。

1.4 热应激对奶牛繁殖性能的影响

热应激对奶牛繁殖性能也有很大的影响。其主要原因有以下几点：一是热应激会导致奶牛孕酮和雌激素分泌水平下降，促黄体生成素和促卵泡生成素分泌减少，影响卵泡发育，导致发情周期延长，且发情时间短或不发情，影响适时配种，从而导致受胎率下降。二是热应激期间，奶牛免疫力下降，皮肤血管扩张，血流量增加，从而导致子宫毛细血管的血流量减少，且采食量少，从而造成胎儿营养不足，导致胚胎死亡或者胚胎吸收。三是高温使奶牛生殖系统内环境的温度升高，影响正常机能，不利于受精卵的发育和着床，使奶牛整体受孕率下降（下降10%～23%）。四是热应激期间免疫系统激活，导致奶牛胃肠道中产生脂多糖，进而对生长中的卵泡产生负面影响。

1.5 热应激对奶牛乳房炎的影响

奶牛在夏季热应激期间的乳房炎发病率要高于非热应激期，这也是致使奶牛产奶量下降的重要原因之一。乳房炎主要由大肠杆菌、葡萄球菌和链球菌等病原体诱发。目前大多数奶牛场采用风扇、喷雾、喷淋等物理措施防控热应激，虽然降低了环境和奶牛体表温度，但会增加环境及牛床垫料的湿度，为病原菌的繁殖提供了良好的生存条件，从而增加了奶牛乳腺内感染发生率，引起牛奶中体细胞数上升，最终可能引发乳房炎，危害奶牛乳腺健康。沈留红等研究热应激期和非热应激期对全群泌乳牛发病率的影响，结果显示热应激期奶牛肢蹄病、酮病、临床型乳房炎、隐性乳房炎的发病率比非热应激期分别增加了5.77%、0.78%、2.60%和5.77%。其中肢蹄病的发病率增加，主要是因为奶牛在夏季站立时间较长所致，这也是影响奶牛群体健康的重要原因之一。

2

过瘤胃产品对热应激的调控机理

2.1 过瘤胃脂肪

奶牛在热应激期间，采食量下降，机体出现能量负平衡，过瘤胃脂肪可以在不影响瘤胃微生物发酵的情况下通过瘤胃，而且其含能量高、体增热少，在减少体脂动员的同时可缓解奶牛因能量负平衡造成的产奶量下降和乳品质改变。有研究证明在奶牛日粮中添加过瘤胃脂肪可以改善泌乳牛的体况，提高产奶量和乳脂率。此外，脂肪中的ω-3多不饱和脂肪酸对奶牛的繁殖性能起着重要作用，可以提高奶牛的妊娠率。

2.2 过瘤胃葡萄糖

葡萄糖是乳腺合成乳糖的唯一前体，也是奶牛机体主要的供能来源，因此，葡萄糖是限制奶牛乳腺泌乳和产奶量的关键因素，提高乳腺葡萄糖供给可促进奶牛泌乳。热应激期间，葡萄糖会优先用于机体其他代谢，而非合成乳汁。热应激首先会激活免疫系统，当50%的葡萄糖用于免疫系统时，一个激活状态下的免疫系统每天需要使用2kg的葡萄糖。因此，在热应激期奶牛采食量下降时，需要提供更多的葡萄糖来维持奶牛的产奶量。普通的葡萄糖在瘤胃内会快速降解发酵，不能发挥其作用，还可能造成瘤胃酸中毒，而过瘤胃葡萄糖则是一种可以逃避瘤胃发酵产热被肠道直接吸收的添加剂，它可以直接并安全高效地提高奶牛日粮中葡萄糖浓度，为奶牛提供泌乳所需的能量和乳糖前体，缓解奶牛因免疫系统消耗葡萄糖以及能量负平衡而导致奶牛产奶量下降。过瘤胃葡萄糖相比过瘤胃脂肪，可以减少13%的代谢产热。

2.3 过瘤胃维生素

维生素C（Vc）是一种水溶性维生素，在动物机体内是不可或缺的抗氧化物质，它可以在动物肝脏和肾脏中合成。在非热应激条件下，机体可以通过自身合成的VC满足需求，但在热应激条件下，机体合成VC的能力下降而需要量增加，自身合成的VC已不能满足机体需求，因此需要额外补充。包膜VC是通过影响机体免疫力来缓解奶牛热应激，主要通过四个途径发挥作用：一是高温刺激下丘脑，使垂体分泌肾上腺激素皮质激素（GC）（皮质醇和皮质酮），而VC可以抑制糖皮质激素的分泌，或抑制皮质酮合成途径中羟化酶的活性，降低肾上腺类固醇的产生，进而提高机体抗应激能力。二是VC可以促进甲状腺激素的分泌，增加血浆中T3和T4含量来调节机体的代谢。三是生物体细胞膜和线粒体长期处于高温环境下会发生损伤，而VC能有效清除活性氧自由基，从而保护细胞膜完整性，还可以提高白细胞的吞噬能力，恢复网状内皮系统的机能。四是食物中的胱氨酸还原成半胱氨酸需要VC参与，而免疫球蛋白中的二硫键由两个半胱氨酸组成，故在奶牛日粮中添加VC可以提高热应激期奶牛血清中的IgG含量，从而提高机体免疫力。韩永利研究证明在奶牛日粮中添加VC提高了血清中IgG含量和抗氧化能力。

烟酸又名维生素B3，在动物体内以烟酰胺为主，以辅酶的形式参与动物机体的代谢。作为一种抗应激因子，它可以缓解奶牛夏季热应激，对奶牛的机体健康有积极作用。烟酸的主要作用途径为：一是可以通过血管舒张反应加速血液流动，增加散热量来缓解奶牛热应激。二是可以提高奶牛血清T3、T4含量，加速脂肪分解和糖代谢，维持能量代谢平衡，起到缓解热应激的作用。三是可以抑制中性粒细胞产生活性氧，减弱细胞的氧化应激反应，从而提高奶牛抗氧化能力。杨耐德等研究在热应激期间给奶牛补充烟酸，结果显示提高了奶牛产奶量和4%标准乳产量。王雪莹等发现在热应激期间给牦牛补充烟酸，显著降低了牦牛血清中IL-1β、TNF-α含量，从而说明烟酸可以缓解奶牛因热应激引起的炎症反应，减轻对机体的损伤。

2.4 过瘤胃γ-氨基丁酸

γ-氨基丁酸（GABA）是一种非蛋白质性氨基酸，存在于中枢神经系统、外周系统和一些内分泌细胞中，其中大脑中含量最高。其作为动物和人大脑中枢抑制性神经递质，参与多种代谢活动，在畜禽上有促进采食、调节激素分泌、提高生产性能、提高免疫力和缓解热应激等作用。GABA缓解热应激的途径如下：一是可以促进促食欲神经肽（NPY，参与采食的重要激素）的分泌，调节食欲，提高采食量；促进动物胃液和生长激素（GH）分泌，减少胆囊收缩素（CCK）释放，抑制动物胃膨胀和饱中枢，提高采食量；参与味觉调制的代表性神经递质与谷氨酸共同调制味觉的产生，进而调节奶牛的采食行为。二是可以抑制垂体-肾上腺皮质轴的激活，缓解排乳反射的抑制。三是可以抑制HPA分泌GC，避免抑制巨噬细胞和浆细胞免疫球蛋白的产生；活化T淋巴细胞和巨噬细胞中GABA-A离子通道电流，减少IL-2、IL-6和 TNF-α的释放，降低奶牛炎症应答反应，从而提高奶牛免疫能力；而采食量的提高为奶牛提供了足够的营养需要，也为奶牛免疫能力提供了保障。四是可以抑制交感-肾上腺轴释放肾上腺素，减少自由基产生，抑制MDA产生。潘雪梅等在奶牛日粮中添加过瘤胃GABA，发现血清中免疫球蛋白IgG、IgM、IgA的活性及IL-2含量提高，从而提高了奶牛免疫功能和抗氧化能力，可缓解热应激带来的危害。Cheng的研究结果显示，在热应激奶牛日粮中添加40mg/kg GABA时，最大限度降低了奶牛直肠温度，提高了采食量、产奶量以及乳品质。以上研究结果表明，在热应激条件下，给奶牛补充过瘤胃GABA可提高奶牛采食量和生产性能，增强机体免疫功能和抗氧化能力，改善脂类代谢，缓解奶牛能量负平衡。

3

小结

热应激对奶牛的生产、生理、繁殖都有严重的影响，虽然可以通过改变饲养环境条件来缓解热应激，但奶牛机体仍未达到最佳生产性能，故可以在改善环境措施的基础上加以实施营养调控，提供足够的营养物质，才会使奶牛在高温条件下发挥最大的生产性能，全面提高奶牛免疫力，保持机体健康，给养殖户带来更大的经济效益。

（参考文献略）