AmélieCornillet 博士
法国Vitalac公司 兽医和反刍动物技术经理
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Amélie Cornillet博士是一名DVM (取得认证的兽医学博士)，特别专注于奶牛健康和营养，自2015年起担任法国Vitalac公司反刍动物技术经理，对奶牛场养殖和管理拥有广泛的国际经验。她对于奶牛养殖的专注和热爱将她带到欧洲、亚洲、中东和南美洲等主要的奶牛生产经营单位，为不同的牧场提供评估和审查、技术培训和研讨，涉及奶牛的健康、繁殖以及营养等方面，以帮助牧场掌握工作的关键点，创造更好的经济效益。在亚洲，她尤为关注奶牛养殖管理的两个关键时期：围产期和热应激管理。在过去的几年里，Amélie Cornillet博士多次来到中国，是东方联鸣良好的合作伙伴。
葡萄糖作为营养物质，对奶牛的产奶量、繁育能力和免疫力来说非常重要。法国Vitalac公司专注于动物营养和健康，本文将主要分享葡萄糖前体物的使用如何帮助奶牛抵御应激。
美国的Lance教授曾解释过每一种应激都可能导致肠漏的出现，这使得免疫系统被激活，营养物质被过度使用。事实上，过度使用营养物质会导致生产性能下降，因为对于泌乳来说可用的营养物质减少了。没有任何一段时期会有像围产期一样大的应激，这一特定的时期大约持续60天，从干奶持续到开始泌乳，对奶牛来说是不断累积的应激。
围产期存在很多直接应激和潜在应激
第一，泌乳应激。因为奶牛必须在干奶期停止产奶，在产犊后重新开始产奶，这涉及到组织结构的乳腺发生很多变化。
第二，营养应激。奶牛每次转群时都面临营养应激，从泌乳群到干奶群，又从干奶群到临产群，然后产犊进入新产群，每次转群瘤胃和肠道都要适应新的饲料，对奶牛的组织器官来说也是一种应激。
第三，社群应激。围产期奶牛每次从一个群体换到另一个群体时都要面临社群应激，将不得不重新适应周围的奶牛，这对奶牛本身来说是很大的应激。
第四，生理应激。最大的应激发生在产犊的时刻，也就是产犊本身的应激。这是一种生理应激，涉及很多新陈代谢的变化和很多激素的变化，可能是奶牛一生中最大的应激。
第五，热应激。在世界上越来越多的国家，热应激越来越普遍，从一年中两个月热应激到几乎全年热应激。
围产期还存在很多潜在应激，如是否过度拥挤、舍栏是否舒适、日粮方面、光照方面、饮水是否方便等。
综上我们可以很容易地看到，这种应激的积累对围产期会产生很大影响。其中一个可以用来评估群体应激水平的指标就是血液葡萄糖。正如Lance教授解释的，应激会增加身体对葡萄糖的利用，即使血糖正常、血液也正常，当有应激时血液葡萄糖依然会降低。
葡萄糖意味着奶产量
图1所示为产犊前后血糖的经典变化过程，可以看出，产犊后血液葡萄糖低于产犊前。原因很简单，因为奶牛开始产奶需要使用葡萄糖。作为营养物质来生产乳糖，在产犊时达到葡萄糖的一个峰值，这是由于一种高糖化激素皮质醇的释放。
图1
对奶牛来说，葡萄糖意味着牛奶，因为合成的乳糖量将决定产奶量。牛作为反刍动物，由肝脏产生葡萄糖，在肝脏中葡萄糖前体物转化为葡萄糖。这些葡萄糖前体物可以来自于直接饲喂，也可以来自于瘤胃发酵，其中主要的葡萄糖前体物便是丙酸。不幸的是，瘤胃在生理上不能直接吸收葡萄糖，这样我们就不能直接饲喂葡萄糖，因为这些葡萄糖不会被很好地吸收或者说不能被有效利用。所以，如果我们想要增加血液葡萄糖的含量，就必须增加葡萄糖前体物的水平。
颈静脉注射葡萄糖对奶产量的影响
Brown和Allen等科学家在2013年已经证明，如果能增加供给奶牛乳房的血液葡萄糖，便可以增加奶产量。如图2所示，他们从产奶第1天到第12天，每天在奶牛体内注入1kg葡萄糖，对照组奶牛注入等量氯化钠作比较；同时也测试了两种日粮，一组饲喂高淀粉（29%）、低蛋白（14%）日粮，另一组饲喂高蛋白（18%）、低淀粉（22%）日粮。
图2
在这两种情况下，可以观察到每天注射葡萄糖的奶牛比注射氯化钠的奶牛产奶量更高，这就证明了供给乳房的血液葡萄糖与奶产量之间的关系。
葡萄糖在奶牛繁殖力中的作用
图3所示为Garverick在2013年做的关于围产期血浆葡萄糖影响首次配种的繁殖力实验。他们检测了产犊前后奶牛的血糖含量变化，从产犊前十天到产犊后二十天，然后跟踪奶牛直到第一次授精、孕检，再回来查看血糖检测记录，并根据结果把牛分成两组，一组奶牛在第一次授精后怀孕，另一组奶牛没有。
图3
可以看到，第一次授精后怀孕的奶牛是那些产犊前后血糖充足的奶牛，所以产犊前后能量水平与血糖浓度之间存在一定的关系，围产牛血糖浓度指示首次配种后是否受胎成功。
葡萄糖在卵泡发育各个阶段起重要作用
在第一次授精之前发生了什么会影响到授精结果呢？为了理解这一点，我们需要回顾一下受精前卵泡的发育。
如图4所示，卵泡的发育分为两个阶段，第一个阶段是窦前卵泡生长，这个阶段大约在授精前4～5个月开始，我们通常会在泌乳50～60天时进行授精，也就是说产犊前的2～3个月卵泡开始发育，一直持续到产后一个月。这一阶段由生长激素调控，其中一种是胰岛素生长因子IGF，血液中IGF的浓度直接取决于血糖水平（能量）和胰岛素水平，如果二者水平都很低，那么IGF的水平也会低，就会抑制卵泡生长发育。这是产犊前后的情况。
图4
卵泡发育的第二个阶段是囊状卵泡生长，发生在授精前的两个发情周期。如果血糖很低，促性腺激素的分泌就会减少，卵泡刺激素和黄体生成素的生成就会受到影响，进而影响卵泡发育，意味着在这两个发情周期内，如果出现低血糖便可能导致奶牛不发情、排卵推迟、安静发情、卵巢囊肿等，这些都会导致受胎率低。
围产期能量负平衡改变产后牛子宫的基因表达与免疫应答
Wathes在2009年发表的一篇文章中很好的说明了IGF和能量平衡对卵泡发育的重要性。如图5所示，他们发现处于严重能量负平衡状态的奶牛IGF水平会持续处于低水平直到泌乳第15天，而处于中度能量负平衡的奶牛IGF水平会从泌乳第3～5天开始恢复，子宫也逐步恢复。可见能量负平衡会影响卵泡发育。
图5
在同一篇文章中，Wathes也证实了处于严重能量负平衡的奶牛会影响血液指标，白细胞和淋巴细胞的数量都下降了（图6）。同时，炎症反应基因会在严重能量负平衡的奶牛中上调表达，说明这些奶牛的子宫处于炎症和退化过程中，而处于中度能量负平衡的奶牛程度较轻，且子宫修复已接近完成。事实上炎症发生时，血液葡萄糖是白细胞被激活后唯一可用的能量来源。
图6
葡萄糖对子宫修复很重要
Galvao在2010年发表的论文说明了葡萄糖对子宫修复很重要。如图7所示，他们跟踪检测了患有子宫炎的奶牛和未患病奶牛的血糖浓度，发现患子宫炎奶牛的血糖水平比健康奶牛更低，这很好的说明了葡萄糖对子宫修复的重要性。一旦被激活，白细胞需要葡萄糖作为能量来源。
图7
小结
当奶牛在产犊前后出现低血糖，会不利于卵泡生长且会引起子宫退化，这两种情况都可能导致奶牛繁殖力下降。
Lance教授讲过每个应激来源都可导致肠屏障的改变也就是引发肠漏，而肠漏会加速毒素从肠腔进入血液，这些毒素会引发炎症，激活免疫系统，免疫系统便开始大量消耗葡萄糖，所以我们便会看到血糖降低，奶牛表现下降诸如奶产量、健康和繁殖力。
Lance教授研究了脂多糖挑战以及血液葡萄糖。如图8所示，他们评估了免疫系统活跃状态下所消耗的葡萄糖的量，大约是每12小时1kg，也就是说每天2kg葡萄糖，这是一个巨大的量。我们知道一头健康奶牛每天大约能产出40kg牛奶，意味着需要使用2.5kg的葡萄糖用于产奶和维持生命，所以如果同一头牛用2kg、即4/5的葡萄糖进行免疫活动而非生产牛奶，这样其对奶产量的影响就很好理解了。
图8
测量血糖对于缓解应激有哪些好处
如果在生产实践中，能对奶牛或群体的应激水平进行测定，我们就可以提前预防或者采用相应的营养方案来应对应激。建议使用血酮血糖测量仪进行血糖检测、评估应激。
临产牛和产后牛有着不同的低血糖临界值。对于临产牛，建议血糖处于50～60mg/dL；低血糖临界值为45mg/dL，也就是说血糖如果低于45便是低血糖；高血糖临界值为65 mg/dL。对于产后牛，因为开始产奶所以它们的血糖水平通常较低，血糖的最佳范围是在45～60 mg/dL之间，低血糖临界值为40mg/dL。
实际生产中测量血糖对于缓解应激有哪些好处？
案例分享1
下面分享一个加拿大牧场的案例。这是一个有140头荷斯坦奶牛的牧场，采用机器人挤奶，平均产奶量40kg，乳脂3.95%，乳蛋白3.1%，泌乳天数144天。在这个牧场中，有一群牛被拴系饲养，都是新产牛和跛行牛，这些奶牛的管理有些不同，每天挤奶两次，而且它们不能移动，在产奶10～20天后转移至散栏饲养，那时它们已经从产犊中完全康复。
我们先去临产牛的牛棚，从牛身上取了血样。这些牛吃TMR，包含7kg玉米青贮、7kg干草和4kg含阴离子盐的精料，但这组牛中有个营养问题就是每天会有12小时空槽，意味着奶牛会同时存在营养应激和社群应激。营养应激是因为奶牛不能想吃的时候就能吃到食物，社群应激是因为奶牛不能24小时获取食物，必须竞争食物。除此之外，它们的尿液pH值在5.2～7之间，胎衣不下的比例约为8%，总体还算满意。
表1所示为血液检测结果，可以看到5头牛中的4头血糖低于推荐量50mg/dL，其中有两头奶牛是低血糖，有两头奶牛的β-羟丁酸水平很高，说明这些奶牛在产犊前就处于能量负平衡的状态。由此可见奶牛的应激和低血糖是存在联系的。
表1
牛号
葡萄糖
β-羟丁酸
511
37
0.4
906
45
0.4
910
49
0.4
714
66
0.8
729
42
0.9
目标
>50mg/dl
<0.7mmol/L
在同一个牧场，我们又在新产牛身上取血样检测，结果显示没有牛患有酮病，但几乎所有牛都患有低血糖。如表2所示，有5头牛血糖低于40md/dL，可以说这是牛被栓系所产生的应激，因为过去它们是自由的，而现在被限制了行动自由，这也是一种应激，再次说明了血糖水平和应激之间的关系。
表2
牛号
葡萄糖
β-羟丁酸
936
40
0.6
716
33
0.6
962
33
0.9
8566
50
0.5
742
46
0.3
451
33
0.7
664
36
0.8
46
35
0.8
正常
>40mg/dl
<1.2mmol/L
案例分享2
下面分享的是我曾去过的巴基斯坦的一个牧场案例，那段时间牧场的热应激非常严重。这个牧场里有降温系统，但只用于泌乳牛，而临产牛待的地方几乎没有阴影，而且没有风扇和喷淋系统，同时临产奶牛也同样饲喂高能量水平的日粮。我们探访牧场那天，发现临产牛的体况评分也很高，所以可以说这群牛存在生理应激、热应激以及营养应激。
表3所示是临产牛和新产牛的血液检测结果。可以看到，所有奶牛患有低血糖，在奶牛发生热应激时，这是非常常见的情况。几乎所有奶牛都患有低血糖，但只有一头奶牛患有酮病，这是热应激导致的。
表3
牛号
体况评分
β-羟丁酸
葡萄糖
产前10天
1
4.5
0.4
41
2
4.25
0.3
34
3
4
0.3
34
4
2.75
0.8
49
5
3.75
0.2
32
平均
3.85
0.4
38
新产5-25天
1
3.75
1.1
25
2
3
0.4
32
3
2.75
0.4
23
4
3
0.4
<20
5
2.5
0.6
33
6
3.5
0.6
35
7
3.5
0.5
39
8
3.5
0.3
31
9
3.5
0.9
21
10
3.75
0.4
35
平均
3.27
0.56
30.4
葡萄糖前体物Glycoline可力可利如何发挥作用帮助奶牛抵御应激？
Glycoline可力可利由四种葡萄糖前体物以及两种添加剂组成，主要作用于围产期奶牛的能量代谢。饲喂Glycoline可力可利有助于增加血糖和减少酮病。
葡萄糖前体物的新陈代谢过程
葡萄糖前体物代谢非常复杂，涉及多个器官。首先饲喂的葡萄糖前体物来到奶牛瘤胃，它们会在瘤胃被吸收，通过血液转移到肝脏或者在瘤胃内被转化成丙酸或丙酸盐，然后肝脏会将其转化为葡萄糖，肝脏是糖异生的主要器官，肝脏产生的葡萄糖会再次进入血液，成为许多器官的能量来源，比如肌肉、卵巢、乳房还有白细胞等等。
像乳房会用这些葡萄糖来生产牛奶，丙酸盐和葡萄糖也会刺激胰腺产生胰岛素，胰岛素是一种非常重要的激素，它会促使脂肪组织细胞存储能量，所以对脂肪组织来说，如果胰岛素增加，它们会减少释放游离脂肪酸，即使牛处于能量负平衡的状态，游离脂肪酸减少，β-羟丁酸也会减少，肝脏中的酮类物质随之降低。
此外，丙酸和丙酸盐对于新产牛还有一种作用，涉及到胰岛素抗性。什么是胰岛素抗性？就是有胰岛素受体的器官对胰岛素的敏感性降低，意味着像肌肉这种胰岛素依赖器官会减少葡萄糖消耗，这样非胰岛素依赖器官便会有更多的葡萄糖可使用，比如乳房以及卵巢葡萄糖会被更有效地用于生产牛奶以及卵泡发育，从而可以增加牛奶产量。这是一个复杂的过程。
葡萄糖前体物之间协同作用
葡萄糖和胰岛素，二者都很重要。Glycoline可力可利中搭配了四种葡萄糖前体物，使得葡萄糖既可以迅速补充，同时也能长效补充。举例来说，如图9所示，丙酸盐一旦被吸收会快速转化为葡萄糖，而丙二醇转化得更慢但会更长效，所以将四种葡萄糖前体物组合，联合使用比单独使用丙二醇效果更好，奶牛既能迅速补充葡萄糖，又能获得长效供给。
图9
饲喂葡萄糖前体物的作用
巴特勒在2006年发表的文章中显示他们在围产期给奶牛灌服500mL丙二醇，并跟踪监测了血液指标包括血糖、胰岛素、游离脂肪酸和β-羟丁酸的变化（图10）。研究表明，饲喂丙二醇会提高血糖，同时减少血液中β-羟丁酸和游离脂肪酸含量。
图10
我们在世界各地也进行了Glycoline可力可利的应用实验，取得了同样的结果。在塞尔维亚、伊朗、中国、越南等国家不同的牧业系统和商业牧场中使用Glycoline可力可利的奶牛，血酮平均降低了0.4mmol/L（图11），血糖平均增加了5.1mg/L（图12）。
图11
图12
另有研究表明葡萄糖前体物可以有效的增加产奶量。2012年的一个研究从12个奶牛场选择了3组奶牛，从产后0到21天每天补充丙三醇450克或丙二醇300克，比较三组奶牛的产奶量和血液指标。一组奶牛作为对照组，一组奶牛饲喂丙三醇，一组奶牛饲喂丙二醇。结果表明，如表4所示，饲喂丙三醇和丙二醇都可以有效的增加奶产量，同时发现丙二醇比丙三醇能更有效的提高血糖，这也是我们同时添加丙二醇和丙三醇的原因，而且因为丙二醇更有效，所以添加丙二醇的比例也更高。
表4
产后90天产奶量
对照
32.6 kg
(450gr)丙三醇
37.3 kg
(300gr)丙二醇
36.7 kg
我们通过在全球各地进行的Glycoline可力可利应用试验中发现，在不同的牧场奶产量增加了从1kg到3.5kg不等；在产后50天，产奶量平均增加了2.34kg。
图14
表5所示是一个关于饲喂葡萄糖前体物提高奶牛繁殖力的研究。这篇2001年发表的论文比较了饲喂葡萄糖前体物和未饲喂的奶牛的繁殖力，试验组在产后7～42天灌服500mL丙二醇。结果可见，使用了葡萄糖前体物的奶牛平均空怀期减少了17天，首次受孕率翻了一倍，产后150天的受孕率也显著提升。
表5
对照组
实验组
差异
血糖
胰岛素
游离脂肪酸
-
黄体酮
首次排卵时间
45
32
-13d
第一黄体期时长
7d
13d
doubled
首次配种时间
72d
73d
=
空怀期
113d
96d
-17d
首次受胎率
33%
57.1%
X2
配种/受胎
2.3
1.7
-0.5
产后150天受孕率
83.3
85.7
-2.5
图15所示来自同一项研究，可以看到所有试验组奶牛的首次排卵时间均早于对照组，由此表明饲喂葡萄糖前体物可以使动物恢复得更快。
图15
Glycoline可力可利应用方案
因此，我们建议在所有能量不足的时期在TMR中添加可力可利，也就是说在产犊前三周开始使用一直持续到产犊后四周（表6）。如果牧场想要提升动物繁殖力，建议继续使用Glycoline可力可利直到第一次授精，但要减少剂量。
表6
产前3周
产犊
产后4周
产后5周-首次配种
Glycoline可力可利液体
每天150ml
唯乐补
每天300ml
每天150ml
Glycoline可力可利颗粒
每天350g
每天350g
每天200g
Glycoline可力可利有多种不同的饲喂方式，最常用的方法是将其混合在TMR中，也可以混合在水中，或灌服，或洒在饲料上。
总结
多种应激会导致血糖降低、血酮上升，而且二者都会从技术和经济层面造成负面影响，比如产奶量降低，预估在整个泌乳期每头奶牛产奶量会降低300～1100升，损失500～2500元；在有酮病的情况下，空怀期也会延长，损失300元；另外免疫力下降，损失300元。
为了减少这些由新陈代谢问题引起的损失，我们从不同的角度向牧场推荐三个解决方案：第一，也是最重要的一个就是在围产期尽可能减少应激来源；第二，尽可能的优化和增加奶牛干物质采食量，包括临产和新产阶段，使奶牛有更多的营养以应对应激的挑战；第三，将Glycoline可力可利作为一种必要营养素的补充，可以提供更多的葡萄糖供给乳腺，同时也供给免疫系统、白细胞和生殖器官。当技术层面的问题解决了，经济效益也将会显著提升。
精彩问答Q
过瘤胃葡萄糖和葡萄糖前体物有什么区别？
Amélie：首先，对于反刍动物来说，正常情况下瘤胃不会吸收葡萄糖。瘤胃吸收葡萄糖前体物后把它传递到肝脏，肝脏会把葡萄糖前体物转化为葡萄糖，然后再通过血液供给其它需要使用葡萄糖的器官，这是正常的葡萄糖吸收的途径。所以，整个反刍动物的消化系统不适用于直接吸收葡萄糖。
第二，如果经过包被处理，即使过瘤胃葡萄糖经过瘤胃进入肠道后，还没有到达肝脏就会被胃肠道自身细胞所吸收，肠系膜脂肪组织会把它们作为脂肪储存起来，而不会把葡萄糖再转移给其它可以利用葡萄糖的器官。所以这就导致葡萄糖即使通过了瘤胃的使用效率依然比较低，也就无法提高葡萄糖的利用率从而减少酮病和提高生产性能。
Q
丙二醇和Glycoline可力可利在实际应用中有什么区别？
Amélie：首先，Glycoline可力可利是复合葡萄糖前体物，丙二醇只是单一的葡萄糖前体物，可力可利中含有丙三醇、山梨醇、丙酸盐，它们会协同作用，产生“1 1>2”的效果。
第二，丙二醇适口性不太好，可能会影响干物质采食量，使用的时候也不是很方便；可力可利的适口性相对来说更好一些，不仅可以把它添加在TMR当中，也可以撒在动物饲料上，使用起来更加方便。
Q
对于预防酮病来说，如果已经使用了胆碱，还有必要再使用Glycoline可力可利吗？或者如果已经使用Glycoline可力可利了，还有必要使用胆碱吗？
Amélie：胆碱和Glycoline可力可利的作用方法是不同的。一般添加胆碱主要为了控制二型酮病，比如这头牛在产前体况评分比较高，胆碱的作用就是帮助肝脏把脂肪排出，而不是储存，这样就会避免脂肪肝。Glycoline可力可利葡萄糖前体物的作用是从另外一个途径解决问题，它们会提供葡萄糖，进而限制脂肪脂类的分解，避免了大量的游离脂肪酸到达肝脏，通过这个机制限制了由于能量负平衡导致的一型酮病，同时限制了由于脂肪肝导致的二型酮病。二者属于互补的关系，如果临产牛比较肥胖，两者可以同时作用，共同协同互补，有效的控制酮病。
（本文根据东方联鸣冠名的荷斯坦大讲堂《奶牛热应激和围产期“能量”管理核心：葡萄糖》专家讲课内容整理）
▍本文来源：荷斯坦杂志
