作者：Hongzhu Zhang, Yang Xue, Wan Xie, Yan Wang, Nana Ma, Guangjun Chang,  etc.

单位：动物卫生与安全教育部联合国际研究实验室，北京兽医学院，南京农业大学。

前言

高精日粮能改善动物的生产性能，提高产奶量和肉增重，但这不利于奶牛的健康，长期饲喂将导致瘤胃pH值降低，最终诱发瘤胃酸中毒。

瘤胃液中的LPS与高精日粮引起的疾病有关，如肝损伤和蹄叶炎。同时，低瘤胃pH值导致瘤胃上皮角化不全，使LPS转运进入血液，通过门静脉到达肝脏和许多其他器官，从而引发全身炎症。

有研究表明，营养喂养不平衡会导致奶牛氧化应激和生理、代谢甚至病理紊乱。同时，有报道称氧化应激与自噬密切相关，导致酮症、脂肪肝和许多其他疾病，但尚无关于瘤胃酸中毒引起自噬的研究报道。

本试验旨在研究瘤胃酸中毒对机体健康、抗氧化能力、肝脏健康的影响。

试验设计

试验选用12头健康泌乳中期荷斯坦奶牛(2 ~ 3胎)，体重651±54 kg，泌乳天数233±16 d，随机分为HC组（精粗比6:4）和LC组（精粗比4:6），试验期21天。

于试验第20、21天，进行瘤胃液收集，用于监测瘤胃pH值。第21天，采集血液和肝组织样品收集，用于抗氧化酶、相关基因和蛋白的检测。

试验结果

1 瘤胃液pH值和血浆LPS浓度

瘤胃pH值实时监测结果和血液内毒素（LPS）见下图.

结果显示瘤胃pH值、血浆LPS与LC比较均有显著差异。表明，高精料饲粮成功诱导了亚急性酸中毒的发生。

2 血浆和肝脏中抗氧化酶的含量

CAT、GPX、SOD和T-AOC常作为评估机体抗氧化水平的指标；MDA是脂质过氧化的最佳生物标志物；ALT和AST是肝细胞代谢重要的两个酶。

结果显示， HC组中CAT、SOD、GSH和T-AOC均降低了，而MDA升高，表明高精料饲喂导致机体抗氧化能力下降。此外，ALT和AST升高，推测肝脏可能发生了氧化损伤。

1、血浆抗氧化酶活性比较见下图，显著性差异见P值。

*表示显著差异   **表示极显著差异   N表示无显著差异

2、肝组织抗氧化酶活性比较见下图，显著性差异见P值。

*表示显著差异   **表示极显著差异   N表示无显著差异

3 肝脏抗氧化相关基因和蛋白的表达

过量的氧化剂可以通过抑制信号通路来减少抗氧化酶的表达，如抑制NFE2L2表达来降低抗氧化能力。

结果显示， HC组的CAT、NQO1、HMOX1等抗氧化剂基因水平均下降，NFE2L2和HMOX1的表达也呈现一致性，表明抗氧化基因的转录活性受到，进一步导致氧化应激。

肝组织抗氧化基因和蛋白表达比较见下图，显著性差异见P值。

*表示显著差异   **表示极显著差异   N表示无显著差异

4 肝脏中自噬相关基因和蛋白的表达

我们对肝组织中一系列自噬相关基因和蛋白的表达进行检测，结果见下图，显著性差异见P值。

*表示显著差异   **表示极显著差异   N表示无显著差异

5 FOXA2和SIRT1在肝脏中的基因和蛋白表达

SIRT1和FOXA2是两种可能介导肝脏氧化状态改变和自噬增强的基因及蛋白质。本实验中，瘤胃中LPS通过抑制SIRT1和FOXA2刺激肝脏，导致NFE2L2活性减弱和代谢紊乱导致抗氧化系统受损，最终诱导肝脏氧化应激和自噬。

结果显示，HC组SIRT1和FOXA2基因均极显著低于LC组，蛋白表达一致。表明肝细胞发生自噬，预示肝细胞受损。

肝组织中FOXA2和SIRT1的表达见下图，显著性差异见P值。

*表示显著差异   **表示极显著差异   N表示无显著差异

结论

长期饲喂高精日粮会导致瘤胃pH降低，LPS增加，引起瘤胃酸中毒，从而造成肝脏损伤和炎症、机体抗氧化能力降低。

附录：名称缩写注解