不同NFC/NDF比日糧對奶山羊瘤胃細(xì)菌及瘤胃和血漿中內(nèi)毒素及組胺含量的影響

郭 鵬，劉大程*，趙培廳，高 民，胡紅蓮

(1.內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)獸醫(yī)學(xué)院，呼和浩特 010018;2.農(nóng)業(yè)部動物疾病臨床診療技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，呼和浩特 010018;3.內(nèi)蒙古農(nóng)牧業(yè)科學(xué)院動物營養(yǎng)研究所，呼和浩特 010030)

不同NFC/NDF比日糧對奶山羊瘤胃細(xì)菌及瘤胃和血漿中內(nèi)毒素及組胺含量的影響

郭 鵬1,2，劉大程1,2*，趙培廳1,2，高 民3，胡紅蓮3

(1.內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)獸醫(yī)學(xué)院，呼和浩特 010018;2.農(nóng)業(yè)部動物疾病臨床診療技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，呼和浩特 010018;3.內(nèi)蒙古農(nóng)牧業(yè)科學(xué)院動物營養(yǎng)研究所，呼和浩特 010030)

旨在觀察不同NFC/NDF比日糧對奶山羊瘤胃細(xì)菌及瘤胃和血漿中內(nèi)毒素及組胺含量的影響。選用6只安裝有永久性瘤胃瘺管的泌乳期關(guān)中奶山羊?yàn)樵囼?yàn)動物，試驗(yàn)分四期進(jìn)行，每期10 d，依次飼喂NFC/NDF比分別為1.02(Ⅰ期)、1.24(Ⅱ期)、1.63(Ⅲ期)、2.58(Ⅳ期)的4種日糧，以逐漸增加日糧精料的方式誘導(dǎo)奶山羊發(fā)生亞急性瘤胃酸中毒(SARA)。分別利用pH動態(tài)監(jiān)測記錄系統(tǒng)和滾管培養(yǎng)法測定瘤胃pH、瘤胃細(xì)菌總數(shù)、淀粉分解菌及壞死梭形桿菌的濃度；以鱟試驗(yàn)試劑法和熒光分光光度法測定內(nèi)毒素和組胺含量。結(jié)果表明：隨著日糧NFC/NDF比的增大，瘤胃pH顯著降低(P<0.05)，并且瘤胃pH下降速率和下降幅度也隨之加快；日糧NFC/NDF比為2.58時，瘤胃內(nèi)組胺和內(nèi)毒素的濃度明顯增加(P<0.05)，壞死梭形桿菌和淀粉分解菌的數(shù)量也顯著升高(P<0.01)。內(nèi)毒素、組胺和壞死梭形桿菌三者濃度的異常增加對SARA發(fā)生和發(fā)展起重要作用。

亞急性瘤胃酸中毒；瘤胃pH；瘤胃細(xì)菌；內(nèi)毒素；組胺

通常日糧NFC/NDF比與產(chǎn)奶量呈正相關(guān)，養(yǎng)殖者往往通過提高日糧NFC/NDF比來提高生產(chǎn)率，但高營養(yǎng)濃度的日糧會導(dǎo)致有機(jī)酸在瘤胃中積聚、瘤胃緩沖功能下降[1-5]，使瘤胃pH迅速下降。當(dāng)1 d中瘤胃pH低于5.6的時間超過3 h，便發(fā)生亞急性瘤胃酸中毒(subacute ruminal acidosis，SARA)[1-2,6]。酸中毒會改變瘤胃微生物區(qū)系、引起蹄葉炎、肝膿腫等炎癥[1,7-8]。此外，酸中毒發(fā)生時，革蘭陰性菌大量死亡，內(nèi)毒素濃度增加[9-10]，內(nèi)毒素吸收入血引起全身免疫反應(yīng)[11]，并促進(jìn)SARA的發(fā)展。瘤胃內(nèi)酸性條件下，組氨酸脫羧形成組胺[12]，組胺在瘤胃內(nèi)累積，損傷瘤胃上皮細(xì)胞，進(jìn)一步抑制瘤胃內(nèi)揮發(fā)性脂肪酸的吸收，從而加劇瘤胃酸中毒病情[13]。以往在SARA發(fā)生過程中對內(nèi)毒素和組胺的研究往往是單一進(jìn)行的或是針對采食后某一時間點(diǎn)進(jìn)行，目前還缺乏對二者關(guān)聯(lián)性和動態(tài)變化的研究。為此，本試驗(yàn)采用逐漸提高日糧NFC/NDF比誘導(dǎo)奶山羊發(fā)生SARA，研究SARA發(fā)生和發(fā)展過程瘤胃內(nèi)環(huán)境及瘤胃液和血漿中內(nèi)毒素和組胺含量的動態(tài)變化。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)動物及日糧

6只體況良好，體重相近、裝有永久性瘤胃瘺管的產(chǎn)奶期關(guān)中奶山羊，體重為30～35 kg，年齡2～3歲。試驗(yàn)動物單籠飼養(yǎng)，每天06：00和18：00兩次等量飼喂，自由飲水。

試驗(yàn)日糧參照NRC[14]奶山羊飼養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn),并結(jié)合我國奶山羊飼養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)[15]配制,以玉米、豆粕、麥麩、青干草為主要原料，按照日糧中的非纖維性碳水化合物(NFC)與中性洗滌纖維(NDF)比例的不同設(shè)計(jì)Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ4組日糧，其NFC/NDF比分別為1.02、1.24、1.63、2.58。日糧組成和營養(yǎng)成分見表1。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

本試驗(yàn)分四期，逐漸提高NFC/NDF比誘導(dǎo)奶山羊發(fā)生慢性酸中毒，每期10 d，包括7 d預(yù)試期和3 d正試期。試驗(yàn)動物單籠飼養(yǎng),先喂粗料后喂精料,日喂2次(分別在06:00和18:00),自由飲水。

1.3 瘤胃液及血液的采集與處理

每個試驗(yàn)期分別于晨飼后0、3、6、9和12 h頸靜脈采血10 mL，2 000 r·min-1離心10 min，取血漿。通過瘤胃瘺管采集瘤胃液20 mL，四層紗布過濾，濾液2 000 r·min-1離心10 min，所有樣品-20 ℃下保存，用于測定組胺和內(nèi)毒素的含量；晨飼后6 h采集瘤胃液，采集瘤胃中不同位點(diǎn)瘤胃液50 mL，將采集的瘤胃液裝入充滿CO2的離心管，置于39 ℃保溫桶中，立即帶回實(shí)驗(yàn)室，進(jìn)行厭氧培養(yǎng)。

1.4 瘤胃pH實(shí)時監(jiān)測

采用動態(tài)pH連續(xù)監(jiān)測記錄系統(tǒng)對測試期每日瘤胃pH進(jìn)行24 h動態(tài)監(jiān)測。本試驗(yàn)動態(tài)pH連續(xù)監(jiān)測記錄系統(tǒng)主要由pH電極(450CD 美國Sensorex有限公司)、pH變送器(692 美國Jenco有限公司)和無紙記錄儀(R4100 浙大中控儀表有限公司)組成。

1.5 瘤胃液和血漿中內(nèi)毒素及組胺含量測定

用鱟試驗(yàn)試劑盒測定內(nèi)毒素含量；用熒光分光光度法測定組胺含量[16]。

1.6 細(xì)菌總數(shù)、淀粉分解菌和壞死梭形桿菌測定

細(xì)菌總數(shù)、淀粉分解菌計(jì)數(shù)采用滾管法進(jìn)行[17]。細(xì)菌總數(shù)計(jì)數(shù)的用CCA培養(yǎng)基培養(yǎng)[19],淀粉分解菌的培養(yǎng)用SCA培養(yǎng)基[18]；壞死梭形桿菌利用選擇性改良乳酸培養(yǎng)基進(jìn)行培養(yǎng)，用最大或然數(shù)法進(jìn)行計(jì)數(shù)，培養(yǎng)基制作參照Z.L.Tan等的方法[19]。

1.7 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析

數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析采用SAS9.0軟件ANOVA過程進(jìn)行方差分析，多重比較用Duncan法。

2 結(jié) 果

2.1 不同NFC/NDF比日糧對奶山羊瘤胃pH的影響

如圖1顯示，飼喂不同NFC/NDF比日糧的奶山羊瘤胃液pH動態(tài)變化與采食時間呈規(guī)律變化，采食后瘤胃pH逐漸下降，于3～6 h后下降到最低，之后又緩慢上升到與采食前相接近的水平，隨采食時間呈周期性的動態(tài)變化。瘤胃pH在同一時間隨著日糧NFC/NDF比增加下降幅度和下浮速率均增大，Ⅳ期時瘤胃pH在采食后3 h迅速達(dá)到最低(pH 5.22)，且pH在小于6.0、5.8、5.5以下持續(xù)時間更長。從表2的數(shù)據(jù)也可以看出，隨日糧NFC/NDF比增加，瘤胃pH平均值、最小值、最大值均呈顯著降低趨勢。瘤胃pH<6.0、5.8、5.5持續(xù)時間占1 d比例和曲線面積隨日糧NFC/NDF比增加而增大。當(dāng)NFC/NDF比提高到2.58時，1 d內(nèi)瘤胃pH低于5.5的時間可達(dá)31.25%。

2.2 不同NFC/NDF比日糧下瘤胃中細(xì)菌總數(shù)、淀粉分解菌及壞死梭形桿菌數(shù)量的變化

表3顯示，隨著日糧NFC/NDF比的逐漸增大，瘤胃內(nèi)細(xì)菌總數(shù)、淀粉分解菌及壞死梭形桿菌數(shù)均呈現(xiàn)增高趨勢。細(xì)菌總數(shù)在Ⅲ期和Ⅳ期的增幅比較明顯(P<0.05)；隨著誘導(dǎo)進(jìn)程持續(xù)，淀粉分解菌的濃度增幅最明顯，四期試驗(yàn)間均出現(xiàn)明顯增加(P<0.01)。壞死梭形桿菌濃度Ⅱ期、Ⅰ期差異不顯著，Ⅲ期開始顯著升高，Ⅳ期(即SARA狀態(tài)下)壞死梭形桿菌的數(shù)量增幅更加明顯(P<0.01)。

表1 試驗(yàn)日糧的組成及營養(yǎng)水平

Table 1 Dietary composition and nutrient levels (%DM)

1)預(yù)混料組分：FeSO4·7H2O 6 240 mg·kg-1；CuSO4·5H2O 300 mg·kg-1；MnSO4·5H2O 1 560 mg·kg-1；ZnSO4·7H2O 3 500 mg·kg-1；CoCl2·6H2O 206 mg·kg-1；KI 17 mg·kg-1；Na2SeO3(1%Se)130 mg·kg-1；VA1 620 000 IU·kg-1；VD3324 000 IU·kg-1；VE540 IU·kg-1；VK3150 mg·kg-1；VB120.9 mg·kg-1;VB5450 mg·kg-1;泛酸鈣750 mg·kg-1；葉酸 15 mg·kg-1；2)CP、NDF、Ca、P為實(shí)測值，DM、ME、NFC為計(jì)算值；3)NFC(%)=100-NDF(%)-CP(%)-EE(%)-Ash(%)

1)Component of premix feed：FeSO4·7H2O 6 240 mg·kg-1；CuSO4·5H2O 300 mg·kg-1；MnSO4·5H2O 1 560 mg·kg-1；ZnSO4·7H2O 3 500 mg·kg-1；CoCl2·6H2O 206 mg·kg-1；KI 17 mg·kg-1；Na2SeO3(1%Se)130 mg·kg-1；VA1 620 000 IU·kg-1；VD3324 000 IU·kg-1；VE540 IU·kg-1；VK3150 mg·kg-1；VB120.9 mg·kg-1;VB5450 mg·kg-1；Calcium pantothenate 750 mg·kg-1；Folic acid 15 mg·kg-1；2)CP，NDF，Ca，P were measured values，and DM，ME，NFC were calculated values；3)NFC(%)=100-NDF(%)-CP(%)-EE(%)-Ash(%)

圖1 不同NFC/NDF水平對奶山羊瘤胃pH 24 h動態(tài)變化的影響(圖中箭頭代表飼喂時間)Fig.1 Effects of increasing dietary NFC/NDF ratio on ruminal pH in 24 hours of dairy goats (Arrows show feeding time)

表2 誘導(dǎo)奶山羊SARA發(fā)生對瘤胃pH變化的影響

Table 2 Changes of rumen pH of the dairy goats induced SARA

項(xiàng)目ItemⅠ期StageⅠⅡ期StageⅡⅢ期StageⅢⅣ期StageⅣSEP瘤胃pH平均值Mean6.09a6.00b5.80c5.66c0.049<0.001最小值Minimum5.65a5.52b5.43b5.22c0.048<0.001最大值Maximum6.58a6.52a6.22b6.32b0.0450.008pH持續(xù)時間占1d的比例/%DurationproportionofpHtoaday<6.039.17d50.67c75.92b85.54a1.275<0.001<5.810.08d24.67c46.75b71.08a1.632<0.001<5.500.46b2.79b31.25a1.062<0.001<5.20001.380.0890.379曲線面積/(pH·h)Area<6.01.43c2.23c4.76b8.60a1.062<0.001<5.80.21c0.46c1.71b4.84a0.7050.001<5.5000.041.090.1950.056

同行數(shù)據(jù)肩標(biāo)小寫字母相同者表示差異不顯著(P>0.05)，同行數(shù)據(jù)肩標(biāo)小寫字母不同者表示差異顯著(P<0.05)

Values with the same supercripted letters have insignificant difference (P>0.05)，those with different letters have significant difference (P<0.05)

2.3 日糧不同NFC/NDF比對奶山羊瘤胃液和血漿內(nèi)毒素含量的影響

表4顯示，隨日糧NFC/NDF比增加，瘤胃液和血漿中內(nèi)毒素含量呈上升趨勢，并在Ⅲ期開始出現(xiàn)顯著增加(P<0.05)，到Ⅳ期(即SARA發(fā)生期)內(nèi)毒素含量達(dá)到最高(P<0.01)，并且此時血液中內(nèi)毒素含量高于瘤胃液。由圖2瘤胃內(nèi)毒素動態(tài)變化可以看出，Ⅰ期、Ⅱ期和Ⅲ期試驗(yàn)中內(nèi)毒素含量隨采食時間呈現(xiàn)先略有降低后逐漸升高的趨勢，而Ⅳ期試驗(yàn)則表現(xiàn)先逐漸升高，以后緩慢降到采食前水平，并在采食后6 h達(dá)到最大值?？赡苡捎冖羝跁r采食后3 h瘤胃pH降到最低，此時大量革蘭陰性菌在酸性環(huán)境下崩解釋放內(nèi)毒素導(dǎo)致。由圖3血漿內(nèi)毒素動態(tài)變化可以看出，Ⅰ期、Ⅱ期內(nèi)毒素含量較低，變化趨勢相似，維持在一定的范圍內(nèi)，Ⅲ期、Ⅳ期則隨采食時間呈現(xiàn)先下降后上升的態(tài)勢，在6 h達(dá)到高峰。

表3 細(xì)菌總數(shù)、淀粉分解菌及壞死梭形桿菌數(shù)量變化

Table 3 Changes of ruminal total bacteria，amylolytic bacteria and necrotic fusiform bacilli during the induction of SARA

項(xiàng)目ItemⅠ期StageⅠⅡ期StageⅡⅢ期StageⅢⅣ期StageⅣSEP細(xì)菌總數(shù)/(×108CFU·mL-1)Totalbacterial37.7c38.8c42.9b58.9a2.602<0.001淀粉分解菌/(×108CFU·mL-1)Amylolyticbacteria5.3d9.6c19.7b33.4b3.285<0.001壞死梭形桿菌/(×105CFU·mL-1)Fusobacteriumnecrophorum1.55c1.31c4.83b24.45a2.9030.018

同行數(shù)據(jù)肩標(biāo)相同字母表示差異不顯著(P>0.05)、相鄰字母者表示差異顯著(P<0.05)，相隔字母者表示差異極顯著(P<0.01)。表4、5同Values with the same supercripted letters have insignificant difference (P>0.05)，those with alphabetically adjacent letters have significant difference (P<0.05)，and those with alphabetically separated letters have highly significant difference (P<0.01).The same as Table 4，5

表4 瘤胃液和血漿內(nèi)毒素含量的變化

Table 4 Changes of endotoxin concentration in the rumen and plasma during the induction of SARA

EU·mL-1

圖2 瘤胃內(nèi)毒素含量動態(tài)變化Fig.2 The changes of ruminal endoxin concentration

圖3 血漿內(nèi)毒素含量動態(tài)變化Fig.3 The changes of plasma endoxin concentration

2.4 日糧不同NFC/NDF比對奶山羊瘤胃液和血漿組胺含量的影響

表5顯示，隨日糧NFC/NDF比增加，瘤胃液和血漿中組胺含量呈上升趨勢。Ⅲ期、Ⅳ期瘤胃液及血漿中組胺含量顯著高于Ⅰ期(P<0.01)和Ⅱ期(P<0.05)。瘤胃液和血漿中組胺質(zhì)量濃度均在Ⅲ期達(dá)到最高值，到Ⅳ期時又略有下降，這可能與Ⅳ期時動物的采食量下降有關(guān)。由圖4可以看出瘤胃液中組胺含量的動態(tài)變化呈現(xiàn)先降低后升高的趨勢。動物采食飲水后，瘤胃液被稀釋，因而組胺含量略有降低，隨后瘤胃細(xì)菌使組氨酸脫羧生成組胺，這使得瘤胃液中組胺含量又逐漸升高，Ⅳ期時組胺含量在采食后3 h迅速升到最高，可能原因是采食后瘤胃pH下降，瘤胃內(nèi)環(huán)境發(fā)生巨變，組氨酸迅速脫羧生成大量的組胺所致。Ⅳ期即SARA發(fā)生時，組胺含量表現(xiàn)為先升高后逐漸恢復(fù)到與采食前相近的質(zhì)量濃度；而血液中組胺質(zhì)量濃度未表現(xiàn)出明顯的規(guī)律性，見圖5。

表5 瘤胃液和血漿組胺含量的變化

Table 5 Changes of histamine concentration in the rumen and plasma during the induction of SARA

ng·mL-1

圖4 瘤胃液組胺含量動態(tài)變化Fig.4 The changes of ruminal histamine concentration

圖5 血漿組胺含量動態(tài)變化Fig.5 The changes of plasma histamine concentration

3 討 論

3.1 日糧不同NFC/NDF比對奶山羊瘤胃pH的影響

瘤胃pH受諸多因素的影響，如日糧結(jié)構(gòu)、唾液分泌、有機(jī)酸生成、吸收及排出等因素，但是根本原因還是日糧結(jié)構(gòu)。本試驗(yàn)隨著日糧NFC/NDF比增加，特別是NFC/NDF比值升至2.58時，日糧中可發(fā)酵的碳水化合物增多，并產(chǎn)生大量有機(jī)酸；同時，動物反芻次數(shù)減少，瘤胃內(nèi)堿性唾液的緩沖能力降低，使瘤胃長時間處于較酸的環(huán)境。由表2和圖1可以看出，隨著日糧NFC/NDF比例增加，瘤胃pH逐漸降低，誘導(dǎo)初期和SARA發(fā)生期瘤胃pH低于6.0曲線面積(pH·h)和1 d內(nèi)占的比例分別由1.43和39.17%增至8.59和85.54%；瘤胃pH低于5.8曲線面積和1 d內(nèi)占的比例分別由0.21和10.08%增至4.84和71.08%；pH低于5.5曲線面積和1 d內(nèi)占的比例分別顯著增至1.09和31.25%。當(dāng)NFC/NDF比提高到2.58時，pH顯著降低，持續(xù)時間也延長，且pH波動明顯加大，說明此時瘤胃處于不穩(wěn)定的酸性環(huán)境，這必然會影響瘤胃正常的發(fā)酵功能。瘤胃上皮長時間浸潤在這種高滲、酸性環(huán)境下，是導(dǎo)致瘤胃上皮受損和脫落的主要原因，此時意味著動物處于亞健康狀態(tài)。

3.2 日糧不同NFC/NDF比對奶山羊瘤胃細(xì)菌總數(shù)、淀粉分解菌及壞死梭形桿菌的影響

隨著日糧NFC/NDF比增加，反芻動物攝入大量非纖維性碳水化合物，這就給瘤胃微生物提供了豐富的營養(yǎng)和能量，因而，瘤胃內(nèi)多數(shù)細(xì)菌數(shù)量呈上升趨勢。當(dāng)日糧NFC/NDF比由1.02升至1.24時(精粗比由50%至60%)，瘤胃細(xì)菌總數(shù)并未出現(xiàn)明顯的改變，當(dāng)NFC/NDF比值為1.63時(精粗比為70%)，開始出現(xiàn)顯著增加，說明瘤胃細(xì)菌總數(shù)依賴于日糧含有較高濃度的氮素和能量。在誘導(dǎo)奶山羊發(fā)生SARA過程，淀粉分解菌的變化最明顯，在Ⅳ期試驗(yàn)其數(shù)量均出現(xiàn)很明顯的增加(P<0.01)，說明日糧NFC含量的變化會對淀粉分解菌增殖產(chǎn)生很大的影響，同時，淀粉分解菌的大量增殖能將日糧淀粉快速分解而產(chǎn)生多量的有機(jī)酸，可為瘤胃微生物和動物機(jī)體提供能量，這對于動物機(jī)體維持正常生命活動是非常重要的。但是淀粉分解菌增殖過多時，瘤胃內(nèi)迅速發(fā)酵產(chǎn)生大量有機(jī)酸，超過瘤胃吸收和流通，造成有機(jī)酸在瘤胃內(nèi)蓄積，pH進(jìn)一步降低；同時瘤胃菌群也受到平衡破壞，乳酸菌等耐酸菌大量繁殖，瘤胃異常發(fā)酵，產(chǎn)生乳酸及一些有害物質(zhì)的量增加，瘤胃pH進(jìn)一步降低，加重SARA病情。

正常狀態(tài)下，壞死梭形桿菌是瘤胃內(nèi)常駐菌群[20]，且數(shù)量較少，但在高精料日糧下其數(shù)量至少為低精料日糧的10倍(>106·g-1與<105·g-1)[21]。本試驗(yàn)結(jié)果表明，在SARA發(fā)生的條件下，瘤胃內(nèi)壞死梭形桿菌數(shù)量可達(dá)到24.45×103CFU·mL-1，是正常期的十幾倍，此時，壞死梭形桿菌可轉(zhuǎn)變?yōu)橹虏【a(chǎn)生多種致病因子，其中白細(xì)胞毒素等可能具有溶解瘤胃上皮細(xì)胞的功能[22]，加之瘤胃長時間在低酸性環(huán)境下，瘤胃黏膜壞死甚至脫落，該菌從瘤胃壁侵入引起胃壁膿腫，進(jìn)而進(jìn)入血液到達(dá)門脈循環(huán)，壞死梭形桿菌產(chǎn)生的多種致病因子對肝實(shí)質(zhì)有強(qiáng)烈的毒害作用，形成肝膿腫[23]，故SARA的發(fā)生常常伴有肝膿腫，壞死梭形桿菌是引起瘤胃炎肝膿腫綜合征的重要因素之一。

3.3 日糧不同NFC/NDF比對奶山羊瘤胃和血漿內(nèi)毒素含量的影響

正常情況下反芻動物瘤胃內(nèi)和血液中普遍存在內(nèi)毒素，只是含量較低，內(nèi)毒素被肝和機(jī)體的網(wǎng)狀內(nèi)皮系統(tǒng)清除和解毒，對機(jī)體不會造成負(fù)面影響。發(fā)生亞急性酸中毒時瘤胃內(nèi)酸性降低致使內(nèi)毒素大量釋放，明顯高于正常期。由pH動態(tài)曲線和內(nèi)毒素動態(tài)曲線也可以看出，采食后3～6 h瘤胃pH逐漸下降到最低值，而瘤胃液和血液中內(nèi)毒素則逐漸上升到最高值，說明瘤胃pH與內(nèi)毒素含量呈現(xiàn)負(fù)相關(guān)。內(nèi)毒素通過受損的瘤胃黏膜及消化道吸收進(jìn)入血液，血液中的內(nèi)毒素濃度也相應(yīng)升高；另外，SARA發(fā)生時壞死梭形桿菌的致病作用可能使肝功能受損，網(wǎng)狀內(nèi)皮系統(tǒng)對內(nèi)毒素的解毒能力降低，致使血液中內(nèi)毒素蓄積，表現(xiàn)為Ⅳ期血漿中內(nèi)毒素含量高于瘤胃液。SARA發(fā)生時常常伴有血漿中珠蛋白和血清淀粉樣蛋白A濃度的升高[6]，而珠蛋白和血清淀粉樣蛋白A常被作為炎癥反應(yīng)的標(biāo)志蛋白質(zhì)[24]，由此可見內(nèi)毒素吸收入血后引發(fā)了全身炎性反應(yīng)。

3.4 日糧不同NFC/NDF比對奶山羊瘤胃和血漿組胺含量的影響

正常情況下，機(jī)體含有的組胺量甚微，產(chǎn)生少量的組胺能被機(jī)體及時代謝排出。隨著日糧NFC/NDF比例的增高，瘤胃內(nèi)環(huán)境隨之發(fā)生改變，一些細(xì)菌使組氨酸脫羧生成組胺，組胺濃度逐漸升高。瘤胃內(nèi)過多的組胺可能直接對胃腸道黏膜造成損傷，為瘤胃中內(nèi)毒素和組胺等病理產(chǎn)物的吸收提供通道，致使全身組胺含量增加，超過了機(jī)體正常代謝能力，可引起機(jī)體炎癥反應(yīng)。本試驗(yàn)表明組胺含量在Ⅲ階段，即SARA發(fā)生前，瘤胃液及血漿中組胺含量升到最高，這說明試驗(yàn)動物處于SARA臨界狀態(tài)時，血液組胺中毒進(jìn)而促進(jìn)乃至加重了SARA的發(fā)生。

SARA發(fā)生時，內(nèi)毒素和組胺大量吸收入血液，致使彌漫性血管內(nèi)凝血發(fā)生，此時，微循環(huán)障礙，導(dǎo)致組織缺氧[25-26]，更有利于壞死梭桿菌在瘤胃壁和肝中的生長。同時壞死梭形桿菌引起肝膿腫，使肝解毒能力下降，也是內(nèi)毒素和組胺在血液中蓄積的重要因素。三者協(xié)同作用，引起機(jī)體全身性的炎癥，成為加劇酸中毒病程發(fā)展的重要因素。同時血液中高濃度的內(nèi)毒素和組胺，是引起蹄葉炎的重要因素[27]。

4 結(jié) 論

(1)當(dāng)日糧NFC/NDF 比達(dá)到2.58時，瘤胃內(nèi)組胺和內(nèi)毒素的濃度明顯增加，壞死梭形桿菌和淀粉分解菌的數(shù)量也顯著升高(P<0.01)。

(2)內(nèi)毒素、組胺和壞死梭形桿菌三者濃度的異常增加對SARA發(fā)生和發(fā)展起重要作用。

[1] KLEEN J L，HOOIJER G A，REHAGE J，et al.Subacute ruminal acidosis(SARA)：a review [J].JVetMedAPhysiolPatholClinMed, 2003，50(8)：406-414.

[2] STONE W C.Nutritional approaches to minimize subacute ruminal acidosis and laminitis in dairy cattle [J].JDairySci，2004，87(E Suppl.):E13-E26.

[3] RUSTOMO B，CANT J P，F(xiàn)AN M P，et al.Acidogenic value of feeds I.The relationship between the acidogenic value of feeds andinvitroruminal pH changes[J].CanJAnimSci，2006，86(1):109-117.

[4] RUSTOMO B，CANT J P，F(xiàn)AN M P，et al.Acidogenic value of feeds II.Effects of rumen acid load from feeds on dry matter intake，ruminal pH，fiber degradability and milk production in the lactating dairy cow[J].CanJAnimSci，2006，86(1):119-127.

[5] RUSTOMO B，ALZAHAL O，ODONGO N E，et al.Effects of rumen acid load from feed and forage particle size on ruminal pH and dry matter intake in the lactating dairy cow[J].JDairySci，2006，89(12):4758-4768.

[6] GOZHO G N，PLAIZIER J C，KRAUSE D O，et al.Subacute ruminal acidosis induces ruminal lipopolysaccharide release and triggers an inflammatory response[J].JDairySci，2005，88(4):1399-1403.

[7] NOCEK J E.Bovine acidosis：implications on laminitis[J].JDairySci，1997，80(5):1005-1028.

[8] ALZAHAL O，RUSTOMO B，ODONGO N E，et al.Technical note：a system for continuous recording of ruminal pH in cattle[J].JAnimSci，2007，85(1):213-217.

[9] KHAFIPOUR E，KRAUSE D O，PLAIZIER J C.A grain-based subacute ruminal acidosis challenge causes translocation of lipopolysaccharide and triggers inflammation[J].JDairySci，2009，92(3):1060-1070.

[10] ZEBELI Q，AMETAJ B N.Relationships between rumen lipopolysaccharide and mediators of inflammatory response with milk fat production and efficiency in dairy cows[J].JDairySci，2009，92(8):3800-3809.

[11] KHAFIPOUR E，LI S，PLAIZIER J C，et al.Rumen microbiome composition determined using two nutritional models of subacute ruminal acidosis(SARA)[J].ApplEnvironMicrobiol，2009，75(22):7115-7124.

[12] LIANG F，WAN S H，LI Z，et al.Medical applications of macrocyclic polyamines[J].CurrMedChem, 2006，13(6):711-727.

[13] ASCHENBACH J R，GBEL G.Effect and absorption of histamine in sheep rumen：significance of acidotic epithelial damage[J].JAnimSci，2000，78(2)：464-470.

[14] NRC.Nutrient requirements of goats：angora，dairy and meat goats in temperate and tropical countries[S].Washington DC：National Academy Press ，1981.

[15] 金公亮.奶山羊飼養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)[J].畜牧獸醫(yī)雜志,1989(2):7-12. JIN G L.Feeding standard for dairy goot[J].JournalofAnimalScienceandVeterinaryMedicine,1989(2):7-12.(in Chinese)

[16] 向軍儉，陳華粹.組胺的熒光測定法的研究[J].中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院學(xué)報(bào)，1981，3(3):183-186. XIANG J X,CHEN H C.Research on fluorimetry of histamine[J].ActaAcademiaeMedicinaeSinicae,1981,3(3):183-186.(in Chinese)

[17] JOBLIN K N.Isolation，enumeration and maintenance of rumen anaerobic fungi in roll tubes[J].ApplEnvironMicrobiol，1981，42(6):1119-1122.

[18] ANDERSON K L，NAGARAJA T G，MORRILL J L，et al.Ruminal microbial development in conventionally or early-weaned calves[J].JAnimSci，1987，64(4):1215-1226.

[19] TAN Z L，NAGARAJA T G，CHENGAPPA M M.Selective enumeration ofFusobacteriumnecrophorumfrom the bovine rumen[J].ApplEnvironMicrobiol，1994，60(4)：1387-1389.

[20] LANGWORTH B F.Fusobacterium necrophorum：its characteristics and role as an animal pathogen[J].BacteriolRev，1977，41(2):373-390.

[21] BERG J N，SCANLAN C M.Studies ofFusobacteriumnecrophorumfrom bovine hepatic abscesses：biotypes，quantitation，virulence，and antibiotic susceptibility[J].AmJVetRes，1982,43(9):1580-1586.

[22] NARAYANAN S K，NAGARAJA T G，CHENGAPPA M M，et al.Leukotoxins of gram-negative bacteria[J].VetMicrobiol，2002，84(4):337-356.

[23] REBHUN W C，PEARSON E G.Clinical management of bovine foot problems[J].JAmVetMedAssoc，1982，181(6):572-577.

[24] ALSEMGEEST S P，KALSBEEK H C，WENSING T，et al.Concentrations of serum amyloid-A(SAA) and haptoglobin(HP) as parameters of inflammatory diseases in cattle[J].VetQ，1994，16(1):21-23.

[25] 吳金節(jié)，章孝榮.奶牛蹄底損傷的病因及其致病機(jī)理[J].國外獸醫(yī)學(xué):畜禽疾病,1995，16(3):12-15. WU J J,ZHANG X R.The etiology and pathogenesis of sole damage in dairy cows[J].AnimalDiseases:Informationfromabroad,1995,16(3):12-15.(in Chinese)

[26] 張志根.外科疾患與內(nèi)毒素血癥研究近況[J].浙江醫(yī)科大學(xué)學(xué)報(bào)，1994，23(1):45-48. ZHANG Z G.Research on surgical disease and endotoxemia[J].JournalofZhejiangMedicineUniversity,1994,23(1):45-48.(in Chinese)

[27] 羅安智.奶牛蹄底潰瘍發(fā)病機(jī)理和治療試驗(yàn)研究[D].北京：中國農(nóng)業(yè)大學(xué),2005. LUO A Z.Experimental studies on pathogenesis and therapeusis of ulceration of sole in diary cow[D].Beijing:China Agricultural University,2005.(in Chinese)

(編輯 白永平)

Effects of Increasing the Ratio of Non-fiber Carbohydrate to Neutral Detergent Fiber on Bacteria Flora，Endotoxin and Histamine Content in Rumen and Plasma of Dairy Goats

GUO Peng1，2，LIU Da-cheng1，2*，ZHAO Pei-ting1，2，GAO Min3，HU Hong-lian3

(1.CollegeofVeterinaryMedicine，InnerMongoliaAgriculturalUniversity，Hohhot010018,China； 2.KeyLaboratoryofClinicalDiagnosisandTreatmentTechniquesforAnimalDiseaseofMinistryofAgriculture，Hohhot010018，China；3.AnimalNutritionInstituteofAgricultureandAnimalHusbandry，AcademyofInnerMongolia，Hohhot010030，China)

This experiment was conducted to study the effect of increasing the ratio of non-fiber carbohydrate to neutral detergent fiber on bacteria flora，endotoxin and histamine content in rumen and plasma of dairy goats.Six rumen-cannulated lactating Guanzhong goats were used to investigate the effects of increasing dietary NFC/NDF ratio (i.e.non-fiber carbohydrate to neutral detergent fiber) on bacteria flora，and endotoxin and histamine contents in the rumen and the plasma of dairy goats.Induction of subacute ruminal acidosis (SARA) was performed by increasing dietary NFC/NDF ratio from 1.02(stage Ⅰ) to 1.24(stage Ⅱ)，1.63(stage Ⅲ) and 2.58(stage Ⅳ).Each stage lasted 10 days.A dynamic pH monitoring system and a rolling-tube method were used to assess changes in ruminal pH and the numbers of total bacteria，amylolytic bacteria andFusobacteriumnecrophorumin rumen.Limulus test and fluorescence spectrophotometry were used to assess the contents of endotoxin and histamine.Our results showed that as the dietary NFC/NDF ratio increased from 1.02 to 2.58，the rumen pH decreased significantly (P<0.05) at accelerated rates，while the endotoxin and histamine contents in the rumen and the numbers of amylolytic bacteria and necrotic fusiform bacilli increased significantly (P<0.01 andP<0.05 respectively).We conclude that abnormal increases of endotoxin，histamine andF.necrophorumplayed an important role in the occurrence and development of SARA.

subacute ruminal acidosis；ruminal pH；ruminal bacteria；enditoxin；histamine

10.11843/j.issn.0366-6964.2015.01.012

2014-05-05

國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(30960252)；現(xiàn)代農(nóng)業(yè)(奶牛)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系建設(shè)專項(xiàng)資金資助(CARS-37)

郭 鵬(1991-)，女，滿族，北京市人，碩士，主要從事反芻動物瘤胃微生態(tài)方面的研究，E-mail：bjhrgp@163.com

*通信作者：劉大程，教授，主要從事反芻動物瘤胃微生態(tài)方面的研究，E-mail：nmgldc@163.com

S821.5;S856.4

A

0366-6964(2015)01-0096-08