丙酮酸鈉對瘤胃酸中毒山羊瘤胃酸度和血液指標(biāo)的影響

高 峰，楊艷斌，王志文，王澤志，孫玉寧，付開強(qiáng)，曹榮峰

（青島農(nóng)業(yè)大學(xué)動物醫(yī)學(xué)院，山東青島 266109）

瘤胃酸中毒是反芻動物采食過量精料引起的消化障礙性疾病。在快速育肥和泌乳高峰期，人為添加更多的精飼料經(jīng)常引起群發(fā)性亞急性瘤胃酸中毒（SARA）[1]，因此生產(chǎn)中常補(bǔ)飼碳酸氫鈉等緩沖物質(zhì)來預(yù)防和治療SARA。據(jù)報(bào)道，口服碳酸氫鈉能升高瘤胃pH、糾正瘤胃酸中毒，但某些揮發(fā)性脂肪酸（VFA）濃度降低不明顯[2]。丙酮酸鈉作為一種堿性緩沖劑，在體內(nèi)分解出的丙酮酸能參與機(jī)體的糖代謝，也是糖類、蛋白質(zhì)和脂類之間相互轉(zhuǎn)化的重要樞紐[3]。臨床上應(yīng)用丙酮酸鹽防治瘤胃酸中毒的報(bào)道不多，僅丙酮酸鈣能夠很好調(diào)控本病[4]。本試驗(yàn)擬通過構(gòu)建山羊SARA，并口服丙酮酸鈉或碳酸氫鈉，測定血?dú)庵笜?biāo)和血常規(guī)參數(shù)，瘤胃液中pH、VFA 和乳酸的變化，為臨床上防治反芻動物瘤胃酸中毒提供參考。

1 材料與方法

1.1 試劑和儀器 乳酸試劑盒購自南京建成生物工程研究所、丙酮酸鈉（純度99%）購自杭州君維化工有限公司。Epoch 微孔板分光光度計(jì)（美國BIOTEK 公司）、臺式高速離心機(jī)（德國Sigma 公司）、pH 計(jì)（上海儀電分析儀器有限公司）。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)及試驗(yàn)日糧 選用2～3 歲、體重（35.0±2.0）kg、健康、體況基本一致的雌性黃淮山羊6 只。采用自身對照設(shè)計(jì)，將6 只山羊先用精粗比3:7 日糧飼喂5 d，作為空白對照組；之后均改用精粗比7:3 日糧飼喂14 d，作為瘤胃酸中毒組。山羊的日糧組成、精粗料比及營養(yǎng)成分見表1。再隨機(jī)分為2 組，每組3 只。丙酮酸鈉組飼喂前灌服丙酮酸鈉5 g，連續(xù)給藥2 d；碳酸氫鈉組飼喂前灌服碳酸氫鈉5 g，連續(xù)給藥2 d。飼養(yǎng)在同一圈舍，每日飼喂2 次，每次1 kg。

1.3 樣品的采集和處理 開始飼養(yǎng)時(shí)為第1 天，分別在試驗(yàn)第5、19、21 天的第2 次飼喂后3 h，采頸靜脈血5 mL，經(jīng)胃導(dǎo)管抽取瘤胃液15 mL。采集靜脈血后直接進(jìn)行血?dú)夥治龊脱Ｒ?guī)試驗(yàn)，瘤胃液直接測pH；剩余瘤胃液-80℃保存。

表1 試驗(yàn)日糧組成及營養(yǎng)成分

1.4 檢測指標(biāo)及方法

1.4.1 血液的血?dú)庵笜?biāo)和血常規(guī)指標(biāo) 采血液5 min 內(nèi)，用血?dú)夥治鰞x測定pH、二氧化碳分壓（pCO2）、二氧化碳總量（tCO2）、HCO3-等指標(biāo)，用血細(xì)胞分析儀測血象指標(biāo)。

1.4.2 瘤胃液VFA 和乳酸的測定 將瘤胃液恢復(fù)室溫，用氣相色譜儀檢測乙酸、丙酸和丁酸的濃度，試劑盒檢測乳酸濃度。

1.5 統(tǒng)計(jì)分析 結(jié)果用平均值± 標(biāo)準(zhǔn)差表示，用SPSS 20.0 軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，組間差異性采用方差分析。P＜0.05 表示差異顯著。

2 結(jié)果與分析

2.1 丙酮酸鈉和碳酸氫鈉對瘤胃酸中毒山羊瘤胃液酸度的影響 由表2 可見，與空白對照組相比，瘤胃酸中毒組的瘤胃液pH 降低（P＜0.05），VFA 和乳酸濃度升高（P＜0.05）；丙酮酸鈉組的各指標(biāo)與空白對照組無顯著差異；碳酸氫鈉組除VFA 濃度差異顯著外，其他指標(biāo)差異不顯著。與瘤胃酸中毒組相比，丙酮酸鈉組各項(xiàng)指標(biāo)均差異顯著；而碳酸氫鈉組VFA 濃度差異不顯著，其他指標(biāo)差異顯著。說明瘤胃酸中毒組的瘤胃液呈明顯酸性；丙酮酸鈉和碳酸氫鈉都能明顯地將瘤胃酸中毒山羊瘤胃的pH 恢復(fù)到正常水平，而且丙酮酸鈉中和VFA的能力優(yōu)于碳酸氫鈉。

表2 丙酮酸鈉和碳酸氫鈉對瘤胃酸中毒山羊瘤胃液pH 及酸性物質(zhì)濃度的影響

2.2 丙酮酸鈉和碳酸氫鈉對瘤胃酸中毒山羊血液指標(biāo)的影響

2.2.1 血?dú)庵笜?biāo)的變化 如表3 所示，與空白對照組相比，瘤胃酸中毒組血液中HCO3-濃度、pCO2和tCO2差異顯著，而pH、Na+、K+、Cl-等其他指標(biāo)差異不顯著；丙酮酸鈉和碳酸氫鈉組山羊各項(xiàng)血?dú)庵笜?biāo)的參數(shù)差異均不顯著。與瘤胃酸中毒組相比，丙酮酸鈉和碳酸氫鈉組山羊血液中HCO3-濃度、pCO2和tCO2差異顯著。說明瘤胃酸中毒組山羊血液雖然pH 差異不顯著，但酸堿指標(biāo)已經(jīng)顯著呈酸性異常；而丙酮酸鈉和碳酸氫鈉都能恢復(fù)異常的血?dú)庵笜?biāo)，從數(shù)值上看丙酮酸鈉略優(yōu)于碳酸氫鈉。

表3 丙酮酸鈉和碳酸氫鈉對瘤胃酸中毒山羊部分血?dú)庵笜?biāo)的影響

2.2.2 血常規(guī)的變化 由表4 可見，與空白對照組相比，瘤胃酸中毒組血液中紅細(xì)胞數(shù)、血紅蛋白濃度、紅細(xì)胞壓積、白細(xì)胞數(shù)量差異顯著。與瘤胃酸中毒組血常規(guī)指標(biāo)相比，丙酮酸鈉組和碳酸氫鈉組山羊各項(xiàng)血常規(guī)參數(shù)差異顯著，后2 組間差異不顯著。

3 討 論

3.1 添加過量精飼料對山羊瘤胃液和血液指標(biāo)的影響一般認(rèn)為，過量精料在瘤胃內(nèi)快速發(fā)酵生成大量VFA[5]。隨著VFA 積累瘤胃pH 下降，瘤胃內(nèi)菌群失調(diào)，乳酸的產(chǎn)生增多、代謝利用減少，反芻動物瘤胃pH 進(jìn)一步降低[6～8]。本試驗(yàn)用精粗比高的日糧飼喂山羊，在14 d使瘤胃pH 處于5.45，且VFA 和乳酸累積，說明瘤胃液指標(biāo)達(dá)到瘤胃酸中毒水平。本研究采用胃導(dǎo)管收集瘤胃液，所以瘤胃液在收集過程中會被唾液稀釋，各組山羊所測瘤胃液中的VFA 濃度偏低。

表4 山羊血常規(guī)部分參數(shù)指標(biāo)的變化

血?dú)庵笜?biāo)中pH、pCO2、HCO3-及tCO2表示機(jī)體酸堿平衡狀況[9]。血液中HCO3-能中和H+，當(dāng)H+濃度快速升高且遠(yuǎn)高于HCO3-時(shí)，HCO3-會迅速降低，tCO2也快速降低，使體內(nèi)酸堿平衡偏酸性紊亂[10-11]。本試驗(yàn)中，瘤胃酸中毒組血液中HCO3-濃度、tCO2和pCO2顯著降低，說明提高日糧的精粗比除了降低瘤胃pH，還能造成血液偏酸，成功復(fù)制了山羊瘤胃酸中毒病例。

瘤胃內(nèi)H+和酸性物質(zhì)濃度明顯升高，使瘤胃液滲透壓升高，使血中水分經(jīng)瘤胃壁進(jìn)入瘤胃內(nèi)，引起機(jī)體脫水和血液濃縮[12-13]。本試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，瘤胃酸中毒組紅細(xì)胞數(shù)量、血紅蛋白濃度及紅細(xì)胞壓積升高，表明機(jī)體出現(xiàn)脫水和血液濃縮。

3.2 日糧中添加緩沖物質(zhì)對山羊瘤胃液和血液指標(biāo)的影響 臨床上，經(jīng)常在日糧中添加或自由舔食碳酸氫鈉來治療或預(yù)防瘤胃酸中毒[14]。本研究結(jié)果表明，碳酸氫鈉可恢復(fù)瘤胃pH 和乳酸濃度，并不能從根本上解決VFA 所引起的瘤胃酸中毒。當(dāng)山羊食入丙酮酸鈉，在瘤胃分解產(chǎn)生的丙酮酸鹽能通過乙酰CoA 和三羧酸循環(huán)實(shí)現(xiàn)體內(nèi)糖、脂肪和氨基酸間的互相轉(zhuǎn)化，其在三大營養(yǎng)物質(zhì)的代謝聯(lián)系中起著重要的樞紐作用，而且其可作為生糖先質(zhì)。本研究表明，丙酮酸鈉在反芻動物瘤胃內(nèi)發(fā)揮抗酸作用，不僅能夠恢復(fù)瘤胃pH 還能降低瘤胃液中酸性物質(zhì)濃度，對酸中毒和酮病都有一定的防治作用。研究表明，日糧中添加丙酮酸鈣雖能緩解反芻動物瘤胃酸中毒[15]，但反芻動物對高鈣敏感，不宜長期過量添加，而丙酮酸鈉具有與丙酮酸鈣相似化學(xué)結(jié)構(gòu)，可以在臨床上治療代謝性酸中毒[16]。本試驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)，丙酮酸鈉對維持山羊瘤胃內(nèi)環(huán)境比碳酸氫鈉更好，值得臨床上推廣使用。

4 結(jié) 論

本試驗(yàn)結(jié)果顯示，飼喂精粗比為7:3 日糧14 d 會引起山羊瘤胃液和血液指標(biāo)明顯酸化；日糧中添加丙酮酸鈉可使瘤胃酸中毒山羊瘤胃液VFA 和乳酸濃度降低，恢復(fù)瘤胃pH 和血液指標(biāo)，穩(wěn)定瘤胃內(nèi)環(huán)境，并且比碳酸氫鈉能更好地恢復(fù)山羊瘤胃和血液的酸中毒指標(biāo)。