引言
干奶期是一个关键阶段——不仅对母牛重要,对正在发育的胎牛同样重要。在这一时期,胎儿快速生长,母牛代谢状态的变化会影响出生前组织和器官的发育。其中一个反映代谢状态的重要指标是β-羟丁酸(BHB),这是一种在母牛处于能量负平衡时升高的酮体。
一项近期在中国开展的研究(Zheng 等,2026)探讨了干奶期母牛BHB升高如何影响犊牛,尤其是对瘤胃发育的影响。
研究设计
在本研究中,研究人员在商业奶牛场条件下选取了处于干奶期的经产荷斯坦奶牛。最初纳入约50至60头奶牛,最终有48头数据完整的奶牛用于分析。这些奶牛在体况评分、胎次以及预计分娩时间方面相似,并在饲养管理、日粮和日常护理方面保持一致。
在干奶期的多个时间点采集母牛血样,以测定循环BHB浓度。根据这些测定结果,将母牛分为两组:低BHB组和较高BHB组。值得注意的是,两组的BHB水平均低于通常被认为是临床酮病的水平,因此该比较反映的是正常或亚临床范围内的差异。
所有母牛均为单胎妊娠,犊牛出生后按照标准商业管理方式进行饲养。犊牛在出生后不久获得初乳,并在出生后的前几小时内进行额外饲喂,其他管理措施在各组之间保持一致。
为评估瘤胃发育情况,在特定时间点对犊牛进行人道处置。一部分犊牛在出生后第一天内进行评估,另一部分在约一个月龄时评估。在这些时间点采集瘤胃组织,用于分析其结构发育和功能相关指标。
结果
来自较高BHB母牛的犊牛,其出生体重与低BHB母牛的犊牛相似,表明整体胎儿生长未受到影响。然而,当研究人员进一步观察瘤胃时,发现了明显差异。
高BHB母牛所产犊牛的瘤胃重量较大,但这种重量增加并不代表功能改善。事实上,其瘤胃结构发育受到不利影响。瘤胃乳头——负责吸收挥发性脂肪酸的指状结构——更短且更细。由于乳头提供吸收所需的表面积,这些变化表明其营养吸收能力下降。从实际角度来看,在犊牛开始采食固体饲料时,瘤胃对发酵产物的吸收效率可能较低,而这些产物对能量代谢至关重要。
除了结构变化外,瘤胃上皮也发生了重要改变。瘤胃内壁不仅是一个被动表面,它还是一个调节吸收并保护动物免受微生物和化学物质影响的主动屏障。在高BHB母牛所产犊牛中,与上皮完整性相关的指标——如紧密连接蛋白——降低。这表明瘤胃屏障功能减弱,可能更容易让有害物质或病原体进入。
与此同时,炎症相关指标升高。这说明瘤胃组织在生命早期就处于一种更活跃或受应激的状态。一个既发育不足又伴随炎症信号增强的瘤胃,在犊牛适应固体饲料的关键早期阶段,可能无法发挥最佳功能。
可能机制
这些结构和炎症变化似乎与关键调控通路的改变有关。其中最重要的是PPARγ,这是一种在上皮细胞分化、脂质代谢和炎症调控中起核心作用的转录因子。在高BHB母牛所产犊牛中,PPARγ的表达降低。这一点非常重要,因为PPARγ有助于调节瘤胃上皮细胞的生长与更新,并影响其对丁酸等短链脂肪酸的代谢能力。
当PPARγ活性降低时,会产生多方面影响。细胞增殖和分化可能受阻,导致乳头发育不良。参与营养转运和代谢的基因表达可能下降,从而限制瘤胃对发酵产物的吸收和利用。同时,PPARγ正常的抗炎作用减弱,使得炎症通路(如NF-κB信号通路)更加活跃。
此外,母体BHB升高本身也可能作为一种信号分子,直接影响胎儿组织发育。BHB不仅仅是能量平衡的被动指标,它还能调控基因表达和细胞信号通路。在这种情况下,干奶期母牛BHB升高可能对瘤胃发育产生“程序化”影响,改变出生后上皮细胞的生长、分化以及对环境的反应方式。
意义
本研究最重要的发现之一是,这些影响发生在低于临床酮病水平的BHB浓度下。也就是说,这些母牛看起来是健康的,但犊牛瘤胃发育仍然受到可测量且有意义的影响。这表明,即使是干奶期中等程度的代谢应激,也可能对下一代产生影响。
总体而言,这些结果强化了一个重要观点:犊牛的未来在出生前就已经受到影响。瘤胃的结构和功能——对后期生长和生产性能至关重要——可能受到母牛妊娠后期代谢环境的调控。
通过优化干奶期母牛的营养管理,减少过度的能量负平衡和BHB升高,不仅有利于母牛健康,也可能对犊牛瘤胃的正常发育至关重要。虽然我们通常关注出生后的初乳和早期饲养,但这项研究提醒我们,一些最关键的影响在犊牛出生之前就已经开始。
参考文献 Zheng, J., Y. Zhang, X. Zhao, Y. Gai, F. Luo, Z. Gu, S. Mao, G. Ma, M. H. Ghaffari, and Y. Chen. 2026. Maternal β-hydroxybutyrate during the dry period is associated with altered epithelial cell regulation and rumen morphology of offspring as calves. J. Dairy Sci. TBC. https://doi.org/10.3168/jds.2025-27835.