产前肝脏谷胱甘肽水平对围产期奶牛泌乳性能、代谢及健康的影响机制研究

本研究针对围产期奶牛氧化应激和代谢紊乱问题，通过分析产前肝脏谷胱甘肽（GSH）浓度与泌乳性能、代谢指标及基因表达的关联，发现高GSH水平可改善能量平衡、提升产奶量和乳蛋白产量，并降低酮病发生率。结果表明，维持产前肝脏GSH储备对促进奶牛代谢适应和健康具有重要意义。

　　

围产期是奶牛生命周期中的关键阶段，奶牛在此期间经历显著的代谢适应，以支持胎儿的快速生长和泌乳启动。然而，能量和蛋白质的负平衡状态常常导致氧化应激和代谢紊乱，增加疾病易感性。谷胱甘肽（GSH）作为一种重要的内源性抗氧化剂和氨基酸储备库，在维持氧化还原平衡和提供氨基酸资源方面发挥核心作用。尽管已有研究表明围产期补充蛋氨酸可提升肝脏GSH浓度，但产前肝脏GSH水平与产后生产性能、代谢健康及分子调控机制之间的关联尚不明确。因此，本研究旨在探讨产前肝脏GSH浓度对奶牛泌乳性能、代谢指标、炎症反应和基因表达的影响，为改善围产期奶牛健康和生产效率提供理论依据。该研究发表于《Journal of Dairy Science》。

研究采用回顾性分组设计，以60头荷斯坦奶牛为对象，根据产前8天（±3.2天）肝脏活检测定的总GSH浓度，将奶牛分为高（HGSH）、中高（MHGSH）、中低（MLGSH）和低（LGSH）四组（每组15头）。所有奶牛从产前21天至分娩饲喂相同近产日粮（1.67 Mcal/kg DM，13.5% CP），分娩后至30天饲喂泌乳日粮（1.80 Mcal/kg DM，17.7% CP）。研究通过采集肝脏组织（-8、7和21天相对产犊）和血液样本（-21、-10、2、7、14和21天相对产犊），测定氧化应激、代谢、炎症和肝功能生物标志物，并利用qPCR分析GSH代谢相关基因表达。统计分析采用SAS的MIXED过程，以正交对比检验GSH水平的线性效应。

研究结果显示，随着产前肝脏GSH水平从LGSH到HGSH增加，产前能量平衡（EB）和产后体况评分（BCS）呈线性上升（EB从-1.55增至1.11 Mcal/d，BCS从3.00增至3.16），表明产前肝脏GSH与能量代谢存在关联。同时，校正乳固形物产量（ECM）和乳蛋白产量也线性增加（ECM从50.2增至54.7 kg/d，乳蛋白产量从1.33增至1.46 kg/d）。尽管活性氧代谢物（ROM）和铁还原抗氧化能力（FRAP）未受影响，但血浆总硫醇组（SHp）随GSH增加而线性上升，提示抗氧化保护增强。肝脏中总GSH、还原型GSH和氧化型GSH（GSSG）均线性增加，且GSH代谢相关基因（如GCLC、GGCT和GSR）在产前8天呈线性上调，表明转录调控可能贡献于GSH表型。

健康方面，MLGSH组奶牛酮病发生率显著高于其他组（P=0.04），而LGSH组奶牛乳房炎事件有升高趋势（P=0.09）。代谢指标上，血液葡萄糖和胰岛素浓度随GSH增加线性上升，而MLGSH组在产后5天全血BHB浓度较高，反映脂肪酸氧化增强。肝功能标志物如胆固醇在HGSH组产后21天较高，提示肝脏功能恢复较好。基因表达分析显示，GCLC、GGCT和GSR的mRNA表达随GSH水平线性上调，支持GSH合成和再生途径的激活。

结论部分强调，产前肝脏GSH储备与围产期能量代谢、泌乳性能和抗氧化能力密切相关。高GSH水平通过改善能量平衡、提升乳成分产量和降低代谢疾病风险，支持奶牛的代谢适应。转录上调表明GSH代谢的分子调控是其积累的关键机制。这些发现突出了产前营养策略（如增强GSH合成）的重要性，为改善奶牛健康和生产效率提供了实践指导。研究建议未来探索GSH对泌乳性能和氧化应激保护的直接效应，以及营养和管理因素对产前肝脏GSH合成的调控作用。