围产期奶牛日粮共补充过瘤胃蛋氨酸和ω-3脂肪酸钙盐对泌乳性能的协同优化作用及其代谢机制研究

本研究针对围产期奶牛面临的能量负平衡和代谢紊乱问题，通过一项随机区组设计试验，探究了过瘤胃蛋氨酸（RP-Met）与富含二十碳五烯酸（EPA）和二十二碳六烯酸（DHA）的ω-3脂肪酸钙盐（CS）的共补充策略。结果表明，RP-Met与n-3 FA的协同补充显著提高了产后干物质采食量（DMI）、能量校正乳（ECM）产量和乳蛋白、乳脂产量，改善了血浆葡萄糖和甘油三酯（TG）代谢，表明两种营养素在改善奶牛代谢健康和泌乳性能方面具有协同效应，为围产期奶牛精准营养提供了新策略。

　　

奶牛养殖业中，围产期（即妊娠后期至泌乳初期）是奶牛生产周期中最关键且最脆弱的阶段。在这一时期，奶牛经历巨大的生理和代谢挑战：胎儿的快速生长和乳汁合成启动使得营养需求急剧上升，但干物质采食量（DMI）却因生理因素而下降，导致奶牛陷入严重的能量和蛋白质负平衡状态。这种不平衡不仅会引发酮病、脂肪肝等代谢性疾病，还会削弱免疫机能，增加感染风险，最终影响奶牛的健康、生产性能和养殖经济效益。

如何通过营养干预帮助奶牛平稳度过围产期，一直是动物营养学家关注的核心问题。在众多营养素中，蛋氨酸（Met）和ω-3多不饱和脂肪酸（n-3 PUFA）因其独特的生理功能而备受关注。蛋氨酸是奶牛乳汁蛋白合成中的第一限制性氨基酸，不仅参与蛋白质合成，还是体内最重要的甲基供体^S-腺苷甲硫氨酸（SAM）的前体，参与DNA甲基化、多胺合成以及磷脂酰胆碱（PC）的生成——后者是肝脏极低密度脂蛋白（VLDL）组装和分泌的关键成分，有助于肝脏甘油三酯（TG）的转运和清除，从而减轻脂肪肝的发生风险。另一方面，n-3 PUFA（尤其是二十碳五烯酸EPA和二十二碳六烯酸DHA）已被证明具有抗炎特性，能够改善细胞膜磷脂组成，并可能通过影响肝脏脂代谢和葡萄糖生成来改善能量代谢。

尽管两者在理论上均有助于改善围产期奶牛健康，但过去的研究多集中于单一营养素的补充，对于蛋氨酸与n-3 PUFA是否存在协同增效作用却鲜有关注。值得注意的是，蛋氨酸和长链PUFA均汇聚于磷脂酰乙醇胺N-甲基转移酶（PEMT）通路，该通路是PC合成的重要途径。因此，研究人员推测，如果能够同时补充RP-Met和富含EPA、DHA的脂肪酸钙盐（CS），可能会通过促进PC合成、优化脂质转运和能量代谢，从而带来叠加甚至协同的健康和生产效益。

为了验证这一假设，来自美国康奈尔大学动物科学系的T.L. France、K.S. Juarez-Leon、A. Javaid、M.G. Vogellus、D.C. Reyes和J.W. McFadden共同设计并完成了一项随机对照试验，研究成果发表在《Journal of Dairy Science》上。该研究通过将79头经产荷斯坦奶牛随机分为4组，分别接受不同日粮处理，从产前21天持续至产后28天。处理包括：不添加RP-Met且使用普通钙盐（?Met/?n3FA）、添加RP-Met且使用普通钙盐（+Met/?n3FA）、不添加RP-Met但使用富含n-3 FA的钙盐（?Met/+n3FA）、同时添加RP-Met和富含n-3 FA的钙盐（+Met/+n3FA）。研究人员系统监测了干物质采食量、体重、体况评分、血浆代谢物与氨基酸谱、产奶量及乳成分等指标，以全面评估共补充策略对奶牛生产性能和代谢状态的影响。

本研究采用了多种关键技术方法，主要包括：1）随机区组试验设计，将79头围产期前荷斯坦奶牛按胎次和305天产奶量分为4组，进行为期7周的饲养试验；2）使用农业建模与训练系统（AMTS.Cattle.Professional）进行日粮配方设计，确保蛋氨酸供应量（以g/Mcal ME计）和钙盐添加比例（占日粮干物质1.5%）的精确控制；3）通过气相色谱分析饲料和乳中脂肪酸组成，使用高效液相色谱串联质谱（HPLC-MS/MS）技术测定血浆氨基酸浓度；4）利用傅里叶变换红外光谱技术分析乳成分，并通过酶比色法测定血浆葡萄糖、β-羟丁酸（BHB）、胰岛素等代谢指标。

研究主要得出以下结果：

一、干物质采食量、体重和体况评分

研究显示，产前DMI、体重和体况评分在各处理组间无显著差异。然而，产后DMI受到处理的显著影响（P=0.01）：补充RP-Met（+Met/?n3FA和+Met/+n3FA）的奶牛采食量高于未补充组，而n-3 FA的补充也提高了DMI（P=0.03）。此外，RP-Met的添加显著减少了产后体重损失（P=0.01），表明RP-Met有助于改善能量平衡和减少体组织动员。

二、血液代谢物和血浆氨基酸谱

血浆β-羟丁酸（BHB）、葡萄糖、胰岛素、总脂肪酸和甘油三酯（TG）浓度在产前和产后多数时间点处理间无差异，但RP-Met和n-3 FA共补充（+Met/+n3FA）组在分娩时表现出较高的血浆葡萄糖（P=0.09）和较低的TG浓度（P<0.01）。血浆氨基酸分析表明，+Met组奶牛血浆Met浓度显著升高（P<0.01），而亮氨酸（Leu）、缬氨酸（Val）等支链氨基酸浓度降低，提示Met补充促进了氨基酸向乳腺的分配。共补充组（+Met/+n3FA）的总氨基酸和非必需氨基酸浓度最低，反映了更高的氨基酸利用效率。

三、产奶量和乳成分

虽然产奶量仅呈增加趋势（P=0.08），但能量校正乳（ECM）和脂肪校正乳（FCM）产量在+Met/+n3FA组显著提高（P≤0.04）。乳蛋白产量和乳脂产量也因RP-Met和n-3 FA的补充而增加（P<0.01）。此外，n-3 FA的添加提高了乳中EPA、DHA等长链PUFA的含量和产量（P<0.01），同时降低了乳脂肪n-6/n-3比例。共补充还提高了乳糖含量和产量，提示n-3 FA可能通过增强肝糖异生作用提高了葡萄糖供应。

四、乳脂肪酸产量

乳脂肪酸分析显示，n-3 FA补充显著提高了乳中EPA、DHA等长链PUFA的产量（P<0.01）。更重要的是，RP-Met的补充增加了中短链（de novo）脂肪酸的合成（P=0.01），而共补充组（+Met/+n3FA）在泌乳第四周表现出最高的de novo脂肪酸产量，表明RP-Met和n-3 FA在促进乳腺脂质合成上具有协同作用。

综合以上结果，本研究得出结论：在围产期奶牛日粮中共同补充过瘤胃蛋氨酸（RP-Met）和富含EPA、DHA的n-3脂肪酸钙盐，能够产生协同效应，改善干物质采食量、能量平衡和泌乳性能。具体表现为提高产后DMI，减少体重损失，增加能量校正乳（ECM）、乳蛋白和乳脂产量，并优化乳脂肪酸组成（提升n-3 PUFA含量）。这些改善与血浆Met水平升高、支链氨基酸利用增加以及肝脏脂代谢和糖异生功能增强密切相关。

本研究的重要意义在于：首先，它首次揭示了RP-Met与n-3 FA在围产期奶牛中的协同作用，为开发针对性的协同营养策略提供了理论依据；其次，研究结果提示，通过精准搭配限制性氨基酸和功能脂肪酸，可以更有效地缓解围产期奶牛的能量负平衡和代谢应激，提升健康水平和生产效率；最后，该成果不仅对奶牛养殖具有直接应用价值，也为其他反刍动物或人类围产期营养研究提供了借鉴。未来研究可进一步深入探讨RP-Met与n-3 FA在分子机制上的交互作用，尤其是在PEMT通路调控、肝脏功能以及乳腺养分分配中的具体机制。