评估外源性25-(OH)D3维生素补充对妊娠前期荷斯坦小母牛初乳和血清中细胞因子水平、乳铁蛋白及IgG浓度的影响

《Veterinary Immunology and Immunopathology》：Evaluation of the effect of exogenous 25-(OH)D3 vitamin administration on colostral and serum cytokine levels, lactoferrin and IgG concentration in prepartum period holstein heifer

评估25-(OH)D3注射对荷斯坦母牛初乳质量及犊牛健康的影响。研究显示维生素D组初乳中IFN-γ、IgG、乳铁蛋白和Brix浓度显著升高，血清IL-6和IFN-γ水平显著降低，母牛及犊牛血清25-(OH)D浓度均显著提高。

　　

Murat Uzti?mür

土耳其宾格尔大学兽医学院内科系，Selahaddin-i Eyyubi，宾格尔

摘要

本研究的目的是评估单次剂量25-(OH)D3维生素注射对怀孕的荷斯坦小母牛的细胞因子浓度（IL-6和IFN-γ）在初乳和血清中的影响，以及初乳中的乳铁蛋白、IgG和犊牛中的维生素D浓度。对照组（n：10）和维生素D组（n：10）由分娩前8±2天的荷斯坦小母牛组成。在妊娠第265±2天，分别在给予维生素D和生理盐水之前以及分娩时采集血液样本。通过牛特异性ELISA、固体物质数字折射率法分析初乳和血清中的乳铁蛋白、IgG、IL-6和IFN-γ，通过LC-MS/MS分析维生素D。维生素D组的初乳IFN-γ（p<0.015）、IgG（p<0.035）、乳铁蛋白（p<0.001）和Brix（p<0.035）浓度显著高于对照组。分娩时接受维生素D的组的血清IL-6（p<0.002）和IFN-γ（p<0.001）浓度显著低于对照组。相比之下，接受维生素D处理的小母牛的血清25-(OH)D浓度显著高于对照组（p<0.003）。接受维生素D的小母牛所产犊牛的血清25-(OH)D浓度也显著高于对照组（p<0.006）。分娩母牛的血清维生素D浓度与IL-6（r=-0.663，p<0.001）和IFN-γ（r=-0.687，p<0.001）水平呈负相关，而与初乳IFN-γ（r=0.446，p<0.048）、初乳乳铁蛋白（r=0.686，p<0.001）和犊牛血清维生素D浓度（r=0.598，p<0.005）呈正相关。总之，本研究表明，给荷斯坦小母牛补充维生素D可以增加初乳中的细胞因子浓度和乳铁蛋白水平，降低分娩时的血清促炎细胞因子浓度，并提高初乳中的IgG和Brix值。此外，血清维生素D浓度的增加通过抑制炎症细胞因子对动物的健康和福利有积极影响。给荷斯坦小母牛补充维生素D可以提高犊牛的维生素D水平，并显著改善初乳质量和母牛的健康。

引言

反刍动物由于具有合胞绒毛膜胎盘结构以及母体向后代缺乏淋巴细胞传递，出生时免疫系统较为脆弱。这导致新生犊牛的免疫力较低，易感染病原体，从而可能出现无丙种球蛋白血症（Uztimür等人，2024年；de la Paz等人，2025年）。犊牛只有通过初乳被动转移免疫来发展自己的免疫系统。初乳含有生长因子、乳铁蛋白、抗病原体化合物和免疫球蛋白（IgG、IgA、IgM）等成分，这些成分在被动免疫中起作用，同时还含有碳水化合物、蛋白质、脂肪、灰分、酪蛋白、乳糖、抗氧化剂、维生素和矿物质等多种生物功能性成分（Puppel等人，2019年）。为了抵抗病原体，必须建立被动转移免疫，且IgG浓度必须超过10 g/L（Weaver等人，2000年）。达到这一浓度将显著促进犊牛的短期和长期健康，以及畜牧业的可持续性和盈利能力。

乳铁蛋白通过离子结合到生物材料上或特异性结合到细菌结构上来防止细菌附着在非生物表面（Kieckens等人，2018年；Ellison等人，1988年）。此外，乳铁蛋白通过与革兰氏阳性细菌的脂肽酸和革兰氏阴性细菌的脂多糖相互作用来抑制细菌（Ellison等人，1988年；Orsi，2004年）。最近关于初乳中乳铁蛋白的体内和体外研究表明，它具有抑制微生物生长的作用，并具有治疗效果（Ellison等人，1988年；Kieckens等人，2018年；Paredes等人，2017年）。因此，乳铁蛋白可能在提供有效的被动免疫和改善犊牛初乳质量方面发挥重要作用。

奶牛主要通过皮肤中的紫外线（UV）辐射内源性产生维生素D。它们还通过口服饲料和维生素补充剂获得少量维生素D（Norman，2008年；Horst等人，1997年）。维生素D需要经过两步转化才能形成其活性形式1,25-二羟基维生素D。首先，它在肝脏中由25-羟化酶转化为25(OH)D3，然后进一步转化为1,25-二羟基维生素D3（1,25(OH)2D3（Horst等人，1997年）。

维生素D在调节动物免疫系统、保护骨骼健康、维持矿物质代谢以及生殖和内分泌激素的有效功能方面发挥作用（Nelson等人，2016年；Hassanabadi等人，2022年）。最近对奶牛的研究表明，在泌乳早期和分娩后阶段，血清25-(OH)维生素D浓度显著下降，导致动物氧化应激增加和免疫反应减弱（Nelson等人，2016年；Holcombe等人，2018年；Hassanabadi等人，2022年）。因此，为了维持动物健康，体内必须含有足够的维生素D或进行外部补充。许多研究表明，维生素D补充在许多疾病的治疗和预防中起着重要作用，如1型和2型糖尿病、自身免疫性疾病、癌症和心血管疾病（Adams和Hewison，2008年；Mathieu等人，2005年）。此外，关于奶牛的研究表明，维生素D补充对胰岛素抵抗、能量代谢、初乳中的脂肪和蛋白质水平以及产后疾病的恢复有显著影响（Hassanabadi等人，2022年；Poindexter等人，2023年）。然而，25-(OH)D3维生素注射对荷斯坦小母牛的初乳和血清细胞因子、乳铁蛋白及IgG浓度的影响在兽医医学领域尚不清楚。因此，本研究的目的是评估单次剂量25-(OH)D维生素注射对怀孕荷斯坦小母牛的细胞因子浓度（初乳和血清中的IL-6和IFN-γ）、初乳中的乳铁蛋白以及犊牛中的IgG和维生素D浓度的影响。

材料与方法

本研究在获得宾格尔大学动物实验当地伦理委员会批准后开始（B.ü HADYEK会议编号：2025/06，决定编号：06/05）。

结果

表1展示了对照组和维生素D组初乳中IL-6、IFN-γ、乳铁蛋白、Brix、脂肪和蛋白质的平均值±标准差、最小值、最大值及其差异的统计显著性。维生素D组的初乳IFN-γ（p<0.015）、IgG（p<0.036）、乳铁蛋白（p<0.001）和Brix（p<0.035）浓度显著高于对照组。然而，维生素D组与对照组之间在这些指标上没有显著差异。

讨论

这是首次评估荷斯坦小母牛在补充维生素D后血清和初乳中的细胞免疫反应以及循环中的IgG和乳铁蛋白浓度的研究。本研究的主要目的是评估产前补充维生素D对分娩时母牛、初乳和犊牛的IFN-γ、IL-6、乳铁蛋白、25-(OH)D和Brix水平的影响。

良好的初乳管理对于...

作者贡献声明

Murat Uzti?mür：撰写——审阅与编辑，撰写——初稿，方法学研究，资金获取，正式数据分析。

利益冲突声明

作者声明不存在利益冲突。