《Journal of Dairy Science》：Characterization of dry- and fresh-period mammary plasma flow and metabolism and their association with colostrum production in multiparous Holstein cattle
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本研究的目的是通过乳静脉（MV）的乳腺血浆流量（MPFMV）以及乳腺乙酸和葡萄糖（glc）代谢来表征干期和鲜期的乳腺代谢，并确定影响初乳产量的潜在母牛和乳腺水平因素。共纳入21头荷斯坦牛（11头第2胎次[P2]和10头第3胎次[P3]），在产犊前d-58 ±
本研究的目的是通过乳静脉（MV）的乳腺血浆流量（MPFMV）以及乳腺乙酸和葡萄糖（glc）代谢来表征干期和鲜期的乳腺代谢，并确定影响初乳产量的潜在母牛和乳腺水平因素。共纳入21头荷斯坦牛（11头第2胎次[P2]和10头第3胎次[P3]），在产犊前d-58 ± 3.4干奶，并跟踪至产后7 ± 1天（DIM）。所有母牛均饲喂相同的干期和泌乳期日粮，分别提供每日46.4和54.4兆卡（Mcal）的代谢能（ME）。从预期产犊前d-49开始，通过多普勒超声估算MPFMV，并测定乳腺乙酸和葡萄糖的动静脉差（AVD）、摄取和清除率，每隔一周进行一次直至预期产犊前wk-1，然后每4天进行一次直至实际产犊、产犊时及产后7 ± 1天，通过频繁采集尾血管和乳静脉血样进行。初乳在产犊后1.4 ± 0.76小时内收集，通过中红外光谱测定成分，通过径向免疫扩散测定免疫球蛋白G（IgG）。通过MPFMV及葡萄糖和乙酸摄取估算的乳腺代谢在产犊前wk-6至wk-4最低。总MPFMV从wk-2开始稳步增加，而乳腺乙酸和葡萄糖摄取分别仅在wk-1和d-4开始增加。乙酸摄取的早期增加可能表明其在为乳腺发生和泌乳启动I提供能量，而葡萄糖摄取可能与泌乳启动II和大量泌乳相吻合。假设乳腺乙酸和葡萄糖摄取完全氧化，干期乳腺平均每日能量消耗率为0.93 Mcal/d，整个干期总能量消耗为56.1 Mcal。相关性和回归分析强调，高产母牛在远干期实现充分干奶对促进初乳生产的重要性，因为更高前一泌乳期的产奶量和远干期乳腺乙酸摄取与初乳产量呈负相关。总之，乳腺在产犊前wk-6至wk-4似乎达到一种非分泌、低代谢状态，且这一时期在驱动初乳产量方面比近干期更为重要。未来研究应旨在揭示干期乳腺代谢（尤其是远干期的非分泌状态）与产前乳腺发生和初乳生成之间的关系。
**论文解读：干期乳腺代谢特性及其与初乳产量的关联**
**研究背景与问题**
初乳饲喂对犊牛发育和生产性能至关重要，但大量母牛初乳产量不足（<6升）或质量偏低（IgG<50 g/L）。尽管通过调整产前日粮和管理的尝试众多，但结果不一致，根本原因在于对干期乳腺发育和初乳合成的理解不足。初乳生成与乳腺发生（mammogenesis）和泌乳启动I（lactogenesis I）同步，需要大量能量支持乳腺上皮细胞（MEC）增殖和分化。然而，干期乳腺代谢活动的完整时间进程及其与初乳产量的关系尚未量化。乳腺血浆流量（MPF）是反映代谢水平的常用指标，但干期MPF的测量因技术手段受限（如需要麻醉或经直肠操作）而鲜有报道。本研究利用无创的多普勒超声测量乳静脉（MV）血流（MPFMV），结合乙酸和葡萄糖（glc）的动静脉差（AVD）、摄取和清除率，以表征干期至泌乳初期的乳腺代谢变化，并探讨影响初乳产量的母牛和乳腺水平因素。
**研究内容与结论**
研究人员对21头经产荷斯坦牛（11头第2胎次[P2]，10头第3胎次[P3]）从干奶至产后7天（DIM）进行纵向追踪。所有母牛均饲喂标准干期和泌乳期日粮。从产前第8周开始，每隔1-4天通过多普勒超声测定左右乳静脉的MPFMV，同时采集尾血管和乳静脉血样以计算乙酸和葡萄糖的AVD、摄取和清除率。初乳在产犊后1.4小时内收集，测定产量、成分（中红外光谱）和IgG浓度（径向免疫扩散）。主要结论：乳腺代谢在产前第6-4周最低（MPFMV约80 L/h，乙酸摄取约35 mmol/h，葡萄糖摄取约11 mmol/h），随后MPFMV从第2周开始增加，乙酸摄取在第1周开始增加，而葡萄糖摄取仅在产前4天开始急剧上升，提示乙酸为乳腺发生和泌乳启动I供能，葡萄糖则主要支持泌乳启动II和大量泌乳。干期乳腺平均每日能量消耗（根据乙酸和葡萄糖完全氧化估算）为0.93 Mcal/d，总能量消耗56.1 Mcal。相关与回归分析表明，远干期（产前第8-3周）的乳腺代谢（尤其是乙酸摄取）和前一泌乳期峰值产奶量与初乳产量呈负相关，而近干期代谢与初乳产量无显著关联。
**重要意义**
本研究首次系统描述了干期至泌乳初期乳腺代谢的完整时间进程，并提出干奶期充分退化、达到低代谢状态对初乳产量比近干期代谢活跃更重要。这为优化干奶牛管理、提高初乳产量提供了新见解。论文发表在《Journal of Dairy Science》。
**主要技术方法**
研究在加拿大安大略省奶牛研究中心进行，样本队列包括21头经产荷斯坦牛（P2和P3）。关键技术方法：①多普勒超声（Esaote MyLab Delta）测量左右乳静脉的直径和时间平均流速（TAV），计算MPFMV；②尾血管（代表动脉血）和乳静脉血样采集，通过分光光度法测定乙酸（K-ACETRM试剂盒）和葡萄糖（葡萄糖氧化酶/过氧化物酶法）浓度，计算AVD、摄取（Fick原理）和清除率；③初乳收集后，用径向免疫扩散（Triple J Farms试剂盒）测IgG，用中红外光谱（Milkoscan FT+）分析脂肪、蛋白质、乳糖等成分。
**研究结果**
**1. 干物质采食量（DMI）、体重（BW）和体况评分（BCS）**
DMI从产前第7周（19.5 kg/d）逐渐下降至第1周最低（16.7 kg/d），产后第1周回升（19.6 kg/d）；P3母牛平均DMI高于P2。BW在干奶时最低（738 kg），在产前第28天达到峰值（818 kg），产后下降。BCS变化趋势与BW相似。
**2. 乳腺血浆流量（MPFMV）**
MPFMV从产前第8周至第6周下降，第2周开始稳步增加，至产犊和产后第7天分别增加41.5%和50.4%（相对于d-4）。乳静脉TAV趋势与MPFMV一致，而直径从d-4才开始增加。P3母牛平均MPFMV和直径大于P2，但TAV较低。
**3. 乳腺乙酸和葡萄糖代谢**
乙酸动脉浓度稳定，静脉浓度在第6-4周最高后下降；AVD在第4周最低，摄取和清除率从第1周开始增加，至产后第7天达峰。葡萄糖动脉浓度在产犊时最高，静脉浓度产后第7天最低；AVD在干期无变化，产后第7天增加；摄取和清除率在d-4开始上升，产后第7天显著高于干期。P3母牛乙酸静脉浓度高于P2，AVD有降低趋势，但摄取和清除率无差异；葡萄糖代谢无胎次差异。
**4. 初乳、过渡乳和成熟乳产量与成分**
平均初乳产量7.78 kg，38.1%母牛产量<6 L；IgG浓度平均88.8 g/L，47.6%母牛>100 g/L。初乳中脂肪、蛋白质、IgG等成分在随后的泌乳中显著下降。P3母牛IgG产量高于P2，但P2母牛初乳中非IgG蛋白质和乳糖百分比更高。
**5. 产前乳腺代谢和母牛水平因素与初乳产量的关系**
Spearman相关分析显示：远干期（产前第8-3周）乳腺乙酸摄取与初乳产量、ECM、FCM等呈强负相关（r=-0.68）；前一泌乳期峰值产奶量也与初乳产量负相关。逐步回归分析表明，前一泌乳期峰值产奶量（partial R2=0.39）、远干期乙酸摄取（partial R2=0.32）和BCS变化是初乳产量的主要负向预测因子。
**讨论与结论**
讨论指出：乳腺代谢在产前第6-4周达到非分泌低代谢状态，与之前报道的乳腺间质面积最大、腺泡腔面积最小一致，此期可能用于MEC更新和细胞外基质重塑。乙酸摄取在产前1周增加，可能优先用于氧化供能支持乳腺发生和初乳合成，而葡萄糖摄取直到产前4天增加，对应泌乳启动II。干期乳腺能量消耗计算显示平均0.93 Mcal/d，总能耗56.1 Mcal，高于以往单次估算，可能与现代高产奶牛乳腺质量更大有关。重要的是，远干期低代谢状态比近干期高代谢对初乳产量更重要，高产牛因干奶困难、退化缓慢而影响初乳产量。IgG转移可能独立于能量代谢机制。
**研究结论翻译**：本文呈现的数据表明，乳腺代谢在产犊前第6周至第4周达到最低点。基于乳静脉多普勒超声测量，乳腺代谢最早在第2周重新启动，乳腺乙酸摄取在产犊前约1周增加。研究人员推测，乙酸摄取的早期增加可能是为乳腺发生、泌乳启动I和初乳生成提供能量。相反，乳腺葡萄糖摄取仅在产犊前4天内增加，可能支持泌乳启动II和大量泌乳。相关性和回归分析表明，在远干期达到低代谢状态可能在最大化初乳产量和成分产量方面比促进近干期的高乳腺代谢速率更重要。特别是，前一泌乳期峰值产奶量和远干期乳腺乙酸摄取与初乳产量呈负相关，强调了实现完全干奶和低代谢状态以允许MEC再生和增殖以及最大化初乳产量的重要性。
