反芻動物瘤胃亞急性酸中毒的研究進展

反芻動物瘤胃亞急性酸中毒的研究進展

腫瘤胃酸中毒是現(xiàn)代仰光反應(yīng)中常見的營養(yǎng)成分疾病。隨著畜牧業(yè)逐步向集約化和高效化發(fā)展,在現(xiàn)代奶牛生產(chǎn)、肉牛和肉羊育肥過程中,為了提高生產(chǎn)效率而大量飼喂以谷物淀粉為主要能量飼料的高精料飼糧,在生產(chǎn)水平提高的同時,導(dǎo)致以瘤胃酸中毒為主的代謝性疾病的發(fā)病率提高,這已經(jīng)成為現(xiàn)代反芻動物生產(chǎn)中的突出問題。即使在歐美發(fā)達國家,瘤胃酸中毒也已成為奶牛場和肉牛育肥場關(guān)注的主要問題,北美地區(qū)每年奶牛產(chǎn)業(yè)因瘤胃酸中毒損失5億~10億美元。我國高產(chǎn)奶牛的飼養(yǎng)以及肉牛和肉羊后期肥育生產(chǎn)中也經(jīng)常發(fā)生瘤胃酸中毒。由于我國的優(yōu)質(zhì)粗飼料資源較北美和歐洲缺乏,飼喂牛和羊的粗飼料質(zhì)量普遍較差,除了規(guī)模較大的奶牛場從國外進口苜蓿等優(yōu)質(zhì)粗飼料飼喂奶牛外,在大部分地區(qū)仍主要以農(nóng)作物秸稈作為飼養(yǎng)牛、羊的主要粗飼料來源,生產(chǎn)者為了追求較高生產(chǎn)性能,生產(chǎn)中不得不大量使用富含淀粉的谷物精料來滿足動物的營養(yǎng)需要,動物對優(yōu)質(zhì)纖維的采食量不足,結(jié)果使高產(chǎn)奶牛及強度育肥的肉牛和肉羊發(fā)生瘤胃酸中毒的情況普遍存在,該疾病的發(fā)病率呈逐年上升的趨勢。瘤胃酸中毒營養(yǎng)代謝病的發(fā)生不僅會影響奶牛的采食量和產(chǎn)奶量,而且會導(dǎo)致瘤胃微生物區(qū)系平衡而使瘤胃對飼料的消化和代謝能力的下降,并伴隨有拉稀、消化道上皮損傷和炎癥、蹄病、肝臟膿腫和乳脂下降綜合征等病征,給養(yǎng)殖業(yè)帶來很大損失,已經(jīng)成為制約我國奶牛、肉牛生產(chǎn)的重要因素之一。正常情況下,反芻動物瘤胃內(nèi)pH維持在6.5~7.5,若長期飼喂高精料飼糧或突然采食大量谷類等易于發(fā)酵的碳水化合物飼料,則瘤胃出現(xiàn)代謝紊亂,瘤胃中短鏈脂肪酸和乳酸積累,致使pH不同程度地下降,即可能誘發(fā)代謝性瘤胃酸中毒。同時,由于高精料飼糧誘發(fā)瘤胃微生物區(qū)系改變,伴隨發(fā)生了瘤胃代謝途徑的顯著變化。瘤胃酸中毒一般分為瘤胃急性酸中毒和瘤胃亞急性酸中毒(sub-acuteruminalacidosis,SARA,也稱慢性酸中毒或亞臨床酸中毒)2類。一般認為,瘤胃內(nèi)pH在5.2~5.6發(fā)生SARA;pH低于5.0即發(fā)生急性酸中毒。發(fā)生瘤胃急性酸中毒動物會表現(xiàn)出較明顯的臨床征狀,易于發(fā)現(xiàn)并及時防治。與瘤胃急性酸中毒相比,SARA一般沒有明顯的臨床征狀,目前沒有適宜的診斷手段,因而更具有隱蔽性和隱患性。盡管國內(nèi)外學(xué)者對SARA進行了大量研究,但過去多數(shù)的研究集中在瘤胃中單一代謝產(chǎn)物的研究,而對瘤胃微生物的綜合代謝特性研究不夠,對其發(fā)病的微生物學(xué)和營養(yǎng)代謝機理缺乏深入而系統(tǒng)地研究,甚至不同學(xué)者提出的對SARA的發(fā)生機制的學(xué)術(shù)觀點也存在爭論。因此,“反芻動物SARA的發(fā)生和調(diào)控機制”是重要的科學(xué)問題,進一步深入研究不僅在學(xué)術(shù)上有重要意義,而且對集約化奶牛、肉牛和肉羊生產(chǎn)中有效降低經(jīng)濟損失具有重要現(xiàn)實意義。1腫瘤胃酸形成機制1.1材料論及并發(fā)癥國際上已有一些關(guān)于瘤胃酸中毒發(fā)生機制的研究報道,對瘤胃酸中毒發(fā)生提出3種學(xué)說。目前多數(shù)學(xué)者認同“乳酸中毒學(xué)說”,有部分學(xué)者認同“有機酸[主要是揮發(fā)性脂肪酸(VFA)和乳酸]中毒學(xué)說”,也有學(xué)者認同“內(nèi)毒素和組織胺中毒學(xué)說”。1.1.1瘤液phvfa瘤胃有機酸積累中毒學(xué)說認為瘤胃酸中毒是由于動物采食的大量可溶性碳水化合物在瘤胃內(nèi)代謝所產(chǎn)生的VFA濃度增加,導(dǎo)致瘤胃液pH大幅度下降所致,而不是由于瘤胃液中乳酸大量積累的緣故。瘤胃液pH高于5.5時,其間乳酸積累較少甚至沒有。因此,瘤胃液pH曾經(jīng)被認為是診斷SARA的主要方法。國際上普遍認為:當(dāng)瘤胃液pH降低到5.2~5.6之間,并至少每天維持3h以上時間,或者pH低于5.8即發(fā)生SARA。多數(shù)學(xué)者研究發(fā)現(xiàn),患有SARA的奶牛瘤胃乳酸濃度較低(<5mmol/L),瘤胃液pH的下降主要是由VFA濃度的增加引起,乳酸并不是瘤胃液pH下降的主要因素。大量研究表明,瘤胃液pH不是SARA的唯一可靠指標(biāo),而且由于瘤胃液pH會受到采樣方法、采樣時間和采樣部位的影響而有較大變化,近年來,國際學(xué)術(shù)界一直在探討新的、更為有效的指標(biāo)。1.1.2乳酸利用菌的產(chǎn)生有些學(xué)者認為,瘤胃內(nèi)微生物紊亂,特別是乳酸產(chǎn)生菌與乳酸利用菌之間的菌群失調(diào)導(dǎo)致瘤胃內(nèi)乳酸積累是誘發(fā)瘤胃酸中毒的直接原因。乳酸產(chǎn)生菌主要有溶纖維丁酸弧菌(Butyrivibriofibrisovens)、牛鏈球菌(Streptococcusbovis)、乳酸桿菌(Lactobacillus)等;乳酸利用菌主要有反芻獸新月單胞菌(Selenomonusruminantium)、埃氏巨形球菌(Megasphaeraelsdenii)等。二者之間的平衡狀態(tài)決定了瘤胃中乳酸的積累程度,當(dāng)反芻動物攝入大量可溶性碳水化合物后,幾乎所有瘤胃微生物均加速生長。牛鏈球菌在誘發(fā)瘤胃急性酸中毒中至關(guān)重要,該菌在不同的pH條件下所代謝的產(chǎn)物不同,當(dāng)pH低于5.7時,則激活該菌的乳酸脫氫酶(LDH)活性,同時抑制其丙酮酸甲酸裂解酶(PFL)的活性,將以乳酸為代謝終產(chǎn)物。當(dāng)pH高于6.0時,其快速繁殖的代謝產(chǎn)物是乳酸,而緩慢生長則以產(chǎn)乙酸、甲酸和乙醇為主;因乳酸的電離常數(shù)(pKa,為3.9)遠低于VFA(pKa為4.8),所以瘤胃中乳酸對pH的貢獻大于VFA。同時,乳酸的產(chǎn)生有可能促進VFA的吸收;大部分乳酸可被乳酸利用菌(反芻獸新月單胞菌和埃氏巨形球菌)代謝轉(zhuǎn)化為VFA,然而,當(dāng)瘤胃液pH低于5.0時乳酸利用菌受到抑制,乳酸的產(chǎn)量超出利用量而造成乳酸積累。可見,瘤胃中的乳酸和VFA之間有互作效應(yīng)。1.1.3內(nèi)毒素的變化內(nèi)毒素和組織胺中毒學(xué)說認為當(dāng)飼糧中大量可發(fā)酵碳水化合物進入瘤胃時使其內(nèi)環(huán)境發(fā)生劇變,瘤胃內(nèi)微生物區(qū)系發(fā)生改變,pH急劇下降,結(jié)果導(dǎo)致纖維素分解菌數(shù)量下降,革蘭氏陰性菌大量死亡崩解,釋放出大量內(nèi)毒素和組胺并被吸收入血,肝臟和外周血液中的內(nèi)毒素水平升高,形成內(nèi)毒素血癥型酸中毒。另有研究表明,當(dāng)發(fā)生酸中毒時,一方面,瘤胃內(nèi)的細菌內(nèi)毒素水平遠高于正常時的水平;另一方面,胃壁黏膜發(fā)炎、損傷,肝臟受損,網(wǎng)狀內(nèi)皮系統(tǒng)對內(nèi)毒素的解毒能力受到破壞,致使內(nèi)毒素進入血液,而導(dǎo)致微循環(huán)障礙而發(fā)生缺氧,從而使糖代謝過程沿著無氧酵解途徑進行,結(jié)果形成大量乳酸,因此,乳酸和細菌內(nèi)毒素可能對瘤胃酸中毒的發(fā)生起到相輔相成的作用。另外,乳酸積累及pH的緩慢下降還可能促進上皮釋放產(chǎn)生降解組織的金屬蛋白酶,這些金屬蛋白酶進入血液還將導(dǎo)致動物發(fā)生蹄葉炎,出現(xiàn)跛行、甚而蹄甲脫落等征狀。瘤胃內(nèi)組胺的吸收不僅使全身組織胺含量上升,還可進一步加重由乳酸中毒引起的瘤胃上皮細胞的損傷,是使酸中毒病情惡化的主要因素。由SARA引起牛消化道黏膜和肝臟發(fā)生炎癥時,在肝臟門靜脈血和外周血中檢測到標(biāo)記物淀粉A(SAA)和結(jié)合珠蛋白(Hp)含量顯著增加。1.2飼料及飼糧中ndf含量對瘤胃羧酸損害的影響正常情況下,瘤胃內(nèi)有機酸的產(chǎn)生和利用保持同步與平衡,中和酸度主要通過唾液分泌、瘤胃上皮吸收有機酸、瘤胃液外流稀釋和代謝的途徑來完成。SARA的發(fā)生與動物飼糧的類型及其碳水化合物組成有非常密切的關(guān)系。影響SARA的另一個重要因素是瘤胃的緩沖能力,瘤胃緩沖能力受內(nèi)源因素和飼糧因素2方面影響。內(nèi)源緩沖能力主要由動物的唾液分泌量決定;飼糧緩沖能力主要由飼糧的中性洗滌纖維(NDF)水平和陰陽離子差(DCAD)值決定。國內(nèi)外學(xué)者在飼糧結(jié)構(gòu),特別是碳水化合物類型對瘤胃微生物代謝以及SARA的發(fā)生上進行了大量研究,普遍認為保持瘤胃微生物區(qū)系的穩(wěn)定是維持瘤胃健康的關(guān)鍵所在。不同類型的碳水化合物飼料在瘤胃中的發(fā)酵速度不同,如可溶性糖、淀粉、半纖維素及纖維素被降解的時間分別為12~25min、1.2~5h、8~25h、24~96h。即使是同類型飼料其代謝的時間與方式也不盡一致,如小麥淀粉和馬鈴薯淀粉的降解速率分別為每小時34%和5%;軟粒小麥比硬粒小麥在瘤胃內(nèi)發(fā)酵產(chǎn)生的乳酸少。可見,飼料中碳水化合物在瘤胃中的降解速度可改變瘤胃微生物區(qū)系,并對瘤胃微生物代謝途徑產(chǎn)生影響。飼糧中NDF水平在很大程度上影響瘤胃健康,同時飼料的物理與化學(xué)特性在很大程度上影響動物的咀嚼與反芻時間,從而與SARA的發(fā)生有關(guān)。Mertens提出了物理有效纖維(peNDF)的概念,將飼糧中纖維長短與動物咀嚼能力和反芻次數(shù)相聯(lián)系,peNDF水平太低或飼料顆粒太小也是引起瘤胃酸中毒的重要因素。飼糧中淀粉含量大于28%(干物質(zhì)基礎(chǔ))、精粗比例大于55%、飼糧纖維含量太低(如NDF小于25%和來源于粗飼料的NDF小于19%時)均可引發(fā)瘤胃酸中毒。Plaizier在綜述中提出飼糧中peNDF水平低于12.5%(干物質(zhì)基礎(chǔ))時就會發(fā)生SARA。在NRC(2001)奶牛營養(yǎng)需要中提出用飼糧中非纖維性碳水化合物與中性洗滌纖維比例(NFC/NDF)作為評價奶牛飼糧中碳水化合物平衡的標(biāo)準(zhǔn),并且要求奶牛飼糧中75%的NDF應(yīng)來源于粗飼料,飼糧中最高NFC水平不超出44%,以保證飼糧peNDF的充足供應(yīng)。在奶牛和肉牛的飼養(yǎng)實踐中,美國等許多發(fā)達國家在奶牛飼糧配制方法上推廣使用全混合日糧(TMR),以保證飼糧中的peNDF水平,最大限度地預(yù)防SARA的發(fā)生。1.2.2硫假物添加量sara對乳狀液質(zhì)及瘤胃菌群結(jié)構(gòu)的影響當(dāng)高精料飼糧誘發(fā)奶牛發(fā)生SARA時,其瘤胃微生物區(qū)系發(fā)生顯著變化,與飼喂常規(guī)飼糧奶牛相比,發(fā)生SARA的奶牛瘤胃液中牛鏈球菌和乳酸桿菌數(shù)量分別提高3.62%和4.65%,溶纖維丁酸弧菌和埃氏巨型球菌的數(shù)量分別降低1.14%和4.90%。在高精料飼糧條件下奶牛發(fā)生SARA,同時發(fā)現(xiàn)由于高精料型碳水化合物結(jié)構(gòu)飼糧致使pH降低導(dǎo)致瘤胃菌群結(jié)構(gòu)失衡;瘤胃上皮乳頭出現(xiàn)腫大,角質(zhì)層脫落等異常狀態(tài)。硫胺素可通過抑制牛鏈球菌和乳酸桿菌等乳酸產(chǎn)生菌的生長,促進埃氏巨型球菌的生長而調(diào)節(jié)瘤胃菌群結(jié)構(gòu)的平衡而從根本上緩解瘤胃酸中毒。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn),添加硫胺素可通過改善瘤胃發(fā)酵、調(diào)節(jié)瘤胃菌群結(jié)構(gòu)和瘤胃內(nèi)酸度平衡而緩解SARA;添加120mg/kg的硫胺素具有促進犢牛生長發(fā)育和瘤胃上皮發(fā)育的作用。因瘤胃中原蟲能吞噬淀粉或吞噬細菌而使淀粉與產(chǎn)乳酸細菌分離,避免飼糧中淀粉被快速降解,纖毛原蟲(如內(nèi)毛蟲)能較好地適應(yīng)高精料飼糧而在維持瘤胃液酸度平衡中發(fā)揮重要作用。1.2.3瘤胃羧酸機制的研究反芻動物瘤胃微生物在對營養(yǎng)物質(zhì)進行消化代謝時存在著復(fù)雜的共生、競爭關(guān)系。不同種類瘤胃微生物之間的互作在SARA發(fā)生過程中起重要作用,采用群體感應(yīng)(quorum-sensing,QS)技術(shù)可揭示微生物細胞間的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)機制。目前,研究發(fā)現(xiàn)群體感應(yīng)在微生物毒素分泌、生物膜的形成和次級代謝產(chǎn)物的生成等生理生化過程中發(fā)揮了重要作用。至今,已經(jīng)發(fā)現(xiàn)多種QS信號分子,其中研究較為深入的有N-酰基高絲氨酸內(nèi)酯(acyl-homoserinelactones,AHLs)、自誘導(dǎo)肽(AIPs)和自體誘導(dǎo)物-2(AI-2)3大類。AHLs為群體感應(yīng)體系的基礎(chǔ)指標(biāo),特別是在與動物相聯(lián)系的革蘭氏陰性菌中廣泛存在。已有研究表明,瘤胃內(nèi)存在多種AHLs信號分子,但是瘤胃微生物信號分子種類及其對營養(yǎng)物質(zhì)消化代謝的調(diào)控作用鮮有研究報道。因此,可以預(yù)見AHLs信號分子是揭示瘤胃酸中毒機制的有效標(biāo)記物之一。代謝組學(xué)(metabonomics)作為一種借助氫核磁共振(1H-NMR)和質(zhì)譜儀等高通量、高靈敏度、高精確度的現(xiàn)代分析技術(shù),已發(fā)展成為研究解讀動物和人體機體復(fù)雜代謝機制的有力工具。代謝組學(xué)一般是研究小分子代謝產(chǎn)物,主要包括定量檢測生物內(nèi)源性代謝產(chǎn)物,由此挖掘代謝產(chǎn)物的整體變化規(guī)律,并將這些變化規(guī)律與機體所發(fā)生的生物變化或過程相關(guān)聯(lián)以揭示其變化的本質(zhì)。其主要特征是高通量檢測和大規(guī)模計算,從生物系統(tǒng)全面綜合地機體的代謝變化規(guī)律。近年來,基于核磁共振和質(zhì)譜技術(shù)的代謝組學(xué)在奶牛中進行大量研究,為揭示奶牛飼糧組成對奶牛生產(chǎn)性能和乳品質(zhì)的影響機理提供了新思路。研究重點集中在瘤胃代謝組、牛奶代謝組以及血液代謝組的研究。Saleem等采用核磁共振(NMR)、電感耦合等離子體質(zhì)譜(ICP-MS)、氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用(GC-MS)、二級質(zhì)譜聯(lián)用(DFI-MS/MS)以及脂類組學(xué)綜合技術(shù)對瘤胃瘺管采集的64份瘤胃液樣品進行了分析,構(gòu)建了246種代謝小分子的瘤胃液代謝數(shù)據(jù)庫,并找到它們與飼糧類型之間的關(guān)系。Sundekild等對456頭丹麥荷斯坦奶牛和436頭娟姍牛的奶樣進行了NMR組學(xué)分析,得到的代謝輪廓與牛奶中體細胞數(shù)之間呈強相關(guān),在體細胞數(shù)較高的奶樣中發(fā)現(xiàn)乳酸、丙酸、丁酸、異亮氨酸、β-羥丁酸含量較高,而在體細胞數(shù)較低的奶樣中馬尿酸和延胡索酸含量較低。Forano等用NMR技術(shù)研究了高纖維飼糧條件下瘤胃中琥珀酸絲狀桿菌對碳水化合物代謝的影響。Ametaj等應(yīng)用營養(yǎng)代謝組學(xué)技術(shù)研究了飼喂不同比例谷物精料對奶牛瘤胃酸中毒的影響,進一步探討瘤胃微生物代謝產(chǎn)物參與宿主的代謝過程及其對宿主健康和疾病的作用。可見,SARA是機體內(nèi)營養(yǎng)失衡導(dǎo)致體內(nèi)正常的代謝平衡失調(diào)的結(jié)果,用某些單一的代謝產(chǎn)物作為研究對象往往不能全面反映整體代謝過程。運用代謝組學(xué)技術(shù)來研究瘤胃酸中毒問題,可以從代謝水平上研究營養(yǎng)素與瘤胃微生物的相互作用和SARA的發(fā)生、發(fā)展及其對機體整體代謝的影響。2腫瘤胃中毒的預(yù)防2.1改善瘤胃羧酸的ph和微生物區(qū)系飼養(yǎng)管理不當(dāng)譬如動物饑餓后自由采食、突然改變飼糧、飼養(yǎng)制度不合理、改變飼糧缺乏適應(yīng)期均易引發(fā)瘤胃酸中毒。維持瘤胃內(nèi)pH和微生物區(qū)系穩(wěn)定是預(yù)防瘤胃酸中毒的最有效途徑。飼喂次數(shù)及每次飼喂量是控制SARA的重要措施。Allen認為,在飼喂后瘤胃液pH降低,且降低程度隨飼喂量的增加和飼糧NDF水平的降低而增加。飼喂TMR可避免動物一次性采食大量谷物,因此較單獨飼喂某種飼糧成分或營養(yǎng)不平衡飼糧能降低患SARA的風(fēng)險。飼喂TMR還可嚴格控制動物實際采食的精粗比。2.2如何控制飼糧中的nfc瘤胃酸中毒主要是由于突然采食過量的極易發(fā)酵的碳水化合物飼料而引起的。因此,選擇適當(dāng)?shù)墓任镲暳蠈︻A(yù)防瘤胃酸中毒有積極的意義。通過合理的配制飼糧,可以提高瘤胃的緩沖能力,有利于預(yù)防SARA。對反芻動物飼糧中能量和纖維成分進行適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié),飼糧NDF水平與瘤胃有效容積正相關(guān),與飼糧能量水平負相關(guān),在配制飼糧時應(yīng)控制NDF占TMR的百分比。NRC(2001)推薦采用飼糧NDF最低水平為25%,其中至少75%來自長且粗糙的飼草,從而有足夠的纖維以刺激咀嚼、反芻和唾液的產(chǎn)生,有助于瘤胃微生物的發(fā)育。通常,以每天保證供給奶牛4~5kg優(yōu)質(zhì)青干草為宜。青貯玉米是反芻動物中常用的粗飼料,然而飼喂大量青貯玉米比飼喂干草會增加患SARA的可能性。因此,在生產(chǎn)中要控制青貯玉米在飼糧中的比例。預(yù)防瘤胃酸中毒應(yīng)控制飼糧中NFC的水平和種類。飼糧中的NFC包括有機酸、糖類、淀粉以及可溶性纖維。Hall等提出,在滿足有效纖維需要量時,NFC以干物質(zhì)為基礎(chǔ)的最佳組成為:糖類0.5%,可溶性纖維10%,淀粉20%。不同加工處理方法影響飼糧中碳水化合物的發(fā)酵程度及發(fā)酵速率,也影響飼糧最佳NFC水平。Mertens推薦使用peNDF控制飼糧纖維水平。泌乳奶牛飼糧peNDF水平不能低于15%(干物質(zhì)基礎(chǔ)),肉牛飼糧中的peNDF水平不能低于19%(干物質(zhì)基礎(chǔ))。2.3乳酸菌接種的效果直接飼喂微生物能夠有效控制SARA的發(fā)生。使用乳酸菌能有效預(yù)防瘤胃乳酸的積累而造成的瘤胃內(nèi)pH升高。然而,直接接種乳酸菌產(chǎn)生的效果可能不同。雖然直接接種乳酸菌會促進乳酸利用,但是長期添加的效果不太理想,因為乳酸菌在瘤胃內(nèi)存活的時間太短,不能產(chǎn)生長期的效果。2.4酸質(zhì)細度的增加酸中毒是瘤胃中有機酸積累過多造成的,因此在飼糧中添加一定量的緩沖物質(zhì)則能夠起到穩(wěn)定pH作用。目前,最常用的措施是在飼糧中直接添加碳酸鹽等緩沖劑?？赏ㄟ^提高瘤胃液的流速、中和瘤胃產(chǎn)生的部分有機酸或者2方面結(jié)合來發(fā)揮緩沖效應(yīng),達到阻止瘤胃中有機酸的積累,預(yù)防瘤胃酸中毒的目的。生產(chǎn)中以碳酸氫鈉和氧化鎂混合緩沖劑最常用。碳酸氫鈉的推薦用量:占飼糧干物質(zhì)總量的0.6%~1.0%(每頭100~230g/d);氧化鎂的推薦用量:占飼糧干物質(zhì)總量的0.3%。用兩者的混合物時2~3份碳酸氫鈉與1份氧化鎂混合,其添加量占飼糧干物質(zhì)總量的0.6%~0.8%或占精料干物質(zhì)總量的0.8%~1.2%。盡管添加緩沖劑在緩解瘤胃酸中毒方面發(fā)揮了一定作用,但是,長期在飼糧中添加使用會影響到機體酸堿平衡和陰陽離子平衡而有負面效應(yīng)。2.5離子類載體藥物飼糧中添加抗生素能有效抑制產(chǎn)乳酸菌的生長,從而控制乳酸的產(chǎn)量。離子載體類抗生素(拉沙里菌素和莫能菌素)的使用證明抗生素能有效防止瘤胃酸中毒。莫能菌素(又稱瘤胃素)是目前反芻動物肥育過程中使用最廣泛的一種離子類載體抗生素。大量研究表明,它能有效降低甲烷的產(chǎn)生量、乙酸與丙酸比例,還能抑制瘤胃內(nèi)牛鏈球菌的活動,減少乳酸的產(chǎn)生量來提高瘤胃液pH,減少了瘤胃酸中毒的發(fā)生。在瘤胃內(nèi)接種乳酸利用菌(埃氏巨型球菌)可提高瘤胃內(nèi)乳酸利用率,并能與牛鏈球菌競爭性爭奪葡萄糖、麥芽糖等底物,抑制牛鏈球菌的生長。實際生產(chǎn)中,精料中添加30mg/kg莫能菌素可降低瘤胃酸中毒的發(fā)病率。然而,許多國家已經(jīng)禁止將抗生素作為飼料添加劑,并且消費者普遍對飼糧中添加抗生素的動物產(chǎn)品有質(zhì)疑。所以尋找替代抗生素的改善瘤胃發(fā)酵的物質(zhì)已經(jīng)成為近年的研究熱點。2.5.2瘤胃羧酸檢測埃氏巨型球菌(Megasphaeraelsdenii)可與牛鏈球菌競爭性爭奪葡萄糖、麥芽糖等底物,抑制牛鏈球菌的生長。因此,一些研究表明,瘤胃內(nèi)接種該菌具有減輕瘤胃酸中毒的效果。Robinson等向瘤胃接種2×1012~3×1012個埃氏巨型球菌407A,瘤胃中乳酸濃度顯著下降,pH升高,瘤胃酸中毒減輕。Hibbard等報道,飼糧中精料水平從50%陡增至90%時,肥育牛換料前經(jīng)口腔灌注埃氏巨型球菌,能顯著提高采食量,減輕瘤胃酸中毒的發(fā)生。2.5.3促進反液壓獸月型單胞菌回復(fù)突變的中間產(chǎn)物反芻獸新月單胞菌是能有效利用乳酸的細菌,飼糧中添加有機酸,可使反芻獸新月單胞菌的生長速度和利用乳酸的能力均有不同程度的提高。電子受體可促進該菌利用乳酸的的能力。蘋果酸、延胡索酸和琥珀酸等是瘤胃內(nèi)重要的電子受體,是瘤胃微生物發(fā)酵生成丙酸的中間產(chǎn)物。丙酸的生成有多種途徑:當(dāng)反芻獸新月型單胞菌利用乳酸發(fā)酵時,通過琥珀酸脫羧基途徑產(chǎn)生丙酸,這是乳酸發(fā)酵的主要途徑。延胡索酸和蘋果酸及其酸鹽可促進反芻獸新月型單胞菌等對乳酸的發(fā)酵,在瘤胃內(nèi)乳酸鹽的代謝和丙酸鹽的合成中起著至關(guān)重要的作用。有學(xué)者發(fā)現(xiàn),添加蘋果酸和延胡索酸不僅能有效地促進反芻獸新月單胞菌利用乳酸的能力,使VFA產(chǎn)生量下降,同時增加了發(fā)酵終產(chǎn)物二氧化碳的濃度。與抗生素相反,蘋果酸等有機酸是通過促進而不是抑制瘤胃微生物的生長而減少SARA的發(fā)生,同時它們作為代謝途徑的中間產(chǎn)物,可被微生物或其他生化反應(yīng)所代謝利用,無殘留,不存在微生物耐藥性選擇、病原體抗藥性轉(zhuǎn)移和藥物殘留等問題。因此,有機酸是調(diào)控瘤胃乳酸發(fā)酵和抑制瘤胃酸中毒發(fā)生中有應(yīng)用潛力的調(diào)控劑。2.6尿素對藥物代謝及酶系統(tǒng)的影響瘤胃酸中毒發(fā)生可使瘤胃及血液中組胺、內(nèi)毒素和硫胺素酶水平增加。添加硫胺素可能起到調(diào)控作用而緩解瘤胃酸中毒。硫胺素調(diào)控瘤胃酸中毒的機制是促進酸利用菌及硫胺素合成菌的生長,抑制乳酸產(chǎn)生菌及淀粉分解菌的繁殖,促使瘤胃微生態(tài)恢復(fù)平衡。董淑紅等研究表明,誘導(dǎo)山羊發(fā)生SARA后,飼糧中添加硫胺素組硫胺素酶活均顯著低于未添加組,且硫胺素酶活性比對照組顯著降低;同時,添加硫胺素組的組胺水平顯著或極顯著低于不添加硫胺素組;此外,硫胺素也可降低瘤胃液和血液中內(nèi)毒素水平。潘曉花等研究發(fā)現(xiàn)添加硫胺素可通過改善瘤胃發(fā)酵、調(diào)節(jié)瘤胃菌群結(jié)構(gòu)和瘤胃內(nèi)pH平衡而緩解SARA;添加120mg/kg的硫胺素具有促進犢牛生長發(fā)育和瘤胃上皮發(fā)育的作用。2.7給藥及預(yù)防瘤胃羧酸牛鏈球菌和乳酸菌是瘤胃酸中毒的主要誘發(fā)菌,接種二者的疫苗則可刺激機體產(chǎn)生抗體,從而減少乳酸的產(chǎn)量和瘤胃酸中毒的發(fā)生。是生產(chǎn)中預(yù)防瘤胃酸中毒的有效途徑之一。Shu等報道,給牛接種牛鏈球菌5(S.b