《animal》:Effects of undernutrition and hydroxytyrosol supplementation in late pregnancy on cow-calf performance, metabolic and immune status, and newborn vitality in beef herds
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为解决半放牧条件下肉牛围产期营养不良对母牛代谢、犊牛初生重及被动免疫传递的负面影响,研究人员开展了妊娠后期营养水平(100% vs. 60%)与羟基酪醇(HT)补充(0 vs. 180 mg/kg TMR)的2x2因子实验。结果表明,营养不足降低母牛体重(BW)和体况评分(BCS),引发脂肪动员;HT补充可部分缓解代谢紊乱,提高犊牛初生重,并有助于维持初乳中IgM和IgG浓度。这为利用橄榄副产品多酚改善放牧肉牛系统生产性能提供了新策略。
在西班牙山区等半放牧肉牛生产体系中,母牛常面临季节性草料供应波动,尤其在妊娠后期。这一时期胎儿约75%的体重在此阶段增长,母牛同时还需为即将到来的泌乳期储备能量,营养需求巨大。当牧草不足时,母牛陷入营养不良状态,这不仅损害其自身的生产性能和代谢健康,还可能通过影响胎盘功能、初乳质量及胎儿编程效应,对后代的生长发育、免疫建立乃至长期健康产生深远影响,最终制约整个肉牛产业的可持续生产力。那么,能否通过营养干预策略来缓解妊娠后期营养不良带来的连锁负面效应呢?针对这一产业普遍痛点,一支研究团队将目光投向了橄榄加工副产品中的天然多酚——羟基酪醇。
羟基酪醇是橄榄叶中富含的一种多酚化合物,此前在单胃动物中的研究表明,其具有抗氧化、抗炎、调节血脂和免疫调节等多种生物活性。然而,这种天然活性成分在反刍动物,特别是在围产期肉牛上的应用效果如何,尚属未知。研究人员大胆假设:在妊娠后期母牛日粮中添加羟基酪醇,或许能像一把“代谢保护伞”,帮助营养不良的母牛更好地应对能量负平衡挑战,并惠及其子代。为了验证这一设想,他们在《animal》期刊上发表了一项开创性的研究。
为了探究上述问题,研究团队设计了一个精细的2x2因子实验。他们选取了109头怀孕肉牛(包括Parda de Monta?a和Pirenaica两个品种),在妊娠第28周至分娩(约40周)期间,将母牛分为四组:满足100%营养需求组(100-Control)与补充HT组(100-HT),以及仅满足60%营养需求的限制组(60-Control)与限制但补充HT组(60-HT)。HT的添加量为每日每公斤全混合日粮180毫克。研究系统监测了母牛体重、体况、血液代谢与激素指标、初乳成分与免疫球蛋白含量,以及犊牛的初生重、血液皮质醇水平和活力指标。
研究结果
1. 母牛妊娠期的生产、代谢和内分泌指标
营养限制显著降低了母牛妊娠末期的体重和体况评分,表明母牛动用了体脂储备。同时,限制组母牛血液中非酯化脂肪酸(NEFA)和胆固醇浓度升高,而胰岛素样生长因子1(IGF-1)、葡萄糖和果糖胺浓度降低,这共同指向了严重的能量负平衡和脂肪动员状态。引人注目的是,在营养不良的母牛中补充HT(60-HT组)起到了缓冲作用。与未补充的60-Control组相比,60-HT组母牛的NEFA和胆固醇升高幅度更温和,IGF-1水平的下降也更少。此外,HT补充还普遍降低了母牛的血浆尿素浓度,提示可能改善了氮利用效率。
2. 犊牛初生重和母犊对的皮质醇浓度
母牛妊娠后期的营养水平并未影响犊牛的初生重。然而,无论母牛营养水平如何,HT补充组的犊牛初生重均显著高于对照组。此外,公犊的初生重高于母犊。虽然母牛本身的皮质醇水平未受营养影响,但营养不良母牛所产犊牛,在出生后5天和1个月时,血浆皮质醇浓度均显著高于营养充足母牛的犊牛,这表明产前营养应激对后代的下丘脑-垂体-肾上腺(HPA)轴产生了持续影响。
3. 初乳和母犊血浆中的免疫球蛋白浓度及初乳化学成分
营养限制对母牛和犊牛血浆中的免疫球蛋白(IgM, IgG)浓度影响不大,但使初乳中IgG浓度在产后12-24小时有降低趋势。HT补充则显示出积极的免疫调节作用:补充HT的母牛,其血浆IgG平均浓度更高。更重要的是,在产后12-24小时内,HT补充组母牛的初乳中IgM和IgG的浓度下降更慢,保持了更高水平。不过,这种初乳质量的提升并未直接转化为犊牛血浆免疫球蛋白浓度的升高,可能因为所有犊牛在最初几小时内都摄入了足量、高质的初乳。在初乳成分上,HT补充降低了产后12小时内初乳的脂肪和蛋白质含量(尤其在限制组),但增加了产后12-24小时初乳的蛋白质和尿素含量。
4. 新生犊牛的活力评估
新生犊牛的活力仅受到分娩难易程度的影响,难产会显著降低犊牛尝试站立的比例、手指吸吮反射强度等多项活力指标。而母牛妊娠期的营养水平或HT补充,均未对犊牛活力或分娩难度产生显著影响。
结论与意义
这项研究清晰揭示,在肉牛妊娠后期,营养不良会迫使母牛进入分解代谢状态,损耗自身体储,并对子代造成持续的内分泌应激(皮质醇水平升高)。而日粮中添加源自橄榄的羟基酪醇,展现出了多方面的积极作用:对于营养不良的母牛,HT像一位“代谢调节师”,帮助其更平缓地应对能量危机,减轻脂肪过度动员和代谢紊乱;对于犊牛,HT则像一份“出生礼物”,显著增加了其初生重;对于至关重要的被动免疫传递,HT扮演了“初乳品质维持者”的角色,帮助初乳在产后关键的第一天保持更高的免疫球蛋白浓度。
这是首个在反刍动物中探索羟基酪醇在围产期应用的研究。其重要意义在于,为解决全球放牧肉牛系统中常见的围产期营养不良问题,提供了一种基于农业副产品(橄榄叶)增值利用的天然、潜在的营养干预策略。尽管其长期效益和对犊牛生长性能的影响有待进一步追踪,但本研究无疑为开发提高肉牛产业韧性和生产力的新型功能性饲料添加剂打开了崭新的大门。