低酸度酒精阳性乳患牛颈、乳静脉中矿物质含量变化的研究

低酸度酒精阳性乳患牛颈、乳静脉中矿物质 含量变化的研究 第29卷第4期 2007年8月 江西农业大学 ActaAgricuhuraeUniversitatisJiangxiensis Vo1.29,No.4 Aug.,2007 文章编号:1000—2286(2007)04—0616—05 低酸度酒精阳性乳患牛颈,乳静脉中 矿物质含量变化的研究 王鹏,王振勇,王艳明,贾玉东,侯志高 (山东农业大学动物科技学院,山东泰安271018) 摘要:通过对酒精阳性乳患牛及正常牛颈,乳静脉中8种离子含量的测定与对比分析,发现酒精阳性乳患牛的 乳腺分泌上皮细胞选择性吸收钠,钾,钙,镁的功能异常,进而引起乳中的相应含量发生变化;以及息牛乳腺组 织利用锌,铜,锰,铁的量发生了变化.这对深入探讨酒精阳性乳症的发生机理以及对患牛乳腺代谢的影响都 提供了有力的证据. 关键词:酒精阳性乳;颈静脉;乳静脉;常量元素;微量元素 中图分类号:$858.237.26文献标识码:A AStudyontheConcentrationofIoninJugularVeinandMammary VeinofCOWSufferedFromAlcoholPositiveMilk WANGPeng,WANGZhen—yong, WANGYan—ming,JIAYu—dong,HOUZhi—gao (AnimalScienceandTechnologyCollege,ShandongAgriculturalUniversity,Tai’an271018,China) Abstract:ConcentrationsofeightionsinjugularveinandmammaryveinofCOWsufferedfromalcoholpos? itivemilk(APM)weredetected.TheresultsshowedthattheabilityofselectiveabsorptionofelementsCa,Mg, NaandKofthemammaryglandepitheliaofCOWsufferedfromAPMisabnormalwhichchangestheconcentra— tionsofinorganicelementsinmilk;aslotheamountsofZn,Cu,MnandFeusedbythemammaryglandofthe COWsufferedfromAPMarechanged.Thisresultaffordsproofforthepurposeofprobingintothepathogenesisof APMandtheeffectsonthemetabolismofthemammaryglandoftheCOWsufferedfromAPM. Keywords:alcoholpositivemilk;jugularvein;mammaryvein;constantelement;traceelement 低酸度酒精阳性乳(alcoholpositivemilk,简称APM)是指新挤出的牛奶与等量的P=70%中性酒精 均匀混合,可产生微细颗粒和絮状凝块的乳.这种乳与正常牛奶相比,热稳定性较差,不能进行乳品 的深加工.自1936年在荷兰首次报道本病以来,国内外学者对发病机理及防治进行了广泛的研究. 前人研究发现引起酒精阳性乳的因素有遗传,营养及环境应激等诸多方面,本试验通过测定酒精阳性乳 患牛和正常牛颈,乳静脉中4项无机盐离子的含量,并对获得的结果进行了深入研究,取得了一定的结 果,现报道如下: 收稿日期:2007一O3一O3修回日期:2007—05—08 基金项目:”十五”国g~l-&攻关奶业重大专项和”华北农区(山东)奶业现代化生产技术集成与产业化示范’’ (2002BA518A16) 作者简介:王鹏(1981一),男,硕士生,主要从事动物营养代谢病研究,Email:bird5508@163. com;$通讯作者:王振 勇,博士,副教授. 第4期王鹏等:低酸度酒精阳性乳患牛颈,乳静脉中矿物质含量变化的研究’617? 1材料与方法 1.1材料 1.1.1试验动物2005年8月中旬在山东某大型集约化奶牛场随机抽取头胎荷斯坦乳牛.对抽取的 乳牛先进行CMT试剂(美国加州隐性乳房炎诊断液)检测,再用P=70%中性酒精对CMT阴性牛进行 酒精阳性乳检测.从CMT阴性,酒精阳性牛中随机选择无其他临床表现的10头作为阳性试验组,从 CMT阴性,酒精阴性牛随机选择无其他临床表现的10头作为阴性试验组. 1.1.2仪器低速台式离心机(上海手术器械厂),原子吸收分光光度计(北京普析通用公司). 1.2方法 1.2.1采样于检测酒精阳性乳的当天进行阳性试验组和阴性对照组的血液样品采集. 1.2.2血清制备采血后,静置30rain后,以低速离心机3000r/min离心15min,吸取上层无溶血现 象的血清置一20?冰箱中保存备用. 1.2.3Ca,Mg,Na,K,Zn,Cu,Mn,Fe含量的测定采用原子吸收分光光度法测定,所用仪器为TAS一 986原子吸收分光光度计(北京普析通用公司). 2试验结果 所测数据通过SPSS11.0版软件进行统计分析,结果如下(表1一表8). 表1阴性对照组颈,乳静脉血清中Ca,Mg,Na,K含量 Tab.1ConcentrationsofelementCa,Mg,Na,Kinjugularveinandmammaryv einofcontrolgroup 注:”“为0.01<P<0.05,差异显着;”“为P<0.01,差异极显着. 相比颈静脉,正常泌乳奶牛乳静脉血清中的Ca,Mg,K含量均显着下 降(P<0.05),Na含量极显着下降 (P<0.01). 表2阳性试验组颈,乳静脉血清中Ca,Mg,Na,K含量 Tab.2ConcentrationsofelementCa,Mg,Na,Kinjugularveinandmammaryv einoftestgroup 注:”“为0.01<P<0.05,差异显着;”%”为P<0.01,差异极显着. 相比颈静脉,正常泌乳奶牛乳静脉血清中的Ca,Mg含量均极显着下 降(P<0.01),Na,K含量均显 着下降(P<0.05). 表3颈静脉血清中Ca,Mg,Na,K含量 Tab.3ConcentrationsofelementCa,Mg,Na,Kinthejugularvein 注:”“为0.01<P<0.05,差异显着;”“为P<0.01,差异极显着. 相比正常泌乳奶牛颈静脉,阳性牛颈静脉血清中的Ca含量显着升高 (P<0.05),Mg含量降低但差 异不显着,Na含量显着降低(P<0.05),K含量极显着降低(P<0.01). ? 618?江西农业大学第29卷 注:”“为0.01<P<0.05,差异显着;”“为P<0.01,差异极显着. 相比正常泌乳奶牛颈静脉,阳性牛乳静脉血清中的ca含量升高但差 异不显着,Mg含量显着降低 (P<0.05),Na含量升高但差异不显着,K含量极显着降低(P<0.01). 表5阴性对照组颈,乳静脉血清中Zn,Cu,Mn,Fe含量 Tab.5ConcentrationsofmicroelementZn,Cu,Mn,Feinjugularveinandmam maryveinofcontrolgroup 注:”“为0.O1<P<0.05,差异显着;”“为P<0.O1,差异极显着. 相比颈静脉,正常泌乳奶牛只有乳静脉血清中的zn含量显着下降 (P<0.05),Cu,Mn,Fe含量的变 化都不显着. 表6阳性试验组颈,乳静脉血清中Zn,Cu,Mn,Fe含量 Tab.6ConcentrationsofmicroelementZn,Cu,Mn,Feinjugularveinandmam maryveinoftestgroup 注:”“为0.01<P<0.05,差异显着;”“为P<0.01,差异极显着. 相比颈静脉,阳性牛乳静脉血清中zn含量极显着下降(P<0.01),而 Fe含量极显着升高(P< 0.01),Cu和Mn的含量显着下降(P<0.05). 表7颈静脉血清中Zn,Cu,Mn,Fe含量 Tab.7ConcentrationsofmicroelementZn,Cu,Mn,Feinjugularvein 注:”“为0.O1<P<0.05,差异显着;”“为P<0.O1,差异极显着. 相比正常泌乳奶牛颈静脉,阳性牛颈静脉血清中的zn,cu含量显着下降(P<0.05),Mn,Fe含量的 变化不显着. 表8乳静脉血清中Zn,Cu,Mn,Fe含量 Tab.8ConcentrationsofmicroelementZn,Cu,Mn,Feinmammaryvein 注:”%”为0.01<P<0.05,差异显着;”“为P<0.0l,差异极显着. 相比正常泌乳奶牛颈静脉,阳性牛乳静脉血清中的zn含量极显着下降(P<0.01),Cu,Mn含量显 着下降(P<0.05),Fe的含量极显着升高(P<0.01). 3分析与讨论 3.1常量元素含量变化的研究 牛奶是一种胶体系统,其稳定性主要与其中的酪蛋白有关.酪蛋白在乳中很少以单体的形式存 第4期王鹏等:低酸度酒精阳性乳患牛颈,乳静脉中矿物质含量变化的研究?619? 在,而是与钙磷结合成酪蛋白钙一酪蛋白磷酸盐复合物,其稳定性决定了牛奶的稳定性?.维持这种 微胶粒稳定的因素主要是疏水交互作用力和静电交互作用力.牛奶中ca,Mg离子与磷酸,柠檬酸之 间保持适当的平衡是维持牛奶稳定性的必要条件.牛奶的乙醇稳定 性是由牛奶中游离的ca离子浓度 决定的,当乳中ca,Mg离子过剩时,过多的ca和Mg不能被磷酸或柠檬酸鳌合而游离,游离的ca, Mg离子中和了酪蛋白的电荷,使酪蛋白的稳定性下降.在酪蛋白微胶粒中,主要有as一,13一,一,k酪 蛋白,其中除k酪蛋白外,其余酪蛋白对钙均敏感,当其与乳中的游离钙结合时,就会产生絮状沉淀.而 k酪蛋白位于最外层,全乳中Na,K使酪蛋白微胶粒表面电荷增加,水化层增厚,对酪蛋白最外层的k 酪蛋白起保护作用,会使酪蛋白稳定性增强-o. 酒精对蛋白质有脱水作用,酒精分子进入蛋白质多肽链的空隙内破坏了酪蛋白的空间构型,其疏水 作用力场平衡遭到破坏;同时由于阳性乳中Ca,Mg离子被吸附到胶粒表面,并与之结合,从而中和了酪 蛋白的电荷,改变了酪蛋白复合物间的静电交互作用平衡,造成酪蛋白复合物组成的胶体分散系统平衡 遭到破坏,失去电荷的酪蛋白在酒精的脱水作用下失去水化膜,形成了胶体凝结,出现颗粒状,丝状,絮 状等大小不等的沉淀,这就形成了酒精阳性乳. 牛奶中的矿物质来自于血液,是乳腺的分泌上皮细胞对血液进行选择性吸收和浓缩的结果. 3.1.1Ca,Mg含量变化的研究由表1,2可知,正常泌乳奶牛乳静脉中的 Ca,Mg含量较颈静脉有显 着下降;酒精阳性乳患牛乳静脉中的Ca,Mg含量较颈静脉有极显着下降,由表3可知,患牛颈静脉中的 ca含量显着高于正常牛,Mg含量与正常牛差异不明显.乳静脉中较颈静脉减少的Ca,Mg通过乳腺的 分泌上皮细胞对血液进行选择性吸收和浓缩作用进入乳汁.由以上试验结果可推断,乳腺的分泌上皮 细胞的这种选择性吸收Ca,Mg的功能有所加强,患牛乳汁中的Ca,Mg含量较正常乳汁会有一定的升 高,这种分析与王林等报道的阳性乳乳清ca,Mg含量明显高于阴性乳ca,Mg含量结果相吻合. 通过以上的分析,患牛乳中过多的ca和Mg不能被磷酸或柠檬酸鳌合而游离,游离的Ca,Mg离子中和 了酪蛋白的电荷,使酪蛋白的稳定性下降. 3.1.2Na,K含量变化的研究由表1,2可知,正常泌乳奶牛乳静脉中的Na含量较颈静脉有极显着 下降,K含量较颈静脉有显着下降;酒精阳性乳患牛乳静脉中的Na,K含量较颈静脉有显着下降,由表3 可知,患牛颈静脉中的Na,K含量较正常牛有不同程度的下降.由以上试验结果可推断,乳腺的分泌上 皮细胞的这种选择性吸收Na,K的功能有所减弱,患牛乳汁中的Na,K含量较正常乳汁会有一定的下 降,这种推断与王林等报道的阳性乳全乳中的Na,K含量明显低于阴性乳ca,Mg含量结果相吻 合.通过以上的分析,患牛乳中Na,K含量的降低削弱了Na,K对酪蛋白最外层的k酪蛋白的保护作 用,相应的就会使酪蛋白稳定性下降. 3.2微量元素含量变化的研究 zn,Cu,Mn,Fe,这些微量元素都是相关酶的组成成份或活性中心,在自由基防御系统中发挥重要作 用.因此,微量元素含量的变化直接影响抗氧化酶的活性,与自由基的代谢平衡密切相关.从试验结果 可知,酒精阳性乳患牛体内微量元素代谢紊乱,下面就其含量变化与自由基代谢的关系作一下探讨: 3.2.1Zn,Fe含量变化的研究zn有清除自由基的作用且能终止自由基引发的脂质过氧化链式反 应;缺zn增加肝脏脂质过氧化,而且显着降低血液与肝脏中GSH—Px和SOD的活性,增加MDA的产 量.Fe在自由基代谢中主要表现为增强活性氧的毒性作用1o].在自由基代谢过程中,Fe与zn关系 密切.zn能减少铁离子进入细胞并抵制其在产生羟自由基引发的链式反应中的催化作用?;zn可与 Fe竞争与膜表面结合的位点,可使铁复合物减少,通过HaberWeiss反应产生的OH?减少,造成脂类转 变为活性氧的链式反应被抑制?.由表5,6所示,正常泌乳奶牛乳静脉的zn含量较颈静脉显着下降, Fe含量变化不显着;而酒精阳性乳患牛乳静脉的zn含量较颈静脉极显着下降,Fe含量极显着升高. 由表7,8所示,酒精阳性乳患牛颈静脉较正常牛颈静脉zn含量显着下降,Fe含量变化不显着;而乳静 脉较正常牛乳静脉zn含量极显着下降,Fe含量极显着升高.这就说明了酒精阳性乳患牛的乳腺组织 代谢紊乱,产生了大量的氧自由基.为了清除这些多量的自由基,降低乳腺组织所受的毒性作用,乳腺 组织从血液中吸收了多量的zn和少量的Fe,这样就使得患牛乳静脉中的zn含量降低,而Fe含量升 高. ? 620?江西农业大学第29卷 3.2.2Cu,Mn含量变化的研究铜是CuZn—SOD活性的必需金属辅基,铜缺乏会使CuZn—SOD活 性下降,从而降低了机体抗氧化能力;锰也是Mn—SOD的重要组成成分,锰缺乏会使SOD活性减弱,抗 氧化能力下降,不能抑制脂质过氧化物MDA的产生,进而对机体内的组织细胞造成损害.由表5,6 所示正常泌乳奶牛乳静脉的Cu,Mn含量较颈静脉均下降,但差异不显着;而酒精阳性乳患牛乳静脉的 Cu,Mn含量较颈静脉均显着下降.由表7,8所示,酒精阳性乳患牛颈静脉较正常牛颈静脉cu含量显 着下降,Mn含量变化不显着;而乳静脉较正常牛乳静脉中的Cu,Mn含量均显着下降.分析试验结果可 知,大量的Cu,Mn被患牛的乳腺组织所吸收利用,从而来增加SOD的抗氧化作用,以免乳腺组织被过 氧化损伤,这样就使得患牛乳静脉中的Cu,Mn含量下降. 4小结 牛奶中的矿物质来自于血液,是乳腺的分泌上皮细胞对血浆进行选择性吸收和浓缩的结果.发生 酒精阳性乳时,患牛乳静脉血液中的Ca,Mg含量相比较于颈静脉中含量下降的幅度大于正常牛的同比 下降幅度,使得酒精阳性乳汁中的Ca,Mg含量相比较正常乳汁有一定的升高;同时患牛乳静脉血液中 的Na,K含量相比较于颈静脉中含量下降的幅度小于正常牛的同比下降幅度,使得酒精阳性乳汁中的 Na,K含量相比较正常乳汁有一定的下降.乳汁中Na,K含量的降低削弱了Na,K对酪蛋白最外层的k 酪蛋白的保护作用,使得酪蛋白内部的其他种类酪蛋白更易于与Ca,Mg的接触,乳汁中Ca,Mg含量的 升高使得这种接触更加的频繁,在酒精对蛋白质的脱水作用以及Na,K对酪蛋白最外层的k酪蛋白保 护作用削弱的情况下,酪蛋白与游离钙结合,产生絮状沉淀,进而形成酒精阳性乳. 乳腺组织本身抗氧化能力较差且氧自由基产生率高,而机体的保护性代偿机能仅能勉强维持其氧 自由基的代谢平衡.当奶牛发生酒精阳性乳时,奶牛乳腺局部和整体自由基代谢平衡均失调而趋于氧 化状态.这就需要血液中能增强抗氧化酶的微量元素参与到维持氧自由基代谢平衡的反应中,以及减 少利用血液中能增强氧自由基毒性作用的微量元素,这就使得血液中相应的微量元素含量减少或升高, 从而使得患牛的乳腺局部和整体自由基代谢趋于平衡. 参考文献: [1]李春雨.酒精阳性乳发生的原因及防治措施[J].动物科学与动物医学,2001,19(5):37—38. [2]陈有亮,何友朗.酒精阳性乳的利用研究[J].中国奶牛,1994(6):36—37. [3]DalgleishDG.Bindingofcalciumionstobovinefl—caseinandprecipitabi lityoftheproteincalciumioncomplexs[J].Dairy Res,1980,47:113. [4]高纯一,祁永峰.奶牛酒精阳性乳的产生与防治[J].河北畜牧兽 医,2000,16(9):39. [5]郭本恒.液态奶[M].北京:化学工业出版社,2004. [6]蒋志刚,陆毓明.果味牛奶中柠檬酸盐对酪蛋白稳定性的影响[J].食品与机械,1999(4):30—31. [7]刘景华,李艳.酒精阳性乳脂肪球不稳定机理的研究[J].吉林农业大学,1993,15(3):57—58. [8]王振勇,王林.奶牛酒精阳性乳与离子平衡,乳腺细胞损伤关系的研究[J].中国畜牧兽医,2006,33(2):20—24. [9]成廷水,芮于明.氨基酸锌对产蛋鸡性能及免疫反应的影响[J].饲料研究,2004(4):1—5. [10]王澎.体内铁离子库与自由基损伤[J].国外医学生理:病理科学与临床分册,1994,14(3):165—167. [11]PuppoA.FreeRadicalResCommun[J].1988,4(6):415—422. [12]催红梅,杨月欣,刘建字.锌对OH?,0,’所致红细胞膜氧化损伤的保护作用研究[J].营养,1999,21(2):186 — 190. [13]方允中,郑荣梁.自由基生物学的理论与应用[M].北京:科学出版社,2002:188.