夏季热应激导致奶牛乳蛋白含量降低的分子机制

夏季热应激是制约奶牛养殖业发展的重要因素之一。热应激导致奶牛乳蛋白含量显著降低,严重制约了乳品质。本文从蛋白质合成前体物——氨基酸的代谢和转运角度解析乳蛋白含量降低的原因,阐明热应激对乳腺中蛋白质合成信号通路和细胞凋亡相关蛋白的影响,从基因和蛋白质水平解析奶牛热应激后的生理变化,阐明其分子机制,为缓解夏季热应激奶牛的"乳蛋白降低症"提供理论与方法依据。     

热应激影响奶牛乳腺酪蛋白合成的机制

热应激不仅影响奶牛健康,同时影响奶牛泌乳性能和牛奶品质。乳蛋白作为影响牛奶品质的主要成分,其含量和产量受到基因、环境、内分泌激素等因素综合作用的影响。而现有关于热应激对奶牛乳蛋白含量及产量的影响的研究报道结果不相一致。因此,本文从热应激引起奶牛内分泌激素变化导致营养重分配的基因网络、乳蛋白合成的应答与转录调控机制改变层面,综述了其对奶牛乳腺酪蛋白合成的影响,为进一步的机理研究提供一些思路。     

自然生产条件下热应激周期变化揭示泌乳中期奶牛出现“热应激乳蛋白降低征”

本试验在连续3年时间里测定了上海地区热应激周期变化对泌乳中期奶牛生产性能和牛奶品质的影响。通过实地测定并计算分析,绘制了上海地区热应激周期变化图谱,揭示了整个热应激周期中不同热应激程度的分布状况。研究对比了自然生产环境下无热应激与中度热应激对奶牛生产性能和牛奶品质的影响,发现中度热应激极显著降低了奶牛采食量、产奶量、乳脂校正乳产量、能量校正乳产量、乳脂率、乳蛋白含量、总固体含量(P<0.01),而且显著增加了乳中尿素氮含量(P<0.05)。在热应激周期变化研究中发现,中度热应激显著升高泌乳奶牛的直肠温度和呼吸频率(P<0.05),而且呼吸频率比直肠温度对热应激变化的反应更快、更敏感。热应激周期变化对奶牛干物质采食量、产奶量的影响取决于热应激程度,2012年整个热应激周期的热应激程度比较低,热应激周期变化对奶牛干物质采食量、产奶量无显著影响(P>0.05),但是2013年热应激程度更加严重,热应激周期变化对奶牛干物质采食量、产奶量产生了极显著影响(P<0.01)。在牛奶品质中,受热应激影响最大的是乳蛋白合成量(P<0.01)。2012年和2013年2个热应激周期变化对其他乳成分含量没有显著影响(P>0.05),但是两年的热应激周期变化都导致乳蛋白含量显著下降(P<0.05)和乳中尿素氮含量显著升高(P<0.05)。尤其值得注意的是,2012年热应激周期变化并没有导致奶牛采食量下降(P>0.05),而且产奶量也没有显著性差异(P>0.05),但是仍然出现了乳蛋白含量下降和乳中尿素氮含量升高(P<0.05)。这表明热应激周期变化改变了泌乳中期奶牛氮代谢的途径,发生了氮营养重分配(repartitioning)现象,而且这种现象不依赖于采食量和产奶量,可以称之为“热应激乳蛋白降低征”(heat-stressed milk protein decrease syndrome,HS-MPD)。     

热应激影响荷斯坦奶牛泌乳机制的研究进展

奶牛在极端热环境下会产生热应激反应,导致奶牛泌乳量降低、乳品质下降。本文从热应激诱导乳腺氧化应激及影响机体激素代谢、抑制乳成分合成角度综述了热应激影响奶牛泌乳的机制,并对补饲添加剂缓解热应激的效果进行总结,以期为进一步探究热应激机理及寻求有效、合理的缓解措施提供理论依据。     

必需氨基酸调控奶牛乳腺上皮细胞乳蛋白合成的研究进展

乳蛋白含量的高低是衡量乳品质的重要指标，奶牛乳腺上皮细胞（BMECs）是乳腺合成乳蛋白的基本功能单位。必需氨基酸（EAA）作为乳成分前体物质，其不仅是乳蛋白合成的底物，而且可以作为信号分子调控乳蛋白的合成。本文综述了近年关于EAA对BMECs乳蛋白合成的影响及其潜在的信号通路机制的研究进展，为今后系统研究氨基酸对BMECs乳蛋白合成的调控及提高泌乳奶牛氨基酸转化为乳蛋白的效率提供参考。     

热应激对牛奶中乳蛋白含量和组分的影响及作用机制

热应激不仅影响奶牛健康,而且易导致奶牛"热应激乳蛋白降低征"的发生,从而影响牛奶品质。本文综述了近些年来热应激影响牛奶中乳蛋白含量及酪蛋白和乳清蛋白组分的研究进展,探讨了热应激诱导的"热应激乳蛋白降低征"发生机理,以期为缓解奶牛热应激和提高牛奶品质提供参考。     

影响奶牛乳蛋白合成的主要营养因素分析

乳蛋白是奶牛乳汁的重要组成成分，它主要通过乳腺组织吸收血液中游离的氨基酸及小分子蛋白质来合成。乳蛋白的合成会受到日粮营养水平、胃肠道微生物、乳腺血流量及血中氨基酸浓度、血中可利用氨基酸比例、氨基酸载体转运效率等多种因素的影响。文章主要从乳蛋白的合成途径、影响乳蛋白合成的因素、乳蛋白合成相关基因表达及乳蛋白合成信号通路的调控四个方面进行阐述，以期通过改善乳腺对氨基酸的有效利用，为提高乳蛋白合成效率、改善乳品质提供科学依据。     

泌乳奶牛乳腺葡萄糖吸收、代谢及其调控研究进展

乳腺是合成乳汁的重要场所。葡萄糖是泌乳奶牛合成乳糖的前体物,并且与乳脂、乳蛋白合成密切相关。为提高泌乳奶牛饲料转化效率、泌乳量,有必要深入研究奶牛乳腺的葡萄糖吸收与代谢机制。本文从乳腺葡萄糖吸收方式、乳腺葡萄糖摄取的调控、乳腺葡萄糖代谢及调控3个方面,对泌乳奶牛乳腺的葡萄糖吸收、代谢及其调控进行综述,为进一步研究乳腺代谢,调控乳产量、乳脂含量和乳蛋白含量提供依据。     

泌乳奶牛氨基酸营养

给产奶牛被加过瘤胃蛋白质如鱼粉和保护的大豆饼粕对提高乳蛋白含量和乳产量并不是最好的该方法。奶牛在乳蛋白合成也需要多肽或短肽，它们在乳腺中可能作为前体直接参与乳蛋白合成，奶牛通过注射补充混合氨基酸或只注射必需ＡＡ可都提高奶产量并明显提高乳蛋白含量和产量，但乳糖含量有所下降。     

热应激对反刍动物乳中脂肪酸合成的影响及其机制

随着全球气候变暖和极端天气的频发,反刍动物因其不耐热的特点易在夏季高温天气遭受热应激,进而影响其乳产量和乳品质。热应激已经成为制约奶业发展的重要影响因素之一。乳中脂肪酸的含量和组成与人类的健康密切相关,但目前尚不清楚热应激对其具体的影响及其作用机制。为此,本文系统综述了热应激对乳中脂肪酸组成、物质代谢过程和乳腺乳合成能力等方面的影响及其分子机制,以期为缓解反刍动物热应激并完善精准营养饲喂提供理论参考。     

热应激通过诱导奶牛乳腺细胞凋亡减少乳蛋白

本试验旨在研究热应激时乳蛋白含量和产量降低与泌乳相关激素、乳蛋白合成相关信号通路及乳腺细胞凋亡的关系,并揭示热应激引起乳蛋白含量和产量下降的原因。选取4头泌乳日龄、体重、产奶量相近的经产健康荷斯坦奶牛作为试验动物。采取2×2交叉试验设计,试验共2期,每期18 d(其中预试期和试验期各9 d),2期之间间隔30 d。预试期为热中性环境,自由采食。试验期奶牛随机分为2组(n=2),分别为热应激组和配对限饲组。结果表明:1)热应激显著降低了乳蛋白的含量和产量(P0.05)。2)热应激对酪氨酸激酶(JAK)-信号转导及转录激活因子(STAT)信号通路及κ-酪蛋白(CSN3)基因表达量没有显著影响(P0.05)。3)热应激显著增加了哺乳动物雷帕霉素靶蛋白(m TOR)信号通路中的m TOR的基因表达量(P0.05),且有增加核糖体S6蛋白激酶(S6K1)基因表达量的趋势(0.05≤P0.10)。4)热应激增加了乳腺细胞中与细胞凋亡相关的半胱氨酸蛋白酶3(CASP3)、环氧合酶-2(COX2)基因的表达量(P0.05),且有增加B淋巴细胞瘤-2相关X蛋白(BAX)基因表达量的趋势(0.05≤P0.10)。综合可知,热应激可能并不是通过调控单个乳腺细胞合成乳蛋白的能力来影响乳蛋白的含量和产量,而是通过诱导乳腺细胞的凋亡,减少可用于乳蛋白合成的乳腺细胞的数量来影响的。     

寡肽和氨基酸对奶牛的作用

给产奶牛补加过瘤胃蛋白质对提高乳蛋白含量和乳产量是一种基本的方法。奶牛在乳蛋白合成上也需要多肽或短肽, 它们在乳腺中可能作为前体直接参与乳蛋白合成。给奶牛通过注射补充混合氨基酸（ 必需ＡＡ＋ 非必需ＡＡ） 或只注射必需ＡＡ 都可提高奶产量并明显提高乳产量和蛋白含量,但乳糖含量有所下降。进而,向奶牛日粮中添加经保护处理的氨基酸,如Ｌｙｓ 、Ｍｅｔ 、Ｐｈｅ 、Ｈｉｓ ,能明显提高产奶量和乳蛋白含量。     

奶牛乳腺氨基酸代谢利用及其信号通路

乳腺是奶牛乳汁合成的重要器官,乳腺内营养物质代谢与乳品质密切相关。乳蛋白作为乳中最重要的营养物质,一直受到研究者关注。氨基酸是乳蛋白合成的重要前体物,同时也是乳腺代谢途径的重要调控因子。乳腺内氨基酸代谢涉及诸多信号通路,对信号通路的深入研究可从细胞分子水平揭示乳合成调控机理,为奶牛乳腺内氨基酸代谢营养调控提供理论依据。本文针对奶牛乳腺氨基酸代谢及其涉及到的信号通路进行综述,并就其与营养的关联进行了阐述。     

不同程度热应激对泌乳中期奶牛产奶量和乳成分的影响

选取36头临床健康、头胎、泌乳中期奶牛,通过实时监控外界温湿度指数,结合奶牛呼吸、心率、肛温等生理指标,确定奶牛热应激状态,并测定奶牛产奶量和乳成分。结果,与无热应激相比,中度热应激使奶牛日均产奶量降低16.33%,轻度热应激对此影响不明显。中度热应激奶牛乳脂率较轻度热应激显著降低,但与无热应激组相比差别不显著。轻度热应激使奶牛乳蛋白水平极显著降低,但随热应激程度加深,乳蛋白水平有升高趋势。试验结果表明:不同程度热应激对泌乳中期奶牛产奶量和乳成分有不同影响。     

乳蛋白合成的信号通路与营养调控

乳蛋白是衡量乳品质高低的重要指标之一。研究乳腺合成乳蛋白的机理,探索奶牛将摄入的营养物质转化成乳蛋白的代谢过程及对关键基因的调控作用,已为提高乳品质提供了新的思路。本文从日粮蛋白质、能量、氨基酸、维生素等营养素的角度,结合相关的信号通路关键基因,综述了营养素对乳蛋白合成的调节作用,为利用日粮营养素对乳蛋白合成的调节研究提供理论基础。     

隐性乳房炎奶牛乳蛋白含量降低的信号转导机制探讨

乳蛋白是决定牛奶营养品质的主要乳成分之一,具有较高的营养价值,含有人体几乎所有的必需氨基酸。乳蛋白含量和组成受多种因素的影响,除品种、胎次、环境、奶牛泌乳阶段、饲粮组成与营养水平外,疾病也是影响乳汁中乳蛋白含量和组成的重要因素。其中,奶牛隐性乳房炎可以引起乳汁中乳蛋白含量的降低。本文主要探讨乳蛋白的合成机理及隐性乳房炎时乳蛋白含量降低的信号转导机制,旨在为研究在奶牛患隐性乳房炎条件下提高乳蛋白含量的方法提供一些思路和参考。     

泌乳奶牛氨基酸营养

给产奶牛补加过瘤胃蛋白质如鱼粉和保护的大豆饼粕对提高乳蛋白含量和乳产量并不是最好的方法。奶牛在乳蛋白合成上也需要多肽或短肽,它们在乳腺中可能作为前体直接参与乳蛋白合成。奶牛通过注射补充混合氨基酸(必需AA+ 非必需AA)或只注射必需AA 都可提高奶产量并明显提高乳蛋白含量和产量,但乳糖含量有所下降。进而,向奶牛日粮中添加经保护处理的氨基酸,如赖氨酸、蛋氨酸、苯丙氨酸和组氨酸,也能明显提高产奶量和乳蛋白含量。     

日粮营养水平对奶牛乳蛋白合成的影响及其作用机理的研究进展

乳蛋白作为乳中重要的组成成分,含有人体所需的几乎所有必需氨基酸。然而,奶牛乳蛋白的合成受很多因素影响,如日粮组成、遗传因素、饲养环境等,但具体影响机制尚不明确。因此,研究乳蛋白合成机理,结合营养调控措施提高其在乳中的含量,成为目前研究的热点和重点。作者就目前日粮营养水平对奶牛乳蛋白合成的影响及其作用机理的研究进行了综述。     

赖氨酸影响奶牛乳蛋白合成的分子机制北大核心CSCD

乳蛋白是评价牛奶质量的重要指标。在以玉米为基础饲粮的奶牛的乳蛋白合成过程中,赖氨酸(Lys)既是限制性氨基酸又是必需氨基酸,发挥着重要调控作用。Lys可提高奶牛泌乳性能、维持乳腺健康,但目前Lys调控乳蛋白合成的详细分子机制尚不清楚。本文综述了Lys影响奶牛泌乳性能特别是乳蛋白合成的研究进展,并介绍了Lys影响奶牛乳蛋白合成的可能机制,为完善奶牛泌乳营养精准调控策略提供理论参考。     

热应激对牛奶中生化指标的影响

对比研究热应激与非热应激期泌乳奶牛全乳中各种矿物元素含量的变化和乳清中的酶活性以及各种抗氧化指标的变化,发现夏季热应激使奶牛全乳中常量元素和微量元素代谢紊乱,酶活性发生变化。试验结果表明热应激使泌乳奶牛乳腺组织氧化代谢异常、自由基产生过多而导致乳腺细胞氧化损伤。