在奶牛实际生产中，为了满足高产奶牛的能量需要，或是由于季节性和区域性优质牧草的缺乏，往往不得不在奶牛饲粮中使用大量精料。高精低粗的饲粮结构容易造成瘤胃代谢异常^[1]。当奶牛采食大量精料后，瘤胃液pH下降，瘤胃内微生物区系发生变化^[2]。当瘤胃液pH下降到一定水平时，奶牛就会发生瘤胃酸中毒。实际生产中，亚急性瘤胃酸中毒(subacute ruminal acidosis，SARA)较为常见。一般来说，SARA发生时，瘤胃液pH长时间介于5.0~6.0之间^{[3, 4]}。SARA会导致奶牛采食量和营养物质消化率降低，还会造成腹泻、肠黏膜损伤，继而引发蹄叶炎、子宫炎等多种疾病^[5]。

奶牛发生SARA时，瘤胃内环境发生紊乱，并产生许多异常代谢产物，如内毒素[或称脂多糖(LPS)]和组胺等^[6]。内毒素可引发急性期反应和相关的代谢性疾病。组胺是机体中重要的炎性因子，与奶牛炎性反应有着重要的关系。另外，组胺与内毒素的作用往往是关联的^{[7, 8]}。目前，关于内毒素对奶牛的影响已有较多综述。因此，本文着重阐述瘤胃异常代谢产物组胺对奶牛的危害作用及其机制，并探讨消除组胺危害作用的方法。 1 SARA与瘤胃内组胺的产生及转运 1.1 瘤胃内组胺的产生

组胺是一种结构简单的化学信号分子和自体活性物质，是组氨酸在L型组氨酸脱羧酶作用下脱羧形成，并通过与组胺受体(histamine receptor，HR)结合从而改变细胞的生物活性，发挥广泛的生理或病理作用^[9]。一般认为，瘤胃内产生脱羧酶的细菌是一种可耐受酸性环境的细菌，在酸性环境中，组氨酸脱羧酶作用于组氨酸而产生组胺^[10]。当奶牛过食精料时，瘤胃内pH降低，瘤胃微生物群落发生明显变化，瘤胃发酵异常，瘤胃内不同种类细菌促使组氨酸脱羧，组胺浓度不断升高^{[11, 12, 13]}。研究发现，饲喂粗饲料的奶牛体内组胺产生菌数量极少，饲喂高谷物饲粮的牛体内组胺产生菌的数量高达10⁷个/g^[14]。产组胺亚利氏菌(Allisonella histaminiformans)是瘤胃内组胺的主要产生菌，并以组氨酸作为唯一的能量来源。另外，饲粮中可降解蛋白质含量升高，也可导致瘤胃内组胺浓度显著升高^[15]。 1.2 组胺的转运及与SARA的关系

组胺可以通过瘤胃壁和肠壁转运至血液，使血液中组胺浓度升高。正常生理状态下，奶牛体内含有微量的组胺，组胺合成后通常与硫酸多糖、肝素和硫酸软骨素等形成无活性的复合物贮存于肥大细胞的颗粒中。进入机体的微量组胺一般通过肝脏的甲基化或氧化作用迅速转化为非活性物质从尿中排出体外^[10]。微量组胺可以参与机体多种生理功能的调节，如神经和内分泌及胃肠和循环功能的调节，组胺浓度超过机体自身代谢能力时就会引起炎性反应^[16]。当奶牛发生SARA时，组胺产生菌活跃，瘤胃液组胺浓度不断升高，瘤胃液中组胺浓度从0.5 μmol/L增至64 μmol/L，而血浆组胺浓度则从低于0.009 μmol/L的正常水平升至0.2 μmol/L^[8]。由胃肠道进入血液组胺量的升高会造成胃肠道紧密连接蛋白和内嵌蛋白表达下调以及上皮细胞凋亡速率提高^[17]，黏膜和上皮细胞发生损伤，屏障调控作用降低，导致组胺和内毒素通过瘤胃壁的转运增加，进一步加重瘤胃酸中毒，引发全身性炎症反应，严重时可导致死亡^[16]。胡红莲等^[18]报道，随着SARA病程发展，瘤胃液中组胺呈递增趋势，进一步加剧了SARA病情，提示组织胺浓度增加在SARA病程发生、发展过程中发挥巨大的作用。瘤胃液中过多的组胺是加重由酸中毒引起的瘤胃上皮细胞损伤、加剧酸中毒病程发展的重要因素^[7]。 2 组胺对奶牛的危害及诱导炎性反应的机制 2.1 组胺引发的疾病

组胺是Ⅰ型变态反应的重要介质，能够引起血管收缩和舒张；同时也是炎症反应和免疫损伤的重要介质之一^[19]。瘤胃中组胺浓度与血浆中组胺浓度升高及蹄叶炎的发生密切相关^[20]。关于蹄叶炎发生的机制目前仍不十分清楚。据研究报道，患变形蹄病奶牛血浆内组胺和内毒素浓度明显升高，提示内毒素和组胺浓度升高是诱发奶牛蹄叶炎的重要因素^[21]。HR拮抗剂能够减轻蹄部动静脉吻合处的血管扩张，显著降低患病奶牛血液组胺浓度，改善蹄部血液循环，有效治疗蹄叶炎^[22]。这也反过来证明组胺是引起蹄叶炎的主要炎性分子。另外，体内外试验均证实，组胺能刺激成纤维细胞增殖和胶原合成，使患蹄叶炎奶牛蹄部真皮内遍及大量新生结缔组织和肉芽组织，表现过度角化和增生；同时，组胺使渗出物增加和炎性细胞趋化，导致蹄部皮肤神经和血管内环境平衡紊乱和局部代谢产物增多，进一步加重蹄叶炎的病理进程^[23]。

有研究表明，产后急性子宫内膜炎发生时，组胺在内膜的含量显著升高^[24]。组胺可调节子宫免疫功能，对子宫内膜炎的发生、发展有重要作用。对奶牛中枢注射组胺，除可引起消化腺分泌增强外，还可以使胃酸分泌过多，多种动物胃溃疡的发生与组胺有密切关系，同时组胺本身对胃肠黏膜也有损害作用^[25]。 2.2 组胺诱导机体炎性反应的机制

组胺是通过与其受体结合而发挥生物学作用的。HR包括H1R、H2R、H3R和H4R，组胺与不同HR结合后可触发下游信号通路，引起促炎性细胞反应和产生免疫调节^[26]。很多研究认为^{[27, 28, 29, 30]}，H1R的主要作用是诱导或增强炎症反应；H2R的主要作用是抑制或减弱炎症和免疫反应；H3R作为突触前自身受体，介导组胺和多种神经递质的合成与释放；H4R能促进炎性细胞在炎症部位的聚集。

组胺能够增强多种细胞和组织合成及分泌白细胞介素(IL)-1、IL-1β、IL-6或IL-8等促炎细胞因子及趋化因子，促进过敏性炎症反应^[31]。其中，内皮细胞表达H1R和H2R，组胺通过H1R使内皮细胞表达细胞间黏附分子-1(ICAM-1)、血管细胞黏附分子-1(VCAM-1)及P-选择素(P-selectin)等黏附分子增多^[32]。另外，组胺也可以调节自身受体在内皮细胞的表达而影响炎症反应。组胺还通过H1R或H4R增强嗜酸粒细胞和肥大细胞的趋化反应，诱导炎症介质或趋化因子的生成，使血管内皮细胞表达多种黏附分子，对炎症起促进作用。H1R拮抗剂抑制炎症细胞聚集的机制可能为下调核转录因子-κB(NF-κB)^[33]。组胺通过H2R抑制炎性细胞的活化、脱颗粒、形成超氧化物以及趋化活性，对炎症起抑制作用；H2R可能还是参与外周T细胞耐受，或主动抑制炎症及免疫反应的关键受体之一，选择性H2R激动剂可能有助于提高机体免疫耐受^[29]。H1R与H4R功能的互补和交叉现象，表明两者可能具有协同作用，联合应用H1R拮抗剂和H4R拮抗剂，以及H2R激动剂，可能对急慢性炎症的治疗有潜在优势。

组胺对机体免疫系统也有广泛的调节作用，并调节先天和获得性免疫^[26]。抗原提呈细胞对抗原的识别与提呈是机体免疫反应的首要环节，直接影响到免疫激活的效果和免疫耐受的诱导。其中，树突状细胞(DC)是目前已知的体内活性最强的抗原提呈细胞^[34]，在免疫应答的诱导中具有独特的地位。组胺通过其受体主动参与DC各分化阶段的功能和活化，与H1R和H3R结合诱导未成熟DC的钙内流、肌动蛋白聚合，提高DC的趋化活性，增强其细胞提呈抗原、合成促炎细胞因子及激活辅助性T细胞(Th)l的能力。相反，H2R抑制其抗原提呈能力，抑制单核细胞合成肿瘤坏死因子(TNF)-α、IL-12及IL-18等促炎细胞因子，促进IL-10等抗炎细胞因子的合成，并诱导合成IL-10的T细胞(或Th2)增殖^[35]。成熟DC的这些反应丧失，但组胺仍可以通过H2R剂量依赖性增加成熟DC内环磷酸腺苷(cAMP)水平并刺激IL-10分泌，同时抑制DC的IL-12合成^[34]。另外，组胺对T细胞和抗体类型具有重要的调节作用。组胺可直接或由DC调节T细胞活性，通过H1R增强Thl型反应，促进Th1细胞增殖和干扰素-γ(IFN-γ)产生，阻断体液免疫途径；通过H2R则下调Thl和Th2型生物反应^[36]，诱导Th2细胞产生IL-10^[34]，增强转化生长因子-β(TGF-β)对T细胞的抑制活性。Jutel等^[36]研究认为，H1R缺失的小鼠比野生小鼠合成更多的特异性抗体免疫球蛋白(Ig)E和IgG1，而H2R缺失小鼠产生的特异性抗体IgE少于野生型和H1R缺失小鼠。可能是由于H1R缺失小鼠Th2细胞分泌IL-4和IL-13增多，促进了体液免疫。此外，缺失H2R的小鼠Th1和Th2细胞因子均表达为上升，揭示了通过组胺驱使的效应细胞在控制非特异性炎症应方面的重要调节作用^[37]。 3 控制瘤胃内组胺产生及转运的方法 3.1 合理调配饲粮，减少瘤胃内组胺的产生

饲粮因素是导致瘤胃SARA产生的关键，在满足奶牛营养需要的同时尽量控制瘤胃异常发酵来预防SARA是减少瘤胃内毒素和组胺的一种有效途径。因此，在配制饲粮时，应尽量追求合理的精粗比。但在实际生产中，由于季节性和地区性优质粗饲料的缺乏，往往很难控制饲粮精粗比的上升。

饲粮中可以添加过瘤胃蛋白或用乳酸处理精料来减缓瘤胃的发酵速度^{[15, 38]}，促使蛋白质和淀粉等进入肠道被消化代谢，使瘤胃内pH维持在较高水平，降低瘤胃内组胺的产生。高pH水平也有利于减少瘤胃内异常代谢产物的产生，提高瘤胃壁的屏障作用。另外也可以通过添加有机酸(如苹果酸)来促进反刍兽新月单胞菌的生长，增强对瘤胃乳酸的利用能力，调节瘤胃中挥发性脂肪酸(VFA)和乳酸代谢，从而降低瘤胃SARA的发生，减少瘤胃异常代谢^[39]。

饲粮中添加缓冲剂可以明显降低奶牛血浆组胺和内毒素浓度^{[21, 40]}。有研究结果显示，患有SARA的牛不会主动采食过多的碳酸氢钠粉，应将缓冲剂均匀地添加到饲粮中，强制牛采食。但牛患病时，采食量下降，有限的碳酸氢钠很可能不足以中和有机酸，且其只能在短时间内起到中和瘤胃有机酸的作用，而后微生物又会发酵产生大量的酸性物质^[41]。另外，饲粮中可添加硫胺素为碳水化合物代谢过程中α-酮酸的氧化脱羧反应提供足够的辅酶，促使丙酮酸氧化供能，降低瘤胃内丙酮酸和乳酸的浓度，改善瘤胃内环境，从而降低瘤胃内组胺的生成量^[42]。另有研究表明^[43]，植物多酚提取物具有抑制VFA的作用，石榴皮多酚提取物通过抑制微生物对底物的发酵实现产酸速率的降低，同时降低瘤胃内VFA、内毒素和组胺浓度。 3.2 改善瘤胃内环境，提高胃肠道屏障功能

当奶牛瘤胃内异常发酵时，酸性环境和瘤胃异常代谢产物的存在使胃肠道黏膜上皮细胞屏障功能受损，通透性增加^[17]。因此，提高上皮细胞的屏障功能可控制和减少组胺的转运。据报道，上皮细胞屏障功能与体内谷氨酰胺(Gln)水平和益生菌种类和数量密切相关。

Gln不仅是合成蛋白质和肽的重要成分，还是肠道细胞和免疫细胞最重要的能源物质，对肠黏膜屏障具有维持和调节作用。缺乏Gln时，肠道通透性增加，促使肠道释放促炎性细胞因子(如TNF-α、IL-1、IL-6等)，加重机体的炎性反应^[44]。刘玉洁等^[45]报道，在饲喂高精料的奶山羊饲粮中添加过瘤胃Gln可维持瘤胃上皮结构完整，下调瘤胃上皮中的部分炎症因子的表达，降低高精料饲粮对瘤胃上皮屏障的损伤。

添加益生菌可以改善胃肠道内环境稳定，增强黏液层的保护效应。酵母培养物能够刺激瘤胃纤维分解菌、乳酸利用菌等有益微生物的繁殖和生长，改善瘤胃内环境。有研究报道^[46]，鼠李糖乳酸杆菌能下调肥大细胞高亲和力IgE受体(FcεRI)和H4R，促进上皮细胞的生长。益生菌还通过保护紧密连接蛋白的表达和减少细胞凋亡来维持上皮细胞的屏障功能，并且对肠道免疫功能具有调控作用，减少促炎性细胞因子的产生^[17]。但益生菌的作用效果不尽相同，因此益生菌菌种的选择以及对胃肠道的作用机理仍需进一步研究。 3.3 运用抗组胺药物，抑制组胺引起的炎性反应

对于组胺引起的一系列炎性反应，临床上主要利用HR拮抗剂加以消除。抗组胺药(antihistamines)主要是指组胺H1R拮抗剂，其作为竞争剂与H1R的非活性构象牢固地结合，使其向非活化态转变。H1R抗组胺药直接通过干扰位于感觉神经元和小血管的H1R与组胺的作用而下调过敏性炎症，通过作用于NF-κB，减少抗原提呈、促炎细胞因子和细胞黏附分子的表达以及趋化作用；以浓度依赖的方式抑制肥大细胞的活性从而减少组胺释放；同时对下调细胞内钙的聚集似乎起了重要作用^[33]。与第1代H1R抗组胺药相比，第2代H1R抗组胺药由于受体选择性强，可避免药物对中枢神经系统的不良反应和抗胆碱、抗5-羟色胺和抗d肾上腺受体效应，并且很少通过血脑屏障^[9]。HR拮抗剂可以添加到饲粮中发挥药效作用。盐酸苯海拉明和雷尼替丁分别为H1R拮抗剂、H2R拮抗剂，在奶牛饲粮中添加后能够显著降低血液组胺浓度，并能有效治疗奶牛的蹄叶炎^[22]。由于HR在基因表达和生理功能方面明显不同，联合使用HR拮抗剂对治疗炎症具有潜在优势^[37]。 4 小 结

当饲喂高精料饲粮时，奶牛SARA发生率增加，奶牛瘤胃代谢紊乱，血液组胺浓度升高，促炎性细胞因子(如IL、肿瘤坏死因子)增多，导致机体处于炎性反应状态，动物全身或局部血管通透性增强，从而引起蹄叶炎和子宫炎等多种疾病。但目前仍然并不是很清楚其作用机理，对组胺与HR同机体免疫相关疾病之间的相互关系尚待深入研究。合理调配饲粮、增强胃肠道细胞屏障功能以及联合使用HR拮抗剂都有利于减少组胺的负面影响，但HR拮抗剂的安全性和具体的作用机制仍需进一步研究。