动物营养学报    2020, Vol. 32 Issue (5): 2198-2208    PDF    
引用本文
单强, 马峰涛, 金宇航, 李洪洋, 高铎, 孙鹏. 富铬酵母对热应激奶牛生产性能、血清指标及血浆和牛奶中微量元素含量的影响[J]. 动物营养学报, 2020, 32(5): 2198-2208.  
SHAN Qiang, MA Fengtao, JIN Yuhang, LI Hongyang, GAO Duo, SUN Peng. Effects of Chromium Yeast on Performance, Serum Indexes and Plasma and Milk Trace Element Contents of Heat-Stressed Dairy Cows[J]. Chinese Journal of Animal Nutrition, 2020, 32(5): 2198-2208.  
富铬酵母对热应激奶牛生产性能、血清指标及血浆和牛奶中微量元素含量的影响
单强 , 马峰涛 , 金宇航 , 李洪洋 , 高铎 , 孙鹏     
中国农业科学院北京畜牧兽医研究所, 动物营养学国家重点实验室, 北京 100193
收稿日期: 2019-11-19
基金项目: 国家重点研发计划（2016YFD0500507）；中国农业科学院科技创新工程（ASTIP-IAS07）
作者简介: 单强(1994-), 女, 黑龙江黑河人, 硕士研究生, 从事动物营养与饲料科学研究。E-mail:466070320@qq.com.
通信作者: 孙鹏, 研究员, 博士生导师, E-mail:sunpeng02@caas.cn.
摘要: 本试验旨在研究富铬酵母对热应激奶牛生产性能、血清指标及血浆和牛奶中微量元素含量的影响。选取产奶量[（28.9±1.4）kg/d]、泌乳天数[（105±5）d]、胎次（2~3胎）相近和健康状态良好的泌乳中期荷斯坦奶牛20头，随机分为4组，每组5头。对照组（CON组）饲喂不添加富铬酵母的基础饲粮，试验组分别在基础饲粮精料中添加0.4（Cr-0.4组）、0.8（Cr-0.8组）、1.2 mg/kg（Cr-1.2组）的富铬酵母（以铬计）。预试期14 d，正试期56 d。结果表明：1）随着富铬酵母添加剂量的增加，奶牛直肠温度和呼吸频率呈线性下降（P < 0.05）。2）随着富铬酵母添加剂量的增加，奶牛干物质采食量、产奶量和乳蛋白率呈线性升高（P < 0.05）。3）随着富铬酵母添加剂量的增加，血清尿素氮含量呈线性升高（P < 0.05），血清葡萄糖含量呈先升高后降低的二次曲线变化（P < 0.05）。Cr-0.8组血清葡萄糖含量显著高于CON和Cr-1.2组（P < 0.05）。4）随着富铬酵母添加剂量的增加，血清超氧化物歧化酶活性和总抗氧化能力呈线性升高（P < 0.05），血清谷胱甘肽过氧化物酶活性呈先升高后降低的二次曲线变化（P < 0.05），血清丙二醛含量呈先降低后升高的二次曲线变化（P < 0.05）。5）随着富铬酵母添加剂量的增加，血清胰岛素、皮质醇和甲状腺素含量呈线性升高（P < 0.05），血清胰高血糖素和催乳素含量呈先升高后降低的二次曲线变化（P < 0.05），血清三碘甲状腺原氨酸含量呈先降低后升高的二次曲线变化（P < 0.05）。其中，Cr-0.4和Cr-0.8组血清胰高血糖素和催乳素含量显著高于CON组（P < 0.05），Cr-0.4和Cr-0.8组血清三碘甲状腺原氨酸含量低于CON组（P < 0.05）。6）随着富铬酵母添加剂量的增加，血浆中铬和锰及牛奶中铬含量呈线性升高（P < 0.05），牛奶中铬和锰含量呈先升高后降低的二次曲线变化（P < 0.05）。Cr-0.8组血浆中铬含量显著高于CON和Cr-0.4组（P < 0.05）；Cr-0.4、Cr-0.8、Cr-1.2组牛奶中铬含量显著高于CON组（P < 0.05）。由此可见，饲粮中添加0.8 mg/kg富铬酵母可以改善热应激奶牛生产性能。饲粮中添加适宜剂量的富铬酵母可以降低血清尿素氮含量，调节血清激素含量，提高机体抗氧化能力，增加血浆及牛奶中铬含量。
关键词: 富铬酵母    奶牛    热应激    生化    激素    抗氧化能力    微量元素    
Effects of Chromium Yeast on Performance, Serum Indexes and Plasma and Milk Trace Element Contents of Heat-Stressed Dairy Cows
SHAN Qiang , MA Fengtao , JIN Yuhang , LI Hongyang , GAO Duo , SUN Peng     
State Key Laboratory of Animal Nutrition, Institute of Animal Science, Chinese Academy of Agricultural Sciences, Beijing 100193, China
Corresponding author: SUN Peng, professor, E-mail: sunpeng02@caas.cn.
Abstract: The aim of this study was to investigate the effects of chromium yeast on performance, serum indexes and plasma and milk trace element contents of heat-stressed dairy cows. Twenty mid-lactation good health Holstein dairy cows with similar milk yield[(28.9±1.4) kg/d], lactation days[(105±5) d] and parity (2 to 3 parities) were selected and randomly divided into 4 groups with 5 cows in each group. Cows in the control group (CON group) were fed a basal diet without chromium yeast, while other in experimental groups were fed basal diet concentrates supplemented with 0.4 (Cr-0.4 group), 0.8 (Cr-0.8 group) and 1.2 mg/kg (Cr-1.2 group) chromium yeast (as chromium count), respectively. The pre-experimental period lasted for 14 days, and the experimental period lasted for 56 days. The results showed as follows:1) with the supplemental dose of chromium yeast increased, the rectal temperature and respiratory rate of dairy cows were linearly decreased (P < 0.05). 2) With the supplemental dose of chromium yeast increased, the dry matter feed intake, milk yield and milk protein percentage of dairy cows were linearly increased (P < 0.05). 3) With the supplemental dose of chromium yeast increased, the serum urea nitrogen content was linearly increased (P < 0.05), and the serum glucose content was increased firstly and then decreased quadratically (P < 0.05). The serum glucose content of Cr-0.8 group was significantly higher than that of CON and Cr-1.2 groups (P < 0.05). 4) With the supplemental dose of chromium yeast increased, the serum superoxide dismutase activity and total antioxidant capacity were increased linearly (P < 0.05), the serum glutathione peroxidase activity was increased firstly and then decreased quadratically (P < 0.05), and the serum malondialdehyde content was decreased firstly and then decreased quadratically (P < 0.05). 5) With the supplemental dose of chromium yeast increased, the serum insulin, cortisol and thyroxine contents were linearly increased (P < 0.05), the serum glucagon and prolactin contents were increased firstly and then decreased quadratically (P < 0.05), and the serum triiodothyronine content was decreased firstly and then increased quadratically (P < 0.05). Among them, the serum glucagon and prolactin contents of Cr-0.4 and Cr-0.8 groups were significantly higher than those of the CON group (P < 0.05), and the serum triiodothyronine content of Cr-0.4 and Cr-0.8 groups was significantly lower than that of the CON group (P < 0.05). 6) With the supplemental dose of chromium yeast increased, the contents of chromium and manganese in plasma and chromium in milk were linearly increased (P < 0.05), and the contents of chromium and manganese in milk were increased firstly and then decreased quadratically (P < 0.05). The plasma chromium content of Cr-0.8 group was significantly higher than that of CON and Cr-0.4 group (P < 0.05), and the milk chromium content of Cr-0.4, Cr-0.8 and Cr-1.2 groups was significantly higher than that of the CON group (P < 0.05). In summary, dietary supplementation of 0.8 mg/kg chromium yeast can improve the performance of heat-stressed cows. Dietary supplementation of appropriate dose chromium yeast can decrease the serum urea nitrogen content, regulate serum hormone content, improve body antioxidant capacity, and increase the contents of chromium in plasma and milk.
Key words: chromium yeast    dairy cows    heat stress    biochemical    hormone    antioxidant capacity    trace element    

目前，热应激已成为奶牛养殖行业的重大挑战之一。当外界环境的变化幅度超过奶牛能承受的范围，奶牛将处于亚健康状态，生产性能下降[1]。由于夏季炎热气候的影响，奶牛机体的热平衡被破坏，皮质醇(COR)分泌增加，机体正常代谢被破坏[2]。研究表明，在动物饲粮中添加铬(Cr)可以降低其血清中COR含量，降低动物对应激的反应[3]。奶牛在热应激状态下，COR分泌量增加，COR可以充当胰岛素(INS)拮抗剂，使得血液葡萄糖(GLU)含量增加并减少其他组织对GLU的摄取[3]，而血液GLU含量升高会刺激体内Cr的动员，机体内储存的Cr会部分转移到血浆中，随尿液排出的Cr含量增加，从而导致机体内Cr的缺乏[3-4]。反刍动物饲料原料中Cr含量很低，因而需要在奶牛饲粮中添加适宜剂量的含Cr添加剂来提高Cr的摄入量，有利于缓解热应激的影响，提高其生产性能[5]。

Cr的吸收主要取决于其在肠道的状态，有机Cr的生物利用率远远高于无机Cr[6-7]。Cr主要由转铁蛋白转运，而转铁蛋白转运多种阳离子元素，使得Cr与其他微量元素发生竞争作用[4]。研究表明，在热应激奶牛饲粮中加入富铬酵母，可以缓解热应激，降低体温和呼吸频率[8]。在围产后期奶牛饲粮中加入富铬酵母，可增强免疫功能、抗氧化能力及INS含量，降低血清COR含量[9-10]。刘琳珊等[11]研究发现，在围产前期奶牛饲粮中加入富铬酵母，可以增强机体免疫能力，减少应激，提高外周组织对GLU的利用率。富铬酵母对热应激奶牛生产性能和GLU代谢有积极影响，而现有研究对热应激奶牛血清代谢物调节和血浆及牛奶中微量元素含量的影响鲜有报道。因此，本试验旨在探究饲粮中添加富铬酵母对热应激奶牛生产性能，血清生化、激素和抗氧化指标以及血浆和牛奶中微量元素含量的影响，为富铬酵母在实际生产中的应用提供科学依据。

1 材料与方法 1.1 试验材料

富铬酵母购自中国安琪酵母有限公司，Cr含量为1 000 mg/kg。

1.2 试验设计和饲养管理

选取产奶量[(28.9±1.4) kg/d]、泌乳天数[(105±5) d]、胎次(2~3胎)相近，健康状态良好的泌乳中期荷斯坦奶牛20头，随机分为4组，每组5头。对照组(CON组)饲喂不添加富铬酵母的基础饲粮，试验组分别在基础饲粮精料中添加0.4(Cr-0.4组)、0.8(Cr-0.8组)、1.2 mg/kg(Cr-1.2组)的富铬酵母(以Cr计)。试验期70 d，其中预试期14 d，正试期56 d。基础饲粮为参照《奶牛饲养标准》(NY/T 34—2004)配制的全混合日粮(total mixed ration，TMR)，其组成及营养水平见表 1。试验奶牛采用散栏式饲养方式，自由采食和饮水，每日饲喂3次(06:30、13:30、20:30)，挤奶3次(05:30、12:30、19:30)。

表 1 基础饲粮组成及营养水平(干物质基础) Table 1 Composition and nutrient levels of the basal diet (DM basis) 
1.3 温湿度指数(temperature and humidity index，THI)

在试验期间，用距离地面1.5 m的温湿度计测量牛舍中的温度和相对湿度，5个温湿度计分别置于牛舍中央及四周。每天06:00、14:00和22:00记录牛舍温度和相对湿度数据，并计算THI。

式中：T是牛舍温度(℃)；RH是牛舍相对湿度(%)。

1.4 直肠温度(RT)和呼吸频率(RR)的测定

试验期间，每周连续2 d测定每头牛的直肠温度和呼吸频率。直肠温度和呼吸频率测定的具体时间为10：00—11：30和16：00—17：30。利用兽用体温计在直肠停留3 min后，读取数据，记录直肠温度。呼吸频率根据目测胸腹部的起伏动作测定，1 min的呼吸次数作为呼吸频率。

1.5 饲粮样品的采集与测定

正试期每周连续3 d测定TMR采食量，并采用四分法采集饲粮样品，测定干物质(DM)含量，从而计算每头牛每天的干物质采食量(DMI)。同时测定粗蛋白质(CP)[AOAC(2000)，方法976.05]、粗脂肪(EE)[AOAC(2003)，方法4.5.05]和粗灰分(Ash)[GB/T 6438—1992]含量，中性洗涤纤维(NDF)和酸性洗涤纤维(ADF)含量参照Van Soest等[13]的方法进行测定。

1.6 产奶量与乳成分的测定

在试验期内，每天记录每头牛的产奶量。每10 d采集1次新鲜乳样，按早、中、晚为4 : 3 : 3比例采集乳样50 mL并加入重铬酸钾防腐剂，利用MilkoScan FT6000型乳成分分析仪(FOSS公司，丹麦)测定乳脂率、乳蛋白率、乳糖率、总固形物含量和非脂固形物含量，利用Fossomatic 5000型牛奶体细胞测定仪(FOSS公司，丹麦)测定牛奶体细胞数(somatic cell count，SCC)。

在试验最后1天，采集另一份奶样，-20 ℃冷冻保存，用于检测乳中微量元素Cr、铜(Cu)、铁(Fe)、锌(Zn)和锰(Mn)含量。微量元素含量的测定方法参考GB 5009.268—2016。Cr含量的测定方法如下：取0.5 mL牛奶样品，使用MARS 6型微波消解仪(CEM公司，美国)消解后定容至25 mL，使用ICP-MS 7700型电感藕合等离子体质谱(Agilent公司，美国)测定；Cu、Fe、Zn和Mn含量的测定方法如下：取0.5 mL牛奶样品，使用MARS 6型微波消解仪消解后定容至50 mL，使用ICP-OES 9000型电感耦合等离子发射光谱仪(Shimadzu公司，日本)测定。

1.7 血液样品的采集与测定

试验结束时，于晨饲前通过尾静脉采血。血液样品放置30 min后，在4 ℃下，3 000×g离心15 min，分别制备血清和血浆，并置于-20 ℃冰箱保存备用。使用BS-420型全自动生化仪(深圳迈瑞生物医疗电子股份有限公司)检测血清中肌酐(CREA)、尿酸(UA)、尿素氮(UN)、胆固醇(TC)、总蛋白(TP)、白蛋白(ALB)、GLU含量和碱性磷酸酶(ALP)活性；采用武汉基因美生物科技有限公司的酶联免疫吸附测定(ELISA)试剂盒并严格按照操作说明测定血清中INS、胰高血糖素(GC)、COR、催乳素(PRL)、三碘甲状腺原氨酸(T3)和甲状腺素(T4)含量；使用南京建成生物工程研究所有限公司的试剂盒并严格按照操作说明测定血清中超氧化物歧化酶(SOD)、谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)活性及总抗氧化能力(T-AOC)和丙二醛(MDA)含量。取血浆样品测定微量元素Cu、Fe、Zn、Mn和Cr含量，测定方法同1.6。

1.8 数据统计分析

试验数据采用SAS 9.4软件MIXED模块进行统计分析。统计模型中包含试验牛的随机因素和试验处理的固定因素。采用Turkey’s法进行多重比较；采用线性和二次多重比较评价富铬酵母添加剂量的影响。P < 0.05表示差异显著，0.05≤P < 0.10表示差异有显著趋势。

2 结果 2.1 试验期间牛舍平均温度和相对湿度的变化

如表 2所示，本试验期间，牛舍全天平均温度为26.9~33.6 ℃，平均相对湿度为55.47%~77.43%，THI为77.63~83.93，已超过泌乳期奶牛的适宜饲养环境温度(5.0~25.8 ℃)，且THI均大于72(图 1)。这说明本试验环境已对泌乳奶牛造成热应激。

表 2 牛舍温度和相对湿度 Table 2 Temperature and relative humidity of cattle house
图 1 牛舍温湿度指数变化曲线 Fig. 1 Temperature and humidity index curve of cattle house
2.2 富铬酵母对热应激奶牛直肠温度和呼吸频率的影响

如表 3所示，随着富铬酵母添加剂量的增加，奶牛直肠温度和呼吸频率呈线性下降(P < 0.05)。其中，Cr-0.8和Cr-1.2组奶牛直肠温度和呼吸频率显著低于CON组(P < 0.05)，与Cr-0.4组无显著差异(P>0.05)。

表 3 富铬酵母对热应激奶牛直肠温度和呼吸频率的影响 Table 3 Effects of chromium yeast on RT and RR of heat-stressed dairy cows
2.3 富铬酵母对热应激奶牛采食量、产奶量和乳成分的影响

如表 4所示，Cr-0.8组奶牛DMI显著高于CON组(P < 0.05)，与Cr-0.4和Cr-1.2组无显著差异(P>0.05)。随着富铬酵母添加剂量的增加，奶牛产奶量呈线性升高(P < 0.05)。其中，Cr-0.4和Cr-0.8组奶牛产奶量显著高于CON组(P < 0.05)，与Cr-1.2组无显著差异(P>0.05)。Cr-0.4和Cr-1.2组奶牛乳蛋白率显著高于CON组(P < 0.05)，与Cr-0.8组无显著差异(P>0.05)。此外，富铬酵母对热应激奶牛乳脂率、乳糖率、非脂固形物含量、总固形物含量和SCC无显著影响(P>0.05)。

表 4 富铬酵母对热应激奶牛采食量、产奶量和乳成分的影响 Table 4 Effects of chromium yeast on feed intake, milk yield and milk composition of heat-stressed dairy cows
2.4 富铬酵母对热应激奶牛血清生化和抗氧化指标的影响

如表 5所示，随着富铬酵母添加剂量的增加，奶牛血清UN含量、SOD活性和T-AOC呈线性升高(P < 0.05)，血清GLU含量、GSH-Px活性呈先升高后降低的二次曲线变化(P < 0.05)，血清MDA含量呈先降低后升高的二次曲线变化(P < 0.05)。其中，Cr-0.4、Cr-0.8、Cr-1.2组奶牛血清UN含量显著低于CON组(P < 0.05)；Cr-0.8组奶牛血清GLU含量显著高于CON和Cr-1.2组(P < 0.05)，与Cr-0.4组无显著差异(P>0.05)；Cr-0.4和Cr-0.8组奶牛血清SOD含量显著高于CON和Cr-1.2组(P < 0.05)；Cr-0.4、Cr-0.8、Cr-1.2组奶牛血清T-AOC和GSH-Px活性显著高于CON组(P < 0.05)；Cr-0.8组奶牛血清MDA含量显著低于CON、Cr-0.4和Cr-1.2组(P < 0.05)。此外，富铬酵母对热应激奶牛血清ALB、CREA、TC、TP和UA含量及ALP活性无显著影响(P>0.05)。

表 5 富铬酵母对热应激奶牛血清生化和抗氧化指标的影响 Table 5 Effects of chromium yeast on serum biochemical and antioxidant indexes of heat-stressed dairy cows
2.5 富铬酵母对热应激奶牛血清激素指标的影响

如表 6所示，随着富铬酵母添加剂量的增加，奶牛血清GC、INS和T4含量呈线性升高(P < 0.05)，血清COR含量呈线性降低(P < 0.05)，血清INS和PRL含量呈先升高后降低的二次曲线变化(P < 0.05)，血清T3含量呈先降低后升高的二次曲线变化(P < 0.05)。其中，Cr-0.4、Cr-0.8、Cr-1.2组奶牛血清INS含量显著高于CON组(P < 0.05)；Cr-0.8和Cr-1.2组奶牛血清T4含量高于CON组(P < 0.05)，与Cr-0.4组无显著差异(P>0.05)；Cr-0.4和Cr-0.8组奶牛血清GC和PRL含量显著高于CON组(P < 0.05)，与Cr-1.2组无显著差异(P>0.05)；Cr-0.4和Cr-0.8组奶牛血清T3含量显著低于CON组(P < 0.05)，与Cr-1.2组无显著差异(P>0.05)。

表 6 富铬酵母对热应激奶牛血清激素指标的影响 Table 6 Effects of chromium yeast on serum hormone indexes of heat-stressed dairy cows
2.6 富铬酵母对热应激奶牛血浆和牛奶中微量元素含量的影响

如表 7所示，随着富铬酵母添加剂量的增加，奶牛血浆Cr和Mn含量和牛奶中Cr含量呈线性升高(P < 0.05)，且牛奶中Cr和Mn含量呈先增加后降低的二次曲线变化(P < 0.05)。其中，Cr-0.8组奶牛血浆Cr含量显著高于CON和Cr-0.4组(P < 0.05)，与Cr-1.2组无显著差异(P>0.05)；Cr-0.4、Cr-0.8、Cr-1.2组奶牛牛奶中Cr含量显著高于CON组(P < 0.05)，Cr-0.8和Cr-1.2组奶牛牛奶中Cr含量显著高于Cr-0.4组(P < 0.05)。此外，富铬酵母对热应激奶牛血浆和牛奶中Cu、Fe和Zn含量无显著影响(P>0.05)。

表 7 富铬酵母对热应激奶牛血浆和牛奶中微量元素含量的影响 Table 7 Effects of chromium yeast on contents of trace element in plasma and milk of heat-stressed dairy cows
3 讨论 3.1 富铬酵母对热应激奶牛直肠温度和呼吸频率的影响

研究表明，泌乳期奶牛的适宜饲养环境温度为5.0~25.8 ℃[14]，本试验测得3个时间点平均温度均超过26.8 ℃，说明环境温度已超过奶牛的适宜饲养环境温度。现有研究普遍将THI=72作为判断奶牛热应激状态的阈值，当奶牛所处外界环境的THI高于72时，则表示奶牛进入热应激状态[15]。本试验中3个时间点的THI均高于72，表明奶牛处于热应激状态。

奶牛是恒温动物，需要将体温控制在一定范围内来维持机体的正常代谢，当奶牛处于热应激状态时，主要通过加快散热来维持机体的热平衡，缓解热应激的不良影响[14]。研究发现，奶牛增加散热主要通过增加呼吸频率，而当热量无法被完全散失时，奶牛直肠温度升高。因此，直肠温度和呼吸频率可以作为较为直观地评价奶牛热应激的指标[16]。本试验中，添加富铬酵母可以降低奶牛的直肠温度和呼吸频率，表明富铬酵母可以有效缓解奶牛的热应激。

3.2 富铬酵母对热应激奶牛生产性能的影响

研究表明，热应激可以导致奶牛机体代谢异常，DMI和产奶量下降，对奶牛业的经济效益产生巨大的影响。本试验发现，在热应激奶牛饲粮中添加适宜剂量的富铬酵母可以提高DMI和产奶量，这与其他学者的研究结果一致。例如，Al-Saiady等[17]研究发现，将螯合铬添加在热应激奶牛饲粮中，DMI和产奶量显著提高。DMI与产奶量有积极的相关关系，外界摄入的营养物质增多可以促进产奶量增加。此外，由于牛奶的形成和排出需要多种激素共同作用，奶牛遭受热应激时，PRL分泌量减少，COR分泌量增加，抑制排乳反射，导致产奶量下降[18]。而本试验中，试验组血清PRL含量升高，COR含量下降，促进了牛奶的形成和排出，这可能是添加富铬酵母增加产奶量的另一个原因。乳蛋白率是评价牛奶质量的重要指标[19]。研究发现，在高温环境下，奶牛的热负荷与乳蛋白率呈负相关关系，暴露在高温环境下(THI=74~84)的奶牛与对照组奶牛相比乳蛋白率显著降低[20-21]。本试验中，奶牛饲粮中添加富铬酵母提高了乳蛋白率，说明富铬酵母对奶牛热应激有缓解作用，减缓了乳蛋白率的下降。Soltan[22]研究发现，在热应激状态下，泌乳早期奶牛饲粮中添加有机Cr对乳脂率、乳糖率、非脂固形物含量和总固形物含量没有影响，与本试验结果相符。

3.3 富铬酵母对热应激奶牛血清生化和激素指标的影响

在热应激状态下，蛋白质合成量减少而UN含量升高，奶牛氮代谢发生改变[19]。在血清中的UN、ALB和TP含量变化可以反映出机体内蛋白质的沉积能力，尤其UN含量较为敏感，且当其含量降低时，表示机体内蛋白质合成效率升高。本试验中，试验组血清UN含量显著下降，说明富铬酵母可以缓解热应激对机体氮代谢的影响，提高机体中蛋白质的合成能力，提高氮的利用率。这与段柳艳等[8]在热应激奶牛饲粮中添加富铬酵母的研究结果相似。血清ALP活性与奶牛的肝细胞损伤密切相关，当肝细胞发生损伤时，ALP活性增加；肾功能下降会引起CREA、UA等内源性化学成分排泄受阻，含量升高[23]。热应激对奶牛的生理机能可能产生不利影响，而Cr是重金属微量元素，过度摄入的Cr进入血液中可以在动物肝脏和肾脏蓄积，这可能会对动物机体造成损伤[3]。本试验结果表明，在热应激奶牛饲粮中添加富铬酵母对血清ALP活性及CREA、UA含量无显著影响，表明富铬酵母未对热应激奶牛健康造成不利影响。张凡建[24]研究表明，饲粮中添加有机Cr在高THI的环境下对血清ALB、TP和ALP的含量没有影响，与本试验结果相符。

COR是肾上腺皮质激素，是糖皮质激素的一种，也被称作“应激激素”。T3和T4是机体调节新陈代谢的主要激素。当奶牛处于热应激状态，刺激机体代谢加快，T3需求量及T4转化为T3的效率升高，COR分泌活动增强[25]。本试验中，Cr-0.4和Cr-0.8组血清T3含量显著降低，Cr-0.8和Cr-1.2组血清T4含量显著升高，说明添加适宜剂量富铬酵母可以降低热应激奶牛的代谢强度，减缓了机体对T3的需求，T4的转化率降低，使得T4含量升高。梁学武等[26]研究发现，在饲粮中添加0.8、1.2 mg/kg富铬酵母可以显著降低热应激奶牛血清T3含量及T3/T4。本试验研究发现，随着富铬酵母添加剂量的增加，血清COR含量呈线性降低，表明Cr可以通过降低COR含量来缓解动物对应激的反应。这与李新建等[18]研究结果一致，即在热应激状态下，奶牛饲粮中添加Cr可降低血清COR含量。

Cr是铬调蛋白的活性组成成分，可进入INS敏感细胞负载脱辅基铬调蛋白形成铬调蛋白，然后通过刺激INS受体中蛋白酪氨酸激酶活性来发挥作用[27-29]。铬调蛋白是INS作用的辅助因子，这种天然存在的寡肽可在不影响INS的情况下，调节INS敏感性，从而改变GLU代谢[27]。Cr对INS有协作增强的作用，而且可以促进糖异生。本试验中，热应激状态下饲粮添加富铬酵母可以提高奶牛血清GLU、GC和INS含量。这可能是因为GC含量随着INS含量升高而升高，而GC有促进糖异生的作用，最终使得GLU含量升高，并且糖异生的增强有利于奶牛维持泌乳[30]。张龙涛[31]研究表明，热应激奶牛饲粮中添加富铬酵母使血清GLU含量有增加的趋势。Yuan等[32]与Yasui等[33]研究发现，在泌乳早期奶牛饲粮中添加丙酸铬对血清GLU、INS和GC含量没有显著影响，与本试验结果不一致，可能与奶牛所处的环境、泌乳的阶段和应激状态等有关。

3.4 富铬酵母对热应激奶牛血清抗氧化指标的影响

当奶牛处于热应激状态下，由于应激刺激，导致细胞代谢加快，呼吸作用加强，体内产生大量活性氧(reactive oxygen species，ROS)，SOD可催化ROS生成自由基[14, 34]。在正常情况下，机体所代谢的自由基会被抗氧化系统中和[33]。而在炎热天气的影响下，奶牛机体产生大量自由基，抗氧化能力减弱，导致氧化应激。机体内存在抗氧化防御系统，包括GSH-Px、SOD等抗氧化酶，保护机体免受氧化应激的损伤[35]。GSH-Px能够清除机体自由基，是体内重要的抗氧化剂和自由基清除剂；SOD能够反映出机体清除自由基的能力；MDA含量是反映机体脂质过氧化作用的指标；T-AOC是衡量机体抗氧化系统功能状况的综合性指标。本试验中，饲粮中添加富铬酵母可显著增加热应激奶牛血清SOD、GSH-Px活性和T-AOC含量，而血清MDA含量减少。范春玲等[10]研究发现，饲粮添加富铬酵母可以提高围产后期奶牛血清T-AOC及SOD、GSH-Px活性，降低血清MDA含量，与本试验结果相符。兰明慧等[36]发现，饲粮添加富铬酵母可以提高围产前期奶牛血清T-AOC及SOD、GSH-Px活性，降低血清MDA含量。Mousavi等[30]研究发现，在夏季环境下的犊牛补充蛋氨酸铬可以提高机体抗氧化能力。这说明饲粮中添加富铬酵母可以提高热应激奶牛的抗氧化能力，有效清除自由基，降低机体脂质过氧化作用。

3.5 富铬酵母对热应激奶牛血浆和牛奶中微量元素含量的影响

研究表明，Cr与Zn、Fe等微量元素的吸收位点相同，过高剂量的Cr摄入可能对其他微量元素的含量有影响[37]。Cr和Fe都是与转铁蛋白结合进行转运，当Fe低饱和度时，Cr与Fe结合在不同的结合位点，而Fe高饱和度时，Cr与Fe竞争结合在同一个结合位点，同样，Cr饱和度程度会干扰Fe的转运[3]。有研究发现，补Cr会破坏机体中Fe代谢，降低组织中的Fe含量[38]。本试验中，饲粮中添加富铬酵母可增加热应激奶牛血浆和牛奶中Cr含量，而对血浆和牛奶中Fe、Zn和Cu含量没有显著影响，表明富铬酵母的添加未对动物机体Fe、Zn和Cu代谢造成破坏，其他的研究也有类似的结果。如Alhidary等[39]研究发现，处于炎热夏季环境的生长期骆驼补充Cr对其血浆中Cu、Zn和Fe含量没有影响。Kumar等[40]发现，饲粮中补充Cr对热应激条件下饲养的水牛犊牛血浆Cu、Fe和Zn含量没有显著影响。Zade等[41]研究发现，给水牛补充Cr会增加血浆Cr含量，而对血浆Cu、Zn和Fe含量没有显著影响。转运蛋白可以与多种金属元素离子结合，因此Cr与Mn可能存在竞争性相互作用[4]，但在应激状态下机体优先动员Cr，为防止Mn流失起到了一定的缓冲作用[4]。本研究发现，随着富铬酵母添加剂量的增加，血浆Mn含量呈线性增加，牛奶中Mn含量呈先增加后降低的二次曲线变化。Schrauzer等[4]也发现补充Cr可以防止由于应激引起的Mn含量的减少。

4 结论

① 饲粮中添加富铬酵母可以降低热应激奶牛直肠温度和呼吸频率。

② 饲粮中添加0.8 mg/kg富铬酵母可以改善热应激奶牛的生产性能。

③ 饲粮中添加富铬酵母可以调节热应激奶牛血清激素含量，提高机体抗氧化能力。

④ 饲粮中添加富铬酵母可以增加热应激奶牛血浆和牛奶中Cr含量。

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