瘤胃酸中毒（rumen acidosis，RA）是牛采食大量富含易发酵的碳水化合物的饲料，引发微生物区系失调和功能紊乱的一种代谢性疾病[1]。随着饲粮中富含淀粉的谷物精料或水溶性碳水化合物（WSC）增多，导致牛体内产生大量乳酸（lactic acid，HL），pH值迅速下降，瘤胃内脂多糖（lipopolysaccharides，LPS）、组胺（histamine，HIS）、HL等代谢产物含量增加，引发亚急性瘤胃酸中毒（subacute ruminal acidosis，SARA）[2]。RA会造成瘤胃代谢紊乱，诱发瘤胃炎、皱胃移位、乳房炎、蹄叶炎等疾病，严重影响机体健康及经济效益[3-4]。本文旨在探索RA发病机制，从饲养管理、营养调控、药物防治等方面提出了综合防控策略，为牛养殖业健康发展提供参考。1RA发病机制瘤胃内HL产生菌主要包括牛链球菌（Streptococcus bovis）、乳酸杆菌（Lactobacillus）、溶纤维丁酸弧菌（Butyrivibrio fibrisovens）等。HL利用菌主要包括埃氏巨型球菌（Megasphaera elsdenii）、反刍兽新月单胞菌（Selenomonas ruminantium）等[5]。瘤胃正常发酵时产生的挥发性脂肪酸（VFA），可被碱性物质氨和唾液缓冲体系有效中和。饲料中的碳水化合物在瘤胃微生物作用下生成乙酸、丙酸和丁酸等短链脂肪酸（SCFA），这些机体能量代谢的底物50%~85%被瘤胃上皮吸收[6]。当牛摄入大量WSC后，瘤胃微生物快速生长，大量饲料在瘤胃内聚集发酵，HL产生菌与利用菌菌群失调是导致RA的直接原因。乳酸菌在瘤胃中快速分解淀粉和葡萄糖，产生大量HL，瘤胃中总挥发性脂肪酸（TVFA）浓度不断升高，pH值持续下降。pH值长时间维持在5.0~5.5时，抑制牛链球菌等多种HL利用菌的生长和活动，HL消耗能力不足以引发SARA[7]。乳酸利用菌对酸性环境敏感，pH值5.0以下时，牛链球菌等大部分细菌开始死亡，乳酸杆菌能够适应低pH值环境而大量增殖，D-HL大量积累，引发瘤胃急性酸中毒（ARA）。也有研究者认为，RA是由有机酸积累引起的瘤胃发酵障碍[8]。高产奶牛患SARA后，瘤胃内的碳水化合物在微生物的作用下经初级降解产生高浓度葡萄糖，使瘤胃渗透压升高，瘤胃壁吸收VFA的功能被抑制，SCFA积累、瘤胃pH值逐渐降低，瘤胃代谢稳态被破坏[9]。瘤胃pH值降低导致微生物区系紊乱，瘤胃内有毒有害或致炎物质LPS、HIS和D-型HL等大量增加，诱发消化道上皮损伤、瘤胃炎、肝脓肿、乳房炎和蹄叶炎等炎症[10]，引发奶牛产奶量及乳脂率下降。长期饲喂高精料日粮，导致牛的瘤胃菌群失调、屏障破坏和肝功能失调，瘤胃细菌或代谢产物通过血液或淋巴管进入体内循环，使机体产生炎症，改变了瘤胃氨基酸代谢模式，提高氨基酸脱羧生成的生物胺（biogenic amine，BA）浓度[11]。SARA严重程度与大肠杆菌的丰度高度相关，细菌内毒素和HL对SRAR的发生具有协同作用。过量的自溶酶会导致细胞裂解死亡，菌内的内毒素和BA等有毒物质被释放到瘤胃液中，使乙醇胺含量增多。过量的SCFA、HL和LPS被瘤胃上皮吸收后进入血液，使全身HIS含量升高。致病菌以HIS作为碳源和氮源后大量增殖，损害瘤胃上皮细胞，导致胃壁黏膜发炎、网状内皮系统对内毒素的解毒能力受到破坏，增加了瘤胃液中释放的LPS浓度。过量的LPS随着SCFA和HL被瘤胃上皮吸收进入血液，造成肝脏受损[12]，引起微循环缺氧，糖代谢进入无氧酵解途径，HL大量累积，加重SARA病情。Monteiro等[13]认为，RA是由HL、内毒素和HIS上升引起，细菌内毒素LPS转移至血液中，影响动物健康和生产性能。pH值4.5时，HIS可达到70 g/L以上。Stefańska等[14]研究发现，试验牛群中19%存在酸中毒，患SARA的数量达46.2%，若不及时干预会导致死亡。2瘤胃酸中毒临床症状、诊断与治疗2.1临床症状RA可分为ARA、SARA和慢性瘤胃酸中毒（CRA）。ARA发病快，食欲不振，走路蹒跚，结膜暗红，反应迟钝，心跳100次/min以上。瘤胃蠕动音消失，冲击式触诊有震荡音，粪便酸臭稀软或停止排粪，尿少或无尿，病程后期眼窝下陷，个别伴有滑膜炎等关节炎症[15]，卧地不起、后躯瘫痪、角弓反张、头颈后仰，休克昏迷，终衰竭而亡。SARA病畜采食量下降，饮水量明显增强，脉搏加快（72~84次/min），卧多立少，站立四肢抖动，常继发或伴发蹄叶炎，奶牛产奶量减少，乳脂率下降。CRA患牛轻度流涎，采食量下降，生产性能降低。2.2诊断瘤胃液pH值5.0，无存活纤毛虫判断为ARA；5.0≤pH值≤5.5，纤毛虫数量在5万/mL以下，判断为SARA，若为产奶牛，乳脂/乳蛋白1.10。瘤胃pH值下降是判断RA关键生理指标[16]。2.3治疗张洪涛等[17]采用西药强心、补液、补碱调解机体酸碱平衡的保守疗法，将中兽药平胃散与增液汤加小苏打100 g灌服，治疗严重脱水的RA患牛，效果明显。严重病例采用早期洗胃、补液技术，使用温水通过胃管反复冲洗瘤胃后，导入2% NaHCO3（或MgO）300~500 g，瘤胃液pH值达到7~8为止。刘国晓等[18]对夏南牛采用3~5 L石灰水冲洗瘤胃，灌服液状石蜡油1 000~1 500 mL，治疗效果良好。急性病例可采用瘤胃切开术[19]。3瘤胃酸中毒综合预防措施3.1药物预防措施3.1.1添加药物在牛日粮中添加离子载体类抗生素，可调节牛采食率和瘤胃发酵指数，从而预防和治疗SARA[20]。莫能菌素（MON）可抑制牛链球菌等HL产生菌的活动，降低HL含量，醋酸盐发酵转变为丙酸盐。但抗生素抑制瘤胃纤维降解菌，不利于粗纤维发挥作用。Ahmed等[21]采用肉桂提取物组方（肉桂、葡萄籽、橙子、石榴皮、番石榴和蜂胶提取物）（CON），CON组和MON组瘤胃pH值均显著增加，累积产气量均有所减少，肉桂提取物组方可以作为抗生素的替代品控制RA。Rivera-Chacon等[22]采用高浓度植物性混合物饲料添加剂组方（薄荷醇、百里酚、丁香酚、薄荷油、丁香粉）饲喂14 d后，与对照组相比，瘤胃pH值、乙酸和丁酸含量增加，丙酸含量减少，表明添加植物性混合物可降低SARA风险。3.1.2添加缓冲剂氧化镁（MgO）、NaHCO3和碳酸钙等是日粮中常用的瘤胃缓冲剂。在奶牛日粮中添加NaHCO3可以中和部分有机酸，添加量一般占精料的0.8%~2.0%或占日粮干物质0.6%~1.0%，减轻有机酸在瘤胃内积累而预防RA。MgO可有效控制育肥牛瘤胃pH值，减少亚急性酸中毒引起的炎症和慢性应激[23]。添加外源丁酸可改变瘤胃上皮中基因/蛋白的表达，增强瘤胃上皮生长发育和膜转运蛋白的可塑性，促进VFA吸收，并调节瘤胃液pH值[24]。非泌乳奶牛按每千克体重的0.04%添加丁酸钠可抑制发酵碳水化合物进入大肠，进而减轻直肠酸中毒，减少腹泻，降低死亡率[25]。淀粉、氢氧化镁按4.5∶1饲喂，乙酸盐作为主要的发酵终产物，可有效防止瘤胃发酵聚合碳水化合物积累引发酸中毒[26]。3.1.3补充硫胺素硫胺素又称维生素B1（VB1），其衍生的脱羧辅酶为焦磷酸硫胺素或二磷酸硫胺素（TPP），是碳水化合物代谢中几种酶的必需催化成分。这种脱羧辅酶参与细胞酮酸代谢，可促进瘤胃HL利用菌生长，抑制HL产生菌的繁殖，促进碳水化合物代谢[27]。Pan等[28]研究表明，正常日粮条件下，牛自身可合成足够的VB1，当牛过度喂食高谷物日粮会引发VB1缺乏症，血液中焦磷酸硫胺素效应大于45%，造成丙酮酸和HL累积，导致RA。VB1缺乏会减少瘤胃中细菌VB1的合成，增加VB1酶对VB1的降解，减少转运蛋白对VB1的吸收。添加VB1可降低HL、内毒素及HIS浓度，促进埃氏巨型球菌增殖，提高瘤胃液pH值，缓解RA[29]。VB1补充剂可改善奶牛瘤胃发酵水平，平衡细菌群落，减轻瘤胃上皮细胞炎症反应，提升产奶量和乳脂率，并减轻SARA[30]。张彬等[31]采用维生素、益生菌、酵母培养物、瘤胃缓冲剂复合物，按照150 g/(头·d)的添加量饲喂患有SARA的牛，血清LPS含量有所降低，有效缓解了奶牛亚临床瘤胃酸中毒现象。3.2营养调控措施3.2.1调控高精料和碳水化合物进食量张彬等[31]发现，日粮精粗比为20∶80时，控制淀粉摄入量或降低淀粉在瘤胃的降解率可有效预防SARA。沈宜钊[32]采用柠檬酸处理玉米，有效提升了谷物中抗性淀粉水平，降低瘤胃内玉米淀粉的降解率，提高瘤胃pH值，降低SARA风险，减弱炎症反应，改善牛的胃肠道健康，提高生产性能。反刍动物瘤胃微生物菌群对高精料日粮的适应期为21 d，降解高精料日粮产生的TVFA 30 d后才能够被充分吸收。突然增加高精料饲喂量，瘤胃壁吸收能力低于瘤胃TVFA产生量会引发RA。奶牛日粮中推荐保持淀粉含量20%的下限和较高的中性洗涤纤维[33]。牛日粮应含有3~5种精饲料和2~3种粗饲料，确保精粗饲料多样化并合理搭配[34]。逐步增加日粮中精料含量，增加豆粕类、降低淀粉类饲料成分，控制饲喂次数和饲喂量，可有效减少SARA和ARA发病概率。3.2.2益生菌调控给牛饲喂高精料日粮，瘤胃内乙酸、丙酸和丁酸浓度也呈不同程度升高，导致ARA和SARA[35]。可通过刺激瘤胃乳突发育，增加单位面积乳突的数量、乳突的长度和宽度，提高瘤胃上皮对VFA的吸收量[36-38]。充足的能量和营养供给对牛链球菌增殖有利，使瘤胃pH值下降，诱发瘤胃微生物区系改变，导致HL产生菌与HL利用菌的菌群失调[39]。牛链球菌代谢路径改变，HL发酵由异型转变为同型，瘤胃内HL积累引起RA[40]。布登付等[41]在日粮中添加0.5 g/d米曲菌，提高了丙酸含量，降低了丁酸含量，有效抑制瘤胃HL的积累，表明米曲菌能够缓解奶牛SARA症状。张洪伟等[42]采用反刍兽新月单胞菌微生态制剂，有效抑制了瘤胃中HL的产生，提高了乙酸、丙酸、丁酸的含量，抑制HL堆积，瘤胃内多余HL被加速分解，稳定瘤胃微生物区系平衡，缓解了奶牛RA。巴音巴特等[43]在RA奶牛的基础日粮中添加微生态制剂（组成成分乳酸菌、酵母菌、芽孢杆菌、植物多肽等），改善了瘤胃发酵功能，缓解了RA。魏子维等[44]通过添加益生菌混合物（植物乳杆菌、产丁酸梭菌、屎肠球菌和活性干酵母菌），改善动物机体的免疫状况而缓解RA。益生菌进入瘤胃后通过益生菌免疫刺激作用，增加乳酸盐的消耗，降低HL浓度，胃液pH值、瘤胃内微生物群落逐步恢复平稳。AlZahal等[45]对奶牛补充活性干酿酒酵母（ADSC），酵母培养物对瘤胃微生物区系及瘤胃发酵的调节作用能在一定程度上缓解ARA[46]。Guo等[47]研究发现，酿酒酵母发酵产物（SCFP）可稳定奶牛瘤胃环境，减轻与SARA相关的消化不良和炎性反应。3.2.3瘤胃液调控接种微生物菌株能够在瘤胃液中存活并改变瘤胃微生物区系。Mu等[48]去除SARA的奶牛瘤胃内容物并移植正常奶牛瘤胃内容物6 d后，几乎所有的瘤胃发酵参数都恢复到SARA诱导前的正常水平。3.3疫苗调控常晓峰等[49]为牛接种牛链球菌和乳酸杆菌疫苗后，机体产生相应抗体，降低瘤胃液中HL、牛链球菌和乳酸杆菌含量，可促进HL利用而预防RA。Arik等[50]发现，接种埃氏巨型球菌对SARA具有缓解作用，可增加牛瘤胃液中原虫数量，降低牛链球菌菌群丰富度，进而降低牛瘤胃液中VFA浓度。4结论随着我国牛产业集约化、规模化发展，RA发病率呈上升趋势，采取精细化管理、合理设置精粗饲料比例、营养调控等措施可有效预防RA，从而促进畜牧业高质量发展。