（1.内蒙古农业大学动物科学学院，内蒙古 呼和浩特 010018；2.内蒙古农业大学兽医学院，内蒙古 呼和浩特 010018）亚急性瘤胃酸中毒（SARA）是反刍动物长期或一段时间大量摄入富含易发酵的碳水化合物而导致的消化系统疾病。这种消化疾病的特点是：过量的碳水化合物会在瘤胃菌群的发酵下产生过量的挥发性脂肪酸（VFA）；低比例的中性洗涤纤维（NDF）不能刺激动物反刍产生足够的唾液以中和瘤胃中大量积累的酸性物质，导致瘤胃pH值降至生理阈值以下，造成瘤胃菌群紊乱[1]。瘤胃液pH值是反刍动物重要的生理参数，是瘤胃发酵过程中最直观的体现，可以反映瘤胃内环境和瘤胃功能的变化[2]。瘤胃pH值下降是SARA最显著的特点，故将其作为诊断SARA的标准[3]。由于测定pH值的方法和试验动物不同，目前还未统一SARA的判断标准，pH值5.0~5.5、pH值5.5~5.8曾作为判定的标准[4-5]。有学者认为，瘤胃pH值低于5.6超过3 h时，反刍动物会处于SARA状态[6]。研究SARA成为国内外反刍动物养殖业研究的热点，越来越受到反刍动物养殖者和科研人员们的关注。SARA导致的反刍动物养殖业经济损失较高。据统计，SARA曾导致北美奶业年损失5~10亿美元，平均每头奶牛每天损失1.12美元[7]。Stefańska等[8]对波兰9个牛场的213头奶牛进行检测，发现患有SARA的奶牛约占全群的14%。我国育肥牛、羊及奶牛的养殖中，SARA发病率为19%~26%，制约了我国反刍动物养殖业的发展[9-10]。不恰当的饲喂方式会导致育肥肉牛、肉羊、高产奶牛及其他反刍动物发生SARA，该病发病率逐年增加[9]。因此，预防和调控SARA具有重大意义。文章通过查阅SARA研究的最新成果及进展，对该病的病因、临床症状、诊断方法及其对反刍动物的危害性进行综述，为反刍动物的健康养殖提供参考。1SARA发生病因和症状SARA是影响动物福利和生产经济的营养代谢疾病[11]。目前，受粗饲料营养单一等因素的影响，养殖者在反刍动物日粮中大量添加以谷物淀粉为主的能量饲料以满足动物的营养需求[12]。目前，SARA尚未被发现典型的临床体征，但SARA通常与几种有利于其发展或临床表现的因素相关，包括采食量下降，扰乱瘤胃发酵，破坏瘤胃屏障功能，引发间歇性厌食，诱发腹泻、蹄叶炎等疾病，严重时导致动物休克或死亡[13]。瘤胃液pH值是反刍动物重要的生理指标，是瘤胃发酵的直观体现，可以反映瘤胃内环境和瘤胃功能的变化[14]。瘤胃pH值下降也是SARA的关键症状之一。采集并测定瘤胃不同部位瘤胃液的pH值，24 h内显示瘤胃中部pH值低于瘤胃前腹区、尾腹区和前背区，且该pH值受昼夜变化的影响较大。为了使样品具有代表性，通过瘤胃瘘管采集瘤胃液时，常选取瘤胃腹囊部、瘤胃背侧部和瘤胃中部至少3个部位测定内容物pH值[15-16]。在5个pH值测试的时间点中，饲喂前的瘤胃pH值最高，饲喂2 h后pH值最低，随后又呈上升趋势，表明瘤胃pH值在不同时间点呈现凹曲线形变化[15]。因此，由于试验动物、测定时间、测定pH方法及测定部位的差异，学术界对通过pH值判定SARA无统一标准。国际上一般将pH值为5.2~5.6且每天维持3 h以上作为SARA的评定标准[17]。国内外研究者将5.5、5.6、5.8作为衡量SARA的临界pH值，利用瘤胃pH值低于以上阈值的持续时间（每天310 min）和曲线下面积判定SARA的发生与严重程度[18]。如pH值小于5.8的时间为（655±148.2）min/d可诊断为SARA[19]。当日粮NFC/NDF比率为2.66时，易引发SARA，当瘤胃pH值在4.71 h/d降至5.5以下和7.35 h/d降至5.8以下可诊断为SARA[20]。SARA的pH值判定标准见表1。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2023.21.028.T001表1SARA的pH值判定标准编号pH值持续时间文献来源15.2~5.63 h/dYo-Han等[17]25.5310 min/dRaul等[18]35.6310 min/dRaul等[18]45.8310 min/dRaul等[18]55.8655±148.2 min/dEzequias等[19]仅靠瘤胃pH值降低并不足以引起与SARA有关的临床症状，因此避免使用瘤胃pH值作为SARA相关体征和瘤胃健康的唯一指标，还应依靠采食量降低、腹泻和牛群蹄叶炎发病率是否超过10%综合判断牛群是否出现SARA[21]。干物质采食量（DMI）下降是奶牛SARA常见的临床症状[22]。DMI的减少基本与进食时间减少和进食时唾液分泌量减少有关，采食量也可以通过pH值的变化来反映，因此不规律的DMI被认为是SARA的征兆[23]。瘤胃酸中毒会引起消化不良，瘤胃微生物区系紊乱可诱发牛蹄叶炎[24]。蹄叶炎为无菌性蹄皮炎扩散症，是一种与多种因素有关联的蹄叶真皮组织弥散性无菌炎症反应，是导致牛群出现跛行的重要原因，特别是在奶牛场中较为常见[10]。在奶牛患SARA的过程中，慢性蹄叶炎对奶牛造成很大影响，典型的临床症状为蹄变色和蹄底部出血、溃疡或化脓以及蹄变形等[24]。奶牛腹泻与SARA紧密相关，患病奶牛排泄的粪便在颜色和气味方面均存在异常表现，可能因为奶牛瘤胃在发酵过程中生成了大量VFA，使奶牛机体消化道内的渗透压明显升高，在临床中，高产奶牛患有SARA时会出现高渗现象，使其在消化道内吸收大量的水分，从而造成奶牛排出的粪便变稀，引起腹泻的症状[25]。2SARA对牛瘤胃健康、瘤胃菌群及其代谢产物的影响瘤胃是复杂的微生物生态系统，定植着高密度的驻留菌群，包括细菌、原生物、真菌和古生菌[26]。胃肠道菌群在功能上与宿主的消化吸收、代谢、免疫稳态和神经内分泌调节有关[27]。瘤胃菌群帮助反刍动物利用谷物中的淀粉和其他非纤维碳水化合物，使反刍动物比单胃动物更有效地利用纤维类碳水化合物。瘤胃微生物在饲料降解和VFA、乳酸、氨基酸和脂类的产生中发挥着重要作用，对反刍动物的生长和生产性能至关重要[28]。研究表明，SARA发生的原因是采食过量的高谷物饲粮发酵产生的乳酸和VFA超过机体能够吸收代谢的阈值，导致瘤胃处于异常状态，瘤胃内菌群结构改变，瘤胃上皮屏障功能破坏，引发溃疡、瘤胃炎，导致瘤胃功能障碍，通常被称为生态失调[29]。大约55%~60%的瘤胃液代谢物与瘤胃菌群有关，反刍动物的表型性状受瘤胃微生物区系的影响，其功能可以通过瘤胃代谢产物体现[30]。瘤胃内微生物紊乱，特别是乳酸利用菌与乳酸产生菌之间的菌群失调会导致瘤胃内乳酸积累，是诱发瘤胃酸中毒的直接原因，乳酸产生菌在不同的pH值条件下的代谢产物不同[31]。瘤胃pH值小于5.7的条件下，该细菌的乳酸脱氢酶（LDH）被活化，而丙酮酸甲酸裂解酶（PFL）被抑制，最终的代谢产物是乳酸；瘤胃pH值高于6.0的时候，乳酸产生菌迅速繁殖的代谢产物是乳酸，而在缓慢生长的过程中，它主要产生乙酸、甲酸和乙醇[32]。瘤胃长时间处于低pH值状态，组氨酸脱羧生成组胺（HIS），异常代谢产物HIS增多，容易通过受损的瘤胃黏膜进入血液，从而引起炎症反应；细菌丰度的增加会丰富增酸代谢物，降低瘤胃液pH值，破坏瘤胃微环境[33]。高精料日粮对瘤胃代谢物的影响见表2。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2023.21.028.T002表2高精料日粮对瘤胃代谢物的影响化合物变化文献来源乳酸升高王洪荣[32]黄嘌呤升高Saleem等[34]次黄嘌呤升高Saleem等[34]尿嘧啶升高Saleem等[34]脂多糖升高乔林慧[35]组胺升高Zhang等[36]由表2可知，饲喂高精料还会导致瘤胃内细菌降解产物（黄嘌呤、次黄嘌呤、尿嘧啶）的含量升高[34]。因此，瘤胃代谢产物综合反映了瘤胃内微生物菌群的变化，高精料饲喂导致瘤胃细菌大量降解死亡。SARA期间反刍动物胃肠道微生物失调促进了有毒化合物的产生，包括LPS和生物胺[25]。LPS是一种革兰氏阴性菌细胞壁的组成成分。当SARA发生时，低pH值导致瘤胃内LPS和HIS刺激瘤胃上皮，增加上皮通透性，降低细胞间的紧密连接，并削弱上皮组织的自我修复能力，使LPS更容易从瘤胃壁被吸收进入血液，从而引起全身的炎症反应[35]。低浓度的生物胺对细胞的正常生长和分化至关重要，但这些化合物在高浓度下对瘤胃上皮屏障的紧密连接造成严重损害[36]。生物胺（特别是HIS）具有促炎作用，是导致SARA发病的原因之一[37]。屏障功能的损伤随着SARA的时长增加而增加，直到瘤胃的屏障功能完全丧失和瘤胃中的代谢物（包括毒素）被释放到血液中，导致严重的瘤胃病理反应[38]。异常代谢产物和微生物会通过受损的瘤胃上皮吸收入血，引起广泛的系统性炎症，加大了患蹄叶炎、乳房炎和肝脓肿等疾病发病的风险[39]。3SARA对牛生产性能及产品品质的影响SARA是肉牛、奶牛养殖业普遍存在的营养代谢病之一，SARA诱发的相关性疾病见表3。SARA的发生会降低肉牛采食量与饲料利用率，影响育肥效果，可能继发形成瘤胃炎、肝脓肿、蹄叶炎[40-41]。反刍动物发生瘤胃炎时，瘤胃内容物中的致病微生物及炎性物质可透过受损的瘤胃黏膜屏障，通过血液循环进入肝脏[42]。化脓细菌在肝脏中繁殖，生成的毒素超出肝脏的清除能力，最后造成肝脓肿，被称作瘤胃性肝脓肿[43]。肝脓肿会降低肉牛的免疫能力，影响机体的脂肪代谢。国外屠宰场对460万头牛的调查结果显示，母牛、肉牛和荷斯坦奶牛肝脓肿的患病率分别为13.2%、13.5%和23.4%，奶牛发病率高于肉牛[44]。肉牛过量采食易发酵的粉碎谷物饲料，在瘤胃内快速发酵产气，造成急性瘤胃鼓气，病牛表现出腹围迅速膨大、左欠窝突出、呼吸困难现象，如果治疗不及时病牛可能会窒息死亡[45]。SARA也会出现瘤胃迟缓的症状，易发酵的饲料会使瘤胃内容物迅速发酵产气，从而造成胃中气体增加，在瘤胃中发酵产生的气体不能被排出，这种发病速度比急性瘤胃鼓气慢，在使用瘤胃插管或套管针放气之后，症状会暂时缓解[46]。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2023.21.028.T003表3SARA诱发的相关性疾病疾病原因病理变化主要表现文献来源乳房炎由病原菌侵入乳腺并在乳腺中定植繁殖引起的炎性反应乳腺局部炎症反应组织损伤张瑞阳[39]蹄叶炎薄膜组织中的金属蛋白酶类被激活，与真皮层和表皮层相结合的基底膜被降解，表皮基底细胞与其附着的基底膜相脱离蹄底部出血、蹄底蹄跟腐烂、角质变黄、蹄背侧壁出现凹陷脊皱等跛行并伴有疼痛Elmhadi等[41]瘤胃炎VFA和乳酸在瘤胃发酵过程中的变化以及瘤胃内渗透压的上升瘤胃上皮水肿、溃疡、黏膜下层充血、瘤胃乳头脱落消化道功能障碍、厌食、精神抑郁、腹泻、脱水卜也等[42]肝脓肿化脓性细菌在肝中大量繁殖，所生成的毒素超出肝脏的清除能力，最终引起肝脓肿肝脏感染采食量锐减，生产性能降低卜也[43]乳脂含量是牛乳中最易变化的成分，其组成在很大程度上决定了牛乳的营养价值[47]。在患SARA后，奶牛乳腺的乳脂从头合成能力得到加强，而从血液中摄取长链脂肪酸的能力被削弱；同时，乳中磷脂、乳清酸等营养物质的含量降低，从而造成乳品质降低[48]。瘤胃液中的LPS进入血液之后，可以突破血乳屏障，进入乳腺，而进入乳腺的LPS可以促进IL-6、TNF-α的表达，从而将血液中的白细胞尤其是中性粒细胞吸引至乳腺中，以提升乳腺的免疫力；在免疫反应中，死亡脱落的免疫细胞会随着乳汁排出，最终导致牛奶中的体细胞大量增加[49]。SARA会对奶牛乳腺健康产生影响，进而提高奶牛患乳房炎的风险，可能使原奶和乳制品的感官质量下降，使液态奶的贮存期变短，原奶中的致病菌含量增多，从而提高了奶牛患乳房炎的风险[39]。4预防SARA的研究进展为了预防SARA发生，除了要有良好的饲养管理、合理的日粮配方之外，还可以利用饲料添加剂以减少牛群发生SARA的风险[50]。在生产过程中，经常通过添加碱性缓冲剂进行酸碱中和，缓解SARA。该方式还会产生一些副作用，对反刍动物的生长不利，对育肥牛和泌乳期奶牛产奶量的生产效益造成影响，使育肥牛羊发生碱性尿结石的风险增大[51]。在富含谷物的日粮中添加植物性饲料添加剂和植物性化合物对反刍时间和刺激总咀嚼时间有积极影响[40]。补充植物性饲料添加剂和植物性化合物对咀嚼活性的刺激作用可能持续6 h，会增加咀嚼行为，已被证明有助于稳定瘤胃pH值；这些物质对采食和反刍施加嗅觉、味觉、触觉或受体介导的刺激，并影响微生物发酵活性或瘤胃酸的清除[19]。在高精料日粮育肥条件下，在日粮中添加辣椒素在一定限度上能够改善高精料引起的瘤胃内环境紊乱，从而能够维持瘤胃内环境稳定[52]。高精料饲料育肥条件下，在日粮中添加L-薄荷醇、百里香酚、丁子香酚、薄荷油（薄荷）和丁香粉（芳香茴香）的PHY混合物可以改善瘤胃VFA，并在高精料饲料饲喂2 w后增加瘤胃pH值，改善瘤胃发酵[53]。因此，可以在TMR中补充至少3 w 0.04%的PHY的植物性化合物，从而降低奶牛高精料日粮的影响[53]。添加硫胺素可以明显减少产乳酸菌的数量，增加埃氏巨球菌（Megasphaera elsdenii）的含量[54]。硫胺素不仅能够减轻SARA症状，而且在恢复肠道结构完整性和肠道微生物群落中发挥重要作用[55]。高精料饲粮中添加VE可以改善奶牛泌乳性能和瘤胃发酵，还可以影响丙酮酸代谢，增强脂质合成和磷酸戊糖途径，减少瘤胃VFA的产生，从而有助于缓解高精料诱导下奶牛SARA的发生[56-57]。在患SARA牛的日粮中添加益生菌混合物可以改善病情、瘤胃消化率和发酵参数，通过增加细胞增殖和调节肠道菌群提高肠道健康[53]。添加碳酸氢盐对克服牛瘤胃酸中毒问题有很重要的作用[58]。在日粮中添加适量的小苏打可以有效中和瘤胃内发酵产生的酸性物质，达到预防SARA的目的[59]。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2023.21.028.T004表4饲料添加剂对反刍动物的影响添加剂类型添加形式添加水平主要效果来源文献辣椒素日粮基础上添加250 mg/d/头增加采食时间安文娟[52]硫胺素日粮基础上添加180 mg/kg改善瘤胃生物区系平衡潘晓花[54]PHY混合物日粮基础上添加0.04%增加瘤胃pH值，改善瘤胃发酵Humer等[38]维生素E日粮基础上添加12 000 IU/d/头改善瘤胃内发酵和血液代谢熊浩铭等[57]5结论SARA病因复杂、临床症状不明显，对其预防、界定和诊断均造成了一定的困难。通过深入研究SARA发生的病因和症状，加快寻找SARA早期发病的特异性诊断方法是目前重要的问题。瘤胃酸性物质的产生、中和、利用和吸收，是防治和调节反刍动物SARA的关键，在日粮中添加植物性化合物、碱性缓冲剂、益生菌等具有改善病情、提高肠道健康的作用。本文对深入认识和理解SARA的发生机理和发展趋势以及在生产中进行有效预防和调控具有重要意义。