一种适合口服使用的奶牛酮病防治复合配方
阅读说明：本技术 一种适合口服使用的奶牛酮病防治复合配方 (Compound formula for preventing and treating dairy cow ketosis suitable for oral administration ) 是由 贺鑫 于 2021-03-17 设计创作，主要内容包括：奶牛酮病是高发于高产奶牛泌乳初期的代谢性紊乱性疾病,每年给中国奶牛业造成巨大损失,因此需专门防治技术。发明人长期围绕代谢中毒展开研究,针对奶牛酮症涉及的复杂代谢紊乱,筛选出了综合矫正配方,利用标准化高通量细胞和奶牛随机对照实验改进验证,优化出最适合配方,包括：过瘤胃葡萄糖(200-2000g/d)、过瘤胃泛酸(20-500g/d)、氯化钙(10-200g/d)、氯化钠(10-200g/d)、氯化锌(5-50g/d)。本配方价格低廉,避免了过瘤胃问题,可通过消化道吸收,使用方便快捷,降低了泌乳初期奶牛酮病发病率,提高了生产性能和健康水平,有广阔的市场应用前景。(The ketosis of the dairy cows is a metabolic disorder disease which is high in the early lactation stage of high-yield dairy cows and causes great loss to the dairy cows in China every year, so that special prevention and treatment technologies are required. The inventor carries out research around metabolic poisoning for a long time, screens out a comprehensive correction formula aiming at complex metabolic disturbance related to dairy cow ketosis, and optimizes the most suitable formula by utilizing standardized high-flux cells and dairy cow random control experiments for improvement and verification, wherein the formula comprises the following components: rumen bypass glucose (200-2000 g/d), rumen bypass pantothenic acid (20-500 g/d), calcium chloride (10-200 g/d), sodium chloride (10-200 g/d) and zinc chloride (5-50 g/d). The formula has low price, avoids rumen bypass, can be absorbed by the digestive tract, is convenient and quick to use, reduces the incidence of ketosis of the dairy cows in the early lactation period, improves the production performance and the health level, and has wide market application prospect.)
技术领域
本发明属于畜牧兽医技术领域，涉及一种通过综合矫正代谢紊乱来预防奶牛酮病的复合配方，可以通过口服或饲料添加等通过消化道吸收方式使用。
背景技术
奶牛酮病是一种广泛存在于高产奶牛的代谢性紊乱症状，主要发生在产后１个月内。由于泌乳早期的能量负平衡和代谢应激，若伴随着饲喂含蛋白质和脂肪的饲料过多，而碳水化合物饲料不足和运动不足，前胃机能减退，而大量泌乳又导致乳糖消耗，最终机体将主要利用酮体（如丙酮、乙酰乙酸和β－羟丁酸）供能，导致血中酮体持续上升，引发代谢性酸中毒等一系列代谢紊乱，目前普遍将奶牛血液中β-羟丁酸（BHBA）浓度≥1.2 mmol/L作为判定奶牛有亚临床酮病标准，将奶牛血液中β-羟丁酸（BHBA）浓度≥2.5 mmol/L作为判定奶牛有酮病的标准。
奶牛泌乳高峰期一般出现在产后的4-6周，但是干物质摄入量（DMI）直到产后8-10周才能达到最大，因此高产奶牛在泌乳初期常存在能量负平衡，为满足这种变化必须通过生理适应性调节机制来确保这些营养供给，这时便需要大量动用体脂肪来填补所需养分的缺口，从而诱发能量代谢障碍性疾病，因而导致在此期间奶牛常处于酮病的危险期，需要专门矫正代谢紊乱的额外摄入营养。
奶牛酮病经济影响极大，主要表现为产奶量减少、牛奶废弃、治疗费用、产犊间隔时间延长和淘汰费用等；一般认为，酮症能给每头患病牛造成千元以上的经济损失，综合分析中国奶牛酮症发病情况认为，酮症每年给中国奶牛业造成的损失约11亿元，因此很有必要专门发展针对奶牛酮病的防治措施。
目前有较为成熟的奶牛酮病治疗方案，但是如果在发病后才开始治疗，那高产奶牛酮病的预后较为一般，生产性能大受影响，造成较大经济损失已经不可避免。目前市面上能看到的防治奶牛酮病的方法较多。例如申请号201910739279.8的专利利用番茄红素预防奶牛酮症，且不说持续添加番茄红素价格较为昂贵，而且也很难从根本上矫正奶牛的营养代谢紊乱，因此预防作用有限；而申请号201810428541.2的专利利用布他磷补充磷元素摄入，反而降低了饲料钙磷比例，不利于钙元素摄入，利用糖蜜做成舔砖让奶牛自动舔食来补充糖分，但是糖分经过瘤胃将被维生素分解为酸类，反而提升了奶牛血循环中的有机酸含量，诱导和加剧酮症酸中毒的发病和进展，因此效果不好而风险有较大；申请号201110245114.9的专利利用中药组合物来预防酮症，首先在饲料中持续添加中药，成本极高，另外适用于人类的中药不见得适用于奶牛，因为中药有效成分将经过瘤胃微生物的发酵作用，产生复杂的化学分解，因此将难以预测效果。
总之，奶牛酮病是一种多发且能造成奶牛养殖业巨大经济损失的疾病，虽然目前有较为成熟的治疗方案，但该病的预后较为一般，将导致奶牛生产性能收到很大影响，不可避免的造成较大经济损失，因此只能从预防发病角度解决问题，但截至专利申请前夕，尚无安全有效的预防奶牛酮症的成熟方案。
发明内容
本发明所述泌乳初期是指奶牛分娩当天至分娩后21天。
发明人所在的西北农林科技大学动物医学院系动物中毒病与毒理学会的挂牌单位，在奶牛酮病代谢中毒等问题研究上有着深厚的历史积淀，发明人参加工作十余年来，围绕代谢组学和酮症中毒问题展开研究，发现多个奶牛酮病代谢紊乱的关键分子机制，在长期实验基础上，针对性的筛选奶牛酮症代谢紊乱的矫正配方，并经过长期的细胞实验和奶牛随机双盲对照实验改进和验证，得出最适合防治奶牛酮症产生的复合配方，主要成分：过瘤胃葡萄糖（200-2000g/d）、过瘤胃泛酸（20-500g/d）、氯化钙（10-200g/d，可以用其它可吸收钙盐替代）、氯化钠（10-200g/d，可以用其它钠盐替代）、氯化锌（5-50g/d，可以用其它锌盐替代）。本配方成分的化学结构清楚明确，整体上理化性质稳定、理论推测和实验证明配方成分之间不存在互相干扰问题，因此对制备方法如各组分添加先后顺序等无特殊要求。
鉴于奶牛酮病多发且能造成奶牛养殖业巨大经济损失，技术中存在的问题，本发明提供了一种能有效降低泌乳初期奶牛酮病发病率的奶牛功能饲料添加剂的方法。日常使用上本配方的制成品添加至泌乳初期奶牛的全混合日粮中，制备出奶牛功能饲料使用，也可给奶牛灌服或作为舔砖等消化道吸收方式使用。
奶牛酮症涉及复杂的代谢紊乱，因此难以通过单一化合物矫正这种代谢紊乱。本发明利用多种小分子化合物协同作用，通过配方成分间的良性互作，产生增效，进而全面矫正代谢紊乱。例如本配方补充氯化锌或其它锌剂，可作为多种糖代谢、抑制酮症酸中毒和损伤的酶，例如碳酸酐酶催化二氧化碳溶解平衡反应调节血液PH值抑制酮症酸中毒，铜锌超氧化物歧化酶可催化活性氧分解避免酮症损伤，而乳酸脱氢酶则是糖异生的重要酶。
截至本专利申请前，尚无专门预防奶牛酮病的高效低成本配方，因为其中的困难是多方面的，需要通过代谢组学分析找到关键分子机制并选择低成本高效果的小分子化合物。首先奶牛泌乳初期是一个长达二十多天的活跃代谢过程，期间的营养消耗巨大，要矫正代谢紊乱，需要每天使用一定的营养补充剂，因此对成本敏感；其次通过消化道给奶牛营养补充剂，有使用方便技术门槛低等问题，但要解决过瘤胃时微生物分解问题，或者选择化学性质稳定不存在这一过程的营养品。
下面列举一些本配方的部分优势：
1.本发明首先利用过瘤胃葡萄糖和过瘤胃泛酸，配合氯化钙、氯化钾、氯化锌等瘤胃稳定化合物，保证吸收率。
2.奶牛在产后的泌乳初期，乳汁中乳糖分泌量很大，而乳糖是由葡萄糖转变而成的，这导致葡萄糖的需要量剧增，如果此时糖异生代谢底物丙酸等摄入和生成不足，或者代谢通路酶类异常，最终导致了肝糖异生障碍和酮症，因此最直接有效的办法就是补充过瘤胃葡萄糖解决糖分不足。
3.奶牛等反刍动物糖代谢主要受胰岛素和胰高血糖素调节，这些激素可以通过调控肝糖异生关键酶的活性及底物来影响糖异生速率，其中胰高血糖素等可以增强PEPCK的基因表达，而胰岛素可抑制或减弱肝糖异生作用。胰岛素和胰高血糖素受钾离子和锌离子调控，因此本配方补充氯化钾、氯化锌来矫正代谢紊乱。
4.配方成分互相维护稳定性：氯化钙、氯化钠、氯化锌均为热稳定性很高的化合物，可以维持配方中过瘤胃葡萄糖、过瘤胃泛酸体系的稳定性。泛酸和葡萄糖可以统一用过瘤胃体系包装，提高稳定性，减少技术难度。
5.从细胞实验数据看，本发明配方效果明显。详见实施例1，本复合配方在标准化的高通量细胞实验上有明显的作用效果。
6.从奶牛试用数据看，本发明配方显著强于市面主流方案。在作用效果上，通过综合利用细胞活力实验与奶牛泌乳初期多中心大样本随机对照等实验方法，在获取大量数据基础上统计分析，发现本配方比某些上市配方效果更为良好(详见实施例2)。
7.在安全性上，本配方辅助成分来自业内公认的低毒性的代谢调节性营养物质，并且在预实验中专门检查了配方的细胞毒性，保证使用剂量不超过毒性阈值的5%；主要通过小剂量的复合配方的方式增加效果。另外，本发明的前期工作通过标准化的高通量细胞实验，精确探明了配方各成分的作用范围和毒性阈值，从而使各组分的使用剂量有一定的宽容度，利于产品开发上市。
具体实施方式
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下面结合具体实施例对本发明的技术实施方案做进一步详细说明。
实施例1 基于高通量的标准化细胞实验评估有效性和安全性。
在前期工作基础上，利用高通量的标准细胞实验，筛选配方中过瘤胃葡萄糖、过瘤胃泛酸、氯化钙、氯化钠、氯化锌的剂量范围。
基于本发明的前期工作，在梯度处理基础上，利用吸光度法测定糖代谢通路的关键酶活，在上述数据归一化基础上取平均值作为效果指数，在5次独立实验的数据基础上进行T检验分析；以P＜0.05为差异显著标准，分析出配方中该组分的起效和实效范围；为提高配方安全性，以P＞0.01的最低剂量作为该组分的毒性剂量阈值.数据显示本配方成分的最佳剂量、有效范围和毒性阈值分别为过瘤胃葡萄糖（500g/d，200-2000g/d，9000g/d）、过瘤胃泛酸（50g/d，20-500g/d，6000g/d）、氯化钙（60g/d，10-200g/d，5000g/d）、氯化钠（20g/d，10-200g/d，3000g/d）、氯化锌（10g/d，5-50g/d，400g/d），可见相关成分的有效性和安全性均较为良好。
实施例2 本配方在较优浓度下的奶牛泌乳早期酮症预防效果随机对照多中心实验。
2018年7月至2019年10月，在甘肃庆阳、陕西西安和咸阳三座城市的多座养殖场，分别选取各城市泌乳初期奶牛共435头。每日外用外观无法分辨的本发明配方A、已上市产品B和C (配方A按照实施例1给出的最佳剂量，产品B和C按照说明书使用)，采用随机双盲对照原则进行实验。
分别测定奶牛的血液中β-羟丁酸（BHBA）浓度、泌乳状况等，对上述结果进行归一化，生成雌性生殖系统功能损伤评分。结果显示，配方A组未出现奶牛酮症，而单纯使用已上市产品B和C分别出现的11例和7例病例，另外不论使用配方A、已上市产品B和C组的奶牛都未出现额外症状，相关体检也未发现额外异常。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，本发明的保护范围不限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的配方范围内，可显而易见地得到的技术方案的简单变化或等效替换，也应视为本发明的保护范围。
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