文 | 亞禾營養(yǎng)王自清
膽堿是帶正電荷的四價堿基（如圖1），化學式為C5H14NO+，分子量為104.17，由于其分子帶有一個正電荷，工業(yè)合成的用于飼料添加劑的膽堿常以其氯化物的形式存在。純膽堿是一種無色、粘稠、強堿性液體，具有非常強的吸濕性。膽堿分子中有三個甲基集團鏈接在N原子上，使得這三個甲基為活性甲基，因而膽堿在動物體內是非常好的甲基供體。
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膽堿的來源
膽堿廣泛存在于自然界動物和植物細胞中，主要以卵磷脂（磷脂酰膽堿）、溶血卵磷脂（溶血磷脂酰膽堿）、鞘磷脂的形式存在，這些磷脂都是構成細胞膜結構（細胞膜、線粒體、高爾基體、內質網等）的關鍵成分（Zeisel, 1990，圖2）。在哺乳動物膜結構中，卵磷脂是最主要的磷脂，占到了50%以上，因而食物中的膽堿來源主要為卵磷脂，另外有不到10%的游離膽堿和鞘磷脂。細胞質中儲存的膽堿主要以甘油磷酰膽堿和磷酸膽堿的形式存在。食物中的卵磷脂進入消化道以后由胰腺分泌的胰脂肪酶以及消化道粘膜細胞中的酶類將卵磷脂水解(Zeisel, 1990)并以溶血卵磷脂的形式被消化道上皮細胞吸收。
膽堿的主要吸收部位為空腸和回腸，吸收依賴鈉離子轉運機制并且耗能，對于單胃動物來說，日糧額外補充的膽堿有三分之一直達小腸被完整地吸收，被吸收的膽堿轉化成卵磷脂并附著于乳糜微粒通過淋巴系統(tǒng)進行轉運。在肝臟中，膽堿與磷脂結合生成磷脂酰膽堿并與載脂蛋白結合被轉運出肝臟，運輸?shù)缴眢w各組織；另外的三分之二被消化道微生物轉化成三甲胺，通過尿液排出體外(De La Huerga and Popper, 1952，圖3)。對于反芻動物，日糧補充的膽堿快速并徹底地在瘤胃被瘤胃微生物降解，其瘤胃降解率高達85%-99%(Atkins et al., 1988; Sharma and Erdman, 1988)。
此外，反芻動物很難直接從日糧中獲取膽堿，主要原因為：1、膽堿的瘤胃降解率幾乎百分之百；2、瘤胃原蟲僅能提供非常少量的膽堿；3、瘤胃細菌不能提供膽堿。
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膽堿的作用
1)是構建和維持細胞膜結構最關鍵的物質。細胞膜結構最主要的骨架是磷脂，而膽堿是合成卵磷脂、鞘磷脂最主要的原料；
2)合成乙酰膽堿，用于神經信號傳導；乙酰膽堿由神經末梢釋放，由突觸間隙將神經信號傳遞到另一個神經元；
3)膽堿是優(yōu)質的甲基供體，一個膽堿分子含有三個不穩(wěn)定甲基；DNA基因的轉錄和酶蛋白分子活性表達需要先甲基化，反之去甲基化則DNA停止轉錄，酶失活。蛋氨酸和膽堿一樣同為甲基供體，因此增加日糧膽堿供應可節(jié)省蛋氨酸（圖3），同樣的，日糧增加蛋氨酸供應也可節(jié)省膽堿；甲基代謝需要葉酸和維生素B12參與，所以葉酸和B12缺乏可導致肝臟膽堿供應不足（Kim et al., 1994）。
4)膽堿需轉化成甜菜堿之后才能提供甲基。甜菜堿也含有三個活性甲基，因而日糧補充甜菜堿也可節(jié)約膽堿和蛋氨酸（圖3）。
5)膽堿在肝臟脂肪代謝中發(fā)揮關鍵作用。膽堿可在肝臟中轉化成磷脂酰膽堿，之后磷脂酰膽堿與載脂蛋白、甘油三酯結合，形成極低密度脂蛋白（VLDL），VLDL被轉出肝臟，進入血液，從而避免肝臟脂肪過量沉積，有效預防脂肪肝；
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奶牛圍產期糖代謝失衡
奶牛產犢前后由于激素水平變化（圖4），加之產前產后日糧變化應激、產犢應激等，導致產犢前后干物質采食量下降了30-40%（圖5）。另外由于干奶期飼喂營養(yǎng)水平低的高粗料日糧，瘤胃壁吸收面積損失了50%，此時瘤胃微生物體系也適配為干奶期高粗料日糧，產后瘤胃吸收面積的恢復，以及微生物體系適配為高精料日糧大約需要2-3周時間。采食的不足，加上瘤胃功能的缺失導致奶牛產后從日糧中獲取的營養(yǎng)嚴重不足。
傳統(tǒng)動物營養(yǎng)學人為，奶牛產后大量泌乳消耗大量能量，另外采食的不足，導致日糧攝入能量嚴重缺乏，從而導致奶牛圍產期能量負平衡（Negative Energy Balancing，NEB），NEB迫使奶牛被迫動用身體儲存的蛋白質、體脂肪來維持泌乳需要，體蛋白和體脂肪的動用導致奶牛產后膘情迅速降低（圖6） 。
葡萄糖是動物體內三大營養(yǎng)物質蛋白質、脂肪和碳水化合物進行能量轉化的樞紐（圖7）。動物體內絕大數(shù)氨基酸都能通過糖異生途徑生糖（圖8），脂肪分解產生的甘油也可糖異生生糖，脂肪酸代謝產生的乙酰CoA進入三羧酸循環(huán)供能，可節(jié)約葡萄糖（圖8）。淀粉、纖維素也必須消化成葡萄糖或代謝成小分子有機酸之后糖異生生糖才能提供能量，所以從根本上來講，奶牛圍產期能量負平衡的本質原因是葡萄糖代謝失衡（劉春海，2010）。由于糖代謝失衡，奶牛首先動用肌肉和肝臟中的糖原儲備，但很快耗盡，之后開始動用體蛋白，體蛋白的動用導致體脂肪的被動游離。體蛋白和體脂肪的動用導致了奶牛產后膘情迅速降低。
奶牛圍產期葡萄糖的缺乏始于產前7天，一直持續(xù)到產后60天（圖9），而這一階段也是奶牛代謝病高發(fā)期。
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奶牛圍產期酮病、脂肪肝
奶牛圍產期由于糖代謝失衡，奶牛開始動用體脂肪提供能量。體脂肪首先分解成甘油和非脂化脂肪酸（NEFA），甘油可糖異生生成葡萄糖，脂肪酸進入肝臟進行分解供能，奶牛產犢時，血液NEFA濃度升高了5-10倍(Grummer, 1993，圖10)，每天進入肝臟脂肪酸總量從100g/天急劇增加到1300g/天，增加了13倍(Reynolds et al., 2003)。
這些超量進入肝臟的脂肪酸一部分先分解成乙酰CoA，乙酰CoA一部分引入三羧酸循環(huán)，徹底氧化供能，一部分轉化成酮體，導致奶牛產后酮病。另一部分脂肪酸重新酯化成甘油三脂，堆積在肝臟，肝臟NEFA代謝示意圖如圖11。奶牛產后21天，肝臟脂肪沉積量增加了將近3倍（圖12）。脂肪肝是奶牛新產期群發(fā)性疾病，發(fā)病率高達50%（Gonzalez et al., 2011，Grummer,1993）
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膽堿預防奶牛產后酮病、脂肪肝
肝臟是奶牛最主要的代謝器官，是三大營養(yǎng)物質代謝轉化中樞。同時也發(fā)揮激素分泌、有害物質解毒、免疫應答等功能，而脂肪肝會嚴重影響肝臟機能，導致代謝紊亂，如酮病、免疫低下、營養(yǎng)物質利用率低、真胃移位，加劇乳房炎、子宮炎等。
膽堿在肝臟中轉化成磷脂酰膽堿，磷脂酰膽堿可與載脂蛋白、甘油三酯結合生成極低密度脂蛋白（VLDL），VLDL被運出肝臟，可減少肝臟脂肪沉積，有效預防脂肪肝。其作用機理如圖13。
圖13膽堿預防脂肪肝
如前文所述，反芻動物由于瘤胃的特殊發(fā)酵作用，使其很難從日糧中獲取膽堿，而膽堿又是奶牛圍產期非常必須而又非常短缺的一種維生素，所以為了提高肝臟膽堿供應，必須在日糧中補充在瘤胃中穩(wěn)定，在小腸中吸收的膽堿。
將膽堿利用特殊包材處理，使其在瘤胃中穩(wěn)定，在小腸中釋放并吸收，是一種行之有效的提高肝臟膽堿供應的方法，眾多研究表明，在奶牛日糧中補充過瘤胃膽堿，可提高肝臟膽堿供應，有效預防脂肪肝（Lima et al, 2011，Erdman and Sharma , 1991，Overton，2003)。
北京亞禾營養(yǎng)高新技術有限責任公司是全球過瘤胃技術領跑者，從事反芻動物過瘤胃產品研發(fā)和生產20多年，其生產的過瘤胃膽堿（商品名：過胃靈）過瘤胃率90%以上，小腸釋放率90%以上，能為奶牛持續(xù)穩(wěn)定地提供可被吸收利用的膽堿，可有效預防奶牛產后脂肪肝、酮病及其他代謝疾病。目前亞禾營養(yǎng)生產的過瘤胃膽堿遠銷海外，客戶遍布全球十多個國家。
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奶牛產后飼喂過瘤胃葡萄糖、過瘤胃膽堿可協(xié)同預防酮病、脂肪肝
奶牛圍產期酮病、脂肪肝發(fā)病的根本原因是葡萄糖代謝失衡，所以奶牛產后增加葡萄糖供應，可減少體脂動用，促進肝臟脂肪、酮體代謝，從而有效預防酮病、脂肪肝。
給奶牛產后飼喂過瘤胃葡萄糖是一種行之有效的、高效的補糖方法，過瘤胃葡萄糖適口性好，可直接添加到奶牛日糧中，預防群發(fā)性酮病、脂肪肝，葡萄糖過瘤胃在小腸被吸收，可避免葡萄糖在瘤胃降解對奶牛產后脆弱的瘤胃環(huán)境形成干擾。過瘤胃葡萄糖、過瘤胃膽堿對奶牛產后代謝病預防的協(xié)同作用如下圖所示，膽堿發(fā)揮水泵的作用將肝臟中多余的脂肪轉出肝臟，葡萄糖減少流入肝臟的脂肪量。
