博 士 （ 獣 医 学 ） 黒 崎 尚 敏 学 位 論文 題名
Studies on the vention of 1 ： pre ｀
milk fever using dietary anion salts in dairy cows
（乳牛における食餌性陰イオン塩を利用した乳熱予防に関する研究）
学 位 論 文 内 容 の 要 旨
乳 熱 は酪 農業 に おい て、 依 然と して 重 要な 問題 で ある が、 理想的な治 療法や予防は未 だ確 立 され てい な い。 本研 究 の目 的は 、 食餌 性ア ニ オン 塩を 用いた乳熟 予防を開発し、
その 方 法の 効果 と それ を評 価 する ため の バイ オマ ー カー を同 定し、さら に予防効果のメ カニズムを明ら かにすることであ る。
最 初 に 、 穏 や か に 飼 料中 カ チオ ン゜ ア ニオ ン差(DCAD)を変 化 させ るこ と によ って 乳 牛 の 乳 熱 を 予 防 で き る かど う かを 調ぺ た 。30頭の 経 産牛 と10頭 の未 経産 牛 （若 牛群 ） を用 い 、経 産牛 に は無 作為 に10頭 ずつ の3群 に 分け た（ ア ニオ ン群 、 非ア ニオ ン 群、及 ぴ 対 照 群 ） 。 ア ニ オ ン 群に は 軽度 にDCADを低 下さ せ る塩 類を 補 給し た。1頭当 た りの1 日 量 と し て 、CaC03115g，CaHP04 42gMgS04・ 7H20 65g及 ぴCaCl2・ 2H20 80gが 、 分娩 予 定日 の21日 前か ら分 娩 日ま で、 胃 カテ ーテ ル を使 って 投与された 。非アニオン群 には 、 硫酸 及ぴ 塩 化物 を含 ま ず、 アニ オ ン群 と同 等 のCa，Mg，やを含む 補充塩が投与さ れ た 。 コ ン ト ロ ー ル 群 及ぴ 若 牛群 には 補 充塩 は投 与 され なか っ た。 アニ オ ン群 の低Ca 血 症 発 症 率 は 、 非 ア ニ オ ン 群 及 ぴ コ ン ト ロ ー ル 群 の3分 の1に 減 少 し、 若 牛群 で低Ca 血症 は 発症 しな か った 。さ ら に、 アニ オ ン群 にお い ては 、低Ca血症を治 療した日数及ぴ 治療 に 要し た薬 瓶 （ポ ログ ル クロ ン酸Ca溶液 ）が 、 非ア ニオ ン群及ぴ対 照群に比較して 半分以下に減少 した。分娩時、コ ントロール群く6.2士1.9 mgldl，平均値士標準偏差）およ ぴ非 ア ニオ ン群(6.4士'1.7 mg/dl)の血 清Ca濃 度は 、若 牛 群の 値(8.3士0.4 mg/dl)に比 較し て 有意 に低 く 、ア ニオ ン 群の 値(7.3士1.3 mg/dDは こ れら の中 間 であ った 。 分娩前 2週間 のアニオン群の尿pH(6.8‑7.0)は、対照群く7.3゜ 7.5)及ぴ非アニオン群(7.9‑8.1)に比較 してやや酸性に 維持され、若牛群(6.3‑7.3)に近似していた。 すぺての経産牛の上 皮小体ホ ルモ ン 及ぴ1.25‑ジヒ ド ロキ シピ タ ミンD濃度 には 、 特別 な変 化は認めら れなかったが、
若牛 群 では 実験 期 間中 、低 い 濃度 に保 た れた 。こ れ らの 成績 から、分娩 前に僅かにDCAD を低 下 させ る陰 イ オン 塩の 投 与が 、経 産 牛に おい て 乳熟 を予 防する効果 のあることが示 さ れ た 。 こ の 陰 イ オ ン 投 与 に よ る 安 全 で 穂 や か な 代 謝 性 ア シ ド ー シス の 程度 は、 尿 pH(6.8‑7.0)で評 価す る こと がで き た。 また 、 この アシ ド ーシ スが 分 娩時 のCa要 求に対 して 感 受性 を増 加 する と考 え られ たが 、 この 効果 はCa関 連ホ ルモンの放 出によるもので はな い と推 察さ れ た。 さら に 、未 経産 牛 は突 然のCa要求 に対 する高い反 応性を有するこ とが 明 らか にな っ たが 、こ れ も関 連ホ ル モン の放 出 によ るも のではなか った。また、未 経 産 牛 のCa代 謝 は 、 陰 イオ ン を投 与さ れ た経 産牛 のCa代 謝に い くっ かの 点 で類 似し て いた。
次に、DCADを低 下させることによる乳熱予防効果のメカニズムを調ぺるために、最 初の実験で採取・保管されていた試料を用いて、Ca代謝活性化を示すと予測される数種 のバイオマーカー を分析した。この目的のため、骨特異的アルカリフオスファターゼ くBALP)、オステオカルシン、インスリン様成長因子ーI(IGF‑D、デオキシピリジノリン (DPD)及ぴ酒石酸 耐性酸フオスファターゼ(TRAP)を分析した。BALP活性、オステオカ ルシン濃度、IGF‑I濃度の変化は、陰イオン塩の投与にかかわらず3つの経産牛の間で ほば同じであった。一方、若牛群のこれらの3種の血清中バイオマーカーは、実験期間 を通じて、3つの 経産牛群の値に比較して、極めて高い数値であった。また、尿中DPD 排泄量は、すぺての群で周産期にほとんど変化しなかったため、乳牛にとって有用なバ イオマーカーではなかった。しかし、3っの経産牛群のうち、アニオン群において、破骨 細胞活性のパイオ マーカーとして知られる血清TRAP活性が増加し、経産牛対照群の値 よりも極めて高か った若牛群の数値に近づい たため、このバイオマーカー の変化が DCADを低下させる 陰イオン塩投与に密接に関連していると考えられた。アニオン群の TRAP活性の増加は 、DCADを僅かに低下させる ことで導かれた緩やかなアシ ドーシス 状態によって、予め活性化された破骨細胞を介して、分娩時に骨結合Caが血清プー′レへ と速やかに動因さ れたことを示唆していた。よって、血清TRAP活性は、アニオン塩を 投与された乳牛において、Ca代謝の活性化状態をモニターするための最良のパイオマー カーであった。
最後に、DCADを 低下させることによる乳熱予防効果のメカニズムを調ぺるため、な らぴにその効果をより簡単に評価できるパラメーターを同定するため、血清及ぴ尿中の 臨床病理学的成分を、最初の実験で採取‐保管されていた試料を用いて分析した。若牛 群の血清ロ濃度及 び尿中iP排泄量が、経産牛の群よりも有意に高かったため、選は乳 熟に関連するパヲメーターと考えられた。若牛群とアニオン群の血清クロール濃度は、
他の経産牛に比較して高い傾向にあったため、アニオン塩を与えられた乳牛の代謝性ア シドーシスの状態 とDCADを低下させた効果を評価する指標として利用できると考えら れた。さらに、分娩時に若牛群の血清エストラジオール‑17ロ濃度は、経産牛群に比較し て低い傾向があり、乳熱に関連している可能性が示唆された。
結諭として、緩 やかにDCADを低下させる技術は、乳熱を予防する効果的で安全かつ 自然な方法である と考えられ、今後の実用化が期待される。DCADを緩やかに低下させ るアニオン塩の投与によって生じた軽度のアシドーシスは・、経産牛においても破骨細胞 を十分に活性化させ、分娩時の急激なCa要求に対して反応できる状態にすると考えられ た。また、その効 果を評価するためには、血清TRAPが最良のバイオマーカーであり、
さらに、尿pH及ぴ 血清クロー′蟻度も食餌性アニオン塩による代謝性アシドーシスの 状態をモニターする良い指標であると考えられた。
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学 位 論 文 審 査 の 要 旨 主査 教授 前出吉光 副査 教授 葉原芳昭 副査 助教授 田島誉士
副査 教授 大和 修（鹿児島大学）
学位 論文 題名
Studies on the vention of ヽ ！pre ￣
milk fever using dietary an10nSaltSindairyCOWS
（乳 牛に おけ る食餌 性陰 イオ ン塩 を利 用し た乳 熱予 防に 関す る研究）
本研究は、食餌性アニオン塩を用いた乳熱予防を開発し、その方法の効果とそれを評価 するためのバイオマーカーを同定し、さらに予防効果のメカニズムを明らかにすることを 目的としている。
最初に、穏やかに飼料中カチオン・アニオン差(DCAD) を変化させることによって乳牛 の乳熱を予防できるかどうかを調べた。その結果、DCAD を低下させるアニオン塩類を分 娩予定日の21 日前から分娩日まで補給された経産牛群（アニオン群）の低Ca 血症発症率 は、コントロール群の3 分の1 に減少し、未経産牛群では低Ca 血症を発症しなかった。
また分娩時、アニオン群の血清Ca 濃度は、コントロール群に比較して高い傾向がみられ た。これらの成績から、分娩前に僅かにDCAD を低下させる陰イオン塩の投与が、経産 牛において乳熱を予防する効果のあることが示された。この効果は尿pH(6.8‑7.0) で評価 することができた。
次に、DCAD を低下させることによる乳熱予防効果のメカニズムを調べるために、Ca 代謝活性化を示すと予測される数種のバイオマーカーを分析した。その結果、血清TRAP
（酒石酸耐性酸フオスファターゼ）活性が、アニオン塩を投与された乳牛において、Ca 代謝の活性化状態をモニターするための最良のバイオマーカーであることが明らかとな った。
最後に、DCAD を低下させることによる乳熱予防効果のメカニズムを調べるため、なら ぴにその効果をより簡単に評価できるパラメーターを同定するため、血清及ぴ尿中の成分 を分析した。その結果、血清ロ濃度及び尿中ロが乳熱に関連するパラメーターと考えら れた。血清クロール濃度も、アニオン塩を与えられた乳牛の代謝性アシドーシスの状態と DCAD を低下させた効果を評価する指標として利用できると考えられた。さらに、血清エ ス ト ラ ジ オ ー ル ‑17 ロ 濃 度 は 、 乳 熱 に 関 連 し て い る 可 能 性 が 示 唆 さ れ た 。
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