奶牛脂肪肝的病理学研究进展

苏　蔚¹，徐　闯¹，王立民²，刘国文¹，王　哲^1*，姜玉富¹

(1.吉林大学畜牧兽医学院，吉林长春 130062；2.四川农业大学动物科技学院，四川雅安 625014) 

摘　要：脂肪肝是许多奶牛泌乳早期主要的代谢性疾病，并常引起奶牛疾病的发生和繁殖力下降。严重的病例，泌乳量和能量摄入减少。因此，病理学研究可为脂肪肝的预防和治疗提供有利的理论基础，每年可节省数百万美元的损失。脂肪肝是由于肝脏摄取脂类的量超过肝脏氧化和吸收的量，脂肪动员高浓度的血浆非酯化脂肪酸引起的。过量的脂肪以甘油三酯的形式储存于肝脏，造成细胞完整性和功能降低，从而造成肝脏功能改变。文章从脂肪肝的基础病理、临床病理、免疫病理以及生殖病理方面，论述了脂肪肝的病理学研究进展。

关键词：脂肪肝；病理学；奶牛 

脂肪肝是动物的一种重要的代谢性疾病之一。其发生发展是由于肝脏摄取脂类的量超过其氧化和转化的量。过量的脂类以甘油三酯(Triacylglycerol，TAG)的形式储存于肝脏，同时伴随肝脏功能紊乱，这种情况被认为是奶牛脂肪肝或肥胖奶牛综合征。

奶牛脂肪肝一般都伴随体况、产奶量和繁殖力的下降。因此，脂肪肝会造成医疗费用提高，产犊间隔延长，泌乳量下降及奶牛平均寿命的缩短。目前，我国存栏奶牛数量约为566.2万头，每年在脂肪肝上的花费已经超过3千万美元。因此，通过对奶牛脂肪肝病理学的研究，为进一步预防和治疗脂肪肝提供更好的理论基础和依据。

1　脂肪肝的基础病理变化

肝细胞浆内出现大量游离脂肪滴，特别是TAG，造成肝脏明显肉眼或显微镜可见的变化，称之为脂肪肝。眼观表现肝脏肿大，边缘变钝，切面颜色黄白或呈黄红相间的花纹，并常伴有肾上腺、肾脏甚至心肌和骨骼肌脂肪变性。奶牛重度脂肪肝除有以上病理变化外，还可能出现心肌炎和肾脏、卵巢、肌肉、子宫等器官组织萎缩变性坏死，脑垂体坏死或退化，胰腺和淋巴系统退化，胃肠炎症、溃疡、坏死^[1]。

奶牛脂肪肝病理组织学观察可见^[2]肝细胞出现游离脂肪滴，肝细胞个体变大，细胞核浓缩，肝窦隙狭小，肝细胞线粒体损伤，粗面内质网及其他细胞器缩小，数量减少。轻度脂肪肝脂变细胞主要局限于肝小叶中心，即中央静脉周围。但中度脂肪肝和重度脂肪肝脂变细胞可能扩散到门脉区附近。细胞器的改变影响肝细胞的完整性和功能，因此，可引起细胞坏死和脱落、崩解，这在重度脂肪肝表现的更为明显。这些变化都已通过测定血浆中肝脏的酶类和胆汁组分的浓度增加得到证实^[1,3]。

血浆中肝脏酶类的浓度增加较多，血浆中胆汁组分(胆红素、胆酸)浓度的增加表明，患有脂肪肝的奶牛胆汁排出量减少。Fürll R V等^[4]通过促胆汁分泌因子治疗脂肪肝试验，也证明胆汁聚集在肝脏。在人类，高浓度的胆汁可引起肝脏中毒和游离基产量增加，导致炎症和组织坏死^[5]。在奶牛，高浓度的胆汁可引起体外培养的胰管上皮细胞损伤^[6]。脂质过氧化反应的终产物丙二醛和生育酚浓度的增加，说明奶牛肝脏自由基浓度增高^[1]。

肝脏TAG浓度的增加，同时伴随组织脂类(游离胆固醇、胆固醇酯、磷脂)和生糖先质(柠檬酸盐)增加，能量储存分子(糖原)减少。糖原的减少使得代谢紊乱，造成脂肪肝的发生率增加。因此，用肝脏TAG浓度和肝脏糖原浓度的比率做脂肪肝的诊断指标效果要优于单独用肝脏TAG浓度的指标。脂肪肝还伴发血液中非酯化脂肪酸(Nonesterified fatty acids，NEFA)、β羟丁酸(β-hydroxybutyric acid，BHBA)和乙酰乙酸浓度的增高，甚至造成细胞中毒。

除线粒体的甘油三酯转移蛋白外^[7]，其他蛋白浓度对脂肪肝的脂类转化和分泌也非常重要^[8]。载脂蛋白B是一类主要的极低密度脂蛋白(very low density lipoprotein，VLDL)和低密度脂蛋白(low density lipoprotein，LDL)。蛋白激酶C属于翻译后修饰的载脂蛋白A-I。肉碱棕榈酰转移酶存在于线粒体，具有β氧化和生酮作用。以上蛋白和酶在奶牛患脂肪肝时都有所减少^[9]。血脂、脂蛋白(载脂蛋白A-I、B-100和C-Ⅲ)和酶(卵磷酯-胆固醇酰基转移酶)的浓度，影响脂类转运。奶牛患脂肪肝时其量也减少，这说明脂蛋白分泌减少，特别是VLDL^[8]。基于临床和组织学检查，脂肪肝奶牛的VLDL分泌减少的机制为VLDL从内质网到高尔基体的转运减少，载脂蛋白B-100被糖基化，分泌小泡囊生成减少，分泌小泡囊从高尔基体向细胞膜的移行减少^[10]。

脂肪肝影响脂蛋白的生理功能，尤其是高密度脂蛋白(high density lipoprotein，HDL)。奶牛脂肪肝，HDL颗粒结合了大量珠蛋白和血浆淀粉状蛋白A，使得HDL的载脂蛋白A-Ⅰ和载脂蛋白C-Ⅲ浓度减少。载脂蛋白A-Ⅰ的作用是激活卵磷脂-胆固醇酰基转移酶，使来自胆甾醇基和溶血磷脂胆碱的磷酸卵磷脂酯化为游离胆固醇。因此，患脂肪肝的奶牛胆固醇酯减少，因为胆固醇酯是类固醇重要的前体物^[8]。

脂肪肝的病理组织学变化与肝细胞中糖类、脂类和蛋白质代谢相关。肝细胞TAG增加伴随肝脏生糖先质的降低(糖异生的减少和生酮作用，β-氧化不定量变化)和脂肪生成增加。此外，尿素生成和胰岛素提高蛋白生成的能力减小，可使患脂肪肝的奶牛血氨浓度升高^[11]。

脂肪肝伴随脂肪组织和胰腺的激素敏感度改变。胰岛素和葡萄糖对脂肪生成的促进减小，葡萄糖和BHBA对脂解作用的抑制减小^[12]。胰岛素、内毒素和其他一些在肝细胞或其他器官中的化合物的清除率^[13]，以及通过边缘组织对葡萄糖的摄取都有所减少。

脂肪肝不仅伴随激素敏感度的改变，同时激素本身的浓度也在改变。因为脂肪浸润肝细胞造成激素的清除减少，使得肝脏合成或分泌胰岛素样生长因子-Ⅰ(insulin-like growth factor Ⅰ，IGF-Ⅰ)、肾上腺分泌糖皮质激素、胰腺分泌胰高血糖素和胰岛素、甲状腺分泌甲状腺素和三碘甲腺原氨酸等的作用减少。另外，葡萄糖和胰高血糖素对胰岛素的分泌促进作用减少。

2　脂肪肝的临床病理变化

激素和组织病理变化影响脂肪肝代谢产物的浓度以及血浆中矿物质的改变。代谢产物浓度的减少(如α氨基氮和葡萄糖)，可降低脂肪肝奶牛器官的功能，对于参与生酮作用的支链氨基酸也是如此^[11]。

铵、NEFA、BHAB和乙酰乙酸浓度的升高，逐渐产生毒性，并且影响肝脏代谢，最终导致肝脏的生理功能低下^[14]。高浓度的NEFA可促进肝细胞脂肪和酮体的生成，高浓度的BHBA和乙酰乙酸可降低肝细胞β-氧化，糖异生以及三羧酸循环。

脂肪肝奶牛的产奶量、身体状况以及繁殖力恢复数周后，肝脏TAG浓度才恢复正常。由此可见，患脂肪肝的奶牛将长时间伴随组织学，代谢和激素方面的病变。蓄积于肝脏的TAG分解缓慢，可能与肝脏本身无关，因为肝细胞每天都在自我更新^[3]。然而，脂肪肝可能长期危害其他组织，甚至引起不可逆坏死。

3　脂肪肝的免疫病理变化

脂肪肝的发生常伴随其他代谢性疾病的发病率增高，特别是酮病和皱胃变位，因为这些代谢性疾病都有共性——严重的能量负平衡。奶牛肝脏脂肪蓄积还伴随传染病的发生率增高，例如乳房炎和子宫内膜炎。奶牛围产期传染病的发病率和发病强度均有所增加，甚至在没有发生脂肪肝的情况下也是如此。这是因为围产期奶牛免疫功能被抑制以及致炎细胞因子，如肿瘤坏死因子-α(Tumor necrosis factor α，TNF-α)等浓度升高^[15]。

患脂肪肝的奶牛，免疫应答在多个方面被抑制。Zerbe H等^[16]证明，血液中性粒细胞的活性氧簇越低，则患脂肪肝奶牛的粒细胞和巨噬细胞的吞噬作用越小。Wentink G H等^[17]证明，破伤风毒素免疫接种后， IgG水平越低，以及粒细胞产生干扰素的能力越低，则患脂肪肝的奶牛炎性渗出物的渗出能力就越低。Wentink G H等^[17]证明，血液中的中性粒细胞、淋巴细胞、酸性粒细胞、单核细胞以及成熟中性粒细胞的浓度越低，破伤风毒素免疫接种后淋巴组织增生水平就越低。Zerbe H等^[16]证明，中性粒细胞表面的膜抗原数量越少，则白细胞移行至被感染乳腺的能力则越低。

脂肪肝早期肝脏内毒素清除率降低，肝脏合成的球蛋白和血浆淀粉状蛋白A浓度升高，说明肝脏脂肪蓄积可通过改变肝脏合成和降低免疫应答相关复合物的能力，直接影响免疫应答。另外，肝脏脂肪蓄积还能间接降低免疫应答，脂肪蓄积造成肝脏代谢激素、代谢产物和化合物的变化，从而影响免疫功能^[17]。高浓度的BHBA和NEFA在体外可抑制免疫应答，IGF-Ⅰ可促进中性粒细胞功能。实验证明脂蛋白可保护各种非反刍动物抵抗内毒素的毒力，因此，可认为血液中脂蛋白浓度降低也可导致免疫应答受损^[18]。

相反，炎症应答是脂肪肝和其他一些围产期疾病的病因学的一部分^[8,15]。增加致炎细胞因子TNF-α的浓度可促进肝脏脂肪蓄积，因为TNF α可提高胰岛素抵抗力、增加血浆中结合球蛋白和血清淀粉样蛋白A的浓度。Katoh N^[8]提出，触珠蛋白结合到载脂蛋白A-I后，可干扰载脂蛋白A-I在高密度脂蛋白受体的结合功能以及胆固醇酯在生成类固醇组织中的转化功能。

4　脂肪肝的生殖病理变化

奶牛患脂肪肝可引起生殖力降低。其原因，一是奶牛患脂肪肝时，子宫中免疫应答延迟和降低，造成子宫内膜炎发病率升高，病期延长，病情加重，最终导致子宫复位延迟^[16]。二是奶牛患脂肪肝时，生成类固醇的激素即孕酮和促黄体生成激素分泌延缓或降低^[17]，卵巢活动起始期延迟，卵泡发育变慢。

卵巢活动起始期延迟的另外一个原因是严重的能量负平衡，IGF-I、胰岛素和脂蛋白浓度的降低，以及铵、NEFA和尿素浓度的升高对正常卵巢的功能有不良影响。脂肪肝奶牛妊娠率下降，是因为卵母细胞的数量减少。收集脂肪肝奶牛在产后81 d～120 d卵母细胞进行培养，其存活率相当低，说明在泌乳早期脂肪肝与生殖力呈负相关^[18]。

参考文献（略）

收稿日期：2006-12-30

基金项目：国家自然科学基金重点项目(30230260)

作者简介：苏　蔚(1981－)，男，陕西宝鸡人，硕士研究生，主要从事动物营养代谢病研究。通讯作者