放牧比率の違うホルスタイン牛の後期中期授乳期における肝代謝の差を示す肝臓代謝物

牛の飼料と肝臓があなたのミルクに与える影響

一杯の牛乳の背後には、飼料から取り込まれた栄養を処理する主要な中枢である肝臓を含む、牛の体内で進行する複雑な物語があります。本研究は農家、消費者、環境にとって重要な単純だが重要な問いを投げかけます。乳牛が新鮮な放牧草を多く食べる場合と、畜舎での混合飼料（トータルミックスドレーション）を多く食べる場合で、肝臓はどのように反応し、それが効率、廃棄物、長期的な健康にどんな影響を与えるのでしょうか？

同じ種の牛に対する二通りの飼養法

ウルグアイの研究者たちは、授乳中期（乳量はまだ高いが分娩直後のストレスが和らいだ時期）にある16頭のホルスタインを追跡しました。すべての牛は遺伝的ばらつきを避けるために同じ北米系の系統でした。1群は放牧を行いつつ、畜舎で注意深く調整されたトータルミックスドレーションも受け、草は日々の乾物の約3分の1を占めました。もう1群は可能な限り多く放牧し、追加の濃厚飼料や保存飼料は必要に応じてのみ与えられました。両群とも乳量、乳脂肪率と乳たんぱく、体況は類似しており、研究者は明らかな成績差ではなく、動物内部で何が変わるかに焦点を当てることができました。

血液と肝臓の内部を観察する

異なる飼料が牛の体にどのように処理されるかを確認するために、チームは授乳開始から約180日目に血液サンプルと小さな肝生検を採取しました。尿素やクレアチニンなどの一般的な血液マーカーを測定し、肝臓内の小分子と遺伝子発現を詳細にプロファイリングする先進的な手法を用いました。乳生産は見た目には同じでしたが、放牧を多く与えた群では血中尿素窒素が明らかに高く、余剰たんぱく質の処理と排泄が増えている兆候を示しました。肝臓内では数百種類の小分子と主要な遺伝子が、それぞれの飼養法が代謝をどう形作るかを詳細に描き出しました。

放牧＋混合飼料は糖利用と脂肪合成を促す

一部放牧を行いながら十分な混合飼料を受けた群は、肝臓においてグルコースやスクロースの形態を含むいくつかの糖関連分子の濃度が高かった。さらに、糖を脂肪合成のための構成要素やエネルギーに変換する経路に関与する遺伝子の活性も高まっていました。新生脂肪酸合成を駆動する重要な2つの遺伝子はこれらの牛でより活発であり、グルコースを脂質や細胞膜合成の補助経路に導く他の遺伝子群も上昇していました。これらの内部での脂肪合成活性が増しても、乳脂肪や明らかな体脂肪の増加にはつながらず、こうした変化は単に余剰エネルギーを貯蔵するというよりも、肝細胞や細胞膜の維持を助けていることを示唆します。

主に放牧の飼養は余剰窒素の処理へ肝臓を向ける

対照的に、より多く放牧に依存した群の肝プロファイルは窒素関連化合物に富んでいました。シトルリン、オルニチン、グルタミン、クレアチニンなど、余剰窒素の処理に関連する分子がより多く存在しました。これに加え、血中尿素窒素の上昇と一部の季節でやや高い粗たんぱく質摂取量が観察されたことから、これらの牛の肝臓は余剰の食餌性たんぱく質を尿素やその他の窒素含有生成物へ変換するためにより多く働いていたと考えられます。興味深いことに、窒素排泄の中核機構をコードする遺伝子がすべて一斉に増加していたわけではなく、短期的な制御や基質の利用可能性が、この経路の稼働度合いを左右している可能性を示唆します。

牛、農場、環境にとっての意味

総じて、この研究は後期中期の授乳牛において放牧比率が高い飼養では肝臓が窒素分解を強める傾向がある一方で、放牧と畜舎飼料の混合が多い飼養では肝細胞内で糖を穏やかな脂質・膜の維持に振り向けることを示しています。両戦略とも同様の乳量を支えましたが、肝臓にかかる負荷の種類が異なり、農場から排出される窒素量にも影響を及ぼす可能性があります。動物福祉と環境配慮の両立を目指す農家にとって、選択は単に牛がどれだけのミルクを生産するかだけでなく、そのミルクを生み出す食餌に対して肝臓がどのように対処するかにも関わることを強調します。

引用: García-Roche, M., Astessiano, A.L., Talmón, D. et al. Hepatic metabolites indicate differences during late mid-lactation in Holstein cows with different levels of pasture inclusion. Sci Rep 16, 15358 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-46842-x

キーワード: 乳牛, 放牧飼養, 肝代謝, 窒素代謝, メタボロミクス