The Journal of Farm Animal in Infectious Disease
Vol.10 No.1 2021

LIVER FUNCTION IN COWS WITH ENDOMETRITIS

原著論文

子宮内膜細胞診により検出された子宮内膜炎牛における肝機能とインスリン様成長因子 1 との関係
大滝忠利 1） 大澤

光 1） 米田結花 1） 住吉俊亮 2） 堀北哲也 1）

1）

日本大学生物資源科学部獣医学科獣医臨床繁殖学研究室

2）

日本大学生物資源科学部獣医学科獣医産業動物臨床学研究室〒 252-0880＊

神奈川県藤沢市亀井野 1866

連絡担当者： 大滝忠利
Tel/Fax:0466-84-3479
E-mail：ohtaki.tadatoshi@nihon-u.ac.jp［要約］

子宮内膜炎は乳牛の繁殖成績低下の主要な要因の一つとなっている。子宮疾患のある牛は、アルブミン（ALB）、総コレステロール（T-Cho）、インスリン様成長因子− 1（IGF-1）などが低値を示すとの報告があり、子宮内膜炎の発症には肝機能が大きく関わっていると思われるが、詳細は不明である。そこで、分娩後 5 週目に実施した子宮内膜細胞診により検出された子宮内膜炎発症と分娩前後の栄養状態
ならびに肝機能との関連について解析した。その結果、正常牛群（n=6）に比べ、子宮内膜炎牛群（n=5）
ではインスリン投与後 30 分における血糖濃度低下割合が低い傾向にあり、肝機能の生化学的指標である T-Chol、ALB が低く、AST が高かった。また、肝臓で産生される IGF-1 濃度も低い傾向を示していた。このことから、子宮内膜炎牛において、分娩前からの肝機能低下を示していたことが明らかとなった。これらの結果から、子宮内膜炎の予防には、分娩前からの肝機能低下を予防することが重要と考えられた。
キーワード：アルブミン、肝機能、総コレステロール、子宮内膜炎、乳牛

績低下の主要な要因の一つとなっている［2,［緒論］

28］。近年、子宮内膜炎の診断に利用できるツー高泌乳牛の半数で子宮炎・子宮内膜炎などのルとして、腟粘液採取器および子宮内膜細胞診

炎症性子宮疾患を発症しており［27］、分娩後が注目を浴びているものの、臨床現場における2 週以内には 90% 以上の牛で子宮から細菌がこれらの普及率はまだまだ低く［22］、検出さ検出される［29］。ほとんどの牛は分娩後 5 週

れない子宮疾患牛の存在により牛群の繁殖成績

間以内にこの子宮内細菌感染から回復するが、は十分に向上されていない。

子宮内膜炎を引き起こす細菌感染は 10% 以上

子宮内膜炎のリスク要因として、分娩前の血の牛で発生する［6］。子宮内膜炎牛の 40% で中遊離脂肪酸（FFA）の高値や分娩後のエネ

卵胞の発育遅延や黄体遺残がみられ［24］、こルギー不足が挙げられ、子宮疾患のある牛は、のような牛の受胎率は 20% 低下すると言われ肝機能の指標でもあるアルブミン（ALB）やている。このため、子宮内膜炎は乳牛の繁殖成

総コレステロール（T-Chol）のレベルが低い［10,12, 21, 34］ことが報告されている。また、急性期タンパク質（APP）は、分娩後の子宮内細受理：2020年10月9日－ 11 －

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子宮内膜炎牛における肝機能とインスリン様成長因子 1 との関係

菌感染の間に血清中で上昇し［30］、APP の一隔で行った。また、分娩後 -3, -2, -1, 1，2，3，4，つであるハプトグロビン（Hp）は、肝臓で生8 週に正中尾静脈より血液 20ml を採取し、遠成され、微生物感染［20］中に血液中に放出さ心分離して血清および血漿サンプルを得た後、れる。一方、多くの乳牛は妊娠末期に糖を胎子測定まで -20℃にて保存した。分娩後 5 週にサや乳腺へ優先的に分配させるようインスリン抵

イトブラシ（メトリブラシ、富士平工業、東京）

抗性（IR）を持つようになる［4, 7］が、IR がを用いて子宮内膜を採取し、採取した子宮内膜

強い場合には分娩後の生産性を低下することがをスライドガラスに塗抹した後、ディフクイッ

指摘されている。この IR は肝臓の脂肪化や肝ク染色（Diff - Quik、
シスメックス、兵庫）を行っ機能の指標と相関が高いことも報告されていた。染色した塗抹標本を用いて、顕鏡により細る。肝臓は繁殖機能に深く関係しており、肝臓胞 500 個中の多形核白血球数の割合（PMN%）

では栄養状態の変化を性腺に伝達するとともを算出した。

に、内分泌機能調節に重要な役割を果たしてい供試牛のうち、双子分娩であった個体 1 頭とるインスリン様成長因子− 1（IGF-1）が産生・

乳房炎や蹄病などの炎症性疾患と診断された 6分泌されており［25, 39］、分娩前 2 週と分娩後頭を研究から除外し、残りの 11 頭について解

1 週における IGF-1 濃度が子宮内膜炎牛で低い析を行った。これらの個体は難産や胎盤停滞はことが報告されている［33］。

なかった。子宮内膜炎の診断は、Dubuc らのこのことから、子宮内膜炎の発症には肝機能報告［8］に従い、分娩後 5 週で PMN% が 6%が大きく関わっていると思われるが、詳細は不以上を子宮内膜炎牛群（n=5）、それ未満を正明である。そこで、本研究では、子宮内膜細胞

常牛群（n=6）として区分した。

診により検出された子宮内膜炎発症と分娩前後インスリン感受性試験については、インスリの栄養状態ならびに肝機能との関連について解ン投与後における血糖濃度の低下割合を求め析した。

た。血液サンプルについては、血液生化学性状として、ALB、総タンパク（TP）、血中尿素窒［材料と方法］

素（BUN）、FFA、Glu、T-Cho、 ア ス パ ラ ギ

試験には、日本大学付属農場にて飼養されてン酸トランスフェラーゼ（AST）、 γ - グルタミ

いるホルスタイン種乳牛 18 頭を用いた。試験

ントランスペプチダーゼ（GGT）を測定した。

期間中はフリーストールで飼養し、搾乳は 1 日

血 中 IGF-1 濃 度 は ELISA 法（IGF-1 Human

2 回行い、乳量を毎日記録した。供試牛には、

ELISA kit Quantikine、R&D Systems Inc.、

日本飼養標準に準じてデントコーンサイレージ

U.S.A.）により測定した。

を主体とし、チモシー乾草、イタリアンライグ

統計処理は、統計ソフト JMP 13.2.0（SAS イ

ラスサイレージ、アルファルファヘイキューブ

ンスティチュート

と濃厚飼料を分離給与にて 1 日 2 回（9:00 およ

タの正規性は Shapiro-Wilk の W 検定により実び 15:30）給餌した。全ての実験は、日本大学施した。インスリン感受性試験の平均は正規分

動物実験運営内規に基づき実施した布である Student の t 検定を実施した。血液生（AP17B078-2）。まず、それぞれの供試牛につ

化学性状および IGF-1 濃度については、分娩前いて、分娩前 3 週に Ohtsuka ら［23］の報告と分娩後では栄養代謝状態が大きく変化するたを一部変更した方法でインスリン感受性試験をめ、それぞれの期間で統計解析を実施した。す朝の給餌前（7:30）に実施した。すなわち、イ

なわち、試験期間を分娩前 3 週から分娩前 1 週

ンスリン投与前に血糖（Glu）濃度を簡易血糖までとそれ以降の 2 つに区分し、二元配置の反測定器（プレシジョンエクシード、アボットジャ

復測定分散分析を行い、群と週次の間に交互作

パン、千葉）で測定し、その後、体重 100kg用がみられた場合（p<0.05）は、各週次での 2

当たり 5 単位の即効性ヒトインスリン注射液

群間の比較を Wilcoxon の順位和検定を用いて（ヒューマリン RR 注 U-100、日本イーライリ行った。有意水準 5 % 未満（p<0.05）で有意リー、東京）を静脈内投与した。採血は、正中差を判定し、有意水準 5 % 以上かつ 10 % 未満

尾静脈よりインスリン投与後 90 分まで 30 分間（0.05 ≦ p ＜ 0.1）で傾向があるとした。全ての－ 12 －

東京、日本）を用いた。デーThe Journal of Farm Animal in Infectious Disease
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値は平均±標準誤差として表した。

牛群では、インスリン投与後 30 分における血中 Glu 濃度低下割合が低い傾向にあった。多く

結果の哺乳動物は妊娠末期に IR をもつようになる

正常牛群および子宮内膜炎牛群における年が、乳牛は他の哺乳動物に比べその乳量の多さ

齢、産次数、前産時の分娩間隔は、それぞれ、4.5から過度の IR を引き起こし、負のエネルギー± 0.7 vs 4.5 ± 1.0 歳、2.8 ± 0.5 vs 2.8 ± 0.9 産、バランス（NEB）の期間を延長させる可能性

159.0 ± 41.5 vs 227.3 ± 96.9 日であり、両群間が示唆されている［26］。また、過度な IR はに有意な差は認められなかった。インスリン感

脂肪肝［23］、代謝障害や分娩後の生産性に悪

受性試験の結果では、インスリン投与前の正常影響を及ぼすことが知られている［11, 18］。

牛群および子宮内膜炎牛群の血中 Glu 濃度は、

本研究では、子宮内膜炎牛群において血中それぞれ 52.3 ± 2.1 vs 51.2 ± 3.7 mg/dl であり、ALB 濃度の低下が認められた。ALB は、肝臓有意な差は認められなかったが、インスリン投で合成される血漿タンパク質の一種であり、牛与後 30 分における血中 Glu 濃度低下割合は、での半減期が 16.5 日と比較的長いことからタ

正 常 牛 群 が 50.5 ± 3.0%、 子 宮 内 膜 炎 牛 群 がンパク質代謝における慢性的な指標とされる

41.8 ± 2.4% であり、子宮内膜炎牛で低い傾向［17］。栄養不良を予測するための ALB のカッ（p<0.1）にあった。

トオフ値は 3.15 g/dl［31］であり、子宮内膜

図 1 に正常牛群と子宮内膜炎牛群における分炎牛群 5 頭のうち、3 頭は分娩前後のいずれも、娩前後の血液生化学性状、乳量および IGF-1 濃

1 頭は分娩前、残りの 1 頭は分娩後にこの数値

度の推移を示した。ALB 濃度は、分娩前におを下回った。正常牛群は試験期間中にこの閾値いて群と週次に交互作用があり（p<0.05）、分を下回る ALB の低下は認められなかった。一娩前 3, 2, 1 週で正常牛群に比べ子宮内膜炎牛で般に、ALB の減少は食餌性のタンパク質欠乏

有意に低値を示した（3.47 ± 0.05 vs 3.26 ± 0.05,

時に低 ALB 血症に先行し［17］、ALB レベル

3.48 ± 0.03 vs 3.22 ± 0.07, 3.52 ± 0.08 vs 2.92が比較的低いことは、利用可能な総タンパク質± 0.17 g/dl, それぞれ p<0.05）。分娩後は正常が低いことを示している［34］。これにより、牛群に比べ子宮内膜炎牛で有意に低値を示した

病気の発作に対する反応が悪くなり、子宮内炎、（p<0.05）。T-Cho 濃度は、分娩前において群と乳房炎、およびその他の病気が牛に発生する可

週次に交互作用があり（p<0.01）、分娩前 1 週

能性がある。本研究で用いた供試牛は分娩前にで正常牛群（99.4 ± 13.0 mg/dl）に比べ子宮内明らかな炎症性疾患は認められなかったことか膜炎牛（57.0 ± 7.8 mg/dl）で有意に低値を示

ら、分娩前に見られた子宮内膜炎牛群での血中した（p<0.05）。分娩後は正常牛群に比べ子宮ALB 濃度の低下は ALB の合成低下が主な要因

内 膜 炎 牛 で 有 意 に 低 値 を 示 し た（p<0.05）。

であると考えられた。さらに、ALB は反応がAST 濃度は分娩前には有意な差は認められな

遅い負の急性期タンパク質であり、そのレベルかったが、分娩後において群と週次に交互作用

は炎症中に減少することが知られている［5,があり（p<0.05）、分娩後 1 週で正常牛群（75.519］。炎症の過程では体液とタンパク質は組織± 4.2 IU/l）に比べ子宮内膜炎牛（106.4 ± 12.3

液に移行して浮腫を誘発し、これが ALB 減少

IU/l）で高い傾向にあった（p<0.1）。Glu は分の一因となるとされている［17］。比較的低い

娩後に群と週次に交互作用の傾向があった

レベルの ALB が高 PMN％の子宮内膜炎の牛（p<0.1）。それ以外の血液生化学性状ならびにに存在し、低 ALB が子宮内膜炎の発症のマー

乳量には両群間に有意な差は認められなかっカーとして役立つ可能性があることが報告された。IGF-1 濃度は分娩前および分娩後に正常牛ている［21］。本研究での分娩後における子宮群に比べ子宮内膜炎牛で低い傾向にあった

内膜炎牛群での血中 ALB 濃度の低下は、合成（p<0.1）。

低下に加え、子宮内膜炎に罹患したことで組織が損傷し、その損傷した組織にタンパク質が移考察行することで ALB の消費が増加したことも要

本研究において、正常牛群に比べ子宮内膜炎因であると推察された。

－ 13 －

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子宮内膜炎牛における肝機能とインスリン様成長因子 1 との関係

"&* +図1

'!"&* +

正常牛群と子宮内膜炎牛群における血液生化学性状、乳量およびIGF-1濃度の推移 "& '!"&($#) 
：正常牛群（n=6）、

%：子宮内膜炎牛群（n=5）

FFA: 遊離脂肪酸、TP: 総タンパク、BUN: 血中尿素窒素、ALB: アルブミン、T-Cho: 総コレステ
ロール、AST: アスパラギン酸トランスフェラーゼ、GGT: γ -グルタミントランスペプチダーゼ、
Glu:血糖、IGF −1： インスリン様成長因子−1二元配置の反復測定分散分析の結果をG: 群（group）、PW:分娩後週数（postpartum week）、
G×PW: 交互作用ありで示す。交互作用のみられた場合の各週次での2群間の比較を *: p<0.05、†: p<0.1として示した。データは平均値±標準誤差で示した。

－ 14 －

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血中 FFA 濃度には両群間で有意差はなかっことから、子宮内膜炎牛群において分娩前からたが、分娩前 1 週から分娩後 3 週にかけて高値の肝機能低下を示していたことが明らかとなっを示す個体が散見された。NEB に陥った牛にた。これらの結果から、子宮内膜炎の予防には、

おいて肝臓はグルコースとケトン体の産生およ

分娩前からの肝機能低下を予防することが重要

びエネルギー産生のための血中からの NEFAと考えられた。

の取り込みなど重要な機能を果たしている

謝辞［14］。より深刻な体脂肪動員は血中 AST や
GGT 濃度の上昇や T-cho 濃度の減少で示され本研究の一部は、平成 30 年度公益財団法人るような肝機能障害を引き起こす［15］。この

伊藤記念財団助成により実施した。

ことから、本研究における子宮内膜炎牛では、何らかの要因で分娩前からすでに肝機能が低下しはじめており、その結果、低い T-cho 濃度と高い AST 濃度を示したものと考えられた。
血中 Glu 濃度が分娩後に群と週次に交互作用の傾向があった。一般に、炎症時には糖新生とインスリン抵抗性を高める方向に代謝が進むと考えられることから、結果的に子宮内膜炎牛群で血中 Glu 濃度の増加が認められたものと考えられた。
本研究では、子宮内膜炎牛で IGF-1 濃度が低い傾向にあった。これは、子宮内膜炎［9, 33］
または炎症性子宮疾患牛［13］で IGF-1 濃度が低いとの報告と一致していた。IGF-1 濃度が低い場合、卵胞発育の遅延［3, 38］、子宮修復の遅延［1］、発情周期再開までの延長［3, 16］、卵母細胞の質の低下［35］を介して繁殖機能に悪 影 響 を 及 ぼ す こ と が 報 告 さ れ て い る。
Wathes ら［36］は、重度の NEB の牛が分娩後の子宮内膜で IGF-1 およびインスリンシグナ
ル伝達経路に変化を起こし、子宮修復率に影響を与え、その後の受胎に悪影響を与える可能性を示唆している。末梢血中の IGF-1 が子宮の防御機構に直接影響するかどうかは明確ではない
が、NEB が肝臓に損傷を与え、末梢インスリ
ン抵抗性が増加するため、間接的な影響もある
可能性が高いが、いずれも免疫機能に悪影響を及ぼすと考えられる［37］。
本研究では、肝臓における糖代謝能を表すた
め、肝機能検査項目としても用いられるインス
リン負荷試験［32］の結果、子宮内膜炎牛群でインスリン投与後 30 分における血中 Glu 濃度低下割合が低かった。また、子宮内膜炎牛群で肝機能の生化学的指標である T-Chol、ALB が低く、AST が高かった。さらに、肝臓で産生される血中 IGF-1 濃度も低い傾向を示していた

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－ 17 －

家畜感染症学会誌
10 巻 1 号 2021

子宮内膜炎牛における肝機能とインスリン様成長因子 1 との関係

Relationships between liver function and insulin-like growth factor-1
in dairy cows with cytological endometritis
Tadatoshi Ohtaki1), Hikaru Osawa1), Yuka Yoneda1), Toshiaki Sumiyoshi2), Tetsuya Horikita1)1)

 aboratory of Theriogenology, Department of Veterinary Medicine, College of Bioresource Sciences,
L
Nihon University, 1866 Kameino, Fujisawa, Kanagawa 252-0880, Japan2) 
Laboratory of Large Animal Clinical Sciences, Department of Veterinary Medicine, College of Bioresource Sciences,
Nihon University, 1866 Kameino, Fujisawa, Kanagawa 252-0880, Japan.
*Correspondence to: OHTAKI, T.
Laboratory of Theriogenology, College of Bioresource Sciences, Nihon University,
1866 Kameino, Fujisawa, Kanagawa 252-0880, JAPAN
Tel: +81-466-84-3479
Fax: +81-466-84-3479
E-mail: ohtaki.tadatoshi@nihon-u.ac.jp【Abstract】
Endometritis is one of the major causes of poor reproductive performance in dairy cows. It has been reported
that cows with uterine disease show low levels of albumin (ALB), total cholesterol (T-Cho), insulin-like growth
factor-1 (IGF-1). The liver function is thought to be greatly involved in the development of endometritis, but thedetails are unknown. Therefore, we analyzed the relationship between the endometritis detected by endometrial
cytology performed 5 weeks after postpartum and the nutritional status and liver function before and after
parturition. As a result, compared to the normal group (n = 6), the endometritis group (n = 5)tended to have a lower
blood glucose concentration decrease rate at 30 minutes after insulin administration. In the endometritis group,
T-Chol and ALB were low and AST was high, which are biochemical indicators of liver function. Moreover, theconcentration of IGF-1 produced in the liver also tended to be low. In conclusion, endometritis cattle showeddecreased liver function before parturition. From these results, it is considered important to prevent thedeterioration of liver function before delivery in order to prevent endometritis.
Keywords: albumin, cow, endometritis, liver function, total cholesterol－ 18 －