ケトーシス（アセトン血症）は、乳牛の分娩後に最も多くみられる代謝性疾患です。負のエネルギーバランス（NEB）により体脂肪動員が増加し、ケトン体（β-ヒドロキシ酪酸、アセト酢酸、アセトン）が肝臓と血中に蓄積することが特徴です。亜臨床型ケトーシスは、明らかな臨床症状が出る前に群内で静かに広がり、乳量、繁殖成績、免疫機能に深刻な悪影響を与えます。本稿では、ケトーシスの病態生理、亜臨床型ケトーシスのスクリーニング、治療法、群レベルの予防戦略を最新文献に基づいて整理します。
経済的影響
亜臨床型ケトーシスの有病率は多くの群で40〜60%に達します。1 症例あたり、乳量低下、繁殖障害、二次疾患、早期淘汰を通じて250〜375 ドルの経済損失をもたらすと推定されます（McArt et al., 2015）。臨床型ではこの損失が800 ドル超に達することがあります。
1. ケトーシスの病態生理
ケトーシスは、分娩後の乳合成に必要なグルコース需要が十分に満たされないときに発生します。乳牛ではグルコースの約85%が肝臓での糖新生によって産生され、泌乳開始時にはその需要が2.5〜3倍に増加します。乾物摂取量（DMI）がこの需要に追いつかないと、体脂肪動員が始まります（Herdt, 2000）。
ケトーシス発症メカニズム
1. NEB
乳量 ↑
DMI ↓
エネルギー不足
2. 脂肪動員
脂肪組織分解
NEFA ↑↑
血中 NEFA >0.7 mEq/L
3. 肝負荷
肝処理能力を超える
部分酸化 ↑
ケトン産生 ↑↑
4. ケトーシス
BHB ≥1.2 mmol/L
肝脂肪沈着
免疫抑制
1.1 ケトン体とその代謝
肝臓で NEFA が部分酸化されると 3 種類のケトン体が産生されます。これらは筋肉、腎臓、乳腺などの末梢組織でエネルギー源として利用できますが、産生速度が利用能力を上回ると血中に蓄積します（Duffield, 2000）。
| ケトン体 | 血中割合 | 臨床的重要性 | 測定方法 |
|---|---|---|---|
| β-ヒドロキシ酪酸（BHB） | 70〜80% | 診断のゴールドスタンダード | 血液（携帯型メーター）、乳（試験紙） |
| アセト酢酸（AcAc） | 15〜20% | 尿の Rothera 反応で検出される | 尿（Rothera）、乳 |
| アセトン | 5〜10% | 呼気の果実様・アセトン臭として現れる | 臨床嗅診、呼気分析 |
1.2 ケトーシスのタイプ
タイプ I ケトーシス（自発型）
- 時期: 分娩後 3〜6 週
- 原因: 糖原性前駆物質の不足
- 所見: 低血糖、低インスリン、高 BHB
- 肝臓: 正常〜軽度脂肪化
- 治療反応: グルコース + PG に良好に反応
タイプ II ケトーシス（脂肪肝型）
- 時期: 分娩後最初の 1〜2 週
- 原因: 過剰な NEFA 流入による肝脂肪沈着
- 所見: 正常〜高血糖、高インスリン、高 NEFA
- 肝臓: 重度脂肪化（TG >10%）
- 治療反応: 不良、予後は慎重
酪酸由来ケトーシス
- 時期: 泌乳期を通じて発生し得る
- 原因: 酪酸の高い低品質サイレージ
- 所見: 飼料由来酪酸が BHB に変換される
- 肝臓: 通常は正常
- 治療: サイレージ品質の是正
2. 亜臨床型ケトーシス：静かな脅威
亜臨床型ケトーシス（SCK）は、食欲低下、乳量低下、アセトン臭などの明らかな臨床症状がないにもかかわらず、血中 BHB が1.2 mmol/L 以上である状態と定義されます。SCK は臨床型より5〜10 倍高頻度で発生し、群レベルで見逃されると大きな経済損失をもたらします（Duffield et al., 2009）。
亜臨床型ケトーシスの見えにくい影響
| 影響領域 | 結果 | 文献 |
|---|---|---|
| 乳量 | 最初の 30 日で1.0〜2.0 kg/日の損失 | Ospina et al., 2010 |
| 第四胃変位 | リスクが6〜8倍に上昇 | LeBlanc et al., 2005 |
| 子宮炎 | リスクが3倍に上昇 | Duffield et al., 2009 |
| 臨床型乳房炎 | リスクが1.5〜2倍に上昇 | Suthar et al., 2013 |
| 初回授精受胎率 | 20〜30%低下 | Walsh et al., 2007 |
| 早期淘汰 | 最初の 30 日でリスクが2〜3倍に上昇 | McArt et al., 2012 |
3. 診断法とスクリーニング法
3.1 血中 BHB 測定（ゴールドスタンダード）
Precision Xtra®、BHBCheck®、FreeStyle Optium Neo® などの携帯型ケトンメーターにより、尾静脈または耳静脈から採取した少量の血液で BHB を測定できます。感度は85〜95%、特異度は95〜98%と報告されています（Iwersen et al., 2009）。
BHB 閾値と解釈
| BHB 値（mmol/L） | 状態 | 対応 |
|---|---|---|
| <0.8 | 正常 | 通常モニタリングを継続する |
| 0.8-1.1 | リスク域 | 48 時間後に再検し、DMI を注意深く観察する |
| 1.2-2.9 | 亜臨床型ケトーシス | プロピレングリコール 300〜500 mL/日を 3〜5 日 |
| ≥3.0 | 臨床型ケトーシス | IV デキストロース + PG + 支持療法 |
3.2 その他の診断法
| 方法 | 検体 | 感度 | 特異度 | 長所 / 短所 |
|---|---|---|---|---|
| 血中 BHB（携帯型） | 血液 | 85〜95% | 95〜98% | ゴールドスタンダードで迅速、低コスト |
| 乳中 BHB（KetoTest®） | 乳 | 70〜85% | 80〜90% | 搾乳時に簡便だが精度はやや低い |
| 尿ケトン（Rothera） | 尿 | 50〜70% | 90〜95% | 安価だが感度が低く、主に AcAc を測定する |
| 乳 MIR 分光法 | 乳 | 75〜85% | 85〜90% | 群スクリーニングと DHI 連携に適する |
| 乳脂肪:乳タンパク比 | 乳 | 55〜65% | 70〜80% | スクリーニングに使える（>1.5 でリスク）ものの精度は低い |
3.3 群レベルのスクリーニングプロトコル
推奨スクリーニングプロトコル（McArt et al., 2012）
- 対象群: 分娩後 3〜16 日の全牛
- 頻度: 週 2〜3 回、理想的には 2 日おき
- 方法: 携帯型ケトンメーターによる血中 BHB 測定
- タイミング: BHB が高く出やすい朝の給餌前
- 閾値: BHB が 1.2 mmol/L 以上なら治療開始
- 記録: 各牛の BHB 値、治療、経過を記録する
- 群目標: 検査牛における SCK 有病率を 15% 未満に保つ
4. 治療プロトコル
4.1 亜臨床型ケトーシスの治療
| 治療法 | 用量と投与法 | 作用機序 | 成功率 |
|---|---|---|---|
| プロピレングリコール（PG） | 300〜500 mL を経口ドレンチ、1 日 1 回、3〜5 日 | ルーメンでプロピオン酸となり、肝臓でグルコースに変換される | 70〜85%（BHB が 1.2 未満に低下） |
| PG + デキストロース併用 | PG 300 mL 経口 + 50% デキストロース 500 mL IV（初日） | 即効性のあるグルコース補給と持続的な糖新生支援 | 85〜95% |
4.2 臨床型ケトーシスの治療
臨床型ケトーシス治療プロトコル
| ステップ | 実施内容 | 備考 |
|---|---|---|
| 1. IV デキストロース | 50% デキストロース 500 mL を 5〜10 分かけて静注 | 血糖は速やかに上がるが効果は 2〜4 時間 |
| 2. プロピレングリコール | 500 mL を経口、1 日 2 回、5 日間 | 糖新生を持続的に支える |
| 3. デキサメタゾン | 10〜20 mg IM、単回（議論あり） | 糖新生促進だが免疫抑制リスクあり |
| 4. ビタミン B12 | 5〜10 mg IM | コバルト不足時には糖新生補助因子として有効 |
| 5. 支持療法 | 良質粗飼料、自由飲水、快適な環境 | DMI の改善を目指す |
治療反応の確認
治療開始後 48〜72 時間で BHB を再測定します。BHB が依然として 1.2 mmol/L 以上であれば治療を継続します。5 日間治療しても改善しない場合は、タイプ II ケトーシス（脂肪肝型）や第四胃変位などの基礎疾患を再評価する必要があります。タイプ II では予後不良で淘汰が必要となることがあります。
5. リスク要因
個体レベルのリスク要因
- 分娩時 BCS ≥3.75: ケトーシスリスクは3〜4倍に上昇
- 高乳量: 40 kg/日超では NEB が深くなる
- 経産牛: 初産牛より 2〜3 倍高リスク
- 前乳期にケトーシス歴あり: 再発率は40〜50%
- 双子妊娠: 胎子負荷が大きく DMI が低下しやすい
- 難産: ストレスにより DMI が落ちやすい
群・管理レベルのリスク要因
- 乾乳期の過剰エネルギー: 過肥の分娩はタイプ II ケトーシスを招きやすい
- 採食スペース不足: 優位牛だけが十分に採食し、他個体は不足する
- 群替えストレス: 分娩前後の頻繁な群変更
- 低品質サイレージ: 高酪酸は酪酸由来ケトーシスを助長する
- 暑熱ストレス: DMI を 10〜30% 低下させうる
- 飲水アクセス不足: DMI と回復を制限する
6. 予防戦略
6.1 栄養戦略
| 戦略 | 実施法 | 効果 | エビデンス強度 |
|---|---|---|---|
| 乾乳期の制御エネルギー | NEL 1.25〜1.35 Mcal/kg DM、エネルギー供給は要求量 100% 以下 | 分娩後 NEFA と BHB ↓、DMI ↑ | 強い |
| 保護コリン | RPC 12〜15 g/日、−21 日〜+21 日 | 肝脂肪沈着 ↓、VLDL 排出 ↑ | 強い |
| プロピレングリコール（予防的） | 分娩前 10 日から分娩後 10 日まで 300 mL/日経口 | SCK 発生率を 40〜50% 低下 | 強い |
| 保護メチオニン | Met を MP の 2.2〜2.5% に設定 | グルタチオン合成 ↑、酸化ストレス ↓ | 中〜強 |
| モネンシン（CRC ボーラス） | 分娩 3 週間前に持続放出カプセルを投与 | ルーメン propionate ↑、SCK 発生率 25〜30% ↓ | 強い |
| ナイアシン（ビタミン B3） | 6〜12 g/日、可能なら保護型 | 脂肪動員抑制の可能性（エビデンスは限定的） | 弱〜中 |
6.2 管理戦略
ケトーシス予防管理プロトコル
- BCS 管理: 乾乳時、分娩時ともに BCS 3.0〜3.25 を目標とする
- 採食スペース: フレッシュカウ群で 1 頭あたり 76 cm 以上
- 群管理: 分娩前群と分娩後群を分け、群替えは最小限にする
- 快適性: 十分な敷料、換気、自由飲水を確保する
- TMR 管理: 1 日 2 回以上の押し寄せ、新鮮な TMR、粒度管理
- ストレス最小化: 静かな分娩環境と過密回避
- 定期スクリーニング: 分娩後 3〜16 日で BHB 検査を行う
7. ケトーシスと他疾患との関連
ケトーシスは単独疾患ではなく、移行期疾患カスケードの中心に位置する問題です。亜臨床型ケトーシスは多くの二次疾患リスクを大きく高めます（Suthar et al., 2013）。
ケトーシス → 二次疾患カスケード
| 二次疾患 | リスク増加 | 機序 |
|---|---|---|
| 第四胃変位（DA） | 6〜8倍 | 低運動、第四胃アトニー、ガス貯留 |
| 子宮炎 | 3倍 | 免疫抑制、好中球機能障害 |
| 臨床型乳房炎 | 1.5〜2倍 | BHB により白血球の走化性と貪食能が低下する |
| 胎盤停滞 | 2〜3倍 | 免疫抑制と子宮収縮低下 |
| 跛行（蹄葉炎） | 2倍 | 亜臨床型アシドーシスとの関連、血管障害 |
8. NEFA と BHB の予測価値
Ospina ら（2010）の大規模研究は、分娩前 NEFA と分娩後 BHB が代謝病リスクを予測する強力な指標であることを示しました。
| バイオマーカー | 時期 | 閾値 | 予測されるリスク |
|---|---|---|---|
| NEFA | 分娩前（−14〜−3 日） | ≥0.3 mEq/L | DA リスク ×3.6、ケトーシス ×2.0、子宮炎 ×1.8 |
| NEFA | 分娩後（3〜14 日） | ≥0.7 mEq/L | DA リスク ×4.0、淘汰リスク ×2.0 |
| BHB | 分娩後（3〜16 日） | ≥1.2 mmol/L | DA リスク ×6.3、子宮炎リスク ×3.3 |
| BHB | 分娩後（初回検査） | ≥1.4 mmol/L | 臨床型ケトーシス発症リスク ×5.0 |
9. 群レベルのモニタリングと成功指標
| 項目 | 目標 | 警戒ライン | 測定法 |
|---|---|---|---|
| SCK 有病率（BHB ≥1.2） | <15% | >25% | 週次 BHB スクリーニング |
| 臨床型ケトーシス発生率 | <5% | >8% | 臨床記録 |
| 乳脂肪:乳タンパク比 >1.5 | <15%（初回検査） | >25% | DHI / 乳分析 |
| DA 発生率 | <3% | >5% | 臨床記録 |
| 分娩後 BCS 低下 | 60 日で 0.75 点以下 | >1.0 点 | BCS 評価 |
| ピーク乳量到達時期 | 6〜8 週 | >10 週 | 乳量記録 |
10. 参考文献
- Duffield, T. F. (2000). Subclinical ketosis in lactating dairy cattle. Veterinary Clinics of North America: Food Animal Practice, 16(2), 231-253.
- Duffield, T. F., et al. (2009). Impact of hyperketonemia in early lactation dairy cows on health and production. Journal of Dairy Science, 92(2), 571-580.
- Herdt, T. H. (2000). Ruminant adaptation to negative energy balance: Influences on the etiology of ketosis and fatty liver. Veterinary Clinics of North America: Food Animal Practice, 16(2), 215-230.
- Iwersen, M., et al. (2009). Evaluation of an electronic cowside test to detect subclinical ketosis in dairy cows. Journal of Dairy Science, 92(6), 2618-2624.
- LeBlanc, S. J., et al. (2005). Major advances in disease prevention in dairy cattle. Journal of Dairy Science, 88(4), 1267-1279.
- McArt, J. A. A., et al. (2012). Epidemiology of subclinical ketosis in early lactation dairy cattle. Journal of Dairy Science, 95(9), 5056-5066.
- McArt, J. A. A., et al. (2015). Hyperketonemia in early lactation dairy cattle: A deterministic estimate of component and total cost per case. Journal of Dairy Science, 98(3), 2043-2054.
- Ospina, P. A., et al. (2010). Evaluation of nonesterified fatty acids and β-hydroxybutyrate in transition dairy cattle in the northeastern United States: Critical thresholds for prediction of clinical diseases. Journal of Dairy Science, 93(2), 546-554.
- Suthar, V. S., et al. (2013). Prevalence of subclinical ketosis and relationships with postpartum diseases in European dairy cows. Journal of Dairy Science, 96(5), 2925-2938.
- Walsh, R. B., et al. (2007). The effect of subclinical ketosis in early lactation on reproductive performance of postpartum dairy cows. Journal of Dairy Science, 90(6), 2788-2796.