乳牛の移行期（トランジション期）は、分娩前3週間から分娩後3週間までを含み、泌乳全体の経過を左右する最重要の生理学的期間です。この時期には、負のエネルギーバランス（NEB）、免疫抑制、内分泌変化が重なり、ケトーシス、低カルシウム血症、子宮炎、第四胃変位、乳房炎などの代謝性・感染性疾患の基盤が形成されます。本稿では、移行期の生理、栄養戦略、代謝性疾患の予防プロトコルを最新文献に基づいて整理します。
重要な統計
乳牛でみられる代謝性・感染性疾患の75%は、分娩後最初の3週間に発生します。移行期の飼養ミスは、泌乳期間全体で10〜25%の乳量低下と、15〜20%の早期淘汰率上昇を招き得ます（Drackley, 1999; LeBlanc et al., 2006）。
1. 移行期の定義と生理学的基盤
移行期という概念は Grummer（1995）により体系的に示されました。これは乳牛が乾乳・妊娠状態から泌乳状態へ移行する時期であり、内分泌、代謝、免疫の各系が最も大きな適応を迫られる期間です。
- 乾物摂取量（DMI）は30〜35%低下する
- 胎子発育によりエネルギー需要が増える
- インスリン抵抗性が進み、NEFA動員が始まる
- コルチゾール上昇により免疫機能が抑制される
- 初乳合成が始まり、Ca と Ig の需要が増える
- DMI は最低水準に落ち込む
- プロゲステロンが急低下し、エストロゲンがピークとなる
- コルチゾールとプロスタグランジンが増加する
- 初乳産生のためカルシウム需要は3〜4倍に増える
- 酸化ストレスが最大になる
- 乳量が急増し、エネルギー不足が深くなる
- DMI の回復は遅く、ピークは通常10〜14週である
- NEB が最も重い：−10〜−25 Mcal/日
- 脂肪肝リスクが最も高い
- 子宮復古と繁殖機能の回復が進む
1.1 負のエネルギーバランス（NEB）の生理
分娩後は乳量の増加が乾物摂取量の回復を大きく上回ります。このエネルギー不足は体脂肪動員によって補われます。脂肪組織から放出された遊離脂肪酸（NEFA）は肝臓へ運ばれ、主に3つの経路で代謝されます（Drackley, 1999）。
肝臓における NEFA 代謝
β酸化 → CO₂ + ATP
エネルギー産生（理想経路）
β酸化 → ケトン体
（BHB、アセト酢酸、アセトン）
ケトーシスのリスク
NEFA → 中性脂肪（TG）
肝脂肪沈着
脂肪肝症候群
臨床閾値
- NEFA（分娩前）: ≥0.3 mEq/L で代謝病リスクは2〜4倍上昇する（Ospina et al., 2010）
- NEFA（分娩後）: ≥0.7 mEq/L で臨床疾病リスクが明確に上昇する
- BHB（β-ヒドロキシ酪酸）: ≥1.2 mmol/L は亜臨床型ケトーシスを示唆する（McArt et al., 2012）
- BHB: ≥3.0 mmol/L は臨床型ケトーシスを示唆する
- 肝臓TG: 湿重量で >5% は中等度〜重度の肝脂肪沈着を示す
1.2 内分泌変化とホメオレティック適応
移行期には、栄養素を乳合成へ再配分するために内分泌系がホメオレティックな適応を行います。この概念は Bauman と Currie（1980）により定義されました。
| ホルモン | 変化 | 代謝作用 | 臨床的帰結 |
|---|---|---|---|
| インスリン | ↓ 低下 | 末梢でのグルコース利用が減り、乳合成へ再配分される | 脂肪動員が増え、NEFA が上昇する |
| 成長ホルモン（GH） | ↑ 上昇 | 脂肪動員を促進し、糖新生を高める | 乳量が増え、NEB が深まる |
| IGF-1 | ↓ 低下 | GH-IGF-1 軸が解離する | 繁殖機能が抑制される |
| レプチン | ↓ 低下 | 摂食調節が乱れる | 食欲低下と BCS 低下 |
| コルチゾール | ↑ 上昇 | 糖新生が亢進し、免疫抑制に寄与する | 感染感受性が高まる |
| プロゲステロン | ↓↓ 急低下 | 分娩を誘発し、泌乳開始を促す | 初乳合成が始まり、Ca 需要が上昇する |
2. 分娩前の栄養戦略（−21〜0日）
2.1 乾物摂取量の管理
分娩前の DMI を維持することは、分娩後の代謝性疾患リスクに直結します。Hayward ら（2006）は、分娩前最終週の DMI が1 kg 低下するごとに、分娩後 NEFA が0.08 mEq/L増加することを示しました。
分娩前 DMI 目標（NASEM, 2021）
| 項目 | 目標 | 説明 |
|---|---|---|
| DMI | 体重の1.8〜2.0% | 650 kg の牛で 11.7〜13.0 kg DM/日 |
| NEL | 1.25〜1.35 Mcal/kg DM | 過剰エネルギーは分娩後疾患リスクを高める |
| 粗タンパク | DM の 12〜14% | 代謝タンパク目標は 1000〜1100 g/日 |
| NDF | DM の 33〜40% | ルーメン充満とルーメン健康を支える |
| NFC | DM の 32〜38% | ルーメン乳頭の適応を支える |
2.2 「制御エネルギー」アプローチ
Dann ら（2006）と Janovick ら（2011）は、分娩前の過剰なエネルギー摂取（要求量の100%超）が分娩後 DMI を抑制し、NEFA と BHB を上昇させ、肝脂肪蓄積を悪化させることを示しました。
制御エネルギーの原則
分娩前のエネルギー摂取は要求量の100%を満たしつつ、110%を超えないようにするべきです。この戦略により:
- 分娩後 DMI は8〜12%増加する
- 肝 TG 蓄積は40〜60%減少する
- 亜臨床型ケトーシスの発生率は30〜50%低下する
- 稲わらや低品質粗飼料を使って飼料のエネルギー密度を制限することが多い
2.3 DCAD（Dietary Cation-Anion Difference）戦略
分娩前の負の DCAD 飼料は、低カルシウム血症を予防する最も有効な栄養戦略です。DCAD の式は次の通りです。
DCAD (mEq/kg DM) = (Na⁺ + K⁺) − (Cl⁻ + S²⁻)
目標 DCAD: 分娩前は DM 100 g あたり −10〜−15 mEq
負の DCAD は軽度の代謝性アシドーシスを作り、PTH 受容体感受性を高め、骨からのカルシウム動員を容易にします（Goff, 2008）。
| DCAD 資材 | 利用法 | 注意点 |
|---|---|---|
| 陰イオン塩 | MgCl₂, CaCl₂, MgSO₄, CaSO₄ | 嗜好性が下がり DMI が低下することがある |
| 市販の陰イオン製品 | 被覆型陰イオン塩製品 | 嗜好性低下を一部軽減できる |
| 低K粗飼料 | 麦わら、トウモロコシサイレージ | アルファルファは通常 K が高く制限が必要 |
尿 pH モニタリング
負の DCAD の有効性は尿 pH の測定で確認します。Holstein では 6.0〜6.5、Jersey では 5.8〜6.2 が目標です。pH が 7.0 超なら DCAD は不十分で、5.5 未満なら過度のアシドーシスリスクが高まります。朝の給餌前に 8〜10 頭を対象に、週 2〜3 回測定します（Goff, 2008）。
2.4 ルーメン乳頭の適応
乾乳期に低エネルギー飼料を与えられた牛では、ルーメン乳頭が萎縮することがあります。分娩後に濃厚飼料を急増させると、ルーメン上皮による VFA 吸収が追いつかず、亜急性ルーメンアシドーシス（SARA）を招きやすくなります（Dieho et al., 2016）。
ルーメン適応プロトコル
- 分娩3週間前: 濃厚飼料を徐々に増量する（通常は 1 日 0.5 kg 程度）
- 分娩2週間前: 泌乳期飼料で使う穀類原料を導入する
- 分娩1週間前: 濃厚飼料比率を飼料 DM の 30〜35% に到達させる
- 目標: ルーメン乳頭表面積を 50〜70% 増加させる。この適応には通常 4〜6 週間かかる
3. 分娩後の栄養戦略（0〜+21日）
3.1 初期泌乳期のエネルギー管理
分娩後最初の 3 週間では乳量が 1 日あたり 1〜2 kg 増える一方、DMI の増加は 0.5〜1.0 kg/日にとどまります。この非対称性により、1 日あたり−10〜−25 Mcalのエネルギー不足が生じます。NRC（2001）によれば、分娩後 1 週目に 35 kg/日の乳を出す牛は、必要エネルギーの 65〜75% しか満たせないことがあります。
| 項目 | 初期泌乳期の目標 | 説明 |
|---|---|---|
| NEL 濃度 | 1.65〜1.75 Mcal/kg DM | 高泌乳牛では 1.80 Mcal/kg DM 程度まで必要になることがある |
| 粗タンパク | DM の 16〜18% | 代謝タンパク目標は乳量に応じて 2200〜2800 g/日 |
| RUP 比率 | 粗タンパクの 35〜40% | バイパスタンパク源の重要性が増す |
| NDF | DM の 28〜32% 以上 | 有効 NDF は DM の 21〜22% 程度を維持する |
| NFC | DM の 36〜42% | 過剰な NFC は SARA リスクを高める |
| 脂肪 | DM の 5〜7% | 保護脂肪は一般に 200〜500 g/日で利用される |
3.2 保護（バイパス）栄養素
ルーメン保護コリン（RPC）は、肝臓からの VLDL 合成と輸送を助け、中性脂肪の蓄積を抑えて肝脂肪沈着の予防に役立ちます。
- 用量: 保護コリン 12〜15 g/日
- 期間: 分娩前 21 日から分娩後 21 日まで
- 効果: 肝 TG は 25〜40% 低下する（Zom et al., 2011）
乳タンパク合成と抗酸化防御に重要なアミノ酸であり、グルタチオン合成の基質になります。
- 用量: 代謝メチオニンを MP の 2.2〜2.5% に設定する
- 期間: 分娩前期から初期泌乳期
- 効果: 乳タンパクが増え、酸化ストレスが低下する（Osorio et al., 2014）
ルーメン発酵を大きく乱さずに飼料のエネルギー密度を高めます。パルミチン酸（C16:0）は乳脂肪率の改善と関連づけられることが多い成分です。
- 用量: 200〜500 g/日
- タイプ: Ca 石けん、硬化脂肪、C16:0 リッチ製品
- 効果: NEL を高め、代謝熱負荷を下げる（Palmquist & Jenkins, 2017）
3.3 プロピレングリコールと糖原性前駆物質
プロピレングリコール（PG）はルーメンでプロピオン酸へ変換され、肝臓での糖新生を支えることでケトーシスリスクを下げます。McArt ら（2011）は、分娩後の定期的な BHB スクリーニングと陽性牛への PG 投与により、亜臨床型ケトーシスの発生率が50%低下したと報告しました。
プロピレングリコール投与プロトコル
- 予防的投与: 分娩前 10 日から分娩後 10 日まで、300 mL/日を経口ドレンチで投与
- 治療的投与: BHB が 1.2 mmol/L 以上の牛に 500 mL/日を 3〜5 日経口投与
- 注意: 過量投与（>500 mL/日）はルーメンアシドーシスを助長し得る
4. ミネラルとビタミン管理
4.1 カルシウム恒常性
分娩時には初乳合成のためカルシウム需要が3〜4倍に増加し、約 20〜30 g/日から 50〜80 g/日へ跳ね上がります。この急激な需要増加は血清カルシウム低下を招き、低カルシウム血症の原因となります。Reinhardt ら（2011）によれば、経産牛の 50%で血清 Ca 8.0 mg/dL 未満の亜臨床型低カルシウム血症がみられます。
| ミネラル | 分娩前 | 分娩後 | 重要ポイント |
|---|---|---|---|
| カルシウム | DM の 0.40〜0.50% | DM の 0.80〜1.00% | DCAD と一体で管理する |
| リン | DM の 0.30〜0.35% | DM の 0.35〜0.45% | Ca:P 比は 1.5〜2.0:1 を維持する |
| マグネシウム | DM の 0.35〜0.45% | DM の 0.30〜0.40% | PTH の機能に必須 |
| カリウム | DM の 1.2% 以下 | DM の 1.0〜1.5% | 分娩前は DCAD 管理のため低く保つ |
| ナトリウム | DM の 0.10〜0.12% | DM の 0.30〜0.50% | 分娩前は DCAD 管理のため低く保つ |
| 硫黄 | DM の 0.30〜0.40% | DM の 0.20〜0.25% | 陰イオン塩源として利用されることが多い |
4.2 微量ミネラルとビタミン
微量ミネラル
- セレン: 0.3 mg/kg DM、できれば有機セレンを用いる。乳房炎や胎盤停滞の低下に寄与する（Weiss, 2003）
- 銅: 12〜18 mg/kg DM。免疫機能と抗酸化防御を支える
- 亜鉛: 55〜75 mg/kg DM。蹄の健康と組織修復に重要
- マンガン: 40〜60 mg/kg DM。繁殖と骨代謝を支える
- 有機微量ミネラル: 無機形態より 15〜30% 高い生体利用率を示すことが多い
ビタミン
- ビタミン E: 分娩前 1000〜3000 IU/日。好中球機能を改善し、胎盤停滞や乳房炎リスクを下げる（LeBlanc et al., 2004）
- ビタミン A: 75,000〜100,000 IU/日。上皮の完全性と免疫維持に重要
- ビタミン D: 20,000〜30,000 IU/日。Ca 吸収と骨代謝を支える
- ナイアシン（B3）: 6〜12 g/日。エネルギー代謝と NEFA 低減の可能性があるが、エビデンスは一様ではない
- ビオチン: 20 mg/日。蹄質と糖新生の支援に用いられる
5. 移行期の代謝性疾患カスケード
移行期の代謝病は個別に起こるというより、連鎖的なカスケードとして進行します。1つの問題が次の問題のリスクを大きく押し上げます（Mulligan & Doherty, 2008）。
代謝性疾患カスケード
| 一次的問題 | 二次的リスク | リスク増加 |
|---|---|---|
| 亜臨床型低カルシウム血症 | ケトーシス、子宮炎、第四胃変位、乳房炎 | 疾患により2〜8倍 |
| 亜臨床型ケトーシス | 第四胃変位、子宮炎、乳房炎、繁殖成績低下 | 第四胃変位は8倍 |
| 胎盤停滞 | 子宮炎、子宮内膜炎、空胎日数延長 | 子宮炎は3〜5倍 |
| 過剰な BCS 低下（>1 点） | ケトーシス、脂肪肝、免疫抑制 | ケトーシスは3〜4倍 |
予防戦略: “Fresh Cow” プロトコル
分娩後最初の 10 日間に行う実践的モニタリング:
- 1〜3日目: 直腸温、DMI の観察、初乳牛では初乳品質確認（Brix ≥22%）
- 3〜5日目: 血液または乳での BHB 測定、尿ケトン確認
- 5〜7日目: 乳量推移と膣分泌物スコア評価
- 7〜10日目: BCS 評価と反芻活動の確認
- BHB ≥1.2 mmol/L の場合: プロピレングリコール 500 mL/日を 3〜5 日
- 直腸温 ≥39.5°C の場合: 子宮炎の評価を行う
6. ボディコンディションスコア（BCS）管理
移行期において BCS は代謝状態を示す最も信頼性の高い指標の1つです。Roche ら（2009）のメタ解析では、分娩時の最適 BCS は5段階中 3.0〜3.25と示されました。
| 分娩時 BCS | リスクプロファイル | 予想される結果 |
|---|---|---|
| ≥3.75 | 非常に高リスク | ケトーシス ×4、脂肪肝 ×5、第四胃変位 ×3 |
| 3.50 | 高リスク | ケトーシス ×2、DMI の著しい低下 |
| 3.00-3.25 | 最適 | 疾病リスクが最も低く、乳量成績も最良 |
| 2.50-2.75 | 代謝リスクは低め / 生産リスクは高め | 乳量ポテンシャルが低く、エネルギー備蓄が不足する |
| ≤2.25 | 非常に高リスク | エネルギー備蓄不足、免疫抑制、低乳量 |
BCS 低下の許容限界
分娩後 60 日間での BCS 低下は0.5〜0.75 点以内に抑えるべきです。0.5 点の低下は約56 kg の体脂肪動員に相当します。BCS 低下が 1.0 点を超えると、ケトーシスリスクは3〜4倍、繁殖成績悪化リスクは2〜3倍に上昇します（Roche et al., 2009）。
7. 免疫機能と移行期
移行期には免疫機能が生理的に抑制されます。これは分娩前のコルチゾール上昇、NEB に伴う代謝ストレス、酸化ストレスと関連しています。Sordillo と Aitken（2009）は、分娩周辺期に好中球の走化性と貪食能が25〜40%低下することを示しました。
- コルチゾール: リンパ球増殖とサイトカイン産生を抑制する
- NEFA: 好中球の酸化バースト能を低下させる
- BHB: 白血球の走化性と貪食を阻害する
- 低カルシウム血症: 平滑筋機能を障害し、子宮復古を遅らせる
- 酸化ストレス: 活性酸素が細胞と免疫能を損なう
- ビタミン E + Se: 抗酸化防御と好中球機能を改善する
- 保護メチオニン: グルタチオン合成と抗酸化能を支える
- 有機微量ミネラル: Cu、Zn、Mn が免疫細胞機能を支える
- オメガ3脂肪酸: 抗炎症効果の可能性があるが、エビデンスは一様ではない
- NEB の最小化: エネルギーバランス改善により免疫能を守る
8. 実践的な移行期飼料例
8.1 分娩前飼料例（650 kg Holstein、BCS 3.25）
| 飼料原料 | 量（kg DM/日） | 割合（DM%） |
|---|---|---|
| トウモロコシサイレージ | 4.0 | 33 |
| 刻み小麦わら | 3.0 | 25 |
| 大豆粕（粗タンパク 48%） | 1.5 | 12 |
| 粉砕トウモロコシ | 1.5 | 12 |
| 陰イオンミネラルプレミックス | 0.5 | 4 |
| 保護コリン | 0.06 | 0.5 |
| ビタミン・ミネラルプレミックス | 0.25 | 2 |
| 合計 | 約 12.0 kg DM |
NEL: 約 1.30 Mcal/kg DM | 粗タンパク: 約 13.5% | NDF: 約 38% | DCAD: 約 −12 mEq/100 g DM
8.2 初期泌乳期飼料例（650 kg Holstein、乳量 35 kg/日）
| 飼料原料 | 量（kg DM/日） | 割合（DM%） |
|---|---|---|
| トウモロコシサイレージ | 7.0 | 30 |
| アルファルファ乾草 | 3.5 | 15 |
| 粉砕トウモロコシ | 5.0 | 22 |
| 大豆粕（粗タンパク 48%） | 3.0 | 13 |
| 保護大豆 / バイパスタンパク | 1.0 | 4 |
| 保護脂肪（カルシウム石けん） | 0.5 | 2 |
| 炭酸水素ナトリウム | 0.20 | 0.9 |
| 保護コリン | 0.06 | 0.3 |
| ビタミン・ミネラルプレミックス | 0.30 | 1.3 |
| 合計 | 約 23.0 kg DM |
NEL: 約 1.72 Mcal/kg DM | 粗タンパク: 約 17% | RUP: 粗タンパクの約 38% | NDF: 約 30% | NFC: 約 40%
9. モニタリング指標と早期警戒サイン
| 指標 | 測定方法 | 目標値 | 警戒ライン | 頻度 |
|---|---|---|---|---|
| BHB（血液） | 携帯型ケトンメーター | <0.8 mmol/L | ≥1.2 mmol/L | 分娩後 3〜14 日に 2 日おき |
| NEFA（血液） | 検査室分析 | <0.3 mEq/L（前）/ <0.7 mEq/L（後） | ≥0.3 / ≥0.7 mEq/L | 分娩前 7〜10 日、分娩後 3〜7 日 |
| 尿 pH | pH 試験紙または pH メーター | 6.0〜6.5 | >7.0 または <5.5 | DCAD 実施群では週 2〜3 回 |
| 直腸温 | デジタル体温計 | 38.5〜39.0°C | ≥39.5°C | 分娩後最初の 10 日は毎日 |
| BCS | 視診 + 触診 | 分娩時 3.0〜3.25 | 60 日で 0.75 点超の低下 | 乾乳時、分娩時、30 日目、60 日目 |
| 反芻時間 | 観察またはセンサー | >450 分/日 | <400 分/日 | センサーなら連続、または毎日観察 |
| 乳量 | 搾乳システム記録 | 安定した増加傾向 | 2 日連続の低下 | 毎搾乳時 |
10. 群レベルでみる移行期成功指標
| 指標 | 目標 | 警戒ライン |
|---|---|---|
| 亜臨床型ケトーシス有病率 | <15% | >25% |
| 臨床型ケトーシス発生率 | <5% | >8% |
| 臨床型低カルシウム血症 | <3% | >5% |
| 第四胃変位 | <3% | >5% |
| 胎盤停滞 | <8% | >12% |
| 子宮炎 | <10% | >15% |
| 分娩後 60 日以内の淘汰率 | <5% | >8% |
| ピーク乳量到達時期 | 分娩後 6〜8 週 | >10 週 |
11. 参考文献
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