Chronic hypomagnesaemia on bovine ketosis

前号で，大学付属牧場の全ての乳牛が低酸度二等乳を泌乳し，その乳牛群に骨粗鬆症が発生していることを論じた。即ち，その原因は粗飼料のMg 不足により乳牛の血清Mg が低下し血清Ca が増加したために，骨から多量のCa が乳汁に移行した為に生じたものである。なお牛乳中にCa が多いとアルコール試験で不安定になることが知られている。 粗飼料中のMg 含量はDM 中として0.2% 以下でグラステタニーが発生すると云われている。この乳牛群20頭を追跡調査する過程で血清P の急激な低下から代謝異常の発生を指摘し，獣医師が検診したところケトージスが集団発生していることが判明した。発病前は血清Ca 4.17 mEq，Mg1.78 mEq，P 6.82mg/dl に対し，発病後は血清Ca3.93 mEq，Mg1.84 mEq，P 4.95 mg/dl であった。この乳牛にMgSO4とMgCl2を投与したところケトージスは回復したので血清Mg がケトージス発病に深く関与していることが推定される。ケトージス発生時は血清中のα-Ketoglutarate が増加しているとの報告があり，TCAサイクルの酸化的脱炭酸反応の過程で補酵素としてMg が必須である。この乳牛群でのケトージスの発生はMg不足に要因があると考えられる。人の脚気はビタミンB1欠乏症であるが乳牛のケトージスは同一の部位の代謝障害であり，乳牛の起立不能症も深く関連していると推定される。
大学周辺の民間牧場でケトージスが発生した際，健康な乳牛93頭の平均値Ca 4.28 mEq，Mg 2.00 mEq，P 7.81 mg/dl に比べて，罹患乳牛群72頭ではCa 3.76 mEq，Mg 1.77 mEq，P 5.06 mg/dl であり，付属牧場同様にCa，Mg，P ともに低下する傾向を示した。
この牧場では乳牛の急性疾患である起立不能症のグラステタニーのほか，慢性疾患である低酸度二等乳と骨粗鬆症が発生しており，亜急性のケトージスが発生した。これらの疾病の原因は粗飼料に由来するMgの不足に起因すると考えられる。

Cows in the dairy farm of Hiroshima University were affected by abnormal milk secretion named “the Utrecht abnormality of milk”, and these cows were suffering from osteoporosis. Calcium was released from bone to milk by the increased serum calcium level. The increased serum calcium was caused by the decreased serum magnesium level by a low magnesium intake from roughage less than 0.2% in dry matter. These cows were suffering from chronic hypomagnesaemia. Mass outbreak of bovine ketosis was occurred in this dairy farm. The levels of the blood serum Ca, Mg and inorganic phosphate (Pi) were 3.93 mEq, 1.84 mEq, and 4.95 mg/dl, respectively, in the average of milking 20 cows. These cows showed a low level of serum magnesium for many years. The 72 cows suffering from ketosis were also showed low serum magnesium level (1.77 mEq), a low serum calcium level (3.91 mEq) and low serum Pi level 5.06 mg/dl), compared with normal 93 cows (Ca 4.28 mEq, Mg 2.00 mEq, and Pi 7.81 mg/dl). They also showed low serum magnesium level as well as the cows of University dairy farm.
In the relationship between ketosis and chronic hypomagnesaemia, ketosis was caused by the metabolic disturbance from α-ketoglutarate to succinyl-CoA, i.e., oxidative decarboxylation in TCA cycle. This reaction needs TDP, Lipoate, CoA, NAD, FAD, and Mg as cofactors. This disturbance must be act the accumulation of acetoacetate and ketone bodies, such as acetoacetate, acetone and β-OHbutyrate. The injection of magnesium, such as MgSO4 and MgCl2, have an effect on bovine ketosis. New hypothesis can be proposed that ketosis and downer cow, suffering from chronic hypomagnesaemia, must be come down with beriberi of human, because beriberi is a one of metabolic disturbance of oxidative decarboxylation reaction.