第一胃液のメチレンブルー還元試験

獣医学課程を卒業したばかりの女性が、青い試験管を手に農場から電話をかけてきました。10分前に第一胃液へメチレンブルーを加えたのに、まだ青色が残っています。彼女は、牛に色素をもっと投与すべきかと尋ねます。

この質問は、試験の仕組みを誤って理解していることを示しています。第一胃液のメチレンブルー還元試験では、色素は試験管に加えるもので、動物に投与するものではありません。試験はすべて試験管内で完結します。青色が消えるまでの時間から分かるのは、その試料中の微生物についてであり、動物に必要な治療についてではありません。

混同が起こるのも無理はありません。メチレンブルーは、獣医学の3つの異なる場面で使用されるからです。この記事では、それらを区別し、還元時間をpH、原虫、採取の質、臨床徴候と合わせて解釈する方法を説明します。

この試験が実際に測定するもの

メチレンブルーは酸化状態では青色で、還元状態ではほぼ無色になります。健康な動物から採取した新鮮な第一胃液は、嫌気性細菌が飼料を活発に発酵させているため、強い還元性を示します。このような液に少量の色素を混ぜると、細菌の代謝によって数分以内に色が消えます。

したがって、試験の原理は単純です。活発な嫌気性微生物叢は青色を速く消し、活性が低い、または損なわれた微生物叢はゆっくり消します。時間が短ければ、その試料の還元能が高いことを意味します。時間の延長は、試料が適切に採取、取り扱いされていることを前提に、微生物活性の低下を示唆します。

この試験は、第一胃の酸化還元電位を直接測定するものではありません。還元試験とミリボルト単位での直接測定を比較した牛の測定法に関する研究では、還元時間と実測の酸化還元電位との間に線形相関は認められず、両者を同じ変数の互換可能な測定値として扱うべきではないと結論づけています。比較の概要はPubMedに掲載されています。還元試験は、安価な電極の代わりではなく、微生物集団の機能を評価する試験と考えてください。

Merck/MSDによる反芻動物の単純性消化不良の解説では、還元時間の延長を、第一胃液のpH異常や原虫数の減少とともに見られる所見として位置づけています。単一の値で診断が決まるわけではありません。所見の組み合わせで判断します。

標準的な現場での手順

手順は教育機関によって多少異なるため、使用した正確な液量と温度を記録し、同じ手順で得た結果だけを比較してください。広く教えられている方法の1つは、次のとおりです。

1. 唾液の混入、空気への曝露、冷却を最小限に抑え、新鮮な第一胃液を少なくとも10から20 mL採取します。速やかに試験します。
2. 0.03パーセントのメチレンブルー溶液を用意します。これは1 mL当たり0.3 mgです。
3. 第一胃液の量の5パーセントに相当する色素溶液を加えます。第一胃液20 mLに対して色素溶液1.0 mL、または第一胃液10 mLに対して色素溶液0.5 mLです。どちらも第一胃液と色素溶液の比率は20対1になります。
4. 同じ試料から、色素を加えていない第一胃液を別の試験管に取り、色の対照にします。
5. 穏やかに混和し、直ちに計時を開始して、試験管を体温に近い温度に保ちます。施設の手順に応じて、摂氏37から39度程度とします。
6. 試験管内の色が対照と一致するまでの時間を記録します。空気に接する液面には、酸素がその部分の色素を再酸化するため、薄い青色の輪が残ることがあります。その輪が消えるまで待つ必要はありません。

メチレンブルーの酸化還元反応を理解すると、この試験で酸素が重要になる理由が分かります。激しく振る、試験管の開口部を大きく開放する、試験開始まで長時間放置すると、酸素が入り込み、第一胃内であれば消えるはずの青色が長く残ります。同じ理由で、混入を抑えた第一胃液の採取手技の細部も重要です。唾液は試料を希釈してpHを上げるため、胃カテーテルを使用する場合、十分な量を確保できれば、多くの臨床家は最初に採取した部分を廃棄します。

各観察項目が測定するもの

還元時間が答えるのは、1つの問いだけです。以下の第一胃評価表は、現場での各観察項目がどのような情報を提供するかを示しています。1つのセルだけでなく、行全体を参照してください。

この表が要点です。還元時間の延長、原虫の運動低下、pH異常、収縮の弱化がそろえば、実際に微生物活性が低下している可能性を示します。一方、活気があり反芻している動物で原虫も活発なのに、還元時間だけが延長している場合は、第一胃よりも試料に原因がある可能性を示します。対応を決める前に、再度採取してください。

pHと履歴を合わせた時間の解釈

基準となる状態は飼料によって決まります。濃厚飼料の多い飼料構成では発酵が速く、約1分で色素が脱色することがあります。一方、乾草中心では、健康な動物でも数分かかる場合があります。したがって、還元時間が短いというだけで、より健康であるとはいえません。分かるのは、発酵しやすい基質と活発な微生物が存在していたということです。

重度の穀物過剰摂取では、この単純な傾向が崩れます。初期には炭水化物の発酵が激しくても、その後、酸による障害で正常な微生物叢と原虫の活動が抑制され、還元時間が延長します。このため、第一胃液のpHが約5.5未満の場合、この試験は有効ではないとする教育上の指針があります。その段階では、試験対象の微生物叢が変化しているためです。

実用的な所見の組み合わせの目安は、次のとおりです。

• pHが正常で、約6分以内に還元する場合は、微生物叢が機能的に活発であることを示唆します。
• pHが正常で、還元時間が著しく延長する場合は、食欲廃絶、抗菌薬の作用、または試料の状態不良による活性低下を示唆します。
• pHが高く、還元時間が延長する場合は、長期の食欲廃絶による基質不足が背景にあることが多いですが、胃カテーテルからの唾液混入も考慮してください。
• pHが低く、原虫の活動も低下している場合は、炭水化物に関連する微生物叢の乱れが懸念されます。第一胃液のpHの解釈に関する指針が役立ちます。5.5未満の値に全身状態の低下が伴う場合は、単純性消化不良よりも穀物過剰摂取と重度のアシドーシスを示唆します。

最近のテトラサイクリン系薬の経口投与、飼料用イオノフォアの使用、抗菌薬の長期的な全身投与、急な飼料構成の変更、食欲廃絶の期間、飲水量を必ず記録してください。MSDマニュアルは、テトラサイクリン系薬の経口投与が第一胃の微生物叢の活性を大幅に低下させる可能性があると明確に注意を促しています。イオノフォアは、意図的に細菌集団の構成を変えます。この履歴がなければ、延長した還元時間は解釈できません。

採取の質も同じ重みで評価する必要があります。条件を管理した研究では、同じ動物から採取した試料を比較すると、胃カテーテルによる試料はカニューレによる試料よりもpHが高く、揮発性脂肪酸が少ないことが示されました。主な原因は唾液でした。検討したすべての試料量で、採取から60分経過すると還元時間が有意に延長し、少量の試料ほど影響が大きくなりました。少なくとも10 mLを採取し、30分以内に試験してください。還元試験は早い段階で行い、試料を温かく保ち、空気との接触を最小限に抑えてください。

混同してはいけない3つの用途

同じ色素でも、使用される系は3つあります。

第1は、ここで説明した第一胃液の試験です。検体は採取した第一胃液です。0.03パーセントの色素溶液を試験管内で加えます。評価する終点は脱色までの時間です。目的は微生物の還元活性の評価です。

第2は、生きた反芻動物へのメチレンブルー投与です。確立された例として、メトヘモグロビン血症を伴う硝酸塩または亜硝酸塩中毒に対する静脈内投与があり、薬剤がヘモグロビンの機能を回復させます。投与量、製剤、残留、休薬期間に関する規則が適用されます。この判断は、試験管内の時間測定とは関係ありません。特定の処置で色素を生体内トレーサーとして使う場合、原理は色素がどこへ移動するかであり、第一胃の微生物がどれほど速く還元するかではありません。

第3は、牛乳の還元試験です。検体は牛乳です。色素を牛乳試料に加えます。青色が速く消えるほど、一般に微生物活性が高く、保存性が低いことを示し、還元が遅いほど品質が良いことを示します。これは食品微生物学と牛乳の品質検査の領域に属し、第一胃の診療とは異なります。また、細菌数を測定する試験ではありません。

名称を明確にすれば、誤りを防げます。第一胃液の還元時間、メチレンブルーの全身投与による治療またはトレーサーとしての使用、牛乳の還元試験を区別してください。安全上の原則は1文で示せます。第一胃液の試験に使う色素は検査用試験管の中にとどめ、その試験管は廃棄します。試験を行うために動物へ投与することは決してありません。

農場からの電話に対応するための簡潔な原則

色素溶液を0.03パーセント、色素溶液1に対して第一胃液20の比率に統一し、新鮮な液を体温に近い温度で、色素を加えていない対照と比較して試験します。測定した分数は、pH、原虫の運動性、採取の質、飼料、薬剤、収縮、食欲、糞便、水分状態と合わせて解釈してください。単独の数値で消化不良を診断することはできません。互いに整合する所見の組み合わせで判断します。