不同來源硒對(duì)異育銀鯽的生物學(xué)效應(yīng)研究

王彥波 宋達(dá)峰

硒（Selenium，Se）是動(dòng)物的必需微量元素之一，在動(dòng)物生產(chǎn)中有著廣泛的應(yīng)用（Finley，2006；Fordyce，2007）。20世紀(jì)40年代前，硒一直被認(rèn)為是一種有毒的致癌物質(zhì)。直到1957年，Schwarz等發(fā)現(xiàn)，硒是有效預(yù)防肝壞死的第三因素，進(jìn)而證實(shí)了硒是動(dòng)物日糧中必需的營(yíng)養(yǎng)元素，硒在營(yíng)養(yǎng)學(xué)方面的意義才得到重視并被廣泛應(yīng)用。1976年，Poston等首次報(bào)道了攝硒不足的大西洋鮭，其死亡率相對(duì)較高，血漿中谷胱甘肽過氧化物酶（GSH-Px）活性降低，肌肉萎縮，品質(zhì)下降。這引起了國(guó)內(nèi)外水產(chǎn)動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)學(xué)家的普遍關(guān)注，掀起了硒改善水產(chǎn)動(dòng)物品質(zhì)的應(yīng)用和機(jī)理研究熱潮。Lorentzen等(1994)、Wang等(1997)、Vidal等(2005)、Lin等(2005)、Wang等(2007)、梁萌青等(2006)、蘇傳福等(2008)分別報(bào)道了不同形式硒（亞硒酸鈉、酵母硒、蛋氨酸硒等）的應(yīng)用效果，但結(jié)果不一?？偟膩碚f，有機(jī)硒要優(yōu)于無(wú)機(jī)硒，這與有機(jī)硒的吸收速率和代謝途徑有關(guān)。因此，如何通過新的技術(shù)手段提高硒的生物利用率具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

納米技術(shù)的興起給我們提供了新的科研思路（王彥波等，2006）。20世紀(jì)60年代，諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)獲得者Feynman在美國(guó)物理年會(huì)上作了極富預(yù)見性的報(bào)告：若從原子和分子水平上控制物質(zhì)，將會(huì)出現(xiàn)新的作用力和新的應(yīng)用效應(yīng)。1994年，Gref等就在《Science》上著述，納米技術(shù)可將藥物顆粒轉(zhuǎn)變成穩(wěn)定的納米粒子，增加其溶解性，對(duì)提高藥物的藥效十分有效。鑒于此，本研究以異育銀鯽為試驗(yàn)動(dòng)物，研究不同來源的硒（蛋氨酸硒和納米硒）對(duì)其生長(zhǎng)性能、肌肉生化組成和谷胱甘肽過氧化物酶活性等的影響，旨在豐富水生動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)生態(tài)學(xué)理論，促進(jìn)納米技術(shù)在水產(chǎn)動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)與飼料科學(xué)領(lǐng)域的研究和應(yīng)用。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

納米硒參照Z(yǔ)hang等(2001)制備，粒徑60～80 nm，飼料級(jí)蛋氨酸硒由浙江大學(xué)飼料科學(xué)研究所提供，硒含量1 000 mg/kg。異育銀鯽購(gòu)自湖州特種水產(chǎn)育苗場(chǎng)，試驗(yàn)前暫養(yǎng)于室內(nèi)水泥池備用，體重（30.73±1.55）g。試驗(yàn)基礎(chǔ)日糧的配制除硒元素外參照NRC（1998），營(yíng)養(yǎng)水平為粗蛋白35.85%、粗脂肪6.35%、粗灰分9.84%、水分7.85%。試驗(yàn)分為3個(gè)處理，各處理組日糧中添加硒濃度分別為0 mg/kg（對(duì)照組）、0.5 mg/kg（蛋氨酸硒）和0.5 mg/kg（納米硒），硒含量采用原子吸收分光光度計(jì)（由日本Shimadzu有限公司生產(chǎn)，型號(hào)為AA6501）測(cè)定，實(shí)測(cè)值見表1。

表1 日糧中硒含量實(shí)測(cè)值(mg/kg)

1.2 試驗(yàn)方法

選取體重均一的健康異育銀鯽，隨機(jī)分成3組，每組三個(gè)重復(fù)，每個(gè)重復(fù)20尾魚，分別飼喂基礎(chǔ)日糧（對(duì)照組）和含一定濃度硒的試驗(yàn)日糧（蛋氨酸硒組和納米硒組）。飼養(yǎng)試驗(yàn)在水族箱中進(jìn)行，水族箱中的實(shí)際水體積為250 L，水溫26～28℃，ACO-318型空氣壓縮機(jī)增氧，保持水中溶解氧大于5.0 mg/l。每日投餌3次，自由采食。每天觀察鯽魚的健康狀況并記錄死亡數(shù)量，試驗(yàn)期間每天換水一次，每次換水量為試驗(yàn)水族箱水量的1/10左右，試驗(yàn)周期為30 d。

正式飼養(yǎng)試驗(yàn)前鯽魚的體重定義為初重，飼養(yǎng)試驗(yàn)結(jié)束前停飼24 h，全組稱重，定義為末重，計(jì)算相對(duì)增重率并統(tǒng)計(jì)成活率。

相對(duì)增重率（%）=[（末重-初重）/初重]×100；成活率（%）=（末尾數(shù)/初尾數(shù)）×100。

每個(gè)水族箱中隨機(jī)抽取6尾鯽魚測(cè)定全魚肌肉生化組成和硒的含量，另取6尾魚尾靜脈采血并取出肝臟保存?zhèn)溆谩９入赘孰倪^氧化物酶的活性測(cè)定參照Bell等(1986)并分別表示為U和U/mg蛋白質(zhì)。試驗(yàn)數(shù)據(jù)表示為平均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)偏差，采用SAS6.12統(tǒng)計(jì)軟件對(duì)數(shù)據(jù)作單因素方差分析，若組間差異顯著，再作LSD多重比較，顯著水平P采用0.05。

2 試驗(yàn)結(jié)果（見表2、表3）

表2 不同來源硒對(duì)異育銀鯽生長(zhǎng)性能和成活率的影響

由表2可知，各組之間初重沒有顯著差異，經(jīng)過30 d的飼養(yǎng)試驗(yàn)，各組的成活率均為100%，差異不顯著。與對(duì)照組比較，飼料中添加一定濃度的蛋氨酸硒和納米硒可以顯著提高異育銀鯽的末重和相對(duì)增重率（P＜0.05）。納米組與蛋氨酸硒組之間比較，在末重和相對(duì)增重率上雖然有不同程度的提高，但是差異不顯著（P＞0.05）。

表3 不同來源硒對(duì)異育銀鯽肌肉組成與硒含量的影響

由表3可見，不同來源硒對(duì)異育銀鯽肌肉組成與硒含量具有一定的影響。與對(duì)照組比較，蛋氨酸硒和納米硒處理組對(duì)異育銀鯽肌肉水分、蛋白質(zhì)、脂肪和粗灰分等組成含量沒有顯著影響。與對(duì)照組和蛋氨酸硒組比較，納米硒處理組顯著提高了異育銀鯽肌肉中硒含量（P＜0.05）。此外，與對(duì)照組比較，蛋氨酸硒組也顯著提高了異育銀鯽肌肉中硒的含量（P＜0.05）。

由圖1、圖2可見，飼料中添加蛋氨酸硒和納米硒可以顯著提高全血和肝臟中谷胱甘肽過氧化物酶的活性（P＜0.05），然而蛋氨酸硒組和納米硒組之間差異不顯著。

圖1 不同來源硒對(duì)異育銀鯽全血谷胱甘肽過氧化物酶活性的影響

圖2 不同來源硒對(duì)異育銀鯽肝臟谷胱甘肽過氧化物酶活性的影響

3 討論

影響營(yíng)養(yǎng)素作用效果的關(guān)鍵因素是吸收（Alam等，2002）。不同來源的硒在腸道內(nèi)的吸收率不同，水生動(dòng)物對(duì)無(wú)機(jī)硒的吸收率僅為34%。研究表明，無(wú)機(jī)硒是以被動(dòng)擴(kuò)散方式通過腸壁細(xì)胞吸收然后進(jìn)入肝臟，再轉(zhuǎn)化為生物硒，所以生物利用率低（Vidal等，2005）。同時(shí)大量未被利用的硒排到環(huán)境中，造成環(huán)境的二次污染。因此，如何通過新的技術(shù)手段改變硒的物性，進(jìn)一步提高其在腸道的吸收率，發(fā)揮其作用功效具有極其重要的意義。目前，廣泛采用有機(jī)硒如蛋氨酸硒作為主要的硒添加物，這主要?dú)w因有機(jī)硒具有較好的腸道吸收率。本研究表明，飼料中添加納米硒與蛋氨酸硒對(duì)異育銀鯽的生長(zhǎng)性能、成活率、肌肉組成以及全血和肝臟中谷胱甘肽過氧化物酶活性均沒有顯著的影響，這說明納米硒具有與蛋氨酸硒類似的生物學(xué)效應(yīng)，很可能與較高的腸道吸收率有關(guān)。

一定劑量的硒是營(yíng)養(yǎng)性微量元素，具有重要的生理學(xué)功能。田福平等（2009）通過添加納米硒添加劑，研究了對(duì)鯉魚、鯽魚成活率的影響，結(jié)果顯示，與對(duì)照組比較添加納米硒組可提高成活率3%，而本試驗(yàn)研究表明，3種處理組成活率之間無(wú)顯著差異。原因主要與養(yǎng)殖周期和試驗(yàn)環(huán)境有關(guān)。田福平等開展了為期4個(gè)月的養(yǎng)殖試驗(yàn)，選擇的是面積8畝，水深2 m的養(yǎng)殖外塘為試驗(yàn)場(chǎng)地，而本試驗(yàn)為期30 d，采用實(shí)驗(yàn)室可控的水族箱養(yǎng)殖。此外，為期30周的試驗(yàn)研究表明，動(dòng)物硒缺乏可以導(dǎo)致幼鯉生長(zhǎng)不良、采食下降、死亡率上升；在病理特征上，表現(xiàn)為肌肉營(yíng)養(yǎng)不良而出現(xiàn)的背部肌肉萎縮以及肝細(xì)胞變性、壞死等營(yíng)養(yǎng)性肝?。ㄍ糸_毓等，2009）。本試驗(yàn)并未出現(xiàn)對(duì)照組異育銀鯽死亡的情況，肌肉組成上也與蛋氨酸硒和納米硒處理組無(wú)顯著差異，這說明異育銀鯽對(duì)于硒元素缺乏具有一定的耐受性，在短期內(nèi)未表現(xiàn)出顯著的病理學(xué)特征。

本試驗(yàn)表明，不同來源硒（蛋氨酸硒、納米硒）對(duì)異育銀鯽肌肉硒含量具有顯著的影響。進(jìn)入體內(nèi)的硒不論以何種形式進(jìn)入組織，它在組織中都是與蛋白質(zhì)結(jié)合，少量的硒還結(jié)合在谷胱甘肽中。由此可見，盡管蛋氨酸硒和納米硒處理組在其他方面具有相類似的功能，但是仍然存在不同的代謝機(jī)制；此外，在鯽魚肌肉中的沉積也存在著不同的途徑。由此可見，硒的生物蓄積不僅與腸道吸收率有關(guān)，也與體內(nèi)硒結(jié)合蛋白代謝形成的活性形式有關(guān)。

谷胱甘肽過氧化物酶（GSH-Px）與機(jī)體細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)和功能密切相關(guān)，是評(píng)價(jià)機(jī)體抗氧化功能的重要指標(biāo)。硒遍布動(dòng)物全身的細(xì)胞，參與GSH-Px的合成，是GSH-Px的必需組成成分。研究表明，飼料中添加蛋氨酸硒和納米硒均可顯著提高血液和肝臟中GSHPx的活性，間接影響GSH-Px的功能，這也與添加不同來源硒對(duì)異育銀鯽的生長(zhǎng)性能影響的結(jié)果相吻合。當(dāng)然，鯽魚以及其他動(dòng)物對(duì)硒的營(yíng)養(yǎng)需要存在一個(gè)適宜劑量范圍，在這個(gè)范圍內(nèi)，硒對(duì)動(dòng)物具有營(yíng)養(yǎng)作用，而在這個(gè)范圍之外會(huì)引起硒的缺乏或者慢、急性中毒。如何分析納米硒的劑量-效應(yīng)關(guān)系以及詳細(xì)的作用機(jī)理和代謝途徑尚沒有合適的解釋，有待于進(jìn)一步研究。

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