微量元素鋅在反芻動物生產中的應用

占今舜 周美玲

（揚州大學動物科學技術學院，江蘇揚州 225009）

鋅元素是動物生命活動的必需微量元素之一，是動物體內多種酶類的組成成分，參與體內一系列的生理過程。研究表明，鋅是動物體內300多種酶的組分，參與蛋白質、碳水化合物、脂質和核苷酸的代謝，并且通過穩(wěn)定細胞膜的分子結構來維持細胞和器官的完整性（Leggett，2012；Lowe等，2009）。因此，鋅在動物生長發(fā)育、繁殖和免疫等方面具有重要的作用。當動物鋅缺乏時，就會導致生長發(fā)育受阻、皮炎、采食量和繁殖性能下降等。

1 鋅在體內的分布、吸收和代謝

鋅廣泛分布于動物機體組織器官，主要存在于肌肉和骨骼中，約占動物體中鋅的90%。其次，分布于皮膚、毛發(fā)、肝臟、胃腸道以及胰腺等。血液中的鋅主要存在于血漿、紅細胞和白細胞中。存在于各組織器官細胞中的鋅，由于與細胞成分結合緊密，不易分離，代謝較緩慢，當機體缺鋅時不易被動員。而存在于血漿中的鋅參與體內循環(huán)，因此含量較少。十二指腸末端和空腸是鋅的主要吸收部位，大腸和胃幾乎不吸收，而反芻動物的小腸、大腸和真胃均可以吸收，且對鋅的吸收率為20%～40%（楊改青等，2011）。鋅通過穿過小腸黏膜細胞頂膜進入細胞而被吸收，再經(jīng)過小腸黏膜細胞基底膜進入血液。吸收后的鋅主要沉積在肝臟、胰臟、脾臟，少量沉積在肌肉和腦中，之后大部分的鋅被轉運到骨中，其中鋅在肝臟組織中代謝最快。日糧中未被吸收的鋅和來自于唾液、肝臟、胰臟和腸黏膜細胞等向腸腔分泌的內源鋅主要通過糞便排出體外，雄性動物的精液中也能排出大量的鋅，而尿中排出的鋅很少。當日糧缺乏鋅時，鋅的排出量就會減少（李曉穎等，2012）。

2 鋅源

添加在動物飼料中的鋅有兩種形式，一種是無機鋅，另外一種是有機鋅。無機鋅主要有氧化鋅、硫酸鋅等；有機鋅則有丙酸鋅、醋酸鋅以及氨基酸螯合鋅、酵母鋅等。無機鋅中氧化鋅的生物利用率比較低，目前，飼料中以硫酸鋅作為主要鋅源。氯化鋅生物利用率雖與硫酸鋅相似，但其具有毒性及腐蝕性?，F(xiàn)在有一種新的飼料級無機鋅源——堿式氯化鋅，其生物效價高于氧化鋅和硫酸鋅，且具有減少飼料中油脂、維生素和酶制劑等營養(yǎng)物質的損失的優(yōu)點（李石強等，2012）。鋅在體內以有機結合形式進行吸收、轉運和利用，無機鋅需要在機體中轉化為有機結合態(tài)才能被有效地吸收。因此，相對于無機鋅，有機鋅的生物學效價較高。劉英麗（2005）研究硫酸鋅、乙酸鋅和酵母鋅的生物利用率，結果發(fā)現(xiàn)，硫酸鋅和乙酸鋅的生物利用率同效，而酵母鋅的生物利用率顯著高于硫酸鋅。有機鋅在消化道內比較穩(wěn)定，不易與纖維素、植酸等形成難被吸收利用的物質，能更有效地被吸收利用。梁建光等（2008）利用體外瘤胃發(fā)酵的方法研究有機鋅的穩(wěn)定性，結果表明，有機鋅在模擬瘤胃環(huán)境下是穩(wěn)定的，過瘤胃率在92%以上。邵凱（2000）試驗結果表明，蛋氨酸鋅具有一定過瘤胃性能。

3 鋅在反芻動物生產中的應用

3.1 提高繁殖性能 鋅在精子的生成、成熟、體內保存以及獲能等過程中具有重要的作用。機體缺鋅，會引起公畜睪丸中曲細精管上皮細胞發(fā)育不完全，導致結構發(fā)生異常，使性腺的發(fā)育和功能受損，進而促使精子生成受阻，精液品質下降。研究表明，在反芻動物日糧中添加適量的鋅具有提高精液品質的作用。李文立等（1998）在公牛的日糧中添加100 mg/kg硫酸鋅，結果發(fā)現(xiàn)，添加鋅使公牛的鮮精活力、精子密度、凍后精子活力和頂體完整率以及血清睪酮濃度得到顯著提高。楊毅強等（2012）在遼寧絨山羊的日糧中添加20、40、80 mg/kg的鋅，結果表明，40 mg/kg和80 mg/kg組精液量、精子密度和精子活力以及凍精活力均顯著高于20 mg/kg組，但是80 mg/kg添加組的精子畸形率有增加趨勢。在小尾寒羊基礎日糧中添加一定量的鋅，能夠提高種公羊精液的精子密度和活率，降低了精子畸形率和精液pH（劉洪瑜，2006）。對于幼齡動物，鋅對其性器官的發(fā)育有著重要的作用。在幼齡動物日糧中添加一定量的鋅，能夠促進其睪丸的發(fā)育。李青旺等 （1998）試驗證實在綿羊的日糧中添加80 mg/kg和100 mg/kg的鋅，能夠顯著促進公羔羊睪丸的發(fā)育，提高其初情體重。鋅在垂體、腎上腺、甲狀腺以及性腺中均有分布，且參與睪酮、雌二醇以及促性腺激素等激素的合成。賀翠婷等（2011）研究發(fā)現(xiàn)，不同鋅源和水平均對生長激素（GH）和雌二醇（E2）的分泌具有促進作用，而高鋅會抑制催乳素（PRL）的分泌。另外，日糧中添加甘氨酸鋅可以提高胚胎移植受體羊的黃體數(shù)和血清孕酮（P4）、E2及游離三碘甲腺原氨酸 （FT3）水平 （吳森等，2012）。對于母畜，鋅缺乏會導致卵巢萎縮、發(fā)情周期紊亂、胚胎發(fā)育異常、難產以及死胎和畸形胎兒增加。研究表明，在青年母牛的日糧中補添鋅，能夠使母牛的卵巢活性提高，改善其發(fā)情率和妊娠率，增加犢牛出生重（王長宏，2007）。

3.2 提高生產性能 鋅是參與蛋白質、碳水化合物、脂質和核苷酸代謝酶類結構成分之一，缺乏鋅時會導致蛋白質等物質在體內的代謝受阻。另外，缺鋅會導致口腔黏膜增生、角質化不全，促使味蕾的結構和功能異常，從而引起食欲減退，采食量下降。因此，在動物日糧中添加適量的鋅具有改善動物生長性能的作用。在牛方面，Spears和 Kegley（2002）研究發(fā)現(xiàn)，在育肥?；A日糧中添加25 mg/kg（日糧干物質）鋅，能夠提高日增重。然而，Engle等（1997）研究發(fā)現(xiàn)，在雜交肉母牛的基礎日糧中添加23 mg/kg（日糧干物質）鋅對其生長性能無影響。Mandal等（2007）和 Huerta 等（2002）在小牛和雜交小公牛的基礎日糧中分別添加20 mg/kg（日糧干物質）和35 mg/kg（日糧干物質）鋅對其生長性能無顯著影響。研究表明，在羔羊基礎日糧中添加20 mg/kg（日糧干物質）鋅，遼寧絨山羊基礎日糧中添加30 mg/kg（日糧干物質）鋅，高原型藏羊的飼料中添加0.2 g/d·只的蛋氨酸鋅均能提高生長性能（Fadayifar等，2012；朱世海，2010）。因此，在生產實踐中，日糧中添加鋅時要考慮不同品種對鋅的需要量。

蘆春蓮等（2002）在泌乳早期初產中國荷斯坦奶牛的基礎日糧中加入20～60 mg/kg的鋅，結果表明，各加鋅組日均產奶量均得到提高，且乳中鋅的含量增加，但對乳蛋白和乳脂無影響。吳志廣等（2005）在泌乳早期的經(jīng)產中國荷斯坦奶牛的基礎日糧中添加100～400 mg/kg的蛋氨酸鋅，結果發(fā)現(xiàn)，隨蛋氨酸鋅的增加，奶牛營養(yǎng)物質的表觀消化率和產奶量得到提高，乳蛋白有升高的趨勢，而對乳脂、乳糖無影響。另外，在奶牛的基礎日糧中添加醋酸鋅和氨基酸螯合鋅均能提高乳鋅和產奶量（王磊等，2012；辛小玲等，2012）。 以上說明，鋅可促進動物對營養(yǎng)物質的消化吸收，進而改善其生產性能。對各項指標進行綜合分析，發(fā)現(xiàn)奶牛能耐受日糧中871 mg/kg的鋅而不會出現(xiàn)明顯的中毒反應，但生產實踐中，建議日糧中鋅最佳含量為571 mg/kg，該水平對奶牛無任何不利影響，且生產性能達到最佳（歐陽建華等，2005）。鋅通過參與胱氨酸和黏多糖代謝，維持動物上皮細胞和皮毛的正常形態(tài)、生長和健康。韋月平和王鵬（2008）在遼寧絨山羊母羊的基礎日糧中添加含鋅量為40 mg/kg的硫酸鋅、氧化鋅和蛋氨酸鋅，結果發(fā)現(xiàn)，與對照組相比，均提高了絨毛的重量，但毛長度變短，其中蛋氨酸鋅的效果最好。另外，在內蒙古細毛羊羯羊的日糧中添加蛋氨酸鋅，得到與其相似的結果。

3.3 改善抗氧化功能和免疫功能 在正常情況下，機體自由基的產生和清除處于動態(tài)平衡。當機體處于應激狀態(tài)時，激素分泌增加，促進脂肪等物質分解加速和組織代謝增加，進而使自由基產生過多，造成細胞受到氧化損傷。超氧化物歧化酶和谷胱甘肽過氧化物酶能夠清除體內的自由，而鋅是超氧化物歧化酶的組成成分之一，又是谷胱甘肽過氧化物酶的激活劑。如果鋅缺乏，該類酶就不能有效發(fā)揮清除自由基的作用。金屬硫蛋白是一種含有大量半胱氨酸殘基且具有與金屬離子結合的獨特性能的蛋白質，有強清除自由基的功能。當細胞中鋅的濃度升高時，就能誘導產生金屬硫蛋白。重金屬與金屬硫蛋白的結合能力比鋅強，能夠置換出金屬硫蛋白的鋅，因此，能夠有效降低重金屬對機體產生的損傷。除此之外，鋅還能夠阻斷銅和鐵誘導的脂質過氧化反應，延遲氧化反應過程（占今舜等，2012；曹功明和盧建雄，2010）。 因此，在動物日糧中添加適量的鋅可以有效緩解應激的發(fā)生，降低應激造成的危害。有研究報道，在高溫高濕季節(jié)，奶牛日糧中添加蛋氨酸鋅對奶牛熱應激有顯著的緩解作用。

鋅對動物免疫系統(tǒng)的形成、發(fā)育以及免疫機能起到調控作用。鋅能夠通過影響細胞免疫、體液免疫、細胞因子的分泌以及調控基因表達和淋巴細胞凋亡等來改善機體的免疫功能。Mandal等（2007）研究發(fā)現(xiàn)，在小公牛的基礎日糧中分別添加35 mg/kg的硫酸鋅和丙酸鋅，均能提高機體的體液免疫能力。邵凱等（2010、2000）研究發(fā)現(xiàn)，在綿羊的基礎日糧中添加蛋氨酸鋅，可明顯提高羊布氏桿菌試管凝集反應抗體滴度，羊血清球蛋白含量，淋巴細胞ANAE染色陽性率和外周血T淋巴細胞轉化率，且效果優(yōu)于氧化鋅。Kendall等（2012）研究發(fā)現(xiàn)，添加鋅能夠提高羔羊血藍蛋白抗體和IgG的水平。說明鋅改善了羔羊的體液免疫應答。高劑量的鉬會引起綿羊T淋巴細胞、B淋巴細胞百分率下降，造成機體的免疫損傷。有研究發(fā)現(xiàn)，綿羊在鉬中毒的情況下，添加適量的鋅能夠阻止綿羊的T淋巴細胞、B淋巴細胞百分率及絕對值的減少，在一定程度上具有保護綿羊免疫系統(tǒng)的作用（楊自軍等，2009）。

3.4 其他 研究表明，在奶?；A日糧中添加鋅，能夠提高瘤胃微生物攝取氮的數(shù)量，促進淀粉和纖維性物質在瘤胃中的降解，提高飼料有機物、蛋白質的消化率和瘤胃揮發(fā)性脂肪酸的產量，促進瘤胃液的外排和尿中嘌呤衍生物、肌苷酸的排出，降低瘤胃中氨氮的濃度（郭楊，2008）。

腐蹄病是牛、羊的常見蹄病。目前，利用口服鋅制劑、肌肉注射鋅制劑和鋅制劑浸蹄的方法來防治牛、羊腐蹄病已經(jīng)取得了良好的效果。劉輝放等（2004）研究結果表明，在奶牛的基礎日糧中添加4 g蛋氨酸鋅能降低肢蹄病的發(fā)生。Jelinek等（2001）給蹄底腐蹄損傷中有節(jié)瘤腐蹄桿菌感染史的綿羊用含表面活性劑15%～18%的硫酸鋅溶液進行浴蹄，結果發(fā)現(xiàn)，洗蹄后第2周至第52周無任何一只羊有腐蹄損傷，而對照組綿羊病變蹄增加。張澤強（2007）研究表明，給患腐蹄病奶牛噴霧10%硫酸鋅溶液和硫酸鋅-薄荷制劑，均能有效治愈奶牛腐蹄病。腹瀉能夠導致小牛死亡。有研究報道，口服鋅制劑具有緩解小牛腹瀉的作用（Glover等，2013）。乳房炎是引起牛乳中體細胞增加的主要原因，牛乳中的體細胞數(shù)量能夠反映奶牛是否發(fā)生乳房炎。研究表明，在奶牛日糧中添加蛋氨酸鋅和羥基蛋氨酸鋅，均能夠降低牛乳中體細胞數(shù)，減少乳房炎的發(fā)生（劉輝放等，2004；趙士堂，2003）。除此之外，鋅還能夠有效防治砷和鉬中毒（Jeevan 等，2013；楊自軍等，2011）。

4 小結

綜上所述，鋅能夠促進反芻動物生長，提高繁殖性能，改善機體免疫力，防治疾病等。動物補鋅成為一種普遍現(xiàn)象，各種鋅制劑廣泛用于畜牧業(yè)生產中。然而，鋅添加量過高，一方面會導致動物糞便中鋅的排出量增加，使其在土壤中積累，污染環(huán)境；另一方面促使機體血漿中銅代謝紊亂和抑制鐵代謝，導致貧血等疾病，不利于動物的生長。另外，有機鋅的生物效價高于無機鋅，且具有化學穩(wěn)定、適口性好等優(yōu)點，易被動物吸收。因此，在動物生產中，要綜合考慮品種、鋅源、動物對鋅的耐受量以及成本等方面來確定鋅的添加量，避免引起動物發(fā)生鋅中毒而造成經(jīng)濟損失。

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