褐馬雞不同組織中十種礦物元素的分布研究

武玉珍，馮睿芝，張峰

（1.晉中學(xué)院 生物科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，山西 晉中 030600；2.復(fù)旦大學(xué) 生物醫(yī)學(xué)研究院，上海 200032；3.山西大學(xué) 生命科學(xué)院，山西 太原 030006）

褐馬雞（Crossoptilon mantchuricum）屬于雞形目雉科馬雞屬，為我國特有的珍稀瀕危鳥類，國家一級(jí)保護(hù)動(dòng)物。對褐馬雞的研究主要集中在生態(tài)生物學(xué)特性、種群分布、繁殖與棲息地、生理生化指標(biāo)、保護(hù)生物學(xué)等方面，而研究礦物元素特別是微量元素對褐馬雞生長發(fā)育影響的則較少。

人體是由各種化學(xué)元素組成的，地殼中的90多種元素人體內(nèi)幾乎都可以檢測到。通常人們將含量占人體總重量0.01%以上的元素稱為宏量元素，共11種：氧（O）、碳（C）、氫（H）、氮（N）、硫（S）、磷（P）、氯（Cl）、鈣（Ca）、鉀（K）、鈉（Na）、鎂（Mg）等；含量占人體總重量0.01%以下的元素稱為微量元素。微量元素又分為必需微量元素和非必需微量元素。必需微量元素是指維持人體正常生命活動(dòng)不可缺少的元素，目前公認(rèn)的必需微量元素有20種［1］：鐵（Fe）、銅（Cu）、鋅（Zn）、鈷（Co）、鉬（Mo）、錳（Mn）、釩（V）、錫（Sn）、硅（Si）、硒（Se）、碘（I）、氟（F）、鎳（Ni）、鍶（Sr）、硼（B）、鍺（Ge）、銣（Rb）、砷（As）、鋰（Li）、鉻（Cr）等。非必需微量元素是指目前尚未明確其生物學(xué)作用亦未發(fā)現(xiàn)有毒性的元素，除上述31種元素及有害元素以外機(jī)體內(nèi)存在的其它幾十種元素為非必需微量元素。在機(jī)體內(nèi)存在對機(jī)體有害的稱為有害微量元素，如鉛（Pb）、汞（Hg）、鎘（Cd）、鉈（Tl）等。微量元素雖然在體內(nèi)含量很少，但卻非常重要，是構(gòu)成人體酶系統(tǒng)、活性蛋白、維生素和激素的重要成分。每一種微量元素都有其特定的作用，缺乏和過量都會(huì)影響人體健康、導(dǎo)致疾病。

對褐馬雞雛鳥組織器官、羽毛、卵殼中礦物元素的分布狀況曾有報(bào)道［2－4］，褐馬雞成年機(jī)體不同組織器官中的礦物元素的研究，特別是Fe、Zn、Cu、Mn、Mo、Ni、Cr、Pb、Cd等金屬元素的分布研究尚未見報(bào)道。作者對山西龐泉溝國家自然保護(hù)區(qū)圈養(yǎng)褐馬雞七種組織器官中10種元素的含量進(jìn)行了測定，其中包括一種宏量元素K、7種必需微量元素Fe、Zn、Cu、Mn、Mo、Ni、Cr、2種有害元素Pb、Cd，并對這10種元素在不同組織中的分布規(guī)律進(jìn)行了研究，用以了解褐馬雞在不同生態(tài)環(huán)境條件下機(jī)體組織中礦物元素的分布狀況，為褐馬雞的人工飼養(yǎng)、疾病防治與環(huán)境保護(hù)提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)材料

由山西龐泉溝國家自然保護(hù)區(qū)提供意外死亡的成年褐馬雞，經(jīng)解剖取得的心、肝、胃、脾、胰、腎、肺、肌肉、骨骼等9種組織器官。由國家標(biāo)準(zhǔn)溶液（NCS）稀釋成10種元素的標(biāo)準(zhǔn)溶液（100μg／m L），試驗(yàn)用水為去離子水［5］。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

所有樣品進(jìn)行稱量、均用干法消化后定容，對10種元素進(jìn)行定量分析.測定方法為ICP法與原子吸收光譜法。采用儀器為法國JY138電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜儀、日立-Z5000原子吸收光譜儀測定［5］，K、Cd、Pb是由原子吸收光譜法測定。每個(gè)樣品取3個(gè)平行樣進(jìn)行測定，以3次測定結(jié)果的平均值進(jìn)行比較分析。

2 結(jié)果

2.1 不同組織中10種礦物元素的測定結(jié)果

表1 褐馬雞不同組織中十種礦物元素的測定結(jié)果（μg／g干重）Table 1 Determination results of 10 elements in the organism samples（μg／g dm）

2.2 十種礦物元素在不同組織中的分布規(guī)律

褐馬雞九種組織器官中十種礦物元素的分布見圖1－圖10。

2.2.1 鐵（Fe） 鐵在不同組織中的平均濃度為4.35～1 012.04μg／g，在各組織中的分布規(guī)律為：脾臟＞肝臟＞胃＞心臟＞腎臟＞肺臟＞胰臟＞骨骼＞肌肉。

2.2.2 鉀（K） 鉀在不同組織中的平均濃度為0～875.04μg／g，在各組織中的分布規(guī)律為：脾臟＞腎臟＞肺臟＞胰臟＞骨骼。

Fig.1 Fe distribution in the tissues of Brown-eared pheasant圖1 鐵在褐馬雞不同組織中的分布

Fig.2 K distribution in the tissues of Brown-eared pheasant圖2 鉀在褐馬雞組織中的分布

2.2.3 鋅（Zn） 鋅在不同組織中的平均濃度為0.06～129.98μg／g，在各組織中的分布規(guī)律為：心臟＞肝臟＞腎臟＞胃＞肌肉＞脾臟＞胰臟＞骨骼＞肺臟。

2.2.4 銅（Cu） 銅在不同組織中的平均濃度是2.92～220.10μg／g，在各組織中的分布規(guī)律為：脾臟＞心臟＞腎臟＞肝臟＞骨骼＞肺臟＞胃＞肌肉＞胰臟。

Fig.3 Zn distribution in the tissues of Brown-eared pheasant圖3 鋅在褐馬雞組織中的分布

Fig.4 Cu distribution in the tissues of Brown-eared pheasant圖4 銅在褐馬雞組織中的分布

2.2.5 錳（Mn） 錳在不同組織中的平均濃度是0.78～18.46μg／g，在各組織中的分布規(guī)律為：脾臟＞腎臟＞胃＞骨骼＞肝臟＞胰臟＞心臟＞肺臟＞肌肉。

2.2.6 鉬（Mo）鉬在不同組織中的平均濃度是0.28～13.78μg／g，在各組織中的分布規(guī)律為：脾臟＞肝臟＞骨骼＞腎臟＞胰臟＞肺臟＞心臟＞肌肉＞胃。

Fig.5 Mn distribution in the tissues of Brown-eared pheasant圖5 錳在褐馬雞組織中的分布

Fig.6 Mo distribution in the tissues of Brown-eared pheasant圖6 鉬在褐馬雞組織中的分布

2.2.7 鎳（Ni） 鎳在不同組織中的平均濃度是0.78～8.86μg／g，在各組織中的分布規(guī)律為：脾臟＞骨骼＞胰臟＞腎臟＞肺臟＞心臟＞肝臟＞胃＞肌肉。

2.2.8 鉻（Cr） 鉻在不同組織中的平均濃度為0.50～8.36μg／g，在各組織中的分布規(guī)律為：脾臟＞胰臟＞骨骼＞腎臟＞肺臟＞胃＞肝臟＞心臟＞肌肉。

2.2.9 鉛（Pb） 鉛在不同組織官中的平均濃度為0～45.34μg／g，在各組織中的分布規(guī)律為：心臟＞胃＞肺臟＞脾臟＞腎臟＞肝臟＞胰臟＞肌肉＞骨骼。

2.2.10 鎘（Cd） 鎘在不同組織中的平均濃度為0～0.34μg／g，在各組織中的分布規(guī)律為：心臟＞胃＞肝臟。

Fig.7 Ni distribution in the tissues of Brown-eared pheasant圖7 鎳在褐馬雞組織中的分布

Fig.8 Cr distribution in the tissues of Brown-eared pheasant圖8 鉻在褐馬雞組織中的分布

Fig.9 Pb distribution in the tissues of Brown-eared pheasant圖9 鉛在褐馬雞組織中的分布

Fig.10 Cd distribution in the tissues of Brown-eared pheasant圖10 鎘在褐馬雞組織中的分布

3 討論

3.1 礦物元素在動(dòng)物機(jī)體內(nèi)的生物學(xué)作用

微量元素與機(jī)體的多種生理機(jī)能有著密切的聯(lián)系。從本文我們可以看出，各種組織器官中含量較高的元素有Fe、K、Zn、Cu、Mn，與這些元素在動(dòng)物機(jī)體中的功能有關(guān)。Fe是機(jī)體含量最多的微量元素，是制造血紅蛋白不可缺少的元素，缺鐵能導(dǎo)致機(jī)體貧血，甚至影響心理、智力發(fā)育。K是人體一種宏量元素，具有許多重要功能，可以調(diào)節(jié)細(xì)胞內(nèi)適宜的滲透壓和體液的酸堿平衡，參與細(xì)胞內(nèi)糖和蛋白質(zhì)的代謝，維持神經(jīng)健康和心肌正常功能，人體缺鉀可引起心跳不規(guī)律和加速、心電圖異常、肌肉衰弱和煩躁，嚴(yán)重者可導(dǎo)致心跳停止。Zn是人體含量僅次于鐵的微量元素，是40種金屬酶的組成成分，200多種酶的激活因子，也是影響智力發(fā)育和心理素質(zhì)的重要元素之一。Cu的主要作用是影響鐵的吸收、運(yùn)輸和利用，參與造血過程，是合成體內(nèi)30多種酶的原料，具有非常重要的生理功能。Mn是多種酶的組成成分并對骨骼結(jié)構(gòu)和生長有重要影響，缺少M(fèi)n會(huì)影響骨骼發(fā)育、生殖能力、腦功能等。Cr參與機(jī)體的糖代謝與脂肪代謝，促進(jìn)胰島素發(fā)揮作用，缺乏三價(jià)鉻是Ⅱ型糖尿病發(fā)病的主要因素。微量元素是構(gòu)成機(jī)體酶系統(tǒng)、活性蛋白、激素和維生素的重要成分，對維持機(jī)體正常生理功能和代謝活動(dòng)具有非常重要的作用。

大部分重金屬元素對動(dòng)物機(jī)體有明顯的毒害作用，因此稱為有害元素。Pb是一種慢性積累性有毒元素，在環(huán)境中可長期蓄積，水、土壤、空氣中的鉛被生物吸收而向生物體轉(zhuǎn)移，通過長期攝入在生物體內(nèi)積累而造成慢性中毒。Cd也是一種積累性有毒元素，人體內(nèi)的Cd是出生后通過食物、水和空氣進(jìn)入體內(nèi)蓄積下來，長期吸入鎘可產(chǎn)生慢性中毒，引起腎臟損害，主要表現(xiàn)為尿中含大量低分子量蛋白質(zhì)。Cd能降低禽類的生殖和生長性能，造成孵化率下降和死亡率增加［6－7］。

3.2 與其他鳥類含量分布的比較

動(dòng)物機(jī)體微量元素含量的差異與其生活的環(huán)境狀況、地理地質(zhì)條件以及機(jī)體的選擇性吸收有關(guān)。動(dòng)物機(jī)體對微量元素的選擇性吸收可能是自身含量差異的主要原因之一［8］。唐朝忠等［2］測定太原市動(dòng)物園褐馬雞一日雛鳥羽毛中Zn、Fe、Cu、Mn等4種元素與本文所測數(shù)據(jù)Cu、Mn含量基本一致，可能與機(jī)體的不同生理期積累有關(guān)；Fe、K在褐馬雞組織中含量較高，這和其它鳥體中的分布規(guī)律基本一致［9－10］；與Nam［11］對來自日本兩個(gè)不同群落的大鸕鶿中20種微量元素的測定結(jié)果一致；與李慧芳［12］研究的5種雞的胸肌四種微量元素Fe＞Zn＞Cu＞Mn含量分布相似。本文肝臟中各元素的含量分布Fe＞Zn＞Cu＞Mn＞Mo＞Pb＞Ni＞Cr＞Cd，與Hernández1［13］所測的西班牙16種濕地水鳥的肝臟和卵組織中5種微量元素Zn＞Cu＞Pb＞Cd＞As的分布基本一致。所測褐馬雞不同組織器官中微量元素的含量分布，與鄒發(fā)生等［14］所檢測的廣州白云山景區(qū)4種鳥的飛羽、胸肌和肝臟中Zn、Cr、Cu、Pb、Cd的含量分布基本一致。

Cd、Pb是導(dǎo)致雛鳥的生長率低、死亡率高的主要原因［15，10］。本文中Pb的含量比鎘較高，可能與自然保護(hù)區(qū)旅游開發(fā)有關(guān)，隨著旅游人數(shù)的增加，交通運(yùn)輸、農(nóng)用車輛猛增，尾氣排放含有一定的Pb，致使褐馬雞組織器官中Pb的富集。Cd含量較低或未檢出，說明褐馬雞生長繁育的環(huán)境Cd的污染比較輕微。

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