摘 要:隨著人們對微量元素營養(yǎng)研究的不斷深入,其營養(yǎng)作用越來越被重視,本文綜述了微量元素鋅在豬體內(nèi)的分布、生理代謝及營養(yǎng)作用。
關(guān)鍵詞:鋅;分布;代謝;作用
鋅(Zinc)是動物必需的微量元素之一,是迄今為止發(fā)現(xiàn)的動物必需的16種微量元素中功能最多的一種[1,2]。自1789年Klaproth發(fā)現(xiàn)鋅元素至今,研究者相繼證明鋅是豬的必需微量礦物質(zhì)元素,由于其營養(yǎng)功能的廣泛性和重要性而被譽為“生命元素”。
1 鋅在豬體內(nèi)的分布
鋅廣泛分布于豬體內(nèi)的所有組織中,在DNA、RNA、前列腺、精液、眼內(nèi)組織中的含量最高[3],其次是肌肉、骨骼、肝臟和皮毛,其它組織鋅的含量少且比較接近。豬組織器官中鋅的含量隨著豬年齡、性別和所采食飼料鋅濃度的變化有所不同[4]。豬體內(nèi)含鋅量為10 mg/kg~100 mg/kg,平均為30 mg/kg,其中骨骼肌中鋅的含量為體內(nèi)總鋅的50 %~60 %,骨骼中為30 %,其它組織器官中含鋅較少,皮、毛中的鋅含量變化較大[5]。成年豬血液中鋅含量在紅細胞中約占75 %,血漿中22 %,白細胞中3 %,血清鋅可作為豬體內(nèi)鋅營養(yǎng)狀況的標識[6]。初乳中鋅含量要比常乳高3~4倍,豬母乳中鋅含量為4.94 mg/kg[7]。一般情況下,配合飼料就能滿足豬鋅的營養(yǎng)需要,但由于鋅的吸收率很低,必須超量補添才能滿足其生理需要。
2 鋅代謝及影響因素
2.1 鋅的吸收
豬鋅的吸收部位主要在小腸遠端,胃、結(jié)腸和小腸的其它部位也吸收少量的鋅。豬對鋅的吸收率低且與日糧鋅含量成反比。日糧鋅吸收率約為7 %~15 %。被機體吸收的鋅與血液轉(zhuǎn)運蛋白結(jié)合,通過血液循環(huán)運送到肝臟和其它組織。機體對鋅的穩(wěn)衡態(tài)控制主要通過調(diào)節(jié)吸收來完成[8]。當機體吸收時,胰腺分泌一種鋅結(jié)合蛋白,這種蛋白在腸道內(nèi)與鋅結(jié)合形成復(fù)合物,然后通過腸道絨毛膜到達上皮細胞,當機體缺鋅時,金屬復(fù)合物釋放鋅,進入血液循環(huán),到達各組織器官發(fā)揮作用。當機體內(nèi)的鋅過量時,鋅則與金屬復(fù)合物結(jié)合儲存于肝臟中,在需要時被釋放出來供機體利用。豬增重和骨骼中鋅的沉積可能是鋅生物學(xué)利用的最佳指標[8]。
2.2 鋅的排泄
豬具有自動調(diào)節(jié)鋅的吸收和排泄來維持體內(nèi)鋅穩(wěn)定的能力。在正常情況下,鋅主要經(jīng)糞排泄,糞中鋅大部分是未被吸收的外源鋅,還有小部分是內(nèi)源鋅,這些鋅隨著胰液和腸液通過腸道排出,隨尿排出的鋅很少。另外,通過汗液、乳汁、脫落的皮毛也排出和丟失一部分鋅[4]。
2.3 影響鋅利用的因素
影響鋅利用的因素較多,如各種生理應(yīng)激、疾病、環(huán)境變化和日糧組成等均會影響鋅的代謝。研究表明,高鈣日糧常導(dǎo)致鋅缺乏癥,鈣不僅影響鋅的吸收,而且還影響鋅在體內(nèi)的分配。當日糧中糠麩類飼料比例過大,引起植酸鹽增多時,鋅與植酸結(jié)合,并與鈣形成難溶的鈣-鋅-植酸復(fù)合物,阻礙了鋅的吸收。磷、銅、鐵、鎘等與鋅存在拮抗關(guān)系,鋅與這些元素的競爭會降低其生物利用率。因此,鋅的添加劑量應(yīng)根據(jù)基礎(chǔ)日糧中的植酸、氨基酸、粗纖維、鈣、銅、鐵等的含量綜合加考慮。高蛋白能增強機體對鋅的吸收、貯存和代謝。維生素A、D2、E和B12也能促進鋅的利用[1,3]。
3 鋅在豬生產(chǎn)中的作用
3.1 鋅與豬生長
鋅具有維持機體滲透壓穩(wěn)定、細胞膜功能、酶系統(tǒng)、激素、正常微生物群等的作用,參與核酸和蛋白質(zhì)的合成、能量代謝、氧化還原、細胞免疫和體液免疫等過程。鋅主要與酶結(jié)合,是40種金屬酶的組成成分,200多種酶的激活因子,它參與碳酸酐酶、DNA聚合酶、胸腺嘧啶核苷激酶、堿性磷酸酶、胰腺羧基肽酶、乳酸脫氫酶等重要酶的合成,并與核酸及蛋白質(zhì)的合成密切相關(guān)。研究表明,日糧中添加鋅和高蛋白時,高蛋白可以與鋅正向互作,顯著提高豬的生產(chǎn)力和抗病力[8]。因此,鋅能影響細胞分裂、生長和再生。鋅對仔豬的生長發(fā)育除了通過組成各種含鋅酶以外,還參與激素的合成,Zn2+對胰島素有保護作用,避免胰島素酶的降解。豬缺鋅時表現(xiàn)出生長發(fā)育受阻,其主要原因是胸苷激酶活性降低,削弱了DNA合成與細胞分裂的能力[9]。
3.2 鋅與骨骼和皮膚
鋅與骨骼的發(fā)育密切相關(guān)。缺鋅可引起胃和血液中堿性磷酸酶活性降低,從而改變骨的鈣化作用,致使骨密度下降,生長減弱。缺鋅直接或間接地抑制原始軟骨細胞的分裂,影響軟骨細胞的成熟和分化,進而影響礦化及成骨潛能的激活[10]。豬缺鋅時被毛粗亂并伴有不同程度的脫毛,嚴重時被毛成片脫落,直至脫光。皮膚損害集中表現(xiàn)在口鼻四周。
3.3 鋅與味覺和食欲
補鋅可以改善機體消化機能和食欲,其作用機制可能是鋅與唾液蛋白形成味覺素,通過味覺影響口腔粘膜上皮細胞的結(jié)構(gòu)和功能。缺鋅時,口腔粘膜增生,角質(zhì)化不全,造成食物與味蕾接觸受阻。同時,核酸、蛋白質(zhì)的分解和消化酶的活性降低,使味蕾的結(jié)構(gòu)和功能發(fā)揮受到影響,造成豬食欲下降。高鋅可促進粘膜味蕾細胞迅速再生,增加食欲,促進豬只快速健康生長[11]。因此,鋅被譽為“第一促生長”礦物質(zhì)元素。
3.4 鋅與內(nèi)分泌
鋅對內(nèi)分泌的結(jié)構(gòu)和功能、激素代謝及靶細胞的生理活動有影響。迄今為止,鋅與胰島素、胰高血糖素、生長激素、性激素和促腎上腺皮質(zhì)激素等有關(guān)。鋅還是腎上腺皮質(zhì)激素的固有成分,富集于垂體、性腺,參與垂體-腎上腺、垂體-甲狀腺和垂體-性腺系統(tǒng)的調(diào)節(jié)[12]。
3.5 鋅與腦
鋅在腦中的分布是不均一的,以邊緣系統(tǒng)、皮質(zhì)部、扣帶回、齒狀回和海馬中含量較高,尤以海馬結(jié)構(gòu)和大腦皮層含量最高,而這兩者之間與行為功能密切相關(guān)[13]。因此,鋅在腦中的分布反映其在調(diào)節(jié)行為功能方面的重要作用。
3.6 鋅與免疫
鋅對免疫系統(tǒng)的發(fā)育、穩(wěn)定、調(diào)節(jié)有重要作用。研究發(fā)現(xiàn),用含鋅1 mg/kg和100 mg/kg的兩種日糧喂豬,其胸腺重量相差15倍[8]。豬缺鋅會引起免疫器官如胸腺、淋巴結(jié)、脾臟等發(fā)生萎縮,外周淋巴細胞減少、T淋巴細胞功能減弱,從而導(dǎo)致機體免疫能力降低,而補充鋅則使其機能得以恢復(fù)正常。當豬受感染時,體內(nèi)的鋅會重分布和調(diào)整,有助于機體抗御感染;肝對鋅的攝取量的增加,使其機能更好;血液含鋅量減少,更有利于機體吞噬細胞的抗菌作用。細胞內(nèi)鋅濃度對巨噬細胞活力和嗜中性白細胞的殺菌能力起決定性作用;鋅還能誘導(dǎo)B細胞分泌免疫球蛋白而起抑菌作用[14]。
3.7 鋅與繁殖
鋅強化垂體前葉分泌卵泡素、睪酮、絨毛膜促性腺激素,參與精子的合成,影響精子活力、密度和頂體完整率。鋅通過影響性腺活動和性激素的分泌而對豬的性器官正常發(fā)育、性機能的正常發(fā)揮等表現(xiàn)出重要的生理意義[15]。鋅缺乏時,會影響生殖器官的生長發(fā)育及第二性征的形成,致使性成熟延遲,性機能障礙。
4 結(jié)語
近年來,鋅在豬營養(yǎng)方面已得到廣泛的研究、應(yīng)用和推廣。但飼料中鋅盈缺及其平衡狀況,不僅會影響豬生產(chǎn)效率、飼料利用率,而且會影響豬產(chǎn)品中鋅元素的含量,從而影響人的健康。隨著營養(yǎng)學(xué)科研究的深入和檢測技術(shù)的改進,有關(guān)鋅的營養(yǎng)作用和功能研究及在生產(chǎn)中的應(yīng)用將會有更廣闊的前景。