鋅的生物學(xué)特性及其在斷奶仔豬中的作用

王耀東，趙玉蓉

（ 湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)，長沙 410128）

鋅作為一種重要的微量元素，在畜禽生產(chǎn)中起著重要的作用。在眾多微量元素中，鋅是目前以來發(fā)現(xiàn)功能最多的元素之一，其參與畜禽體內(nèi)多種酶的構(gòu)成，與畜禽的生理功能密切相關(guān)。鋅還可以促進畜禽的生長發(fā)育、提高畜禽的免疫力、繁殖能力等，除此之外，鋅也對斷奶仔豬的胃腸道功能有一定的改善作用。然而，當(dāng)鋅含量過高時，也會對畜禽生產(chǎn)以及健康狀況造成嚴(yán)重的影響，因此鋅需要科學(xué)合理的使用。當(dāng)仔豬處于剛斷奶階段時，其身體各器官組織發(fā)育不全，胃腸道系統(tǒng)還沒有發(fā)育完全，不適當(dāng)?shù)娘曫B(yǎng)管理以及飼料營養(yǎng)配比失衡等問題可能會引起仔豬各種疾病、甚至導(dǎo)致其死亡。本文探討鋅的生物學(xué)特性以及鋅對斷奶仔豬的影響，以期為今后的研究提供參考。

1 鋅的生物學(xué)特性

鋅在動物生長發(fā)育及生產(chǎn)中有很多重要的作用，其中主要包括促進動物的生長發(fā)育、提高動物的繁殖能力、提高動物免疫力等一些作用，飼料和添加劑中鋅的添加量密切影響動物的生理狀況。因此，有關(guān)于鋅的生理特性問題是研究者們相對重視的一個課題。

1.1 鋅的吸收方式

鋅在動物體內(nèi)主要是在腸道位置被吸收利用。鋅主要分為無機鋅和有機鋅兩種，其在動物體內(nèi)的具體吸收方式目前還不明確，但其吸收過程主要是包括鋅進入小腸黏膜細(xì)胞和鋅進入血液循環(huán)兩個環(huán)節(jié)。綜合國內(nèi)外一些學(xué)者的研究發(fā)現(xiàn)，鋅的可能吸收方式如下：鋅與胰臟分泌的鋅配體結(jié)合成鋅配體復(fù)合物；鋅配體復(fù)合物穿過小腸微絨毛進入小腸粘膜細(xì)胞；復(fù)合物在基膜結(jié)合位點與白蛋白結(jié)合，隨后進入血液循環(huán)系統(tǒng)。

1.2 鋅與自由基

鋅可以通過清除新陳代謝所產(chǎn)生的自由基而有效的提高動物機體的抗氧化能力。自由基是指含有奇數(shù)電子的分子、原子或離子，是體內(nèi)正常代謝過程的副產(chǎn)物，是代謝活動必定會產(chǎn)生的物質(zhì)。自由基的性質(zhì)極不穩(wěn)定，氧化能力極強，會對體內(nèi)的蛋白質(zhì)、細(xì)胞膜，甚至DNA造成嚴(yán)重的氧化損害。體內(nèi)存在著自由基防御系統(tǒng)，可以清除體內(nèi)多余的自由基。自由基系統(tǒng)主要包括一部分酶、維生素和蛋白質(zhì)等；酶包括超氧化物歧化酶、過氧化氫酶、過氧化物酶等一些酶，而鋅是其中一部分酶的激活劑。因此，鋅會影響這些酶的活性，從而影響自由基防御系統(tǒng)的功能。曹國華等對小鼠進行缺鋅飼養(yǎng)試驗發(fā)現(xiàn)，缺鋅會導(dǎo)致自由基防御系統(tǒng)功能下降[1]。李文麗等研究表明，加鋅飼料飼喂的中毒大鼠血液的GSH-Px和CAT活性顯著上升[2]。此外，鋅除了可以增強酶活性之外，還可以通過與鐵離子競爭關(guān)系來抑制羥自由基（OH-）的生成[3]。

2 斷奶仔豬消化系統(tǒng)生理特點

2.1 消化器官未發(fā)育完全

初生仔豬消化能力較弱，它的消化器官雖已基本形成，但其功能與結(jié)構(gòu)還不健全，消化器官的體積與重量小。因此，仔豬在斷奶后消化器官很容易受損，從而影響仔豬的消化能力。比如仔豬的小腸在其斷奶后會發(fā)生顯著的變化，與消化密切相關(guān)的小腸絨毛長度會變短、萎縮，隱窩深度加大；胰腺也是一個重要的消化器官，其分泌的胰液有很強的消化能力，研究表明，斷奶會使胰腺受到自由基的影響而使胰腺的能力受損。這些消化器官變化會使仔豬的消化能力明顯受到影響[4-5]。

2.2 胃酸分泌不足，胃腸道pH高

新生仔豬消化系統(tǒng)不發(fā)達(dá)，神經(jīng)與胃之間的聯(lián)系不完全，胃酸分泌不足，因此其胃腸道的pH較高，仔豬的自身消化能力就比較弱，一般是通過吸收母豬母乳所提供的營養(yǎng)物質(zhì)用以維持生長發(fā)育[6]。此外，母乳中除了給仔豬提供一些營養(yǎng)物質(zhì)外，母乳中所含有的乳糖可以有效的提高仔豬的消化能力，仔豬從母乳中獲取乳糖，發(fā)酵后會產(chǎn)生乳酸從而維持仔豬胃腸道的酸性環(huán)境，從而降低pH。而在仔豬斷奶后，消化道內(nèi)的乳酸減少，胃腸道酸性環(huán)境難以維持，胃腸道pH就會升高。

2.3 消化酶活性低

消化酶是指參與消化的一類酶的總稱，主要包括胃蛋白酶、淀粉酶、胰蛋白酶等。動物的消化能力的強弱與消化酶的活性和含量密切相關(guān)，初生仔豬的消化酶活性較低，主要靠母豬母乳提供營養(yǎng)物質(zhì)，而仔豬斷奶后其消化酶的活性和含量短時間內(nèi)提升較為緩慢，因此很容易導(dǎo)致仔豬生長受阻以及引起腹瀉等問題。王艷玲等研究表明，斷奶對仔豬消化酶的活性及含量等有抑制作用，并在仔豬斷奶1～2周后恢復(fù)并超過斷奶前的水平[7]。此外，消化道pH的變高也導(dǎo)致一些消化酶的活性受到影響，試驗發(fā)現(xiàn)，飼喂有酸化劑飼糧斷奶仔豬，可以降低胃腸道的pH，使得胃蛋白酶等消化酶的活性高，而沒有飼喂酸化劑仔豬斷奶胃腸道pH偏高，其消化酶的活性也受到影響[8]。

2.4 免疫功能不健全

新生仔豬的免疫器官還處于發(fā)育階段，在此階段，仔豬的免疫能力較差，一般是在其＞4～5周齡才能產(chǎn)生足夠的抗體物質(zhì)[9]。因此，在此之前，仔豬一般是通過獲取母豬母乳中所含有的免疫球蛋白來提供免疫能力。而仔豬在其28日齡斷奶后，無法獲取足夠的免疫球蛋白，免疫能力會下降，仔豬又受到外界環(huán)境與斷奶應(yīng)激等影響，會出現(xiàn)腹瀉、生長受阻等仔豬斷奶綜合征。

3 鋅對斷奶仔豬的作用

3.1 促進生長發(fā)育

鋅作為動物體所需的微量元素之一，參與動物體內(nèi)多種酶的構(gòu)成與激活，包括堿性磷酸酶、碳酸酐酶、醇脫氫酶、乳酸脫氫酶、谷氨酸脫氫酶及羧肽酶等一些酶；鋅也參與動物體內(nèi)DNA、RNA以及蛋白質(zhì)的合成；通過這些途徑，鋅水平的高低可以顯著影響動物的生長發(fā)育以及其生產(chǎn)性能。在飼糧中添加適量的鋅，可以有效提高動物體酶的活性，引起動物體內(nèi)蛋白質(zhì)的合成以及代謝功能的變化，從而使動物各性能提高。張純等研究表明，在日糧中添加適量的有機鋅、無機鋅有利于提高斷奶仔豬的增重與采食量[10]。呂航研究表明，添加高鋅日糧會明顯提高斷奶仔豬前兩周的生產(chǎn)性能[11]。

3.2 參與動物體組織的構(gòu)成

鋅與蛋白質(zhì)的合成密切相關(guān)，而蛋白質(zhì)是構(gòu)成動物體組織的重要組成成分，通過調(diào)節(jié)鋅的含量可以影響到動物皮膚、毛發(fā)以及骨骼的發(fā)育情況。而且鋅自身也參與了骨骼的構(gòu)成，在骨骼中的含鋅量約占體內(nèi)總鋅的30%。

3.3 調(diào)節(jié)動物免疫功能

礦物質(zhì)元素與動物體液免疫、細(xì)胞免疫密切相關(guān)，常量元素為免疫系統(tǒng)提供適宜的環(huán)境，而微量元素則通過影響酶系統(tǒng)的平衡來影響免疫系統(tǒng)的穩(wěn)定。一般來說，常量元素在體內(nèi)含量較多，缺乏狀況很少出現(xiàn)；但是微量元素在體內(nèi)含量較少，當(dāng)動物體內(nèi)某種、或某幾種微量元素缺乏，或者失衡時，會導(dǎo)致動物的免疫功能下降，發(fā)病率上升。鋅是動物生長發(fā)育所必須的一種營養(yǎng)物質(zhì)，也是動物體免疫器官及免疫組織生長發(fā)育所必須的微量元素之一，對免疫器官穩(wěn)定的維持起關(guān)鍵作用。鋅的供給水平直接影響動物的免疫能力，王勇等研究表明，飼料中添加甘氨酸鋅100 mg·kg-1可以明顯提高斷奶仔豬的胰臟和淋巴結(jié)指數(shù)[12]；冷靜等研究表明，在飼料中添加一定水平的鋅，可以促進斷奶仔豬的免疫器官生長，然而鋅缺乏會導(dǎo)致免疫器官重量直接減輕，免疫能力降低[13]。畜禽缺鋅或者鋅過量都會導(dǎo)致動物體內(nèi)一些免疫器官發(fā)生異常，如萎縮、重量減小等問題，并會導(dǎo)致其免疫細(xì)胞和免疫因子等顯著減少，從而引起免疫系統(tǒng)的失衡。陳亮研究表明，飼喂高鋅日齡的斷奶仔豬在第6～10周出現(xiàn)明顯的中毒反應(yīng)，免疫機能受到明顯的損害，其小腸黏膜的絨毛高度明顯變短，隱窩變深，腸黏膜上皮細(xì)胞萎縮，腸道黏液層厚度變薄[14]。

3.4 抗氧化能力

除了一些營養(yǎng)作用外，鋅還具有抗氧化能力，提高鋅的水平主要是通過其與體內(nèi)自由基防御系統(tǒng)的關(guān)系來清除體內(nèi)的自由基，從而達(dá)到抗氧化的效果。

3.5 抗腹瀉作用

仔豬斷奶后本身因為消化系統(tǒng)的不成熟、免疫系統(tǒng)不健全以及斷奶應(yīng)激等一些原因往往會導(dǎo)致仔豬出現(xiàn)嚴(yán)重腹瀉情況，除了仔豬自身原因以外，環(huán)境因素與人為因素也會導(dǎo)致其腹瀉嚴(yán)重。腹瀉會導(dǎo)致仔豬的生長受阻，嚴(yán)重時甚至?xí)蛊渌劳觯虼?，仔豬抗腹瀉是一個比較重要的問題。鋅有助于提高動物免疫器官的免疫能力，減輕斷奶應(yīng)激對小腸絨毛的損傷，保護胃腸道粘膜，并且鋅對消化酶的作用也有利于維持仔豬胃腸道的健康。此外，鋅對自由基的清除能力也可以有效的減少自由基對仔豬免疫系統(tǒng)的破壞。從這些方面來看，鋅對仔豬腹瀉的控制有極大的作用。

4 鋅的添加方式及使用量

鋅主要分為有機鋅（復(fù)合氨基酸螯合鋅）與無機鋅（硫酸鋅、碳酸鋅、氧化鋅、氯化鋅等）兩種，豬飼料中添加鋅主要是以無機鋅的方式。就目前我國現(xiàn)狀來看，一般是在豬飼料配方中加入一定量的氧化鋅來防止動物腹瀉。研究表明，有機鋅與無機鋅相比，更有利于動物的生長發(fā)育，且兩者搭配使用效果更為明顯[15]。綜合各文獻，添加有機鋅與無機鋅對豬的影響如表1、2所示。

表1 相同鋅水平下無機鋅與有機鋅對豬的影響

當(dāng)然，鋅的使用也需要科學(xué)合理適當(dāng)，過量的添加鋅不僅不能促進動物生長、維持動物健康，反而會造成嚴(yán)重的負(fù)面影響。鋅的過量使用會造成嚴(yán)重的環(huán)境污染，鋅在動物體內(nèi)無法被完全吸收，會積累在動物體內(nèi)以及隨其糞便排出，這些問題會導(dǎo)致土壤及動物產(chǎn)品中的重金屬含量嚴(yán)重超標(biāo)。鋅的過量也會導(dǎo)致動物機體受損、飼料營養(yǎng)失衡等問題。陳麗敏等研究表明，飼喂雌性大鼠過量的鋅將會導(dǎo)致其發(fā)情周期紊亂，性激素分泌失調(diào)，從而導(dǎo)致其生殖功能受損[16]。眾所周知，飼料營養(yǎng)的配方需要合理平衡，如果為追求效果，一味的加大鋅的劑量，將會使飼料營養(yǎng)比例失衡，引起鋅與其他元素如鈣、磷等之間的頡頏作用，從而會使仔豬的生長受阻甚至停止。高鋅對生長性能有一定的促進作用，然而長期高鋅會導(dǎo)致豬毛發(fā)、皮膚等表現(xiàn)變差，以及引起一系列綜合征。此外，由于動物生長階段不同，其生理條件等也會發(fā)生變化，因此鋅的添加量也各不相同?？偨Y(jié)分析我國各研究發(fā)現(xiàn)，各階段豬飼糧中鋅的添加量如表3所示。

表2 不同鋅水平下無機鋅與有機鋅對豬的影響

表3 豬不同階段鋅的添加量

5 展望

綜上所述，鋅作為作用極其豐富的微量元素之一，有著獨特的生物學(xué)特性，它不僅在仔豬的生長發(fā)育中有著至關(guān)重要的作用，而且也對仔豬的斷奶綜合征有一定幫助。然而，鋅的功能多種多樣，作用機理也極為復(fù)雜，目前我國對鋅的研究還存在欠缺。鋅的研究還需要繼續(xù)深入，因此需要多學(xué)科合作進一步探討。

[參考文獻]

[1] 曹國華,陳吉棣,劉小鵬,等.運動、鋅銅營養(yǎng)與自由基代謝—V.鋅缺乏對運動小鼠體內(nèi)自由基生成與清除的[J].中國運動醫(yī)學(xué)雜志,1991（4）:205-210,254.

[2] 李文麗,海春旭,梁欣,等.硒、鋅對梭曼中毒大鼠的抗氧化作用[J]. 毒理學(xué)雜志,2001,15（1）:61.

[3]李亞潔,周春蘭,韋安陽.微量元素鋅在防護自由基損傷中的作用[J].廣東微量元素科學(xué),2001,8（7）:1-3.

[4]王靜華,汪以真.仔豬早期斷奶對腸道免疫功能的影響[J].養(yǎng)豬,2003（3）:13-15.

[5]李留安,王鳳云,楊晶晶,等.斷奶日齡對仔豬脾臟、胸腺和胰腺抗氧化功能的影響[J].動物營養(yǎng)學(xué)報,2014,26（1）:74-80.

[6]趙曉明,李世丁,郭鳳英.早期斷奶仔豬消化道環(huán)境變化與營養(yǎng)調(diào)控[J].飼料工業(yè),2003,24（4）:44-46.

[7] 王艷玲,楊雪峰,李宏基,等.仔豬斷奶前后消化酶活性變化的初步探討[J].中國畜牧雜志,2005,41（8）:14-17.

[8] 李鵬,武書庚,張海軍,等.復(fù)合酸化劑對斷奶仔豬生長性能、胃腸道酸度及消化酶活性的影響[J].養(yǎng)豬,2009（1）:5-8.

[9] 楊曉宇,陳錦屏,張富新.初乳中免疫球蛋白的研究進展[J]. 食品科學(xué),2006,27（10）:582-588.

[10] 張純,鄺聲耀,唐凌.不同比例有機鋅與無機鋅對斷奶仔豬生長性能的影響[J].中國畜牧獸醫(yī),2010,37（1）:22-24.

[11] 呂航.高鋅對斷奶仔豬生產(chǎn)性能和腸道健康的影響[D].武漢:華南農(nóng)業(yè)大學(xué),2016.

[12] 王勇,鈕海華,馬文強,等.甘氨酸鋅對斷奶仔豬生長性能、免疫指標(biāo)及腸道形態(tài)的影響[J].動物營養(yǎng)學(xué)報,2010,22（1）:176-180.

[13] 冷靜,戴志明,楊國明,等.日糧鋅水平對斷奶仔豬生產(chǎn)性能、免疫器官及組織鋅的影響[J].云南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報,2004,19（2）:211-214.

[14] 陳亮.高鋅日糧長期暴露對斷奶仔豬影響的免疫病理學(xué)研究[D].合肥:安徽農(nóng)業(yè)大學(xué),2008.

[15] 柴紹芳,田宗祥.微量元素鋅在豬禽生產(chǎn)中的應(yīng)用研究[J].飼料與畜牧: 新飼料,2013（10）:10-12.

[16] 陳麗敏,王玉.維生素A和鋅過量攝入對雌性大鼠生殖系統(tǒng)的影響[J].現(xiàn)代預(yù)防醫(yī)學(xué),2010,37（12）:2 309-2 311.