高鋅日糧對反芻動物的影響及在生產(chǎn)中的應(yīng)用

文/付 瑤 王 俊 齊志國 郭江鵬

（北京市畜牧總站）

微量元素是構(gòu)成動物機體組織的重要成分，參與機體的營養(yǎng)物質(zhì)代謝，對提高飼料營養(yǎng)物質(zhì)的利用率和預(yù)防營養(yǎng)缺乏病有著極其重要的意義。自1934年Todd等[1]發(fā)現(xiàn)鋅為動物的必需元素以來，隨著科學(xué)研究的不斷深入，已有大量研究表明鋅是動物體內(nèi)200 種金屬酶的組成成分，也是動物體內(nèi)300 多種酶的特異性或非特異性的激活因子[2]。鋅對反芻動物的采食量、生長發(fā)育、繁殖、免疫及奶牛泌乳性能的發(fā)揮有著重要影響。近年來，高鋅日糧在動物生產(chǎn)中的應(yīng)用和研究迅速發(fā)展，但在生產(chǎn)實踐中，由于盲目追求高回報率造成了高鋅日糧的濫用，損害了動物的健康。因而，科學(xué)合理的使用高鋅日糧顯得尤為重要。

1 鋅的生理功能及吸收代謝

1.1 鋅的生理功能

鋅作為金屬酶和金屬蛋白的重要組成成分，廣泛存在于反芻動物的血液、生殖器官、肌肉、肝臟和皮毛內(nèi)，其生理功能主要有以下幾點。

1.1.1 輔酶和激活劑

鋅存在于體內(nèi)300 種以上的酶之中，對酶具有催化分解和合成作用，能夠穩(wěn)定酶蛋白的四級結(jié)構(gòu)，調(diào)節(jié)酶的活性[3]。

1.1.2 胰島素的組成成分

鋅具有穩(wěn)定胰島素分子結(jié)構(gòu)的作用，可以避免受胰島素酶的降解，并參與體內(nèi)碳水化合物的代謝[4]。

1.1.3 調(diào)節(jié)基因表達(dá)和細(xì)胞分化、維持動物免疫系統(tǒng)的完整性

鋅作為配基參與構(gòu)成鋅指蛋白和鋅結(jié)合蛋白轉(zhuǎn)錄因子，調(diào)控基因表達(dá)，進(jìn)而影響機體的多種功能，包括細(xì)胞分裂、增殖和生長、免疫等[5]。

1.1.4 維持生物膜的正常結(jié)構(gòu)和功能

鋅參與抗氧化酶的組成，能夠防止生物膜遭受氧化損害和結(jié)構(gòu)變形，且鋅對膜中正常受體機能有保護(hù)作用[6]。

1.1.5 維持上皮細(xì)胞和被毛的正常形態(tài)、生長和健康

上皮細(xì)胞和被毛生化基礎(chǔ)與鋅參與胱氨酸和硫酸黏多糖的代謝有關(guān)[6]。

1.2 鋅的吸收代謝

反芻動物鋅的吸收部位，幼年時期主要在十二指腸；成年時期約有1/3在皺胃，其余在小腸。鋅的吸收效率受日糧中鋅含量、化學(xué)形式、機體狀況以及日糧組成的影響。飼料中鈣、磷、鎂、鐵、硒、鈷、植酸、纖維素等過多或飽和脂肪酸缺乏都可能降低鋅的吸收利用率。

反芻動物所采食的鋅，構(gòu)成酶的組分，參與代謝，或與一些非酶配合基形成復(fù)合物，進(jìn)入小腸黏膜上皮細(xì)胞內(nèi)漿膜面的受體上，與血漿里的白蛋白或運鐵蛋白結(jié)合，經(jīng)門脈循環(huán)運至肝臟。肝臟是鋅代謝的主要器官，肝臟內(nèi)的鋅大部分與白蛋白結(jié)合，小部分與α-球蛋白結(jié)合，按比例分配到機體的各個組織中，多余的鋅以鋅硫蛋白的形式貯存于肝臟中[7]。運輸?shù)礁鹘M織器官的鋅與腸道未吸收的鋅一起隨糞便排出，僅有小部分隨尿排出[8]。

2 高鋅日糧對反芻動物的影響及其在生產(chǎn)中的應(yīng)用

2.1 高鋅對反芻動物血液生化指標(biāo)的影響

2.1.1 高鋅對反芻動物血清鋅水平的影響

日糧中的鋅在胃和十二指腸被吸收后，進(jìn)入血液循環(huán)，其吸收方式因劑量不同而變化。在低劑量時，主要是主動的載體轉(zhuǎn)運過程，而在高劑量時主要為被動擴散過程[9]。大量的研究報道均說明，高鋅日糧對血清鋅含量有明顯的影響，在一定劑量范圍和時間內(nèi)，日糧鋅含量與血清鋅水平存在正相關(guān)關(guān)系。在高鋅對奶牛影響的研究中，蘆春蓮等[10]和歐陽建華等[11]均證明了此結(jié)論，前者在奶牛日糧中分別加鋅300 mg/kg、500 mg/kg、800 mg/kg，結(jié)果表明血清鋅含量與空白對照組相比，分別提高了65%、120.73%和162.31%；后者在奶牛日糧中分別添加150 mg/kg和300 mg/kg的無機鋅和有機鋅，結(jié)果表明無論添加有機鋅還是無機鋅均能很好地被奶牛吸收并轉(zhuǎn)移到血液中去，有機鋅能使血鋅濃度更高。國外學(xué)者的研究也得出了相同的結(jié)論，發(fā)現(xiàn)日糧加鋅后血漿鋅的濃度隨日糧添加的濃度增加而增加[8]。在高鋅對肉羊影響的研究中，劉繼蘭等[12]通過在日糧中分別添加1 000 mg/kg、1 500 mg/kg、2 000 mg/kg的硫酸鋅，結(jié)果發(fā)現(xiàn)隨著日糧鋅劑量的增加，肉羊血清鋅水平大幅度提高。

2.1.2 高鋅對反芻動物血清堿性磷酸酶活性的影響

鋅是合成堿性磷酸酶必需的金屬元素，也是其活性中心組成成分的激活因子[13]。大量研究表明，高鋅可以提高單胃動物血清堿性磷酸酶活性[14]。在反芻動物中，李建國等[15]研究表明，在300 mg/kg、500 mg/kg、800 mg/kg日糧干物質(zhì)的高鋅范圍內(nèi)，高鋅組奶牛血清堿性磷酸酶活性有增長趨勢，但與空白對照組相比差異不顯著；劉繼蘭等[12]在對肉羊的研究中發(fā)現(xiàn)，鋅含量在1 000 mg/kg的情況下，能夠明顯促進(jìn)血清堿性磷酸酶活性的增加，而高于此劑量有抑制作用。結(jié)果的差異性可能與不同動物、不同鋅源有關(guān)，在進(jìn)行分析時，應(yīng)該結(jié)合實際情況。

2.2 高鋅對反芻動物血液生理指標(biāo)的影響

評價動物健康狀況的兩項主要指標(biāo)為紅細(xì)胞比容和血紅蛋白含量。蘆春蓮等[15]研究表明給奶牛飼喂高鋅日糧對血液內(nèi)紅細(xì)胞比容、血紅蛋白含量沒有顯著影響，但日糧含鋅871 mg/kg組稍有下降趨勢，長期飼喂，可能發(fā)生中毒，并在文章討論部分闡述，奶牛日糧含鋅量為1 000 mg/kg和2 000 mg/kg時，血漿銅、血紅蛋白含量和紅細(xì)胞比容均會低于正常值，且隨著試驗期的延長，變化會加重。其余相關(guān)報道甚少，但至少明確了一點，過量的高鋅水平會影響反芻動物的血液生理健康。

2.3 高鋅對反芻動物泌乳性能和乳鋅水平的影響

2.3.1 高鋅對反芻動物泌乳性能的影響

高鋅對反芻動物泌乳性能的影響方面，學(xué)者們得出了不同的結(jié)論。蘆春蓮和李建國等[10，16]研究表明，各高鋅日糧組產(chǎn)奶量與空白對照組相比，產(chǎn)奶量有所提高，以300 mg/kg組提高最多，但差異不顯著，高鋅日糧對奶牛產(chǎn)奶量沒有不利影響，Miller和Clifton[17]也得出了相同的結(jié)論。歐陽建華等[11]研究表明，無機鋅試驗組與空白對照組之間差異不顯著，但有機鋅試驗組無論是添加150 mg/kg還是300 mg/kg，均可顯著提高產(chǎn)奶量，說明有機鋅對提高產(chǎn)奶量的作用高于無機鋅。隋晨等[18]研究還發(fā)現(xiàn)在奶牛飼料中添加500 mg蛋氨酸鋅可使產(chǎn)奶量提升10.7%，在奶牛精料補充料中添加200 mg/kg蛋氨酸鋅，可使產(chǎn)奶量增加0.5 kg/頭·天。在乳成分方面，王廣銀[19]在日糧中添加380 mg/kg蛋氨酸鋅，結(jié)果表明試驗組的乳蛋白顯著提高，但乳脂率、乳糖、非脂乳固形物含量差異不顯著，但也有研究認(rèn)為適宜的高鋅水平對牛奶中乳脂率、乳蛋白、乳糖及非脂固形物的含量均無顯著影響[16，17]。

2.3.2 高鋅對反芻動物乳鋅水平的影響

高鋅對反芻動物乳鋅水平的影響上，井明艷等[20]研究發(fā)現(xiàn)奶牛日糧中添加600 mg/kg有機鋅，乳鋅含量為空白對照組的2.0～2.5倍，這與王磊等[21]、辛小玲等[22]的結(jié)論相似，他們認(rèn)為在奶牛的基礎(chǔ)日糧中添加醋酸鋅和氨基酸螯合鋅均能提高乳鋅含量。同時，研究發(fā)現(xiàn)日糧加鋅300 mg/kg、500 mg/kg、800 mg/kg，乳鋅含量分別提高了66.91%、104.83%和115.70%[10]，這說明隨著日糧中鋅含量的增加，乳鋅含量也隨之增加，這與國外學(xué)者的研究結(jié)果一致[17]。但這些的報道中乳鋅含量提高的程度不同，可能與鋅的添加形式、日糧組成等有關(guān)。

2.4 高鋅對反芻動物免疫功能的影響

鋅不僅能誘導(dǎo)B淋巴細(xì)胞分泌免疫球蛋白從而起到抑菌作用，還能夠阻斷由銅、鐵誘導(dǎo)的脂質(zhì)過氧化反應(yīng)，延遲氧化反應(yīng)過程[23]。研究表明，高鋅情況下，添加300 mg/kg、500 mg/kg鋅，γ-球蛋白含量有升高趨勢，但差異不顯著，添加800 mg/kg鋅能使B淋巴細(xì)胞的功能受損，導(dǎo)致免疫蛋白形成障礙，使機體免疫功能稍有影響[9]。同時，Kendall等[24]認(rèn)為鋅能夠改善羔羊的體液免疫應(yīng)答，提高羔羊血藍(lán)蛋白抗體和IgG水平。但高鋅對反芻動物免疫功能影響的報道甚少，還有待進(jìn)一步考證。

3 小結(jié)

高鋅日糧對反芻動物產(chǎn)生良好效果的同時，也帶來的諸多毒副作用，如污染環(huán)境、動物依賴性、影響其他微量元素吸收而造成的缺乏癥等。而農(nóng)業(yè)農(nóng)村部發(fā)布的《飼料添加劑安全使用規(guī)范》中僅對反芻動物飼料中鋅的推薦量進(jìn)行了規(guī)定，缺乏對最高限量的規(guī)定。因此在未來的研究中，需要飼料添加劑企業(yè)開發(fā)新的安全、高效、性價比高的產(chǎn)品，促進(jìn)反芻動物日糧中鋅的綠色、可持續(xù)使用。