微量元素锌在猪养殖中的作用研究
2012-01-24崔国喜夏会丽
崔国喜 夏会丽 钱 丽
(1河南省驻马店驿城区板桥农业服务中心,河南省驻马店市 463000; 2河南省黄淮学院,河南省驻马店市463000;3河南省驻马店市泌阳县动物卫生监督所,河南省驻马店市 463700)
自从上世纪30年代的有关试验证明了锌是动物的一种必需微量元素,及1955年Tcker Salmol首次报道猪的不全角化症是缺锌所致之后,引起了人们对锌的广泛研究。多种因素可以影响动物对锌的吸收与利用,各研究者推荐猪对锌的需要量为 50~170 mg/kg。Whittemore等 (1977)建议仔猪日粮锌适宜添加量为40~140 mg/kg。国外研究大多以玉米-豆饼为基础日粮,而我国的饲料资源不同,日粮中的粗纤维、植酸磷含量较高,从而影响动物对锌的利用效率。目前我国各地的猪日粮中都可能存在一定程度锌不足。吴晋强 (1980)发现在含锌44.8 mg/kg的基础日粮中添加锌对断奶仔猪生长有良好效果,尤以添加75 mg/kg锌的效果最佳。
1 锌在猪体内的分布
锌在猪体内分布广泛且均匀,以肌肉、骨骼、肝脏和被毛中锌的含量最高。猪吸收锌的主要部位是小肠远端、胃、结肠。猪对锌的吸收受蛋白类型、植酸、纤维素和多种矿物质元素的影响较大。高蛋白饲料能增强机体对锌的吸收、贮存和代谢;动物性饲料中的锌和无机、有机添加的锌吸收较高,而植物性饲料中的锌吸收率非常低,锌在猪体内的排泄主要通过肠道,随胰液、肠液排出。
2 锌在动物体内的吸收与代谢
被吸收的锌与血液转运蛋白结合,运送到肝脏和其它组织器官。锌在体内以小分子可溶性物质参与代谢,吸收过程包括快速进入粘膜细胞和比较缓慢地进入血两个阶段。锌还可以通过胎盘从血浆转移到胎儿体内,胎儿的骨骼和肝脏中锌含量较高。不同组织器官锌的累积和代谢、周转速率不同,肝脏是锌贮存和代谢的主要场所,骨骼和神经系统中的锌周转代谢速率较慢,而毛中的锌基本上不存在分解代谢。代谢后的锌主要通过肠道,随胰液、肠液排出,随尿排出的很少。此外,通过汗液、乳汁、脱落毛发排出也是丢失锌的途径。
3 锌的生物学功能
许多研究人员认为,随着饲料锌水平的提高,动物日增重、采食量均提高,主要与以下两方面因素有关:一方面通过增加食欲,提高采食量和饲料消化率而促进生长;另一方面,通过提高机体免疫力,增加机体抗氧化能力,增加某些酶蛋白的合成,促进胰岛素和胰岛素样生长因子I(IGF-I)等的合成和分泌,加强合成代谢,从而促进机体生长。
3.1 影响生长性能
猪抗菌肽PR39(由39个氨基酸组成的富含脯氨酸和精氨酸的多肽)是最大的抗菌肽家族CatheLicidin中的重要一员。PR39基因启动了上游区存在与锌密切相关的锌指蛋白SP2l的识别位点。锌可能通过影响锌指蛋白SP21的功能影响抗菌肽PR239基因的表达,使得其在产生抗菌效果、减少仔猪腹泻方面发挥作用。此外锌是DNA聚合酶、RNA聚合酶、胸腺嘧啶核苷酸酶的重要组成成分,可维持RNA的一定构型。缺锌使RNA和DNA合成减少,细胞分裂、分化受阻。锌是通过影响动物组织的分裂、分化和再生,从根本上调节猪的生长发育。对于处于生长发育旺盛时期的仔猪具有非常重要的生理营养意义。周长虹等用高锌日粮饲喂仔猪,发现高锌日粮组 (2 000~3 000 mg/kg)猪的腹泻率显著地低于其它处理组,仔猪断奶后1~2周,高锌日粮可提高生产性能,降低腹泻率。
3.2 提高饲料消化率
锌能改变消化道上皮细胞的结构和功能,使十二指肠隐窝变深,绒毛变长,绒毛隐窝比降低,高锌可促进受病毒损害肠道组织的恢复,饲粮中锌的水平影响小肠MT mRNA[肠粘膜细胞内存在由锌诱导的肠锌结合蛋白—金属硫蛋白 (MT)],MT对肠锌的分泌、排泄起一定的调节作用)的表达,高锌刺激肠粘膜细胞MT的合成,而调节锌的吸收。锌还能调节各种含锌消化酶的活性,具有抑制某些肠道有害微生物生长,延长食物在消化道滞留时间,促进食物被消化、吸收的作用。欧秀琼等在饲料中添加高剂量锌,表现为粗蛋白质、粗脂肪酸消化率有不同程度的提高。
4 不同来源锌在猪生产中的应用
饲料锌的开发经历了三个阶段,最早的是无机态锌,如硫酸锌、氧化锌等,第二代是有机态锌,如葡萄糖锌、柠檬酸锌等,第三代为氨基酸络 (螯)合锌。
4.1 以无机锌的形式添加
日粮中添加氧化锌,不影响机体钙、磷代谢和蛋白质的分解,高锌能促进仔猪的体液免疫反应,采食高锌日粮可提高饲料中干物质、粗蛋白的表观消化率。锌参与先天免疫重要组成部分抗菌肽PR239基因的表达调控,不同来源的无机锌对断奶仔猪骨髓抗菌肽PR239基因的表达都有促进作用。汪以真等用硫酸锌(100 mg/kg)、 氧化锌(3 000 mg/kg)和纳米氧化锌(100 mg/kg)饲喂断奶仔猪,高氧化锌组(3 000 mg/kg)显著提高了抗菌肽PR239基因的表达量,硫酸锌组(100 mg/kg)和纳米氧化锌组(100 mg/kg)也分别使抗菌肽PR239基因的表达提高,但差异不显著。
4.2 以有机锌的形式添加
添加有机锌对猪生长代谢影响的研究较少,张双仁在断奶仔猪中分别饲喂含硫酸锌100 mg/kg、硫酸锌50 mg/kg+有机锌50 mg/kg及硫酸锌50 mg/kg+有机锌25 mg/kg的饲料,发现添加有机锌组采食量、日增重显著高于无机锌和不添加锌的组,而料肉比、腹泻率则显著低于无机锌和不添加锌的组。添加有机锌可以显著地促进食欲、生长和饲料利用率,降低腹泻,且使皮毛光亮,添加有机锌可以降低饲料中锌的供给量。
4.3 以络 (螯)合锌形式添加
蛋氨酸内络合物能提高锌的生物利用率,并同时具有免疫增强作用。添加蛋氨酸内络合物锌显著提高猪的日增重、平均采食量。陈洪亮等添加80 mg/kg蛋氨酸络合锌饲喂仔猪,显著提高仔猪的采食量和日增重。方俊等也报道添加蛋氨酸锌组猪的血浆锌含量显著高于添加氧化锌组,说明蛋氨酸锌比氧化锌更能促进锌的吸收和利用,从而使血浆锌含量上升。饲料中添加3 000 mg/kg氧化锌能显著提高仔猪生长速度,但是蛋白锌的生物学效价远高于无机锌,尤其是200 mg/kg蛋白锌,其作用效果接近3 000 mg/kg氧化锌。锌蛋白盐能明显提高锌的生物效价。
5 小结
在实际应用锌的过程中还有不少问题需进一步研究,如不同形式锌的最适作用时期和最佳添加量,无机锌和有机锌在满足最大需要量方面存在巨大差异的原因,及其代谢途径的差异,锌对仔猪促生长效应及其作用机理,仔猪锌营养研究中高效有机锌源产品、化学特性、生物利用率。