锰对5～16周龄五龙鹅血清生化指标、组织锰沉积量、抗氧化能力及胫骨发育的影响

张雪君 王宝维 葛文华 张名爱 岳 斌 史雪萍 王 鑫 徐晨晨

锰(manganese，Mn)广泛存在于自然界，诸如土壤、矿物质、植物和深海岩床等，也是机体必需的微量元素。锰的主要营养生理作用是在碳水化合物、脂类、蛋白质和胆固醇代谢中作为酶的活化因子或组成部分。锰具有促进生长和增强免疫作用，家禽机体内氧化还原过程、组织呼吸、骨骼的形成与增长、繁殖、胚胎发育、血液的形成、蛋壳形成及内分泌器官的正常功能均离不开锰［1－3］。可见，锰在家禽营养中具有不可替代的重要作用。此外，锰缺乏易引起骨形成障碍、骨短粗、滑腱症等营养缺乏病，动物摄入过量锰也会引发疾病［4］。因此，研究家禽锰的需要量对养禽业具有重要意义。罗绪刚等［5］对肉仔鸡试验表明，补锰试验组总胆固醇含量高于对照组，表明锰缺乏使胆固醇的合成作用降低。袁慧等［6］认为不同组织器官中锰含量各不相同，其中肝脏中锰含量最高，其次为胰脏和心脏，血清中最低。张日俊［7］、吴建设［8］研究表明，不同水平的锰影响免疫器官抗氧化酶的活性和脂质过氧化物的生成。有机微量元素在吸收过程中而且可能在吸收后的代谢不同于其无机盐，具有较高的生物利用率［9］。Ferket等［10］表明，饲粮中添加羟基蛋氨酸螯合锰能够降低火鸡胫骨软骨发育异常症、跛足以及增加骨骼破裂强度。然而，有关锰对机体抗氧化影响的研究报道很少。迄今为止，家禽锰需要量的研究主要集中在鸡、鸭等禽类［11］，而鹅的锰需要量研究较少。为此，本试验以5～16周龄五龙鹅为试验对象，通过探索饲粮锰添加水平对血清生化指标、组织锰沉积量、抗氧化能力及胫骨发育的影响，旨在为确定鹅饲粮中适宜锰添加水平提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验设计

选择5周龄健康种用型五龙鹅(豁眼鹅)360只，采用随机分配编号法，设计6个组，每组6个重复，每个重复10只(公母各占1/2)。各组分别在基础饲粮(锰含量为20.00 mg/kg)中分别添加0(Ⅰ组)、30(Ⅱ组)、60(Ⅲ组)、90(Ⅳ组)、120(Ⅴ组)、150 mg/kg(Ⅵ组)的锰。Ⅰ组为对照组，试验期12周。试验鹅由国家水禽产业技术体系示范基地莱阳天森豁眼鹅繁育中心提供。试验用的1个结晶水硫酸锰购自浙江新维普添加剂有限公司(有效成分为98.00%)。

1.2 试验饲粮

基础饲粮营养水平参照NRC(1994)家禽营养需要量设计配方，其组成及营养水平见表1。

表1 基础饲粮组成及营养水平(风干基础)Table 1 Composition and nutrient levels of the basal diet(air-dry basis) %

1.3 饲养管理

试验前对鹅舍进行全面消毒，全期采取舍饲，地面厚垫料分栏饲养。试验鹅自由饮水和采食，少添勤喂，每日观察鹅群的生长状况并对日采食量进行记录。

1.4 测定指标及方法

1.4.1 血清生化指标

16周龄末，从每个重复中随机取2只五龙鹅，共72只(公母各占1/2)，翅下静脉采血5 mL，3 000 r/min离心10 min，取上清液。采用碱性磷酸酶测定试剂盒测定血清中碱性磷酸酶的活性;采用甘油三酯测定试剂盒测定血清中甘油三酯含量;采用总胆固醇测定试剂盒测定血清中总胆固醇含量;所用试剂盒均来自南京建成生物工程研究所。

1.4.2 组织锰沉积量

16周龄末，从每个重复中随机取2只五龙鹅，共72只(公母各占1/2)，采集组织样前五龙鹅禁食12 h。翅下静脉采血5 mL，3 000 r/min离心10 min，取上清液。解剖采集心脏、肝脏和胰脏，剔除上面附着的组织，用3次蒸馏水冲洗，超低温保存待测。将心脏、肝脏和胰脏置于75℃烘箱中，烘至恒重，所得的样品经研钵研磨粉碎，制成细末样品。精确称取0.250 g已烘干的样品，置于凯氏烧瓶中，加入10.0 mL硝酸和2.5 mL高氯酸，置控温电炉上消化至无白烟、无回流时，冷却。将消化后的液体样品无损失地转移到25 mL容量瓶中，并用蒸馏水定容至25 mL。采用原子吸收分光光度计分别进行测定。

1.4.3 抗氧化能力

16周龄末，从每个重复中随机取2只五龙鹅，共72只(公母各占1/2)，翅下静脉采血5 mL，3 000 r/min离心10 min，取上清液。采用总抗氧化能力(T-AOC)测定试剂盒测定血清中的T-AOC;采用丙二醛(MDA)测定试剂盒测定血清中的MDA含量;采用谷胱甘肽过氧化物酶(GSHPx)测定试剂盒测定血清中GSH-Px活性。

1.4.4 胫骨发育

16周龄末，分别从每个重复中随机抽取2只试验鹅，共72只(公母各占1/2)，屠宰后分离左、右胫骨。右侧胫骨采用数字闪烁式锥形扫描骨密度仪(osteocore 3)测定骨密度(bone mineral density，BMD)，采用WD－1型电子万能试验机测定骨强度，然后105℃烘干后称重胫骨重量，再依据GB/T 6438—92、KMnO4氧化还原测定法(GB 6436—86)、钼黄比色法(GB 6437—86)和原子吸收法分别测定胫骨中粗灰分、钙、磷、锰含量。

1.5 统计分析

采用SPSS 17.0软件中单因素方差分析(oneway ANOVA)中的LSD法进行多重比较。试验数据以“平均值±标准差”表示，P＜0.05 和 P＜0.01分别为差异显著和极显著水平。

2 结果与分析

2.1 饲粮锰添加水平对五龙鹅血清生化指标的影响

由表2可知，16周龄末，饲粮锰添加水平对血清碱性磷酸酶活性及甘油三酯、总胆固醇含量影响不显著(P＜0.05)，但有先升高后降低的趋势，其中，Ⅴ组的碱性磷酸酶活性及甘油三酯、总胆固醇含量最高。

表2 饲粮锰添加水平对五龙鹅血清生化指标的影响Table 2 Effects of dietary manganese supplemental level on serum biochemical indexes of Wulong geese

2.2 饲粮锰添加水平对五龙鹅组织锰沉积量的影响

由表3可知，16周龄时，Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ组血清中锰的沉积量极显著高于Ⅰ组(P＜0.01)，Ⅱ、Ⅲ组显著高于Ⅰ组(P＜0.05);Ⅳ、Ⅴ组心脏和肝脏中锰的沉积量极显著高于Ⅰ组(P＜0.01)，Ⅱ、Ⅲ、Ⅵ组显著高于Ⅰ组(P＜0.05);Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ组胰脏中锰的沉积量显著高于Ⅰ组(P＜0.05)，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ组间差异不显著(P＞0.05)。肝脏中锰的沉积量最大，胰脏和心脏中次之，血清中最低。

由此表明，饲粮中锰添加水平高于90 mg/kg时对五龙鹅组织锰沉积量有显著影响。

2.3 饲粮锰添加水平对五龙鹅抗氧化能力的影响

由表4可知，T-AOC和GSH-Px活性均呈现先升高后降低趋势，MDA含量呈现先降低后升高趋势。Ⅴ组T-AOC极显著高于Ⅰ组(P＜0.01)，Ⅳ组显著高于Ⅰ组(P＜0.05)，Ⅱ、Ⅲ、Ⅵ组与Ⅰ组差异不显著(P＞0.05);Ⅳ、Ⅴ组MDA含量极显著低于Ⅰ、Ⅱ组(P＜0.01)，Ⅲ、Ⅵ组显著低于Ⅰ、Ⅱ组(P＜0.05);Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ组 GSH-Px活性极显著高于Ⅰ组(P＜0.01)，Ⅱ、Ⅲ组显著高于Ⅰ组(P＜0.05)。

由此表明，饲粮中锰添加水平为90～120 mg/kg时能显著提高T-AOC和GSH-Px活性，并显著降低MDA含量。

表3 饲粮锰添加水平对五龙鹅组织锰沉积量的影响Table 3 Effects of dietary manganese supplemental level on tissue manganese deposition of Wulong geese

表4 饲粮锰添加水平对五龙鹅抗氧化能力的影响Table 4 Effects of dietary manganese supplemental level on antioxidant ability of Wulong geese

2.4 饲粮锰添加水平对五龙鹅胫骨发育的影响

由表5可知，Ⅴ组骨密度显著高于Ⅰ组(P＜0.05);Ⅴ组骨强度、骨重和粗灰分含量极显著高于Ⅰ组(P＜0.01)，Ⅳ、Ⅵ组显著高于Ⅰ组(P＜0.05);Ⅴ组钙含量极显著高于Ⅰ组(P＜0.01)，其他各组均显著高于Ⅰ组(P＜0.05);Ⅴ组磷含量极显著高于Ⅰ组(P＜0.01)，Ⅲ、Ⅳ、Ⅵ组显著高于Ⅰ组(P＜0.05);Ⅴ组锰含量极显著高于Ⅰ组(P＜0.01)，Ⅳ、Ⅵ组显著高于Ⅰ组(P＜0.05)。Ⅰ、Ⅱ组间骨密度、骨强度、骨重及粗灰分、磷、锰含量无显著差异(P＞0.05)。

由此表明，饲粮中锰添加水平为90～120 mg/kg时对骨强度、骨重及粗灰分、钙、磷、锰含量有显著影响。

表5 饲粮锰添加水平对五龙鹅胫骨发育的影响Table 5 Effects of dietary manganese supplemental level on tibia development of Wulong geese

3 讨 论

3.1 饲粮锰添加水平对五龙鹅血清生化指标的影响

甘油三酯与动物生长发育及免疫系统有关，其含量变化反映了体内膜类代谢情况。罗绪刚等［5］研究表明，机体为了弥补缺锰时血液胆固醇含量的下降而自动调节脂蛋白的分解，而来自被分解脂蛋白的甘油三酯使得血浆中的甘油三酯含量得以提高。胆固醇是细胞膜成分，血液中的胆固醇一部分到组织中构成细胞结构成分;另一部分转变为重要的固醇衍生物维生素D3，促进钙的吸收或类固醇激素代谢。同时也有学者研究表明，体外肝细胞培养时锰能促进14C标记的乙酸合成胆固醇，锰是甲羟戊酸激酶的辅助因子，锰缺乏使甲羟戊酸激酶活性受到抑制，从乙酸盐到甲羟戊酸之间有2个部位需要锰离子(Mn2+);焦磷酸法呢酯合成酶需要Mn2+，焦磷酸法呢酯合成受阻会抑制鲨烯的产生而使胆固醇合成受阻。本试验结果表明，随饲粮锰添加水平升高，血清甘油三酯含量呈现先升高后降低的趋势，饲粮添加90 mg/kg锰时血清甘油三酯含量最高;补锰组总胆固醇含量高于对照组，表明锰缺乏使胆固醇的合成作用降低。

3.2 饲粮锰添加水平对五龙鹅组织锰沉积量的影响

肝脏微量元素含量是反映机体对微量元素吸收情况的重要指标。二价金属离子共转运体(DMT1)是肠道锰吸收载体，Bai等［12］认为，其表达的程度与锰源特性密切相关。罗绪刚等［13］认为，心肌锰含量可用来评价肉仔鸡对饲粮锰水平的变化。折永胜等［14］研究表明，胰脏和心肌锰含量随饲粮锰添加水平的升高而明显升高。张建云等［15］研究表明，蛋鸡组织器官中的锰含量随饲粮锰添加水平的提高而显著增加。王彦平等［16］研究表明，不同锰添加水平显著影响心肌锰含量。动物对饲粮锰的吸收率非常低，家禽对锰的吸收发生在十二指肠，所吸收的锰进入血液后，迅速分布到肝、骨和毛中，而肝、骨和毛成为锰的主要贮存场所。在一般的情况下，锰在动物体内是通过胆汁排泄的，但也可以通过胰脏排泄。袁慧等［6］研究表明，锰在各个组织器官中的沉积量各不相同，其中，肝脏中锰沉积量最高，其次为胰脏和心脏中，血清中最低。

本试验结果表明，饲粮锰添加水平显著影响肝脏和心肌锰沉积量。随着锰添加水平的提高，肝脏锰沉积量也随之提高，表明肝脏锰沉积量可以作为机体锰营养判定的敏感指标。不同组织器官中锰沉积量各不相同，其中，肝脏中锰沉积量最高，其次为胰脏和心脏中，血清中最低。这个结果与袁慧等［6］的研究结果一致。这也进一步说明锰在动物组织中的分布与其组织代谢特点有关。在不同部位的同一类组织中，由于其生理机能和代谢水平的不同，锰在其中的分布也有很大差异。

3.3 饲粮锰添加水平对五龙鹅抗氧化能力的影响

家禽代谢旺盛，易产生很多自由基，尤其是在规模化养殖条件下，易受各种不良环境的应激影响，因而更易使体内自由基的平衡状态受到破坏，对疫病的易感性增加。因此，与哺乳动物相比，肉鸭需要更为强大的抗氧化体系来清除体内易过多积累的自由基，以维持体内自由基的稳定和平衡，从而维持其健康和正常生长。其中锰与家禽的抗氧化能力有密切关系，锰的供给有特殊的重要性［17］。锰是过氧化物歧化酶(SOD)的活性组成成分，同时也会影响组织非酶抗氧化蛋白的生成。动物锰的营养状况影响机体组织的抗氧化状况［18］。有机微量元素增加了生物可利用微量元素水平，可能增加了金属抗氧化酶的活性及抗氧化蛋白的合成，从而增加了组织抗氧化能力，降低了自由基的损伤，动物锰的营养状况影响机体组织的抗氧化状况及氧化应激程度。

T-AOC是用于衡量机体抗氧化系统功能状况的综合性指标，体现了体内多种抗氧化酶共同作用的效果，T-AOC的高低可以直接反映出机体面对外来刺激时抗氧化酶系统和非酶系统的应对能力［19］。当动物饲粮中铜缺乏时机体的抗氧化机能降低，在一定范围内适当提高饲粮中铜水平可有效提高动物机体抗氧化能力，但动物机体抗氧化能力并非随饲粮中铜水平增加而呈线性上升［20］。MDA是体内脂质过氧化反应的产物，主要由体内酶系统与非酶系统产生的自由基与细胞膜上的不饱和脂肪酸共同反应产生，可直接反映机体内氧化自由基的水平以及细胞被攻击损伤的程度。GSHPx是机体内广泛存在的一种重要的过氧化物分解酶，是机体抗过氧化能力指标之一［21］。本试验结果表明，饲粮锰添加水平为90～120 mg/kg时能显著提高T-AOC和GSH-Px活性，并显著降低MDA含量。

3.4 饲粮锰添加水平对五龙鹅胫骨发育的影响

锰是与畜禽骨骼生长密切相关的微量元素之一，家禽饲粮中锰缺乏时骨骼组织形成紊乱，常发生软腿病。骨中锰含量是评价锰生物学效价最敏感的指标。Ferket等［10］研究表明，火鸡饲粮中添加羟基蛋氨酸螯合锰能够降低胫骨软骨发育异常症、跛足以及增加骨骼破裂强度。罗绪刚等［22］试验表明，在肉用雏鸡豆粕基础饲粮中分别添加40、70、100、200和 2 000 mg/kg的锰，饲粮锰添加水平在200 mg/kg以内各组的增重和饲料转化率无差异，但滑腱症的发生率随饲粮锰添加水平的提高而下降。有资料报道，以玉米－豆粕为基础饲粮的肉鸡在3周时，腿病发生率为75.0%;饲粮锰添加到25 mg/kg时，可降低到27.2%;而饲粮锰添加到100 mg/kg 时，腿病发生率仅为 5.0%［23］，从而可证实玉米、豆粕中锰含量远低于肉鸡的营养需要量。由于饲粮中锰水平不足，使机体中锰含量缺乏，影响了骨骼中软骨的基质合成，使机体组织内的己糖胺和己糖醛酸的含量下降，从而影响硫酸软骨素的合成，使黏多糖合成受阻，从而发生骨骼病变，临床上表现为关节肿大和脱腱症。本试验结果表明，饲粮中锰添加水平为90～120 mg/kg时能显著提高胫骨密度、骨强度、骨重及钙、锰含量，说明添加锰有利于促进胫骨的发育，进而促进五龙鹅生长。

4 结论

①饲粮中适宜锰添加水平能够显著影响五龙鹅组织锰沉积量，提高机体抗氧化能力，对胫骨强度、骨重及粗灰分、钙、磷、锰含量有显著影响，对血清生化指标无显著影响。

②建议5～16周龄五龙鹅饲粮中锰添加水平为 90～120 mg/kg。

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