锌的营养生理作用及在畜牧业生产中的应用

2015-04-04卢军锋柴同杰山东农业大学动物科技与动物医学院山东泰安271018

山东畜牧兽医 2015年9期

卢军锋张甜柴同杰（山东农业大学动物科技与动物医学院山东泰安 271018）

锌的营养生理作用及在畜牧业生产中的应用

卢军锋张甜柴同杰*（山东农业大学动物科技与动物医学院山东泰安 271018）

锌是动物机体必需的微量元素，是目前发现的动物营养必需微量元素中功能最多的一种。本文主要从锌的营养与生理作用、有机锌和无机锌的生物有效性、锌的缺乏与过量以及高锌在畜牧生产中的应用等方面进行综述，对进一步研究锌在动物体的作用机理，将锌应用于畜牧业生产具有一定的参考价值。

锌是维持动物正常生理功能和生化代谢所必需的一种微量元素，对动物具有广泛的营养作用，动物机体内锌缺乏或过量均可引起代谢紊乱等疾病。锌具有催化、构建、调节3种基本作用，相关研究已经证明锌参与动物体内超过300种酶和功能蛋白的组成，它在动物体内除了参与DNA、RNA、蛋白质、脂类和维生素、矿物质的代谢，而且与前列腺素、促性腺激素、胰岛素、胰高血糖素等的活性有关，因此锌具有广泛的生理功能。另外高锌在动物生产中的应用得到了人们的普遍关注。随着实验技术和手段的不断进步和发展，关于锌的营养作用和功能研究越来越深入广泛，其在生产中的应用将会有更广阔的前景。

1 锌的营养生理作用

1.1 锌是多种酶和激素的重要组成成分锌参与组成动物体内300多种酶，如乙醇脱氢酶、碱性磷酸酶等，而且许多酶在有锌存在的情况下才有活性并可达到最大酶活。同时锌还可维持某些酶有机分子配位基的结构构型，在酶反应时起辅酶作用[1]。

1.2 锌与维生素的功能有关锌参与肝脏和视网膜内维生素A还原酶的组成和功能的发挥。该酶与视黄醛的合成与变构有关，影响动物正常视力和暗视力。锌与维生素C有协同作用，对动物骨骼正常有重要的作用[2]。

1.3 锌影响生物膜的结构和功锌在生物膜的功能和结构中起关键的作用，锌与磷脂及膜蛋白巯基相互作用来稳定生物膜[3]。适度合理水平的锌能促进多种酶和蛋白的形成，如铜锌超氧化物歧化酶(CuZn-SOD)和锌金属硫蛋白(Zn-MT)等，在清除机体自由基、抑制过氧化损伤等方面发挥着关键作用。

1.4 锌与脑功能及其调节行为的关系锌在脑中的边缘系统、皮质部、扣带回、齿状回和海马中分布含量较高，在其它部位分布低。分布高的部位尤以海马结构和大脑皮层含量最高，而这两者与行为功能关系密切，因此，锌对脑中的分布反映了其在调节行为功能方面具有重要作用。

1.5 锌影响动物机体的免疫功能锌通过锌指蛋白等形式调控基因的转录、翻译和表达过程，进而调控免疫器官、免疫细胞、免疫介导因子等的发育和功能的发挥[4]。相关研究发现，锌对处于免疫应激状态下的小肠上皮细胞的免疫功能有调节作用[5].缺锌还会使免疫器官萎缩，淋巴细胞数量明显减少[3，6]。

1.6 锌影响动物机体的繁殖性能锌对于垂体-肾上腺、垂体-甲状腺和垂体-性腺系统的功能具有调节作用，对反刍动物繁殖机能有着重大影响。雄性动物缺锌时，会降低生殖道内各种酶的活性，导致性激素分泌不足，引起生殖器官发育受阻，支持细胞和间质细胞萎缩，延迟性成熟时间、第二性征不明显等[7,8,9]雌性动物缺锌时会使动物出现假发情，胎产仔率降低，仔畜体内锌含量降低，受精卵不能着床，胚胎早期死亡，表现为屡配不孕和难产率增加等[10]。另外在雌性动物体锌能够影响黄体功能和子宫收缩。

2 有机锌和无机锌的生物有效性

（1）饲料中的锌源是以无机锌和有机锌的形式添加的，无机形式多为氧化锌或硫酸锌；有机形式较为复杂，包括有机酸锌(主要有葡萄糖酸锌、柠檬酸锌和丙酸锌等)和锌的氨基酸络合物(蛋氨酸锌、赖氨酸锌和甘氨酸锌等)[11,12]。（2）长期以来无机锌因为资源丰富价格便宜而被广泛应用于饲料中。但近年来随着人们对动物日粮中螯合锌或有机锌应用的研究愈加广泛使其受到广为重视，因为许多报道证实添加有机锌可以改进动物生长，繁殖和健康状况，另据报道在体内发生作用的是锌的有机物或鳌合物，而不是游离的无机锌离子，因此，可以推断，无机锌的生物学效应要取决于其转化成有生物学

活性的有机锌的能力，有机锌更接近于其在体内的作用形式，生物学效价要高于无机锌，而且有机锌刺激性小和适口性更好，具有化学稳定性和生物吸收利用率高等特点。能更有效的从小肠绒毛转运到细胞上皮，然后转化成具有生化功能的形式[13,14]。（3）研究表明，无论使用纯合日粮、半纯合日粮还是复合日粮，蛋氨酸锌的生物学效价都高于无机锌。以硫酸锌为标准，肝锌和胫骨锌为评价指标，酵母锌的利用率显著高于硫酸锌[15,16]。所以，不同锌源的生物学效价与动物间的生理基础有关，但从总体来讲，无机锌的生物学效价低于有机锌，而有机锌低于氨基酸螯合锌。

3 锌的缺乏与过量

（1）当动物机体摄入锌不足，或动物体内存在与锌吸收相颉颃的因子，如铜、钙、植酸铁、铬时，会降低锌的利用率，容易引起锌缺乏，另外肝病也可造成造成锌不足。组氨酸和半胱氨酸会加快体内锌的排出，也是不可忽视的因素。一般常用饲料中锌的含量偏低，同时多为无机形式导致利用率较低，因此动物很容易出现锌的缺乏。Todd等(1934)首次证明锌是高等动物营养必需的微量元素，之后Tuker等人发现缺锌会导致猪皮肤不全角化症。DellO(1957)又发现鸡的日粮中缺锌亦能出现与猪相似的症状[15]。另外锌缺乏还可能通过影响铁吸收、储存、转运来影响体内铁的营养状况[16]。动物缺锌主要表现为毛皮无光泽，局部皮肤角质化不完全，生产能力下降，繁殖能力受到影响。（2）当锌过量时，各种动物对锌均有较强的耐受力，动物可通过吸收和排泄进行自行调节，因此生产实践中一般不会出现锌中毒。单胃动物(猪、禽)可耐受超过正常需要量的20～30倍的锌，而反刍动物仅能耐受超过正常需要量的10倍左右的锌，过高时则会出现不良反应。高锌还可导致铁、铜继发性缺乏，出现贫血。

4 高锌在畜牧生产中的应用

自Muirhean等(1992)研究断奶仔猪饲喂高剂量锌(3000mg·kg-1，ZnO)有提高生长速度的趋势后，人们对高剂量锌与动物的生长生殖发育进行了许多探讨研究。高锌能够降低腹泻，促进动物机体生长，提高动物的采食量，另外还可与抗生素产生加和效应。与此同时，超高锌也可能带来毒副作用，机体摄入高剂量锌，不仅会影响钙、铁的吸收，而且抑制了胸腺、脾脏的免疫功能。无机形式的高锌由于生物学利用率较低，会使锌大部分排泄到环境中而带来严重环境的污染。加拿大国家饲料协会将日粮中的锌最大限量规定为500mg·kg-1，在荷兰已经禁止在日粮中使用促生长剂量的锌。如今畜牧生产中需要用量少、残留量低、对环境污染小但同时吸收利用率高的产品锌，这种产品锌一经问世将会在畜牧生产中发挥重要的作用。

5 小结

锌具有广泛的生理功能，几乎涉及生物体新陈代谢的每个方面。随着分子生物学技术在动物营养领域的不断应用，锌的功能也被研究的越来越透彻。微量元素锌已成为一种理想的饲料添加剂，但是它与机体必需的铁、铜、氟、钼等元素及维生素具有拮抗作用，其次饲料中的植酸和植物性蛋白对锌的利用也有不利的影响，因此，锌的最佳使用量有待于解决。另外，高锌日粮饲喂畜禽后的残留物同时造成了环境污染，该问题也有待于解决。但是相信随着研究的不断深入，锌元素在动物生产中还是有着广阔前景的。

[1] 袁中彪. 锌营养与免疫[J]. 饲料博览, 2000(18): 12- 14.

[2] 李清宏, 韩俊文. 猪微量元素锌营养研究进展[J]. 饲料研究, 1999(4): 14-19.

[3] Vallee B L. The biochem ical basis of zinc physiology[J]. Physiol. Rev. 1993, 73: 1993.

[4] 韩晓华, 韩天龙, 王敏等. 微量元素锰在蛋鸡养殖生产中的应用研究[J]. 中国畜牧兽医, 2013, 40(1): 216-219.

[5] 孙国君. 锌对仔猪及小肠上皮细胞免疫功能的调节作用[D]. 四川农业大学, 2009.

[6] 马雪云. 饲料锌水平对肉用仔鸡营养和代谢的某些影响[J]. 中国畜牧杂志. 1997(4): 30-32.

[7] 王金法, 周明荣, 王宗元等. 铜、锌、锰、硒对肉鸡繁殖性能和生殖激素影响的研究[J]. 中国家禽, 1995(3): 27-28.

[8] 李文立, 陆治年. 锌与公畜营养[J].国外畜牧学-饲料,1993(3):20-22.

[9] 马群山, 高玉海. 微量元素对种公畜性机能的影响[J]. 动物科学与动物医学, 2001, 16(5): 19-20.

[10] 张勇, 陶金忠. 矿物质元素对动物繁殖性能的影响[J]. 黑龙江动物繁殖, 2013, 21(6).

[11] 冯江, 马文强, 李奎等. 不同有机锌在动物生产中的研究[J]. 饲料研究, 2008(4): 30-33.

[12] 任二军, 蒋清奎, 刘进军等. 不同锌源与锌水平日粮对生长期雌性水貂营养物质消化率及氮代谢的研究[J]. 中国畜牧兽医, 2011(6): 22-25.