镁元素在反刍动物生产中的应用研究进展

陈秋玲，许方，聂婉，伍晓红，王琤*

（江西科技师范大学生命科学学院，江西南昌330013）

镁元素在反刍动物生产中的应用研究进展

陈秋玲，许方，聂婉，伍晓红，王琤韦华*

（江西科技师范大学生命科学学院，江西南昌330013）

镁是动物的必需矿物质元素之一，几乎参与动物机体内所有重要的生化活动。本文就镁元素在反刍动物生产中的应用作一概述，以期对生产实践具有一定的指导意义。

镁；反刍动物；营养

近年来，大量研究发现，矿物质元素和反刍动物生理机能有密切关系（周振峰等，2009）。镁是机体内重要的阳离子，在反刍动物生长发育、生理机能、瘤胃发酵、物质代谢、生产性能等方面发挥重要作用。

1　镁在动物机体内的分布

镁是骨骼和牙齿的重要组成成分，机体内所有组织都含有镁，其主要作用是与钾、钠协同维持肌肉和神经兴奋性（蒋桂梅等，2011）。畜禽机体镁的来源主要是水和饲料中所含的镁离子及其化合物。动物体内的镁元素以离子形式存在，大约70%分布在骨骼中，29%贮存于软组织细胞中，另外1%存在于细胞外液中，动物的蹄甲部位也含有少量的镁。骨骼中的镁不但具有结构功能，而且有重要的储备作用，动物动用骨骼镁的能力随着生长而下降。随着动物生长，日粮中镁不能满足动物生理需要会造成生理机能失调。因此，镁对于成年动物非常重要。

2　镁在反刍动物体内的营养作用

2.1参与体内物质代谢镁离子是多种酶的激活剂（Sanchez等，2000），在活化氨基酸代谢中参与碱性磷酸酶、焦磷酸酶等的活动（马学会，2003），参与几乎所有与蛋白质合成和ATP有关的反应。动物体内的镁也是机体内重要的电解质之一，是细胞内液中的主要阳离子，浓度仅次于K+。镁能激活Na+-K+-ATP酶，促进K+内流，维持体内的酸碱平衡和电解质平衡，缓解动物应激（王淑彩等，2003）。Mg2+对神经、肌肉的兴奋性有镇静作用，一定浓度的镁能保证神经肌肉器官的正常机能（陈丽和韩太真，2003）。Martens等（2000）报道，镁在核酸、核糖体颗粒的稳定性中也起重要作用，是维持动物体的相对稳定和正常生命活动的必要条件之一（高雪芹和潘继红，2003）。

2.2参与瘤胃中纤维素的降解镁是瘤胃纤维素分解菌的必需元素，也是众多微生物酶类的激活剂。镁离子是动物机体主要阳离子之一，参与大多数酶反应，可提高瘤胃纤维素分解菌的活性，促进纤维物质的降解，从而减少氨基酸的损耗，提高氮的利用率（蒋桂梅等，2011）。李斌（2004）在体外培养试验中发现，Mg2+对纤维素酶类呈现明显的激活作用，可提高纤维素酶的活性，使瘤胃微生物对纤维素的降解增强。李延章等（2006）研究发现，当增加镁至正常瘤胃液镁含量的2倍（32.4 mg/L）时，瘤胃微生物对纤维的降解能力显著增加，故认为正常瘤胃液中Mg2+的浓度低于瘤胃微生物对纤维素产生最强降解作用时的Mg2+需要量。因此，在反刍动物饲养过程中适当提高镁含量可以促进瘤胃中纤维素的降解。

2.3参与体内营养吸收血清镁是反映机体镁营养状况的有效指标之一。Haenni等（1998）认为，血清镁可通过清除脂肪而显著降低血浆脂肪含量，从而促进体内各营养物质的吸收与利用。日粮中添加镁盐可降低尿氮和粪氮含量，提高氮利用率，从而改善牛体内氮平衡和能量平衡（蒋桂梅等，2011；Davidson等，2003）。日粮中添加镁盐可改善胃肠道菌群，抑制有害菌的生长，促进有益菌的增殖，从而改善纤维物质的降解，使挥发性脂肪酸含量增高，最终使牛瘤胃液pH和氨态氮浓度降低（蒋桂梅等，2010）。也有研究发现，经三丁酸甘油酯处理的奶牛瘤胃灌注镁盐，能有效抵御由三丁酸甘油酯引起的高酮血症和低血糖，灌注后酮体浓度降低，血浆葡萄糖浓度提高（Oba等，2003）。

3　镁在反刍动物生产中的应用

3.1保证奶牛正常采食牛配合日粮中最常用的镁源是氧化镁（含镁51%～59%），其不仅提供镁，而且还可作为瘤胃碱化剂。氧化镁中28%～49%的镁能被反刍动物胃肠道吸收。瘤胃和网胃是成年牛镁的主要吸收位点，小肠是犊牛镁的主要吸收位点。Goff等（1996）试验发现，饲喂低镁日粮的老鼠早期生长受阻，并伴有低蛋白质血症，这可能主要是由于延伸因子减少导致蛋白质的合成减少；同时也伴有线粒体代谢紊乱和能量代谢降低的迹象。王莉等（2005）研究发现，添加镁能显著增加反刍动物饲料的摄入量，而缺镁则可导致饲料摄入量下降，甚至丧失食欲，并降低纤维素的消化率。但是，日粮中镁过量也会减少饲料的摄入量，降低适口性，导致奶牛干物质采食量下降，而且氧化镁有倾泻性，由于渗透而引起腹泻导致产奶量下降。徐廷生（2003）报道，饲喂犊牛含镁量1.3%的饲粮会出现采食量下降、体重减轻，黏液性腹泻等症状。因此，高镁低镁均不利于奶牛生长，适宜镁浓度可促进奶牛生长发育。

3.2维持奶牛围产期血钙平衡奶牛围产期指奶牛产前3周到产后2周这一段时间，这时奶牛进行生产和泌乳准备，奶牛体内分泌状态发生显著变化，容易导致奶牛代谢性疾病。在奶牛众多的代谢疾病中，低血钙症是最为常见的疾病，造成围产期奶牛低血钙的一个常见因素是低血镁，原因在于缺乏镁可能会产生抑制作用，从而不能有效动员骨骼中的钙参与到奶牛的生产代谢中（杨蕾，2009；Goff等，2004）。日粮中Ca2+的吸收和排泄受Mg2+的显著影响，Mg2+直接参与维持机体Ca2+的动态平衡，奶牛泌乳开始后大量的Ca2+通过乳汁排出，造成Ca2+浓度在短时间内急剧降低，导致肌肉痉挛，严重时瘫痪或昏迷，亚急性低血钙还会继发酮病、代偿性碱中毒、胎衣滞留、乳房炎和真胃移位等疾病（Roehe等，2003）。所以Mg2+对于促进Ca2+的吸收和排泄起着至关重要的作用，预防低血钙必须保证日粮中镁的含量。

3.3治疗氟病地方性氟中毒或工业性氟污染造成动物体内过量氟蓄积，其对动物机体全身各系统均有不同程度的损害作用（Singh等，1994），导致动物各组织、器官损害甚至全身性疾病。长期处在高氟环境中的黄牛，红细胞变形，出现数目不等的棘球状、多角形或星芒状突起，发生棘红细胞增多症。韩博等（1999）研究发现，添加硒铜镁组的黄牛抗氟效果明显，红细胞恢复正常，原因可能是由于镁与骨骼中的氟相结合从而抑制肠道中氟的吸收，并使溶解度降低，随之促进体氟随尿液排出体外。

3.4治疗反刍动物青草抽搐症反刍动物血镁浓度下降时容易引发青草抽搐症，临床表现为兴奋不安，强直性肌肉痉挛，惊厥，呼吸困难，运动不协调，泌乳量降低，眼睛迟钝等（李建基，2012）。在青草抽搐症的高发季节，单独使用镁盐或配合钙盐进行治疗可以达80%以上的治愈率，常用的镁制剂有不同浓度（10%、20%、25%）的硫酸镁液，以及含4%氯化镁的25%葡萄糖液（王建华，2010）。慢性低血镁症通过肌肉注射或口服镁盐，急性低血镁症可静脉注射硫酸镁或氯化镁达到治疗效果（行庆华，2012）。有时也使用钙盐和镁盐结合的方法治疗，一般先注射钙剂，绵羊的用量为成年牛的1/10，一般在注射后6 h，血清镁可恢复至注射前水平（苏学彪，2013）。曲广柱（2013）报道，皮下注射25%硫酸镁注射液200 mL，或在饲料中加入氯化镁50 g，连喂4～7d，青草抽搐治疗效果可达97%以上。无论使用哪种方法，目的都是选择一种适宜的补镁途径及时补充动物所需的镁。

3.5镁过量的危害反刍动物吸收的镁通过粪便、尿液、泌乳等方式排出，其中尿液是镁的主要排出途径。一般认为日粮矿物质不平衡和高精料日粮是反刍动物结石症的发病原因（Huang等，1999）。结石抑制因子Tamm-Horsfall蛋白的调节作用受尿中的镁离子含量的影响，当尿镁含量较低时，可以促进Tamm-Horsfall蛋白的作用从而降低结石的形成，增加日粮镁的含量会提高其在血浆中的离子浓度导致尿路中排出镁元素量的增加。镁与磷、钾、铵离子在尿液中同时出现时，形成不溶性的磷酸钾镁和磷酸铵镁与磷酸钾镁晶体沉淀从而形成结石，引起公畜的排尿障碍，进一步导致尿道和膀胱破裂并最终导致死亡（刘小可等，2012）。王金勇等（2008）报道，对于以棉籽饼稻草为主要日粮的山羊来说，日粮中过量的镁是尿石症发生的重要因素。Bichler（2006）等和Laube （2004）也研究发现，高镁是引起反刍动物尿结石的重要原因。

4　小结

镁含量过高或过低，均可引起动物体内其他矿物质元素或其他营养物质的代谢紊乱，在不同程度上会给生产带来损失。适量补充镁可以提高反刍动物饲料消化率，提高繁殖性能，促进反刍动物生长发育，治疗反刍动物的某些疾病，但动物对镁的消化吸收受饲粮中镁含量、饲粮的性质及肠道pH值等因素的影响。因此镁元素在反刍动物中的应用有待进一步研究。

[1]陈丽，韩太真.镁的生理调节[J].国外医学∶医学地理分册，2003，9∶110～112.

[2]高雪芹，潘继红.镁-DNA相互作用及镁致癌的可能相关关系[J].国外医学∶医学地理分册，2003，12∶156～160.

[3]韩博，尹文利，史言，等.硒铜镁对黄牛地方性氟病的疗效及其作用机理[J].南京农业大学学报，1999，22（4）∶77～80.

[4]蒋桂梅，刘强，罗雄，等.丙酸镁对西门塔尔牛瘤胃液pH和氨态氮浓度的影响[J].中国饲料，2010，10∶24～26.

[5]蒋桂梅，刘强，王聪，等.丙酸镁对西门塔尔牛氮平衡和能量平衡的影响[J].中国饲料，2011，5∶5～8.

[6]李斌.奶牛干奶期应用阴离子盐对瘤胃发酵、离子平衡和泌乳性能的影响[硕士学位论文][D].北京∶中国农业大学，2004.

[7]李建基.牛羊病速诊快治技术[M].北京∶化学工业出版社，2012.

[8]李延章，仲万旭.育肥羊日粮中添加碳酸氢钠的增重效果[J].黑龙江畜牧兽医，2006，1∶50.

[9]刘小可，李俐，闫宏.宁夏地区肉牛肾结石的营养学诱因分析.[J]中国畜牧兽医，2012，39（11）∶231～233.

[10]马学会.动物必须矿物质元素-镁[J].中国饲料，2003，18∶24～25.

[11]曲广柱.反刍兽低血镁搐搦的发生与诊治[J].养殖技术顾问，2013，1∶116.

[12]苏学彪.反刍牲畜青草抽搦症的治疗[J].农村百事通，2013，10∶55～56.

[13]王建华.兽医内科学[M].北京∶中国农业出版社，2010.

[14]王金勇，孙卫东，王小龙.高镁对诱发山羊尿石症的作用研究[J].中国农业科学，2008，41（3）∶852～860.

[15]王莉，侯先志.常量矿物质元素提高反刍动物纤维物质利用率的研究进展[J].畜牧与饲料科学，2005，33（2）∶15～16.

[16]王淑彩，田锦，许梓荣.镁的生物学功能[J].中国饲料，2003，19∶18～19.

[17]行庆华.乡村兽医临床技术培训教材[M].北京∶中国农业出版社，2012.

[18]徐廷生，雷雪芹，董淑丽，等.益康“XP”酵母培养物在养殖业上的应用[J].河南科技大学学报，2003，23（1）∶51～53.

[19]杨蕾.不同DCAD值日粮钙、镁水平对围产期奶牛血钙稳衡调控的影响[硕士学位论文][D].石河子.石河子大学.2009.

[20]周振峰，王加启，卜登攀，等.2007—2008年国际反刍动物营养研究进展Ⅶ.矿物质[J].中国畜牧兽医，2009，36（4）∶5～8.

[21]Bichler K H.Thirty-eight years of stone meetings in Europe[J].U rology Research，2006，34（2）∶70～78.

[22]Goff J P，Ruiz R，Hors R L.Relative Acidifying Activity of Anionic salts Commonly Used to Pervent M ilk Fever[J].Journal of Dairy Seienee，2004，87 （5）∶1245～1255.

[23]Davidson S，Hopkins B A，Diaz D E，et al.Eeffcrs of Amounts and Degardability of Dietary Protein on Loation，Nitorgen U tilization，and Excretion in Early Location Holstein Cow s[J].J Daiy Sci，2003，86∶1686～1689.

[24]Goff J P，Horst R L，Jardon P W，et al.Field trials of an oral calcium pro-pionate paste as an aid to prevent m ilk fever in periparturient dairy cow s [J].J Dairy Sci，1996，79（3）∶378～383.

[25]Goff J P，Ruiz R，Hors R L.Relative Acidifying Activity of Anionic Salts commonly Used to Pervent M ilk Fever[J].Journal of Dairy Seience，2004，87 （5）∶1245～1255.

[26]Haenni A，M Ohrvall，H Lithell.Atherogenic lipid fractions are related to ionized magnesium status[J].Am，J Clin.Nutr.1998，67∶202～207.

[27]Huang K H，W ang X L，Yu Z H，et al.Pathogenesis of urolithiasis in Chinese swamp buffalo calves caused by feeding high-level cottonseed meal diets[J].Buffalo Journal，1999，3∶291～302.

[28]Laube N，Hergarten S，Hoppe B，et al.Determ ination of the calcium oxalate crystallization risk from urine samples∶the BONN Risk Index in comparison to other risk formulas[J].Journal of U rology，2004，172（1）∶355～359.

[29]Martens H，Schweigel M.Pathophysiology of grass tetany and other hypomagnesemias.Implications for clinical management[J].Vet Clin North Am Food Animal Pract，2000，16∶339～368.

[30]Oba M，Allen M S.Dose-response effects of intraum inal infusion of propionate on feeding behavior of lactating cows in early or m idlactation[J].J Dairy Sci，2003，86（9）∶2922～2931.

[31]Oba M，Allen M S.Effects of intrarum inal infusion of sodium，potassium and ammonium on hypophagia from propionate in lactating dairy cow s[J].J Dairy Sci，2003，86（4）∶1398～1404.

[32]Roehe J R，Dalley D，M oate P，et al.A Low Dietary Cation-Allion Dieffrence Precalving And Calcium Supplementation Postcalving Icerase Plasma Calcium But Not M ilk Porduction in a Pasture-Based System[J].Dairy Sci，2003，86∶2658～2666.

[33]Sanchez-M orito N，Planells E，Aranda P.Influence of Mg deficiency on the bioavailability and tissue distrition of iron in the rat[J].J Nutr Biochem，2000，11∶103～108.

[34]Singh J L，Swarup D.Fluorosis in buffaloes[J].Veterinary Record，1994，135（1）∶260～261.■

DOI∶10.15906/j.cnki.cn11-2975/s.20162008

As one of the animals essential mineral element magnesium participates in almost all important biochemical activity within the animal body.In this paper，the application of magnesium in ruminant production was summaried，in order to have a certain guiding significance to the production practice.

magnesium；ruminant animals；nutrition

S816.71

A

1004-3314（2016）20-0032-03