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锌在动物体内运转的因素及其作用的研究进展

时间 : 08-04 投稿人 : 令我空欢喜 点击 :

锌是动物所必须的微量元素之一,随着人们对锌认识的不断增加,锌在动物体内的转运和作用逐渐被揭开,锌不但能参与体内多种酶、核酸及蛋白质的合成与代谢,对糖类的吸收、维生素A的代谢、生殖机能和内分泌机能乃至动物的生长和发育以及整个生命活动有着极其重要的作用。为此,20世纪初,锌被喻为“生命的火花”。那么,锌在动物体内的吸收和利用与哪些因素有关以及锌在动物体作用的研究至今有哪些呢?本文就这两方面的内容展开综述!

锌在动物体内运转的因素及其作用的研究进展 | 动物养殖饲料

1.影响锌在动物体内转运和吸收的因素。

1.1锌源的影响。不同的锌源在动物体内的吸收利用率不同,从而对动物生产性能的影响也不同。陈洪亮(2000)研究认为,在仔猪日粮中添加有机锌能显著提高仔猪日增重、日采食量,而且提出了以日粮总锌量为100mg/kg,有机锌含量占总锌40%为最佳。张伟等(2002)报道有机锌在动物体内的运转快,生物利用率高,它不但能防止与日粮中其他营养成分发生拮抗而影响吸收,而且饲喂仔猪的日增重明显高于无机盐类锌。另外,hahn和baker(1993)对猪的研究表明,饲喂硫酸锌或有机锌的猪血浆中锌的浓度明显高于饲喂氧化锌。但是王敏奇、许锌荣报道(2002),在日粮中添加高剂量氧化锌能使仔猪粗蛋白、粗脂肪的表观消化率分别提高了11.35%(P<0.01)和36.94%(P<0.01),而高剂量的硫酸锌对仔猪的表观消化率亦有提高趋势,但未达到显著水平。因此,有机锌在动物体内的吸收利用比无机锌高。关于无机锌—硫酸锌和氧化锌对仔猪饲料利用率影响及作用的认识,目前报道诸多,尚未统一,有待于进一步研究。

1.2饲料的种类和吸收抑制因子对锌的影响。(1)饲料的种类。据Meyer1983,solomons1982报道,动物性饲料中的锌不但比植物性饲料中的锌含量高,而且在动物体内的吸收利用率要比植物性饲料高。(2)日粮中的蛋白结构也会影响到锌在动物体内的转化。Hill(1985)以大豆分离蛋白作为反刍羊的代乳品,锌的吸收率和存留率明显低于酪蛋白组。大豆蛋白代替动物蛋白降低外标65zn的吸收率(sandstrom1987a,grance1981)。在不同氨基酸中,除组氨酸在PH=7.5时,对锌吸收具有促进作用外,而半胱氨酸,组氨酸、蛋氨酸、和色氨酸量的增加,对锌的吸收影响不显著。(3)饲料中影响锌吸收的因子。饲料中影响锌吸收的因子有,植酸、钙、铁、铜、锌等。Likuski(1965)报道,在断奶大鼠半纯合日粮中加入2%的植酸就会降低锌的吸收。对鸡的实验也得出同样的结果(likuski1964,何正芳1993)。但是令人奇怪的是发酵类饲料作物可以降低其中植酸含量从而提高锌的吸收率(navert1985)。钙能使锌的吸收受阻,排泄量增加。高钙能使鸡的生长变缓,饲料转化率降低,而且增加一定量的锌也不能减轻高钙对鸡所产生的不良后果,因此,钙对锌的吸收具有一定的影响作用(huber1970,powell1967,savage1964和roberson1960)。铁和锌的互作用是通过竟争内源性配体来实现的,铁过量就会影响锌的吸收evans(1981),而氨基酸、小肽对锌的吸收具有促进作用wapnir(1983)和evans(1980)。Campen(1969)对大鼠进行原位结扎,将铜锌都注入结扎的十二指肠,65Zn的吸收降低,但通过腹膜注射方式引入时,不影响十二指肠对锌的吸收,说明锌铜的互作与竟争发生在吸收阶段。Campen1966,storey1987证明了过高的锌影响铜的摄入及血铜水平。另外,Lowe(1997)报道锌源影响组织铜浓度,注射氧化锌和硫酸锌组的大鼠,肾脏、肌肉等组织中铜浓度低于蛋氨酸螯合锌和甘氨酸锌组,这不但说明了有机锌在动物体内的利用率高,而且当血锌浓度过高时,也影响到铜的吸收和利用。锌对硒的富集也有影响。刘庆华,等(2000)研究报道,在高锌、高硒条件下,锌与硒之间存在一种互作关系,适量高锌可以防止高硒对机体产生的毒害作用。

1.3动物体内锌的储存量不同,对锌的吸收利用也不相同。(smith1978b,1980)发现缺锌大鼠小肠锌的吸收速度为627nmol/h,而正常大鼠为229nmol/h。给羊46mg/kg锌比给6mg/kg组的排出量高(miller1966)。Zigler(1964),miller(1967),campen(1974),pate(1970)、simth(1978)、coppen(1987)、daveies(1988)的实验都表明:缺锌动物会对65zn的吸收率快,65zn的组织存留率高于体锌良好的动物。

1.4消化道的PH环境对锌吸收的影响。Tacnet(1993)的试验表明,PH=7.4时,锌的吸收能力为17.8nmol/min,当PH=6.65、5.96时,锌的吸收能力下降为4.3nmol/min、2nmol/min。Seal(1983)报道,PH=7.3时,大鼠十二指肠对锌的吸收量最大。

2.锌在动物体内的作用以及缺锌对机体的影响。

锌能参与动物体内多种酶,核酸及蛋白质的合成与代谢。对糖类的吸收、维生素A的代谢、生殖机能和内分泌机能具有着极其重要的作用。锌缺乏时含锌酶的活性降低,胱氨酸、蛋氨酸的代谢发生紊乱,谷胱酐肽过氧酶失活,DNA、RNA的合成量减少、细胞分裂生长受阻,动物生长停滞、增重缓慢、生活力和抗病力降低。

2.1锌对蛋壳的钙化和蛋内容物的形成具有促进作用。锌是碳酸酐酶的辅基,它可以通过影响碳酸酐酶的活性而影响蛋壳的质量。Wedekind(1990,1992)的研究表明,在71周龄的产蛋鸡饮水中加入2g/L的氯化钠,蛋壳质量降低,但同时在日粮中加入0.5g/kg蛋氨酸锌或硫酸锌可显著降低蛋壳的缺陷,提高蛋壳的质量。但大多数研究表明,锌只有与锰同时添加到蛋鸡日粮中才能有利于蛋壳的钙化,提高蛋壳的质量(Holder,1987;Huntly,1978)。Tahatapob(1985)对锌和锰对蛋壳的作用作了深入的研究,认为75mg/kg的锰和50mg/kg的锌能使蛋有较高的钙氮比,糖醛酸含量增加,从而改善了蛋壳的品质。而且特别指出,在高钙饲料添加有机锌和锰,其生物利用率高,对蛋壳的作用明显。曹盛丰,等(2000)报到采食60--1210mg/kg锌日粮时,蛋中锌含量显著增加,但陈有亮,等(2000)报道蛋鸡采食1000--3000mg/kg锌日粮时,蛋中锌含量虽有增加,但增加幅度不大。

2.2锌能参与碳水化合物的代谢,对奶牛的味觉系统有影响,缺锌时动物的食欲下降,采食量减少,动物增重减慢。王敏奇、许梓荣等研究了饲粮中添加高剂量无机锌对断奶仔猪消化性能的影响。研究表明:饲粮中添加3000mg/kg氧化锌时,使饲粮粗蛋白、粗脂肪的表观消化率分别提高了11.35%(P<0.01)和36.94%(P<0.01);胃、胰脏、小肠的相对重量分别增加了20.00%(P<0.05)、20.57%(P<0.05)和38.8%(P<0.01);十二指肠内容物总蛋白水解酶、胰蛋白酶、淀粉酶和脂肪酶的活性分别提高了6.97%(P<0.05)、25.37%(P<0.05)、41.86%(P<0.05)、和110.91%(P<0.01)。此外,3000mg/kg氧化锌和硫酸锌使粪类大肠杆菌数量减少了50.38%(P<0.01)、48.5%(P<0.01),腹泻频率降低了96.88%(P<0.01)、和68.75%(P<0.01)。

2.3锌能参与激素的调节与合成。锌能促进生长激素、性激素的合成,并参与体液调节,缺锌时生长激素和性激素的合成减少,动物生长缓慢,内分泌失调并发生紊乱。赵宝玉、龚月生等研究报道,对大鼠饲喂缺锌的饲料一周后,大鼠血中生长激素的合成减少,性激素浓度下降20%。锌可通过垂体促性腺激素性腺途径影响精子的生成、成活、发育及维生素A作用的发挥。缺锌时公畜性欲降低,精子成活率下降,母畜性欲冷淡,卵子发育不完全,受胎率降低。维生素A作用和功能得不到发挥,动物脂质层和粘膜层、细胞膜质层的结构均会受到影响。

2.4锌能参与蛋白质的合成。缺锌时皮肤胶原合成减少,血液中胶原交联异常,表皮角化发生障碍。Nervberne等(1978)发现,奶牛缺锌时产奶量和乳的质量下降,公牛睾丸萎缩,母牛性周期紊乱,受胎率下降,易出现早产流产死胎及胎儿畸形。姚军虎等报道,日粮中添加10.1mg/kg的锌,可促进青年牛的生长和饲料利用率。李文立等认为日粮中添加锌能改善公牛精液品质,对精子的发生和成熟及精子耐冻性的提高均有促进作用。研究还发现,定期补蛋白锌不但可以减少母牛乳房的内感染,而且还可以提高青年母牛和成年母牛的产犊率,受孕率。

2.5锌对动物组织及其生产性能和免疫机能的影响。闫素梅、赫永清等将180只一日龄爱维茵肉仔鸡随机分为一个对照组和5个试验组。公母各半,每组30只,对照组饲喂锌水平为22.61mg/kg的基础日粮,试验组分别在基础日粮中添加25、65、145、305和625mg/kg的锌,锌源为硫酸锌,研究日粮锌水平对组织锌浓度及其生产性能与免疫机能的影响。结果表明肉仔鸡采食含锌22.61mg/kg的基础日粮时,生产性能无明显变化,但肝脏与胫骨的锌浓度显著降低,体液免疫与细胞免疫机能呈不同程度的下降,提示日粮缺锌,日粮水平在47.61—81.61mg/kg范围内时,肉仔鸡肝脏与胫骨的锌浓度相对稳定,生产性能免疫机能也均高,提示日粮中的锌必须适量。日粮锌水平为167.61mg/kg时,肉仔鸡免疫机能较高但肝脏与胫骨的锌浓度发生了相应的异常变化,生产性能也呈下降趋势,提示日粮临界锌过量;日粮锌水平高于327.61mg/kg时,肉仔鸡肝脏与胫骨的锌浓度发生异常变化,生产性能免疫机能也均显著下降,提示日粮锌过量。由此可见,锌对动物组织、生产性能以及免疫机能的发挥有着非常的重要性。

3锌对动物基因表达调控的影响。

随着人们对锌在动物体内认识地提高,科学家们已经把目光转入到锌对动物基因的研究。从而为动物依据特定的经济目标和使用价值的饲养提供了科学的依据。为锌在动物生产中的广泛利用开僻了广阔的前景。计峰、罗绪刚等(2003)研究认为锌能参与基因调控蛋白。Zn2+主要是在转录水平通过基因调节蛋白,对基因的特异表达进行调控。目前在各类生物体内已发现有500多种与Zn2+相关的基因调节蛋白,其中有5种已得到证明。他们分别是;转录因子(transcriptionfactorA,TflllA),糖皮质激素受体(glucocorticoidreceptor,GR),雌激素受体(estro-genrecptor,ER),GAL4和基因32蛋白(gene32protein,g32p),当用Zn2+螯合剂除去这些基因调节蛋白中心的Zn2+后,它们与DNA等的特异性结合就会被抑制,同时蛋白质本身的结构稳定性也被破坏,影响了基因的表达。锌的潜在毒性小,生物利用率高,科学家利用这一发现,开始用锌调控基因来满足生产需要,这将产生巨大的社会效益和经济效益。据报道利用锌调控基因已在猪的试验获得成功。科学家利用锌触发因子序列整合到猪染色体的非脂肪生长控制基因的DNA序列中去,使非脂肪的生长速度加快,胴体瘦肉率增高,对改善肉质的品质,提高屠宰率效果特别显著。而这一技术的操作却十分简单,即在猪屠宰前的几个星期,当猪一般趋于储存胴体的脂肪时,在饲料中添加锌来启动生长基因就会促进猪的非脂肪生长,而获得较高的胴体瘦肉率。

结语:随着分子生物学技术地发展,锌在动物体内的研究将会进一步加深,但理论上的深度并不是我们研究的最终目的,只有将深奥的理论变为浅显易于掌握和操作的东西,指导生产和实践才是最终的要求。因此,在科研与生产的实际结合部上,更需要一种针对性强,准确度高,便于量化和具体操作,能适用于不同品种,不同年龄结构,不同生理发育时期的动物的技术标准,为人们所掌握,使科学技术真正变为现实的生产力。另外,就目前而言,多数的研究成果均是在小白鼠试验上获得的,而在畜禽方面的研究相对较少,希望能加强这方面的研究,使研究成果更具体,更具现实性、可操作性和针对性。

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