不同來源硒對異育銀鯽的生物學效應研究

王彥波 宋達峰

硒（Selenium，Se）是動物的必需微量元素之一，在動物生產(chǎn)中有著廣泛的應用（Finley，2006；Fordyce，2007）。20世紀40年代前，硒一直被認為是一種有毒的致癌物質。直到1957年，Schwarz等發(fā)現(xiàn)，硒是有效預防肝壞死的第三因素，進而證實了硒是動物日糧中必需的營養(yǎng)元素，硒在營養(yǎng)學方面的意義才得到重視并被廣泛應用。1976年，Poston等首次報道了攝硒不足的大西洋鮭，其死亡率相對較高，血漿中谷胱甘肽過氧化物酶（GSH-Px）活性降低，肌肉萎縮，品質下降。這引起了國內外水產(chǎn)動物營養(yǎng)學家的普遍關注，掀起了硒改善水產(chǎn)動物品質的應用和機理研究熱潮。Lorentzen等(1994)、Wang等(1997)、Vidal等(2005)、Lin等(2005)、Wang等(2007)、梁萌青等(2006)、蘇傳福等(2008)分別報道了不同形式硒（亞硒酸鈉、酵母硒、蛋氨酸硒等）的應用效果，但結果不一。總的來說，有機硒要優(yōu)于無機硒，這與有機硒的吸收速率和代謝途徑有關。因此，如何通過新的技術手段提高硒的生物利用率具有重要的現(xiàn)實意義。

納米技術的興起給我們提供了新的科研思路（王彥波等，2006）。20世紀60年代，諾貝爾物理學獎獲得者Feynman在美國物理年會上作了極富預見性的報告：若從原子和分子水平上控制物質，將會出現(xiàn)新的作用力和新的應用效應。1994年，Gref等就在《Science》上著述，納米技術可將藥物顆粒轉變成穩(wěn)定的納米粒子，增加其溶解性，對提高藥物的藥效十分有效。鑒于此，本研究以異育銀鯽為試驗動物，研究不同來源的硒（蛋氨酸硒和納米硒）對其生長性能、肌肉生化組成和谷胱甘肽過氧化物酶活性等的影響，旨在豐富水生動物營養(yǎng)生態(tài)學理論，促進納米技術在水產(chǎn)動物營養(yǎng)與飼料科學領域的研究和應用。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

納米硒參照Zhang等(2001)制備，粒徑60～80 nm，飼料級蛋氨酸硒由浙江大學飼料科學研究所提供，硒含量1 000 mg/kg。異育銀鯽購自湖州特種水產(chǎn)育苗場，試驗前暫養(yǎng)于室內水泥池備用，體重（30.73±1.55）g。試驗基礎日糧的配制除硒元素外參照NRC（1998），營養(yǎng)水平為粗蛋白35.85%、粗脂肪6.35%、粗灰分9.84%、水分7.85%。試驗分為3個處理，各處理組日糧中添加硒濃度分別為0 mg/kg（對照組）、0.5 mg/kg（蛋氨酸硒）和0.5 mg/kg（納米硒），硒含量采用原子吸收分光光度計（由日本Shimadzu有限公司生產(chǎn)，型號為AA6501）測定，實測值見表1。

表1 日糧中硒含量實測值(mg/kg)

1.2 試驗方法

選取體重均一的健康異育銀鯽，隨機分成3組，每組三個重復，每個重復20尾魚，分別飼喂基礎日糧（對照組）和含一定濃度硒的試驗日糧（蛋氨酸硒組和納米硒組）。飼養(yǎng)試驗在水族箱中進行，水族箱中的實際水體積為250 L，水溫26～28℃，ACO-318型空氣壓縮機增氧，保持水中溶解氧大于5.0 mg/l。每日投餌3次，自由采食。每天觀察鯽魚的健康狀況并記錄死亡數(shù)量，試驗期間每天換水一次，每次換水量為試驗水族箱水量的1/10左右，試驗周期為30 d。

正式飼養(yǎng)試驗前鯽魚的體重定義為初重，飼養(yǎng)試驗結束前停飼24 h，全組稱重，定義為末重，計算相對增重率并統(tǒng)計成活率。

相對增重率（%）=[（末重-初重）/初重]×100；成活率（%）=（末尾數(shù)/初尾數(shù)）×100。

每個水族箱中隨機抽取6尾鯽魚測定全魚肌肉生化組成和硒的含量，另取6尾魚尾靜脈采血并取出肝臟保存?zhèn)溆谩９入赘孰倪^氧化物酶的活性測定參照Bell等(1986)并分別表示為U和U/mg蛋白質。試驗數(shù)據(jù)表示為平均數(shù)±標準偏差，采用SAS6.12統(tǒng)計軟件對數(shù)據(jù)作單因素方差分析，若組間差異顯著，再作LSD多重比較，顯著水平P采用0.05。

2 試驗結果（見表2、表3）

表2 不同來源硒對異育銀鯽生長性能和成活率的影響

由表2可知，各組之間初重沒有顯著差異，經(jīng)過30 d的飼養(yǎng)試驗，各組的成活率均為100%，差異不顯著。與對照組比較，飼料中添加一定濃度的蛋氨酸硒和納米硒可以顯著提高異育銀鯽的末重和相對增重率（P＜0.05）。納米組與蛋氨酸硒組之間比較，在末重和相對增重率上雖然有不同程度的提高，但是差異不顯著（P＞0.05）。

表3 不同來源硒對異育銀鯽肌肉組成與硒含量的影響

由表3可見，不同來源硒對異育銀鯽肌肉組成與硒含量具有一定的影響。與對照組比較，蛋氨酸硒和納米硒處理組對異育銀鯽肌肉水分、蛋白質、脂肪和粗灰分等組成含量沒有顯著影響。與對照組和蛋氨酸硒組比較，納米硒處理組顯著提高了異育銀鯽肌肉中硒含量（P＜0.05）。此外，與對照組比較，蛋氨酸硒組也顯著提高了異育銀鯽肌肉中硒的含量（P＜0.05）。

由圖1、圖2可見，飼料中添加蛋氨酸硒和納米硒可以顯著提高全血和肝臟中谷胱甘肽過氧化物酶的活性（P＜0.05），然而蛋氨酸硒組和納米硒組之間差異不顯著。

圖1 不同來源硒對異育銀鯽全血谷胱甘肽過氧化物酶活性的影響

圖2 不同來源硒對異育銀鯽肝臟谷胱甘肽過氧化物酶活性的影響

3 討論

影響營養(yǎng)素作用效果的關鍵因素是吸收（Alam等，2002）。不同來源的硒在腸道內的吸收率不同，水生動物對無機硒的吸收率僅為34%。研究表明，無機硒是以被動擴散方式通過腸壁細胞吸收然后進入肝臟，再轉化為生物硒，所以生物利用率低（Vidal等，2005）。同時大量未被利用的硒排到環(huán)境中，造成環(huán)境的二次污染。因此，如何通過新的技術手段改變硒的物性，進一步提高其在腸道的吸收率，發(fā)揮其作用功效具有極其重要的意義。目前，廣泛采用有機硒如蛋氨酸硒作為主要的硒添加物，這主要歸因有機硒具有較好的腸道吸收率。本研究表明，飼料中添加納米硒與蛋氨酸硒對異育銀鯽的生長性能、成活率、肌肉組成以及全血和肝臟中谷胱甘肽過氧化物酶活性均沒有顯著的影響，這說明納米硒具有與蛋氨酸硒類似的生物學效應，很可能與較高的腸道吸收率有關。

一定劑量的硒是營養(yǎng)性微量元素，具有重要的生理學功能。田福平等（2009）通過添加納米硒添加劑，研究了對鯉魚、鯽魚成活率的影響，結果顯示，與對照組比較添加納米硒組可提高成活率3%，而本試驗研究表明，3種處理組成活率之間無顯著差異。原因主要與養(yǎng)殖周期和試驗環(huán)境有關。田福平等開展了為期4個月的養(yǎng)殖試驗，選擇的是面積8畝，水深2 m的養(yǎng)殖外塘為試驗場地，而本試驗為期30 d，采用實驗室可控的水族箱養(yǎng)殖。此外，為期30周的試驗研究表明，動物硒缺乏可以導致幼鯉生長不良、采食下降、死亡率上升；在病理特征上，表現(xiàn)為肌肉營養(yǎng)不良而出現(xiàn)的背部肌肉萎縮以及肝細胞變性、壞死等營養(yǎng)性肝病（汪開毓等，2009）。本試驗并未出現(xiàn)對照組異育銀鯽死亡的情況，肌肉組成上也與蛋氨酸硒和納米硒處理組無顯著差異，這說明異育銀鯽對于硒元素缺乏具有一定的耐受性，在短期內未表現(xiàn)出顯著的病理學特征。

本試驗表明，不同來源硒（蛋氨酸硒、納米硒）對異育銀鯽肌肉硒含量具有顯著的影響。進入體內的硒不論以何種形式進入組織，它在組織中都是與蛋白質結合，少量的硒還結合在谷胱甘肽中。由此可見，盡管蛋氨酸硒和納米硒處理組在其他方面具有相類似的功能，但是仍然存在不同的代謝機制；此外，在鯽魚肌肉中的沉積也存在著不同的途徑。由此可見，硒的生物蓄積不僅與腸道吸收率有關，也與體內硒結合蛋白代謝形成的活性形式有關。

谷胱甘肽過氧化物酶（GSH-Px）與機體細胞膜的結構和功能密切相關，是評價機體抗氧化功能的重要指標。硒遍布動物全身的細胞，參與GSH-Px的合成，是GSH-Px的必需組成成分。研究表明，飼料中添加蛋氨酸硒和納米硒均可顯著提高血液和肝臟中GSHPx的活性，間接影響GSH-Px的功能，這也與添加不同來源硒對異育銀鯽的生長性能影響的結果相吻合。當然，鯽魚以及其他動物對硒的營養(yǎng)需要存在一個適宜劑量范圍，在這個范圍內，硒對動物具有營養(yǎng)作用，而在這個范圍之外會引起硒的缺乏或者慢、急性中毒。如何分析納米硒的劑量-效應關系以及詳細的作用機理和代謝途徑尚沒有合適的解釋，有待于進一步研究。

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