鋅在反芻動(dòng)物生產(chǎn)中的應(yīng)用研究進(jìn)展

劉昌林，許蘭嬌，余涵婧，瞿明仁

（1.南昌市農(nóng)業(yè)科學(xué)院，江西 南昌 330038；2.江西農(nóng)業(yè)大學(xué)江西省動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，營(yíng)養(yǎng)飼料開(kāi)發(fā)工程研究中心，江西 南昌 330045）

鋅是地殼中第23種最豐富的元素，原子序數(shù)為30，原子量為65.37，在生活中至關(guān)重要，是一種多功能元素，對(duì)所有生理過(guò)程都至關(guān)重要，長(zhǎng)期以來(lái)一直被用作治療各種疾病的藥物[1]。鋅不僅參與和影響體內(nèi)蛋白質(zhì)、碳水化合物、脂類和維生素的代謝過(guò)程，而且還直接或間接參與脂肪酸、核酸等物質(zhì)的代謝過(guò)程[2]。近年來(lái)，有機(jī)鋅源在飼料工業(yè)中的應(yīng)用越來(lái)越受到重視。反芻動(dòng)物中有機(jī)鋅源與無(wú)機(jī)鋅源相比其有效性或相對(duì)生物利用度已經(jīng)進(jìn)行了大量研究[3]。微量礦物質(zhì)（TM）在家畜飼料中是必不可少的，有助于優(yōu)化動(dòng)物健康。鋅在家畜日糧中的重要性已得到充分證實(shí)[4]。雖然鋅涉及多種生理過(guò)程，但缺乏可靠的生物標(biāo)志物使評(píng)估鋅源的生物有效性變得困難。反芻動(dòng)物日糧中可利用的鋅源有很多種。有研究表明，當(dāng)膳食鋅增加時(shí)，鋅的吸收減少[5]。

1 鋅在動(dòng)物體內(nèi)的分布與消化吸收

鋅是動(dòng)物體內(nèi)的必需微量元素之一，分布于機(jī)體的各個(gè)器官中。其中肝臟、骨骼、腎臟、肌肉、胰腺、性腺、皮膚和被毛中含量較高[6]。

動(dòng)物種類不同，體內(nèi)鋅吸收的部位也有所不同，犢牛、小羊是在整個(gè)小腸吸收，成年牛羊的鋅有1/3在皺胃吸收，其他在小腸吸收[7]。采食是動(dòng)物機(jī)體內(nèi)鋅的主要來(lái)源。研究表明[8]，鋅的吸收和轉(zhuǎn)運(yùn)主要與幾種蛋白質(zhì)有關(guān)：一是腸細(xì)胞刷狀緣側(cè)的鋅轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白ZiP，參與鋅的轉(zhuǎn)入；二是腸細(xì)胞基底部的鋅轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白ZnT1，參與鋅的轉(zhuǎn)出；三是與鋅結(jié)合的蛋白質(zhì)，如金屬硫蛋白(MT)、富半胱氨酸腸蛋白(CRIP)等。但關(guān)于鋅的吸收機(jī)制，目前還沒(méi)有準(zhǔn)確完整的說(shuō)法，有關(guān)鋅的吸收機(jī)制還需要進(jìn)一步研究。

2 鋅在反芻動(dòng)物生產(chǎn)中的應(yīng)用與研究進(jìn)展

2.1 鋅對(duì)動(dòng)物繁殖性能的影響

鋅在精子的生成、成熟、體內(nèi)保存以及獲能等過(guò)程中具有重要的作用。機(jī)體缺鋅，會(huì)引起公畜睪丸中曲細(xì)精管上皮細(xì)胞發(fā)育不完全，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)發(fā)生異常，使性腺的發(fā)育和功能受損，進(jìn)而促使精子生成受阻，精液品質(zhì)下降。Martin等人[3,9]的研究表明，缺鋅會(huì)導(dǎo)致公羊睪酮減少、精液中精子濃度降低、活動(dòng)能力和精子異常，這可歸因于睪丸間質(zhì)細(xì)胞和支持細(xì)胞發(fā)育不良，后者是睪酮產(chǎn)生和精子發(fā)生的主要場(chǎng)所。在美國(guó)西部綿羊生殖系統(tǒng)中，隨著生長(zhǎng)性能和成熟體型的不斷完善，鋅的需求也不是一成不變的[10]。Martin GB等人[9]通過(guò)對(duì)公羊精液的評(píng)估發(fā)現(xiàn)，在血清睪酮濃度、精液中精子濃度、進(jìn)行性活動(dòng)性、活精子百分率或異常率方面差異不顯著。由相關(guān)報(bào)道得知，這是首次定量研究多種鋅源對(duì)公羊精液性狀的影響。Kumar等人[11]評(píng)價(jià)了日糧鋅的不同濃度和來(lái)源對(duì)雜交公牛（Bos indicus×Bos taurus）精液性狀的影響。其報(bào)道顯示，與飼喂丙酸鋅35 mg/kg和對(duì)照飼喂33 mg/kg硫酸鋅的公牛相比，補(bǔ)充70 mg/kg的硫酸鋅和35 mg/kg的丙酸鋅的公牛射精中的精子濃度更高。飼喂高鋅可能會(huì)影響動(dòng)物機(jī)體對(duì)錳的吸收，從而影響精液中精子濃度。

2.2 鋅對(duì)反芻動(dòng)物生產(chǎn)性能的影響

關(guān)于有機(jī)鋅源與無(wú)機(jī)鋅源對(duì)奶牛或奶山羊生產(chǎn)性能的影響，有不同的研究結(jié)果。Maharani等[12]研究表明，日糧中添加鋅對(duì)山羊的干物質(zhì)攝入量、增重和飼料效率無(wú)影響；AK Garg等人[13]在對(duì)羔羊的研究中表明，有機(jī)鋅添加組對(duì)纖維素和酸性洗滌纖維的消化率顯著高于對(duì)照組；試驗(yàn)期間150天，蛋氨酸鋅組羔羊平均日增重顯著高于對(duì)照組和硫酸鋅組，探究了不同鋅源對(duì)羔羊生長(zhǎng)性能的作用；Run L等[14]研究表明，不同的鋅源如鋅氨基酸、鋅蛋氨酸、鋅蛋白螯合物對(duì)奶牛產(chǎn)奶量無(wú)影響。在鋅源中，飼喂添加鋅蛋白螯合物的全混合日糧的奶牛產(chǎn)奶量高于添加鋅蛋氨酸、鋅蛋白螯合物全混合日糧，而飼喂鋅氨基酸的奶牛產(chǎn)奶量高于鋅蛋氨酸的奶牛；Chang等[15]研究表明，犢牛在初生重?zé)o明顯差異的情況下，與對(duì)照組相比，補(bǔ)充蛋氨酸鋅可顯著提高犢牛的日增重。國(guó)內(nèi)外學(xué)者研究存在一定差異的原因可能是因?yàn)殡m都是反芻動(dòng)物，但是牛羊還是存在很大的個(gè)體差異。

2.3 鋅對(duì)反芻動(dòng)物免疫功能的影響

許多研究表明，鋅是免疫功能的看門人[16-17],循環(huán)免疫球蛋白，特別是IgG、IgM和 IgA的濃度是反映免疫功能的重要指標(biāo)。免疫球蛋白G是調(diào)節(jié)體液免疫的主要抗體，也是血清中含量最豐富的抗體[18]。Kegley等人[19]提出，補(bǔ)充鋅可以通過(guò)增加 IgG濃度來(lái)提高犢牛的免疫能力。Shen等人[20]研究表明，以 380或570 mg Zn/kg體重的劑量補(bǔ)充包被氧化鋅可降低動(dòng)物的腹瀉指數(shù)并增加空腸黏膜中分泌性IgA的濃度。奶牛的免疫功能方面，使用低水平的氧化鋅優(yōu)于鋅蛋氨酸。

2.4 鋅對(duì)反芻動(dòng)物瘤胃環(huán)境的影響

鋅源也可能影響反芻動(dòng)物的瘤胃微生物及其對(duì)飼料纖維和蛋白質(zhì)的降解活性[21]。有機(jī)鋅源在瘤胃環(huán)境中保持復(fù)合或螯合狀態(tài)，它們對(duì)瘤胃功能的影響可能與無(wú)機(jī)鋅不同。有報(bào)道稱，添加鋅蛋白酸鹽的肉牛其瘤胃可溶性鋅濃度高于添加氧化鋅的肉牛[22]。瘤胃pH值取決于瘤胃發(fā)酵底物降解的TVFA和NH3-N。由于瘤胃pH值與TVFA的變化規(guī)律不一致，且不同鋅源間NH3-N沒(méi)有受到影響，推測(cè)瘤胃pH值可能受其他因素的影響[23]。如鋅源的pKa在中性pH值下起酸的作用，乙酸是脂代謝的前體物質(zhì)，丙酸是糖異生的前體物質(zhì)，揮發(fā)性脂肪酸是為瘤胃微生物供能的主要物質(zhì)，HM Arelovich等[24]研究表明，在瘤胃VFA中，添加濃度為250 ppm的鋅，可以延緩尿素釋放氨，提高瘤胃VFA中丙酸的比例，從而降低尿素中毒的可能性，提高瘤胃發(fā)酵的能量效率;Run L Wang等[21]的研究表明，鋅源、鋅水平及其相互作用對(duì)瘤胃液NH3-N濃度無(wú)顯著影響，其他瘤胃發(fā)酵指標(biāo)均受鋅源和鋅水平的影響。

3 小結(jié)

鋅源和鋅水平對(duì)反芻動(dòng)物的影響都不相同，多數(shù)研究對(duì)鋅的用量只是確定在一定的范圍并且沒(méi)有對(duì)比出哪種鋅源會(huì)更適合反芻動(dòng)物的使用和應(yīng)用于實(shí)際生產(chǎn)中；鋅對(duì)反芻動(dòng)物的作用機(jī)制尚不清楚，還需要進(jìn)一步研究其對(duì)瘤胃微生物的影響；另外鋅屬于重金屬元素。因此，在實(shí)際生產(chǎn)中我們也要考慮反芻動(dòng)物消化代謝以后對(duì)環(huán)境的污染問(wèn)題。