大熊貓血液中鉬元素測定及差異分析

摘 要 鉬元素含量的穩定對于動物個體正常發育代謝具有重要作用。收集來自中國大熊貓保護研究中心雅安、臥龍和都江堰3個基地共108份健康大熊貓（Ailuropodamelanoleuca）的血液樣本用于測定血液中的鉬元素含量，其中亞成年個體樣本42份，成年個體樣本48份，老年個體樣本18份。結果顯示：鉬元素含量在大熊貓不同發育階段和性別之間均具有顯著差異（P lt; 0. 05），另外，3個基地大熊貓血液中的鉬元素含量也具有顯著差異（P lt; 0. 05），推測造成此情況的原因與生活環境，如土壤、水源及食物等相關。本研究編制了健康大熊貓血液中鉬元素的含量標準，可為大熊貓日常健康狀態評判、疾病預防及合理的飲食搭配提供數據支持。

關鍵詞：大熊貓；血液；鉬元素；年齡；地區

中圖分類號：S852

文獻標志碼：A

文章編號：2310 - 1490（2024）- 04 - 0891 - 05

DOI：10.12375/ysdwxb.20240423

大熊貓（Ailuropoda melanoleuca）是我國特有的一級重點保護野生動物［1］，被譽為“生物活化石”，是世界上備受關注的珍稀動物。近年來由于保護工作的順利開展，大熊貓種群數量有所上升，截至2023年底，大熊貓野外種群數量已從20世紀80年代的約1 110只增至近1 900只，全球圈養數量達到728只［2］。研究表明，大熊貓的種群數量與疾病預防、營養配比以及繁殖育種等方面有關［3?5］。微量元素是動物重要的微量營養素，必需微量元素的失衡可能引發一系列疾病，研究發現血液中鈣、鐵、鋅和銅等微量元素的含量與大熊貓的健康狀態存在一定的關聯［4，6］，說明必需微量元素含量的穩定對于大熊貓的健康至關重要。

鉬是血液中的一種微量元素，對于維持個體健康和正常生理功能發揮重要作用。鉬具備多種酶活性作用，可激活亞硫酸鹽氧化酶、醛氧化酶和黃嘌呤氧化酶等，其參與了許多生命的生化過程，如維持細胞膜完整性、DNA 和RNA 復制以及細胞呼吸［7?8］。因此，鉬對于維持機體正常的新陳代謝、免疫功能和神經系統功能非常重要。然而，鉬在自然界中含量較低，動物通常通過飲食攝入來滿足個體的需求，鉬元素缺乏或過量均會導致一系列疾病，如過量的鉬元素會在大鼠的腎臟、肝臟、睪丸和其他組織中逐漸積累，最終導致機體免疫系統崩潰，使個體更容易受到外來病原的感染［7］；腫瘤患者血清中的鉬含量顯著低于健康人群，暗示鉬可能與腫瘤的發生存在某種聯系［9］。此外，鉬可能作為抗氧化劑發揮作用［10］，并發揮抗炎和神經保護作用［11］。然而，目前還未有針對大熊貓血液中鉬元素測定的研究，因此，本研究對大熊貓血液中鉬元素水平進行測定，探討鉬元素與大熊貓健康狀況的關系。通過深入研究大熊貓血液中鉬元素含量的變化規律，可以為大熊貓的保護和健康管理提供科學依據，進一步增加對大熊貓的了解，促進大熊貓保護工作的開展。

1 材料與方法

1. 1 材料

2023年9—11月，從3個大熊貓基地［雅安（16份）、都江堰（39 份）和臥龍（53 份）］采集健康大熊貓血液樣本共108 份，用于測定大熊貓血液中鉬元素含量。樣本包括亞成年個體（2 ～ lt;5歲）42份，成年個體（5 ～ lt;20歲）48份和老年個體（≥ 20歲）18份；其中，雄性44 份，雌性64 份，所有樣本均避開繁殖期（表1）。

1. 2 方法

采集經愛心培訓（在非麻醉狀態下，飼養師通過飼喂大熊貓喜歡吃的食物來分散其注意力，進行采血脫敏訓練，最終大熊貓能主動伸出前肢握住采血架，獸醫達到順利采血目的的培訓）的大熊貓前肢靜脈血獲得血液樣本。血液樣本在24 h內送至成都艾迪康醫學檢測實驗中心，使用Agilent 7850電感耦合等離子體質譜儀（Agilent，美國）運用電感耦合等離子體質譜法（inductively coupled plasma mass spec?trometry，ICP-MS）進行血液中鉬元素含量的測定。使用SPSS 22. 0進行數據分析，以xˉ ± SD對數據進行統計，對大熊貓基地、年齡和性別間鉬元素的差異進行單因素方差分析，以P lt; 0. 05作為差異顯著閾值，差異顯著的再使用LSD進行多重比較。采用Graph?Pad Prism 8繪制圖像，以xˉ ± 1. 96SD得出95%的置信區間作為血液中鉬元素的參考值范圍。

2 結果與分析

2. 1 大熊貓血液中鉬元素含量與年齡和性別的關系

根據收集的大熊貓不同年齡段的血液樣本，繪制2 ～ 32歲每個年齡血液中鉬的含量（未收集到26歲和31歲的樣本），發現當大熊貓步入成年后，血液中的鉬的含量有所下降，隨后在10 ～ 12歲血液中鉬的含量大幅上升（圖1A）。另外，不同年齡段大熊貓血液中的鉬元素含量存在顯著差異（P lt; 0. 05），其中，亞成年大熊貓血液中的鉬元素含量顯著高于成年（P lt; 0. 05），極顯著高于老年（P lt; 0. 01）（圖1B）。

鉬元素含量在不同性別大熊貓間也存在顯著差異（P lt; 0. 05），其中，雄性亞成年大熊貓血液中的鉬元素含量極顯著高于雄性成年和老年大熊貓（P lt;0. 01），而雌性亞成年大熊貓血液中的鉬元素含量顯著高于雌性老年大熊貓（P lt; 0. 05）（圖1B）。

2. 2 大熊貓血液中鉬元素含量與大熊貓基地的關系

大熊貓血液中鉬元素含量在雅安與都江堰基地之間差異顯著（P lt; 0. 05），在都江堰與臥龍基地之間差異顯著（P lt; 0. 05），在雅安與臥龍基地之間差異極顯著（P lt; 0. 01）。在性別方面，雄性大熊貓在雅安基地的鉬元素含量極顯著高于臥龍和都江堰兩個基地（P lt; 0. 01），而雌性大熊貓在臥龍基地的鉬元素含量顯著低于雅安和都江堰兩個基地（P lt; 0. 05）（圖1C）。此外，本研究編制了不同年齡和不同性別間大熊貓血液中鉬元素含量的參考范圍（表2）。

3 討論

不同物種每日所需的鉬元素含量有所差異，攝入適量的鉬元素有利于提高個體免疫力，而攝入過量的鉬元素會產生中毒癥狀，人體如果食用或長時間暴露于高濃度的鉬環境中可能導致貧血、厭食癥、嚴重腹瀉、痛風和性活動減少等癥狀，而小鼠過量食用鉬則可能導致胚胎發育明顯變緩，體外培養囊胚質量也將受到影響，主要表現為囊胚變性發生率顯著增加［12］。研究表明，過量的鉬可誘導氧化損傷，降低抗氧化酶活性，引發細胞凋亡、線粒體自噬等一系列問題［13］。高水平的鉬會阻礙其與動物體內鐵和鋅等其他微量元素的相互作用，降低體內鋅和鐵的含量水平，影響炎癥反應和免疫反應過程［14］。研究發現，鉬對綿羊具有較強的免疫毒性，過量的鉬會降低線粒體膜電位（mitochondrial membrane potential，MMP），從而引發淋巴細胞凋亡，并進一步減少外周血中的淋巴細胞數量，同時，外周血中紅細胞的數量和血紅蛋白濃度也會因過量的鉬而降低［15］。在對普氏原羚（Procapra przewalskii）的一項調查研究中發現，鉬中毒會導致其抗氧化能力下降，其血液中的鉬元素質量分數為2. 41 μg/g［16］，對比普氏原羚血液中的鉬元素含量，大熊貓血液中的鉬元素含量較低，是其1/70 ～ 1/13，這可能是大熊貓對鉬元素代謝較慢，對鉬元素的耐受力低于普氏原羚，進一步說明了鉬元素在大熊貓體內可能具有重要作用。

年齡是個體間血液中鉬元素含量差異的主要原因。本研究發現，年齡對大熊貓血液中的鉬元素含量影響較大。隨著年齡的增長，大熊貓血液中的鉬元素含量逐漸降低，而在人體血液中鉬元素含量在幼年時較高，然后降低，步入老年后又逐漸升高［17］。本研究發現亞成年大熊貓血液中的鉬元素含量高于成年和老年，猜測可能是亞成年大熊貓的生長速度較快，對鉬元素的代謝能力較強。考慮到老年樣本在整體樣本數量中僅占16. 7%（18/108），因此可能與實際參考值有偏差。性別是導致血液中微量元素產生差異的重要因素，研究發現，40歲左右的女性血液中鉬元素含量極顯著高于男性，而在其他年齡段以及整體水平上性別間無差異［17?18］。在本研究中，亞成年雄性和雌性大熊貓血液中的鉬元素含量均顯著高于老年大熊貓，隨著年齡的增長，鉬元素很可能在大熊貓體內起到了復雜的酶代謝作用，暗示不同性別成年和老年大熊貓體內的鉬元素代謝異于人類，鉬元素在大熊貓體內發揮的功能還需進一步研究。

鉬元素無法由機體自身產生，只能從食物中獲取。本研究發現3個基地大熊貓血液中的鉬元素含量具有顯著差異，究其原因，可能與3個基地大熊貓主食竹子的來源地不同有關，以及與3個基地圈舍環境，特別是土壤、水源等不同有關。另外，3個基地職能、研究和管理需要不同，以及各基地大熊貓年齡分布不均，均有可能導致統計偏差，在后續的研究中應將持續收集血液樣本，擴大樣本庫，開展不同地理梯度理化性質相關的鉬元素差異性研究，以探明不同區域大熊貓血液中鉬元素差異的微妙聯系。本研究主要對大熊貓血液中鉬元素含量進行了差異分析，制定了健康大熊貓血液中鉬元素含量的參考范圍，可為大熊貓的健康發育及相應的飲食營養配比提供數據參考。

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基金項目：中國青少年發展基金會梅賽德斯-奔馳星愿基金項目；中國大熊貓保護研究中心自籌資金項目（CCRCGP222315，CCRCGP222304）