銅缺乏癥梅花鹿體內(nèi)礦物質(zhì)元素含量分析

鮑坤，王曉旭，王凱英，趙蒙，2，李光玉※

（1.中國農(nóng)業(yè)科學院特產(chǎn)研究所，長春 130112；2.山東省樂陵市人民政府，山東 樂陵 253600）

銅是反芻動物正常生長發(fā)育和生產(chǎn)所必需的微量元素。動物體內(nèi)銅元素缺乏會引起相應的營養(yǎng)代謝疾病[1]。不同種類反芻動物出現(xiàn)銅缺乏后，會產(chǎn)生不同的癥狀。犢牛缺銅時被毛稀疏、無彈性、無光澤，眼睛周圍被毛褪色或脫毛，形成所謂的“銅眼睛”。羊如果缺銅則被稱為“擺腰病”。梅花鹿缺銅時，腦脊髓神經(jīng)纖維鞘變性、壞死，部分神經(jīng)元萎縮、變性，血管壁膠原纖維增生，血管壁肥厚、結(jié)構(gòu)疏松，血管內(nèi)膜粗糙，管壁變窄以致阻塞，因而導致運動失調(diào)，俗稱“晃腰病”[2]。吉林省是我國梅花鹿主要養(yǎng)殖區(qū)，同時也是銅元素缺乏地區(qū)，梅花鹿長期缺銅會造成神經(jīng)受損，進而造成運動障礙，我國鹿產(chǎn)業(yè)的發(fā)展受這種地方性共濟失調(diào)癥的影響嚴重，帶來嚴重的經(jīng)濟損失，大大降低了養(yǎng)殖的經(jīng)濟效益和社會效益。本試驗通過研究梅花鹿銅缺乏癥地區(qū)飼料、飲水、土壤以及患病梅花鹿主要組織器官中礦物質(zhì)元素的分布情況，旨在為進一步闡明銅缺乏癥梅花鹿的發(fā)病機理提供理論基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 試驗動物

選擇吉林省吉林市某梅花鹿養(yǎng)殖場已患有嚴重共濟失調(diào)癥的4 頭梅花鹿（發(fā)病組）進行宰殺，采集全血、心臟、肝臟、脾臟、肺臟、腎臟、腦、骨、被毛等樣本。同時，選擇該鹿場同年出生的健康梅花鹿10 頭（病區(qū)臨床健康組），并從吉林市另一梅花鹿養(yǎng)殖場選擇10 頭無發(fā)病史的健康梅花鹿作為對照組。

1.2 樣品采集及處理

該地區(qū)常見的土壤類型主要為草甸土、灰鈣土和黑土，采用分點法等量采集病區(qū)的草甸土、灰鈣土及黑土樣品，然后進行烘干、過篩、抽提、過濾，備用。

飼料及水樣：采集該地區(qū)生產(chǎn)的飼喂梅花鹿常用的飼料原料青草、干草、玉米秸、玉米面、豆粕、麥麩以及飲水，用于測定鐵、錳、銅、鋅、硒、鈣、磷、鉬、氟等元素的含量。

血樣及組織樣：鹿被麻醉后，頸靜脈采集各組梅花鹿全血20 mL（肝素抗凝），用于測定鐵、錳、銅、鋅、硒、鈣、磷、鉬、氟等元素的含量；將患病梅花鹿剖殺后，采集心臟、肝臟、脾臟、肺臟、腎臟、大腦、小腦、脊髓、骨、毛發(fā)等，置于65℃烘箱內(nèi)烘干至恒重，粉碎后稱取0.2 g左右，使用微波消解儀消解，備用。

1.3 測定方法

鐵、錳、銅、鋅、鈣等元素的測定采用火焰原子吸收法；磷含量采用釩鉬酸銨比色法測定；硒含量的測定采用原子熒光光譜法，測定條件為負高壓320 V，燈電流80mA，載氣流量400mL/min，屏蔽氣流速1000mL/min，延時時間1.0 s，讀數(shù)時間10 s，原子化爐高度10 mm；采用動力學熒光分光光度法測定鉬的含量；采用氟離子選擇電極法測定氟元素的含量。

1.4 數(shù)據(jù)處理

試驗結(jié)果均以平均值士標準差表示，試驗數(shù)據(jù)先使用Excel 2007 軟件整理，再使用SAS 9.1 統(tǒng)計軟件進行單因素方差分析（One-way ANOVA），差異顯著性采用Duncan'法進行多重比較，其中P＜0.05 表示差異顯著，P＜0.01 表示差異極顯著。

2 結(jié)果與分析

2.1 患病區(qū)梅花鹿飼養(yǎng)環(huán)境中礦物質(zhì)元素含量

患病區(qū)土壤及飼料中礦物質(zhì)元素測定結(jié)果分別見表1和2。未發(fā)病區(qū)及發(fā)病區(qū)飲水中氟和鉬的含量見表3。由表1可以看出，灰鈣土中銅的含量能夠滿足植物生長的需要，黑土及草甸土中銅含量低于灰鈣土；該地區(qū)土壤中錳含量處于較適宜的水平，不存在缺乏現(xiàn)象；該地區(qū)土壤中鋅含量較低，處于缺乏狀態(tài)；草甸土、灰鈣土及黑土中磷含量處于缺乏狀態(tài)。

由表2可知，飼料原料均來自當?shù)?，梅花鹿常用飼料青草、干草和玉米面中銅的含量較低，處于鹿需求量的下限；麥麩、玉米秸稈和豆粕中銅含量較高。所有飼料中氟含量均較高，尤其是玉米秸稈中氟含量更高。各飼料中磷和硒的含量較低。

從表3可以看出，發(fā)病區(qū)梅花鹿飲水中氟和鉬的含量顯著高于未發(fā)病區(qū)（P＜0.05）。

表2 患病區(qū)常用飼料中礦物質(zhì)元素的含量Table 2 The content of mineral elements in feed in the soil of incidence areas （mg/kg）

表3 未發(fā)病區(qū)及發(fā)病區(qū)飲用水中氟和鉬的含量Table 3 Contents of fluorine and molybdenum in the drinking water from healthy areas and incidence areas （mg/L）

2.2 梅花鹿全血、組織及毛發(fā)中礦物質(zhì)元素的含量

各組梅花鹿全血及組織、毛發(fā)中礦物質(zhì)元素的含量分別見表4、5。由表4可以看出，發(fā)病組梅花鹿全血銅含量顯著低于對照組（P＜0.05）；發(fā)病組梅花鹿全血鐵含量顯著高于病區(qū)臨床健康鹿及對照組（P＜0.05）；發(fā)病組梅花鹿全血磷含量也顯著低于臨床健康鹿及對照組（P＜0.05）；發(fā)病組、臨床健康組及對照組梅花鹿全血中錳、鋅、鈣含量差異不顯著（P＞0.05）。由表5可以看出，發(fā)病組梅花鹿除腎臟外，其他組織器官中銅含量顯著低于健康組梅花鹿（P＜0.05）；發(fā)病組梅花鹿肝臟、心臟、脾臟及腎臟中鋅含量顯著低于健康組梅花鹿（P＜0.05）；發(fā)病組梅花鹿部分組織中鈣及錳含量與健康組梅花鹿相比也存在顯著差異（P＜0.05）。最突出的是，發(fā)病組梅花鹿肝臟銅含量遠遠低于健康組梅花鹿，明顯處于缺乏狀態(tài)；與此同時，發(fā)病組梅花鹿肝臟中鐵元素蓄積也比較明顯。

表4 梅花鹿全血中礦物質(zhì)元素含量Table 4 Content of mineral elements in whole blood of sika deer （mg/L）

表5 梅花鹿組織及毛發(fā)中礦物質(zhì)元素含量Table 5 Content of mineral elements in the tissue and hair of sika deer （mg/kg）

3 討論

在以前的研究中，畜禽微量元素代謝障礙的發(fā)病原因主要是通過水、土、食物鏈來查找[3]。我國幅員遼闊，地形情況也十分復雜，很多地區(qū)微量元素或礦物質(zhì)元素的富集或缺乏原因十分復雜，因而地方營養(yǎng)代謝病的研究也應從多角度展開。吉林省是典型的銅、硒等元素缺乏地區(qū)，因此是地方營養(yǎng)代謝病的多發(fā)區(qū)，僅僅從單一或某個因素來調(diào)查其發(fā)病原因還遠遠不夠。

本研究結(jié)果表明，該地區(qū)所選飼料和土壤中的銅含量并沒有低于臨界值。但該地區(qū)土壤的堿性條件使得土壤微粒吸附的氟、鉬等元素含量減少而吸附銅、鋅等元素的量增多，從而使可溶性鉬、氟含量增加，影響植物對銅的吸收[4]。另外，鉬的耐受性在植物上很強，動物采食飼料后，由于大量鉬在植物體內(nèi)富積，在到達反芻動物瘤胃后在微生物的作用下與銅形成難溶解的復合物而最終不會被動物吸收[5]。土壤的堿性環(huán)境也造成了土壤中磷含量的降低。土壤中磷元素含量缺乏，導致植物對磷的吸收相應減少，梅花鹿長期食用以這些植物為主的飼料后，由于其體內(nèi)鈣、磷比例失調(diào)，銅缺乏的病程進一步加劇。

NRC（1985）[6]規(guī)定，綿羊銅標準需要量的下限：飼料中銅含量為10mg/kg，毛發(fā)中銅含量為6.6～10.4mg/kg，全血銅含量為0.8～1.2 mg/kg。該試驗地區(qū)的青草、干草、玉米秸稈及玉米面中銅含量較低，處于 NRC（1985）規(guī)定的下限；與此同時，青草、干草、玉米秸、玉米面、豆粕、麥麩及混合料中鉬含量均較高，平均值為6.55 mg/kg。王展鵬[7]報道，飼料中的銅適宜水平為6～12 mg/kg，當銅含量為 3～5 mg/kg 為缺乏。王宗元等[5]認為，鉬與銅之間存在著拮抗作用。高銅會導致鉬的缺乏，同樣鉬與硫酸鹽的結(jié)合也會影響銅的吸收。這主要是因為鉬酸鹽和硫酸鹽可與飼料中銅形成Cu-Mo 蛋白復合物，不利于銅的吸收和銅向肝臟的運輸代謝，進而阻止了肝臟內(nèi)銅元素的貯存和血漿銅藍蛋白的合成，引起繼發(fā)性銅缺乏。另外，低鉬會導致高銅。飼料中銅、鉬比例也會影響鉬元素的吸收。當飼料中銅與鉬的比例最佳（6∶1～10∶1）時[8]，無論鉬的濃度多高，都不會引起家畜鉬中毒。這可能是因為適量的鉬是動物吸收銅所必需的[9]。本試驗結(jié)果表明，吉林地區(qū)鹿常用飼料中銅與鉬的比例小于10∶1～6∶1，接近于1∶1。由此可推斷，這種繼發(fā)性銅缺乏會危害到該地區(qū)反芻動物的健康。不同種類動物對鉬的耐受力不同，在反芻動物中鹿的耐受力最低，其次是牛和綿羊。因而，該地區(qū)鹿也是敏感的動物，容易出現(xiàn)繼發(fā)性銅缺乏癥。本次檢測結(jié)果表明，飼料中錳含量也稍高，由于鹿并未出現(xiàn)錳中毒癥狀，因此此水平的錳不能引起梅花鹿的中毒。研究表明，生長鹿日糧中鈣含量應在0.5%～0.55%，而磷含量在0.3%左右，才能保障骨的強度與鹿體和鹿茸的生長需要[10]。飼料中鈣、磷比例雖接近2∶1，但磷含量低于推薦量；飼料中鋅、硒含量偏低，而氟含量高。造成梅花鹿銅缺乏癥病因的綜合性因素較為復雜。關(guān)于銅缺乏地區(qū)畜禽飲水氟含量的報道較多，但缺乏飲水中鉬含量的報道。本試驗發(fā)現(xiàn)，發(fā)病區(qū)梅花鹿飲水中鉬含量顯著高于健康區(qū)。由此推斷，飲水中可溶性鉬含量高，可能會對機體的銅吸收有很大影響。

本試驗中銅含量在梅花鹿病鹿肝臟中平均為30.15 mg/kg，遠遠低于韋旭斌等[11]報道的正常鹿肝臟中銅含量（59.66～65.87 mg/kg）。根據(jù)以上結(jié)果可知，病鹿肝臟中銅水平不能滿足機體的需要，病鹿體內(nèi)銅處于耗竭狀態(tài)。本試驗中病鹿其他組織和器官及毛發(fā)中銅含量也顯著低于對照組。病鹿腎臟、大腦及小腦中的鐵含量顯著高于對照組，但在其他臟器中含量差異并不顯著，甚至病鹿心臟、肺臟、脾臟及肝臟中鐵含量低于對照組。亓美玉等[12]報道，動物長期缺銅會導致鐵代謝異常，使得肝臟、脾臟等臟器中含鐵血黃素沉著，肝臟中鐵含量升高。他們的研究認為，胃腸道吸收的鐵含量過高是導致肝鐵升高的主要原因，另一個原因可能是由于銅藍蛋白氧化酶的活性降低使鐵的轉(zhuǎn)運氧化受阻，從而滯留于肝臟、脾臟和淋巴結(jié)中[4]。

4 結(jié)論

本研究調(diào)查了梅花鹿主養(yǎng)區(qū)吉林市某鹿場的水、土壤、飼料中及病鹿體內(nèi)礦物質(zhì)元素的含量，分析了影響梅花鹿對銅元素吸收利用的可能因素。結(jié)果表明，該地區(qū)3 種主要土壤環(huán)境中的銅、鋅及磷含量處于較低水平；病鹿各組織中銅含量均低于正常值，銅元素的缺乏可能是造成這種地方性共濟失調(diào)的主要原因。