鋅在反芻動物生產(chǎn)中的應(yīng)用研究進展

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)江西省動物營養(yǎng)重點實驗室，營養(yǎng)飼料開發(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，對所有生理過程都至關(guān)重要，長期以來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程，而且還直接或間接參與脂肪酸、核酸等物質(zhì)的代謝過程[2]。近年來，有機鋅源在飼料工業(yè)中的應(yīng)用越來越受到重視。反芻動物中有機鋅源與無機鋅源相比其有效性或相對生物利用度已經(jīng)進行了大量研究[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)化動物健康。鋅在家畜日糧中的重要性已得到充分證實[4]。雖然鋅涉及多種生理過程，但缺乏可靠的生物標(biāo)志物使評估鋅源的生物有效性變得困難。反芻動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，鋅的吸收減少[5]。

1 鋅在動物體內(nèi)的分布與消化吸收

鋅是動物體內(nèi)的必需微量元素之一，分布于機體的各個器官中。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]。采食是動物機體內(nèi)鋅的主要來源。研究表明[8]，鋅的吸收和轉(zhuǎn)運主要與幾種蛋白質(zhì)有關(guān)：一是腸細(xì)胞刷狀緣側(cè)的鋅轉(zhuǎn)運蛋白ZiP，參與鋅的轉(zhuǎn)入；二是腸細(xì)胞基底部的鋅轉(zhuǎn)運蛋白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)于鋅的吸收機制，目前還沒有準(zhǔn)確完整的說法，有關(guān)鋅的吸收機制還需要進一步研究。

2 鋅在反芻動物生產(chǎn)中的應(yīng)用與研究進展

2.1 鋅對動物繁殖性能的影響

鋅在精子的生成、成熟、體內(nèi)保存以及獲能等過程中具有重要的作用。機體缺鋅，會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，缺鋅會導(dǎo)致公羊睪酮減少、精液中精子濃度降低、活動能力和精子異常，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)生的主要場所。在美國西部綿羊生殖系統(tǒng)中，隨著生長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]通過對公羊精液的評估發(fā)現(xiàn)，在血清睪酮濃度、精液中精子濃度、進行性活動性、活精子百分率或異常率方面差異不顯著。由相關(guān)報道得知，這是首次定量研究多種鋅源對公羊精液性狀的影響。Kumar等人[11]評價了日糧鋅的不同濃度和來源對雜交公牛（Bos indicus×Bos taurus）精液性狀的影響。其報道顯示，與飼喂丙酸鋅35 mg/kg和對照飼喂33 mg/kg硫酸鋅的公牛相比，補充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。飼喂高鋅可能會影響動物機體對錳的吸收，從而影響精液中精子濃度。

2.2 鋅對反芻動物生產(chǎn)性能的影響

關(guān)于有機鋅源與無機鋅源對奶?；蚰躺窖蛏a(chǎn)性能的影響，有不同的研究結(jié)果。Maharani等[12]研究表明，日糧中添加鋅對山羊的干物質(zhì)攝入量、增重和飼料效率無影響；AK Garg等人[13]在對羔羊的研究中表明，有機鋅添加組對纖維素和酸性洗滌纖維的消化率顯著高于對照組；試驗期間150天，蛋氨酸鋅組羔羊平均日增重顯著高于對照組和硫酸鋅組，探究了不同鋅源對羔羊生長性能的作用；Run L等[14]研究表明，不同的鋅源如鋅氨基酸、鋅蛋氨酸、鋅蛋白螯合物對奶牛產(chǎn)奶量無影響。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，與對照組相比，補充蛋氨酸鋅可顯著提高犢牛的日增重。國內(nèi)外學(xué)者研究存在一定差異的原因可能是因為雖都是反芻動物，但是牛羊還是存在很大的個體差異。

2.3 鋅對反芻動物免疫功能的影響

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，補充鋅可以通過增加 IgG濃度來提高犢牛的免疫能力。Shen等人[20]研究表明，以 380或570 mg Zn/kg體重的劑量補充包被氧化鋅可降低動物的腹瀉指數(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 鋅對反芻動物瘤胃環(huán)境的影響

鋅源也可能影響反芻動物的瘤胃微生物及其對飼料纖維和蛋白質(zhì)的降解活性[21]。有機鋅源在瘤胃環(huán)境中保持復(fù)合或螯合狀態(tài)，它們對瘤胃功能的影響可能與無機鋅不同。有報道稱，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沒有受到影響，推測瘤胃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瘤胃液NH3-N濃度無顯著影響，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)

鋅源和鋅水平對反芻動物的影響都不相同，多數(shù)研究對鋅的用量只是確定在一定的范圍并且沒有對比出哪種鋅源會更適合反芻動物的使用和應(yīng)用于實際生產(chǎn)中；鋅對反芻動物的作用機制尚不清楚，還需要進一步研究其對瘤胃微生物的影響；另外鋅屬于重金屬元素。因此，在實際生產(chǎn)中我們也要考慮反芻動物消化代謝以后對環(huán)境的污染問題。