硒在畜牧业生产中的开发利用
作者:郑艺梅 来源:安徽技术师范学院 点击数: 更新时间:2007年12月03日
摘要:硒是动物体必须的微量元素,它在动物体内的新陈代谢中起着极其重要的作用。本文论述了硒在动物体内的分布、代谢与生物学功能,分析了缺硒或硒过量对动物机体的影响和危害,指出了如何进行科学补硒。
关键词:硒 微量元素 畜牧生产
微量元素硒(Se)于19世纪初被科学家发现,人们一直把它看成一种有毒物质,直到1957年美国营养学家Schwarz 和Foltz首先发现硒对动物具有营养作用以后,各国学者相继开始了对硒的研究,并发现硒具有抗氧化作用,可防止犊牛和羔羊白肌病等,在动物体内的新陈代谢中起着极其重要的作用。1975年,美国科技人员开始在饲料中添加适量的硒,以防治草食动物肉牛、奶牛和羊的缺硒症。我国在20世纪80年代初开展了补硒的一系列试验研究,并制定了相应的畜禽动物补硒措施。迄今为止,微量元素硒已在畜牧业生产中得到广泛应用。
1 硒在动物体内的存在形式与代谢 硒可分为有机硒和无机硒,真正发挥生物活性作用的是有机硒,而非无机硒。硒在生物体内主要以硒代氨基酸(主要是Se-Cys 和Se-Met)的形式存在,构成含硒蛋白质和硒蛋白,含硒蛋白分为酶类和非酶类。已知有重要生理意义的含硒酶类有:谷胱甘肽过氧化酶(GSH-PX)、磷脂氢谷胱甘肽过氧化物酶(PHGSH-PX)、血浆谷胱甘肽过氧化物酶(PGSH-PX)和I型碘化甲状腺5'-脱碘酶(IDI)等。机体内富含线粒体、内质网、微粒体等细胞器的细胞存在的地方都分布着硒,如动物的肝、肾、睾丸等都是硒在体内的主要分布器官。其次在前列腺、精囊腺、精液中也有较高含量,脑、骨及消化道的分布最少。
硒被食入后主要在十二指肠被吸收。反刍动物以硒代甲硫氨酸和硒代胱氨酸的形式被吸收。硒吸收到体内后,主要由血浆运送,在组织中大部分与蛋白质(氨基酸及硫基)结合而固定,供机体利用,发挥各种作用。硒可通过胎盘转移给胚胎。
硒的排泄途径是尿、粪或呼气,体内硒的主要排出途径是经尿排出,未被吸收的食物硒和少量随胆汁、胰液及肠液一起分泌到肠内的硒由粪便排出,另外还有部分硒能进入皮毛而被排出。
2 硒在动物体内的生理功能
2.1 抗氧化作用
硒以硒代氨基酸参与GSH-PX等氧化还原酶的合成,是GSH-PX等氧化还原酶的必需组成成分,这些氧化还原酶,能使体内有毒性的脂质过氧化物(ROOH)还原为无害的羟基化合物,并使过氧化氢分解,从而清除体内活性氧自由基,保护细胞膜的结构和正常功能不受过氧化物的损害和干扰。硒的抗氧化作用还表现在可提高细胞的杀菌能力和延长白细胞的寿命。
2.2 促进体内多种代谢活动
硒参与辅酶A、辅酶Q 的生物合成,促进丙酮酸羟化,对α-酮戊二酸脱氢酶有明显的激活作用,在机体代谢、线粒体和平滑内质网的电子运载中起着重要作用。
2.3 免疫作用
硒能刺激免疫球蛋白及抗体产生,扩大免疫系统对抗原刺激应答,从而增强机体的免疫力和抗炎作用,减少疾病的发生。给小鼠补硒实验表明,小鼠的抗体合成明显增加,可使其对力豆蛋白的反应增强。
2.4 加强维生素E的抗氧化作用
硒对维生素E在体内的生物化学作用,起着复杂的补偿和协调作用。硒与维生素E的协同作用主要表现在:①硒可减少细胞膜所需的维生素E量;②硒是维持胰腺正常生理功能所必需的维生素的微量元素,而胰腺的主要功能之一是促进消化道对脂肪的消化吸收,从而提高维生素E的吸收利用率;③血浆硒与血浆维生素E含量呈正相关,补硒有助于维持机体组织较高水平的维生素E;④维生素E可维持体内硒活性,减少机体硒损失;⑤维生素E是促进脂肪膜组成的重要因素,可防止脂质氧化和活性氧化物(Ros)的产生,因此,在维生素E作用下清除Ros所需GSH-PX量减少,对硒需要量也随之减少。
同时硒对维生素A、C、K在机体内的吸收和消耗,也起着调节作用。
2.5 减毒排毒
硒作为带负电荷的非金属离子,在动物体内通过与带正电荷的砷、汞、镉、银等有害金属离子相结合,形成金属一硒一蛋白质复合物,把能诱发癌变的金属离子排出体外,缓减了有毒金属离子对组织的损害,起到了减毒排毒的作用。
3 缺硒和硒过量对畜禽动物的危害和影响
3.1 缺硒对畜禽动物的危害
猪缺硒主要表现肝坏死,3-15周龄最易发生,死亡率高。血中GSH-PX和氨-氨甲酰转移酶活性下降,常与肌肉营养不良、桑椹心或白肌病同时出现。牛、羊缺硒主要表现肌肉营养不良或白肌病,3-6周的羔羊和小牛易发生。鸡缺硒主要表现渗出性素质和胰腺纤维变性。前者实际上是一种缺硒引起的水肿,因体液渗出毛细血管积于皮下。特别是腹部皮下可见蓝绿色体液积蓄。患病鸡生长慢,死亡率高。胰腺纤维变性是严重缺硒引起胰腺萎缩的病理表现,1周龄小鸡最易出现,患此病的鸡胰腺分泌的消化液明显减少。
硒缺乏能明显影响畜禽繁殖性能,母猪产仔数减少,蛋鸡产蛋下降,母羊不育,母牛产犊的胎衣不下,乳房炎,子宫炎等。公畜缺硒精子活力与受精能力降低,并影响精子的形态,如尾部变化、折断等。Marin-Guzman等(1997)研究证实,用添加500ug/kg硒日粮和不添加硒日粮对公猪生殖能力的影响进行研究,结果表明,试验组公猪精子活力比对照组提高了27.5%,正常精子含量提高27.7%,受精率提高25.1%。
3.2 硒过量对畜禽动物的影响
畜禽动物体内含硒约为0.05-0.2mg/kg。饲料中硒的浓度达5mg/kg、奶及水中达0.5 mg/kg就会引起中毒的危险。一般长期摄入5-10mg/kg硒可产生慢性中毒,表现为消瘦、贫血、关节强直、脱蹄、脱毛和影响繁殖等。摄入500-1000mg/kg硒就可出现急性或亚急性中毒,轻者盲目蹒跚,重者死亡。
硒化合物能够经过胎盘进入胎儿体内,故母畜硒中毒多表现为死胎及分娩出生命力弱的仔猪、母禽所产种蛋孵化率降低,胎盘畸形等症状。美国NRC提供的中毒范围(ppm)为:猪8、肉牛8.5、鸡10、马20、奶牛5、羊10-20。故建议饲料中添加硒量不要超过以上参考范围,否则动物就有中毒危险。
4 硒在畜牧生产中的应用 硒在畜禽动物体内的需要量很低,但却发挥着极其重要的营养生理作用,是畜禽动物的必需微量元素。随着硒生物功能研究的不断深入,硒在畜牧业生产中的应用越来越广泛。
4.1 硒与畜禽生长
硒对畜禽具有促生长作用,杨清潭报道,在育肥牛日粮混合精料中添加22mg/kgNazSeO3,结果增重率提高了10%(P<0.05)。蔡洪喜等对肉仔鸡补硒进行了试验,试验组鸡群肌注0.01%的Na2SeO3(0.5ml/ 只d),经43d试验,比对照组增重率提高了20.4%(P<0.01)。俞沛初报道,饲料中添加0.1-0.5mg/kg硒(Na2Seo3),仔猪生长加快,饲料效率提高10.33%。另外,在生长肥育猪日粮中添加硒,可以提高其胴体瘦肉率(Mahan等,1995)。
4.2 硒与畜禽免疫
大量的研究证实,补硒能有效提高动物机体吞噬细胞、抗体产生能力和细胞免疫机能,减少疾病发生。
徐德纯等在内蒙古乌兰毛都地区给山羊进行肌肉注射补硒,缓解那里由于缺硒造成的严重的山羊流产病,黄克和等发现给雏鸡补硒能显著减少马立氏病的发病率和死亡率。饲料中添加0.06mg/kg的硒和150Iv/kg的维生素E,可使鸡免疫力提高,生长表现最佳。
4.3 硒与维生素E
硒与维生素E有着密切的关系,两者营养功能相似,存在相互协调作用,但两者不能完全互补替代。目前认为,牛和羊白肌病、雏鸡渗出性素质、猪肝坏死、繁殖下降等疾病,都是由于硒或维生素E缺乏所引起。日粮中补充其中任何一种即可受到良好的防治功效。但有些疾病只能通过补硒或补维生素E,才能治疗。
5 小结
5.1 在畜禽生产中,常用的硒的化学形态有无机硒酸盐、亚硒酸盐及有机硒。
由于无机硒是以被扩散方式通过肠壁吸收然后进入肝脏,再转化为生物硒被机体利用,而有机硒是以主动运输机制通过肠壁被机体吸收利用。因此,无机硒生物利用率一般不高,低于有机硒。另外无机硒(亚硒酸钠)是一种污染源,随着畜禽排泄物严重污染环境,应控制或禁止应用。
5.2 加大生产规模
目前市场上出售的富硒饲料,仅仅局限于饲料级硒酸钠、硒蛋酸氨、硒酵母等一些单一产品,生产规模小,不能满足畜禽缺硒的需要,因此必须加大有机硒产品规模化生产力度,生产更好、更优的有机硒。
5.3 加强管理
要加强和规范有机硒饲料产品的市场管理,做到既要满足畜禽对硒的需要,又要符合安全、卫生、绿色的要求,杜绝伪劣产品,保证畜牧业健康、快速发展。