動(dòng)物體內(nèi)的胃液,胰液,腸液酸堿性不同且所含消化碳水化合物和脂肪的酶類也各不相同。日糧DCAB(dietary cation anion balance)值決定著進(jìn)入體內(nèi)的各陰陽離子的數(shù)目及平衡關(guān)系,通過對(duì)消化酶的組成和消化酶發(fā)揮作用所處的內(nèi)環(huán)境兩方面來調(diào)控各種消化酶的活性,從而實(shí)現(xiàn)對(duì)碳水化合物,脂類的調(diào)節(jié)。同時(shí),碳水化合物,脂類代謝也能反過來影響機(jī)體離子平衡。碳水化合物徹底氧化生成CO2進(jìn)入血液后,經(jīng)過細(xì)胞膜到細(xì)胞內(nèi)在CA作用下生成H2CO3,解離生成HCO3-和H+,HCO3-作為酸堿平衡的緩沖體系發(fā)揮重要作用,過量的H+若不能被排出體外,便會(huì)造成酸中毒。有機(jī)酸是碳水化合物和脂類氧化不徹底的產(chǎn)物,其濃度在特殊條件下會(huì)大幅度上升,如肌肉疲勞時(shí)乳酸的積累,在脂類作為能源時(shí),乙酰乙酸,酮體和3-羥基丁酸也會(huì)積累,造成機(jī)體酸過量,消耗血液的堿儲(chǔ)。揮發(fā)性脂肪酸通常不通過水解作用而被直接吸收,并且可攜帶正、負(fù)電荷進(jìn)入血液,另外,研究表明:脂類物質(zhì)的增多不利于Ca2+的吸收。可見,碳水化合物,脂類都不同程度地影響著機(jī)體的離子平衡值。
2 離子平衡與蛋白質(zhì),氨基酸代謝的關(guān)系
蛋白質(zhì)在胃中受胃蛋白酶,凝乳酶,鹽酸作用,在小腸中受胰蛋白分解酶,腸肽酶,核酸酶,核苷酶的作用而代謝。離子平衡可以通過調(diào)控這些酶類來影響蛋白質(zhì)代謝,另一方面,離子平衡可影響蛋白質(zhì)的組成、比例來影響其代謝過程。研究發(fā)現(xiàn),在日糧中添加高水平的Na+ ,K+的可代謝鹽或有機(jī)酸鹽,能降低賴氨酸和精氨酸的頡抗作用,而日糧中高水平的Cl-加劇此作用。在日糧較平衡時(shí),蛋白質(zhì)中的含硫氨基酸中的硫氧化生成硫酸,核酸、磷脂以及磷脂蛋白氧化生成磷酸,以及尿素的生成,都影響著機(jī)體酸堿滲透壓及離子平衡,并且發(fā)現(xiàn):飼料中蛋白質(zhì)來源不同導(dǎo)致內(nèi)源酸的產(chǎn)量不同,產(chǎn)生這種差異的原因大致有三:第一,不同蛋白質(zhì)的氨基酸組成不同,第二,不同蛋白質(zhì)飼料原料的礦物元素及離子組成和含量不同,第三,蛋白質(zhì)和脂肪中有機(jī)磷的代謝導(dǎo)致內(nèi)源酸的排出量增加。當(dāng)動(dòng)物處于饑餓、營(yíng)養(yǎng)不良時(shí),蛋白質(zhì)發(fā)生異常分解代謝,釋放出丙氨酸和谷氨酰胺作為糖異生作用的原料。其次是肌肉乳酸含量的增多。當(dāng)飼料中核蛋白過多時(shí),經(jīng)消化道水解生成大量的嘌呤堿進(jìn)入肝臟和組織細(xì)胞或自身組織細(xì)胞嚴(yán)重破壞時(shí),造成大量核蛋白分解,析出核酸,這些代謝產(chǎn)物或被代謝后的終產(chǎn)物都直接或間接影響著機(jī)體的離子平衡值。三大營(yíng)養(yǎng)物還可以通過調(diào)節(jié)激素含量和激素活性來影響機(jī)體離子平衡,同時(shí),離子平衡也可通過激素來反饋三大營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)代謝。
3 離子平衡與電解質(zhì)離子代謝的關(guān)系
日糧DCAB值對(duì)機(jī)體內(nèi)各陰陽離子代謝影響各不相同。Jackson(1992)研究發(fā)現(xiàn):DCAB(Na++K+-Cl-)值升高,血液pH ,Ca2+,CO2,HCO3-濃度都升高,Mg2+,Cl-下降,而Na+和磷無變化,尿中pH,Na+,K+升高,Ca2+,Mg2+,Cl-下降,可見DCAB值升高,可促進(jìn)Ca2+滯留,減少Ca2+分泌。Cohen等(1974)研究表明:日糧中每種離子的增加將會(huì)導(dǎo)致相應(yīng)離子在血漿中濃度的升高,當(dāng)日糧中Na+或K+增多時(shí),血液pH值和HCO3-濃度也升高,日糧Na+的增加對(duì)血漿K+有抑制作用,而K+對(duì)Na+不存在這種作用。Dumas(1970)研究報(bào)道:隨著日糧Cl-攝入的增加,血漿HCO3-下降,并且在同一濃度的Cl-下,HCO3-升高,腎小管NAE降低。在電解質(zhì)內(nèi)部,K+ 和Na+,Na+ 和Cl-存在互作,Cl-和K+不存在互作,且K+ 、Cl-、Na+存在二級(jí)互作,并與濃度密切相關(guān)。Pitts Ayer等(1949)研究表明:隨著血漿HCO3-的升高,腎對(duì)HCO3-的重吸收功能減弱,同時(shí)H+(NAE)分泌也減弱,使尿中HCO3-分泌升高,BE損失增加。Kalhoff等(2001)研究報(bào)道:飼以低堿日糧時(shí),H+分泌增加,HCO3-重吸收增加,同時(shí)HCO3-腎分泌量減少,BE減少。當(dāng)dEB升高時(shí),K+分泌減少,堿儲(chǔ)含量上升。Katherine等(2001)研究報(bào)道:K+, Mg2+,水果,蔬菜提供堿性離子,提高腎中鈣滯留,降低骨損失,并發(fā)現(xiàn),蛋白質(zhì)攝入量的增加,骨損失降低。但針對(duì)蛋白質(zhì)與骨損失的關(guān)系目前尚存爭(zhēng)議,這可能與蛋白質(zhì)組成,日糧組成,以及成酸氨基酸的作用有關(guān)
4 離子平衡與生產(chǎn)性能的關(guān)系
作為影響動(dòng)物生長(zhǎng)性能的主要因素之一,日糧離子平衡狀況與動(dòng)物生常性能密切相關(guān)。堿性日糧的添加,使奶牛的干物質(zhì)才是奶牛的干物質(zhì)采食量和奶產(chǎn)量增加,并通過興奮腦中樞采食控制區(qū)促進(jìn)機(jī)體生長(zhǎng)。當(dāng)機(jī)體處于慢性酸中毒時(shí),骨組織中抗合成代謝加強(qiáng),骨骼縱向生長(zhǎng)紊亂,同時(shí)IGF-1和生長(zhǎng)激素受體的基因表達(dá)受到抑制從而阻礙了細(xì)胞的分化。但是在H+條件下,瘤胃活性加強(qiáng),乳酸、乙酸、丙酸產(chǎn)量和吸收加強(qiáng),因此,在日糧配制時(shí),應(yīng)注意非結(jié)構(gòu)性碳水化合物和酸堿平衡之間的權(quán)衡關(guān)系。Rondon等(2000)研究表明:1~7日齡肉雞的最大體重所需日糧離子平衡范圍的dEB為250~252mEq/kg。Murakami等(2001)對(duì)21~42日齡的肉雞所需離子研究表明:肉雞最佳生產(chǎn)性能時(shí)日糧dEB值為249~261 mEq /kg。在豬體研究上,多數(shù)表明,豬的最佳dEB為250 mEq /kg。在反芻動(dòng)物上,Sanchez(1995)認(rèn)為,對(duì)于得到最大產(chǎn)奶量和干物質(zhì)采食量dEB為300~500 mEq /kg,而預(yù)防產(chǎn)褥熱的dEB為-100~-200 mEq /kg。雖然日糧離子平衡之和生長(zhǎng)性能之間的數(shù)量關(guān)系已取得了不少成果,但它對(duì)日糧營(yíng)養(yǎng)素消化率的影響研究得還很少,有待于進(jìn)一步研究。