影響牛羊銅吸收利用率的因素
1銅的吸收代謝機制
1.1銅的吸收
動物體對銅的攝取主要通過飼料和飲水。銅隨飼料和飲水進入消化道后,在胃及小腸吸收,主要的吸收部位在十二指腸和小腸前端。奶牛對銅的吸收量相對于單胃動物非常低,這可能與瘤胃內環境的調控有一定的關系。銅主要以穩定的螯合物形式在小腸吸收,其吸收機制有兩種,一種是可飽和的主動運輸過程,二是不飽和的擴散過程。肝臟是貯銅的主要器官。
1.2銅的排泄
銅的排泄是通過膽汁分泌進行的,膽汁中的氨基酸與銅結合后經糞便排出。小部分的銅由腸壁排泄,微量由尿液排出。此外還有極小部分的銅是由汗腺排泄的。但銅的排出是否有其它離子被攝人細胞內尚不清楚,有待于進一步研究。
2影響銅吸收利用率的因素
2.1動物的品種及年齡
不同品種的動物由于消化結構的差別,對銅的吸收利用不同。牛以膽汁形式從機體內排出銅的能力較強。Gooneratne等研究表明西門塔爾牛經膽汁排泄的銅比安格斯牛多。Ward研究表表明,夏洛來和西門塔爾比安格斯牛需銅多,需求的差異與胃腸道銅吸收的差異有關。Mulllis試驗結果也證明了西門塔爾比安格斯牛對銅需要量高。
不同年齡的動物對日糧中銅的吸收水平也不同,經證實,成年動物對日糧中銅的吸收率為5%-10%,幼齡動物可達15%-30%。動物的生理狀態不同對銅的吸收利用也不同,雌性激素分泌增加可導致血中銅量的增加。生產實踐中對動物補充微量元素銅時應考慮動物的品種、年齡、不同的生理階段等。
2.2飼料中的元素
飼料中元素對銅吸收利用率的影響主要有以下幾種元素:鉬、硫、鋅、鐵和鈣。
2.2.1鉬和硫
飼料中鉬和硫含量是影響動物銅吸收利用率的主要因素,銅、鉬、硫存在相互作用。有研究表明,飼料中的硫在瘤胃中轉化成硫化物,硫化物和銅在瘤胃中形成銅的沉淀從而阻止銅的吸收。日糧中的鉬也會降低銅的利用率,瘤胃微生物還原硫酸鹽或降解含硫氨基酸可形成硫化物,其在瘤胃固相食糜中和鉬相互作用形成硫代鉬酸鹽,它和銅結合成高度不溶復合物,降低了銅的吸收。而鉬對銅利用率的影響必須有硫的參與。只有銅、硫、鉬三者比例適當時,才不會影響動物對銅的吸收和利用。
2.2.2鋅、鐵、鈣鋅、鐵、鈣也可影響銅的吸收和利用
鋅導致小腸中金屬硫蛋白的增加。金屬硫蛋白附著于腸壁的細胞上,在胃腸表面與銅結合且隔離銅,最終隨腸上皮細胞的脫落排入糞便中。鋅離子主要與大分子配體相結合。銅與鐵二者在體內的代謝有密切關系,反芻動物攝入過量的鐵,高鐵不影響瘤胃發育不健全的幼年反芻動物體內的銅水平。Dick報道,日糧中添加鈣會影響銅吸收;但Huber等認為,日糧鈣水平不會影響機體銅狀況。總之,要考慮到元素之間的協同或拮。
2.3不同形式的銅源
目前市場上主要有以下幾種形式:如第一代的無機鹽類,第二代的有機酸類,第三代的氨基酸螯合物類,第四代是納米微量元素添加劑。不同銅源的生物學利用率不同。
2.3.1無機鹽類
無機形式的銅主要有硫酸銅、氧化銅、碳酸銅等形式。Chapman用同位素試驗證實,牛從無機化合物中攝取銅的能力即生物利用率依次為碳酸銅>硝酸銅>硫酸銅>氯化銅>氧化銅末>氧化銅。Rabiansky等報道,賴氨酸銅的生物學效率比硫酸銅的高。不同的試驗之所以會出現不同的結果,可能和試驗動物、試驗日糧以及試驗動物所處的環境有關。由于無機銅價格便宜,且水溶性較好,市場上用量較大,但其生物學效價不同,其生物利用率沒有統一的觀點,人們在長期使用無機銅的過程中,發現無機銅被動物吸收的效果較低,慢慢趨于使用有機銅和氨基酸螯合銅。
2.3.2有機酸類
在畜禽飼料中應用的有機酸,主要有延胡索酸、檸檬酸等,其中應用前景最為廣泛的是延胡索酸。延胡索酸能與礦物質元素發生螯合作用,從而促進機體對日糧中礦物質的吸收。
2.3.3氨基酸螯合物類
據Heinrich等的試驗證明,氨基酸螯合銅在瘤胃內有較強的抗分解作用,具有過瘤胃的功能,這種功能在反芻動物營養中具有重要意義。雖然有機銅和氨基酸螯合銅效果較好,由于其價格較高,限制了其在生產實踐中的應用。
2.3.4納米微量元素添加劑
納米銅的問世,使微量元素銅的補充上了一個新臺階,王艷華對納米銅的研究表明:①納米銅可促進腸道有益菌的增殖,使消化道內環境明顯改善;②納米銅使血清生長激素濃度提高,產生促生長效應;③高劑量納米銅使飼料粗蛋白、粗脂肪和鈣的表觀消化率分別提高;④納米銅使肝臟中SOD活性升高,提高了機體免疫力。
2.4飼料來源對銅吸收利用的影響
飼料來源不同,銅的生物利用率明顯不同,植物性飼料如麩皮、去皮豆粕、棉子粕和破碎谷殼中銅的利用率分別為48%、38%、41%、44%。牛的日糧精料比例高,使得牛的瘤胃內容物pH值偏低,從而降低飼料中銅的吸收。當綿羊瘤胃和真胃的pH值分別為6.5和3.0時,銅的溶解性為18.8%和8.3%,而水中飼料銅的溶解性為57%。除了飼料來源對銅的吸收利用影響外,不同地區也有很大差異,各個地區應進行微量元素測試,搞清本地區的微量元素盈缺狀況。
2.5植酸對銅吸收利用的影響
植酸對銅吸收利用率的影響目前主要有兩種觀點:①飼料中植酸鹽能與飼料中的銅生成穩定的絡合物,降低銅的吸收率。②有的研究者證明,植酸對銅的吸收利用有促進作用。植酸為何能提高飼料中銅的吸收利用率,目前尚無完整的解釋,有待進一步研究。
2.6蛋白質對銅吸收利用的影響
國內外大量研究表明,飼料中蛋白質來源和水平與銅有顯著的關系。飼料中蛋白質水平低時,可以降低銅的生物效價。目前認為蛋白質來源和水平影響銅吸收利用的部分原因在于飼料中氨基酸作為配位體和銅結合形成絡合物,氨基酸的類型,空間構型和絡合物穩定性決定了動物對它的吸收利用率。銅離子與一些蛋白質形成的復合物在調控中樞受體方面可能具有內在的作用。
2.7添加方式
銅的添加方式包括直接飼喂、注射、皮下埋植、瘤胃丸等。其中瘤胃丸是目前研究熱點,不同添加方法銅的吸收利用率存在差異。將銅添加劑制成顆粒膠囊早在80年代就得到應用。蘇格蘭的Parkins將銅添加劑用雙層高分子柱狀物包裹,用于放牧育成牛可維持123d,用于羊可維持35d。Galllagher等氧化銅針狀物可滯留于胃腸道中,將銅緩慢釋放。浙江大學研制成功的納米銅表明,60mg/kg納米銅對仔豬的促生長效果等同于240mg/kg硫酸銅,在抗腹瀉效果上顯著優于高劑量硫酸銅。
3小結
綜上所述,影響牛、羊銅吸收利用率的因素很多,歸納起來就是動物品種、年齡、微量元素、不同形式的銅源、添加方式、日糧、飼料中植酸、蛋白質及其中的互作物質。只有綜合分析,從生產實踐出發,才能提高動物的生產性能。目前,對動物品種及年齡、日糧因素研究得比較深入,但不同銅源尤其是無機來源和有機來源間的生物利用率測定結果差異很大,這可能與試驗銅源的產品質量、生物效價及添加水平、試驗動物的品種、機體狀況、生產水平、營養水平及試驗持續時間有關。本作者認為,在給動物添加銅,以上各種因素中,不同形式的銅源是一個主要因素,還要依據飼養標并結合本地實際情況,按照缺什么補什么、缺多少補多少的原則進行添加,建議使用氨基酸螯合銅和納米銅,這樣銅的吸收利用率高,又不給生態環境帶來危害。中國牛業科學
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