不同来源硒对异育银鲫的生物学效应研究

王彦波 宋达峰

硒（Selenium，Se）是动物的必需微量元素之一，在动物生产中有着广泛的应用（Finley，2006；Fordyce，2007）。20世纪40年代前，硒一直被认为是一种有毒的致癌物质。直到1957年，Schwarz等发现，硒是有效预防肝坏死的第三因素，进而证实了硒是动物日粮中必需的营养元素，硒在营养学方面的意义才得到重视并被广泛应用。1976年，Poston等首次报道了摄硒不足的大西洋鲑，其死亡率相对较高，血浆中谷胱甘肽过氧化物酶（GSH-Px）活性降低，肌肉萎缩，品质下降。这引起了国内外水产动物营养学家的普遍关注，掀起了硒改善水产动物品质的应用和机理研究热潮。Lorentzen等(1994)、Wang等(1997)、Vidal等(2005)、Lin等(2005)、Wang等(2007)、梁萌青等(2006)、苏传福等(2008)分别报道了不同形式硒（亚硒酸钠、酵母硒、蛋氨酸硒等）的应用效果，但结果不一。总的来说，有机硒要优于无机硒，这与有机硒的吸收速率和代谢途径有关。因此，如何通过新的技术手段提高硒的生物利用率具有重要的现实意义。

纳米技术的兴起给我们提供了新的科研思路（王彦波等，2006）。20世纪60年代，诺贝尔物理学奖获得者Feynman在美国物理年会上作了极富预见性的报告：若从原子和分子水平上控制物质，将会出现新的作用力和新的应用效应。1994年，Gref等就在《Science》上著述，纳米技术可将药物颗粒转变成稳定的纳米粒子，增加其溶解性，对提高药物的药效十分有效。鉴于此，本研究以异育银鲫为试验动物，研究不同来源的硒（蛋氨酸硒和纳米硒）对其生长性能、肌肉生化组成和谷胱甘肽过氧化物酶活性等的影响，旨在丰富水生动物营养生态学理论，促进纳米技术在水产动物营养与饲料科学领域的研究和应用。

1 材料与方法

1.1 试验材料

纳米硒参照Zhang等(2001)制备，粒径60～80 nm，饲料级蛋氨酸硒由浙江大学饲料科学研究所提供，硒含量1 000 mg/kg。异育银鲫购自湖州特种水产育苗场，试验前暂养于室内水泥池备用，体重（30.73±1.55）g。试验基础日粮的配制除硒元素外参照NRC（1998），营养水平为粗蛋白35.85%、粗脂肪6.35%、粗灰分9.84%、水分7.85%。试验分为3个处理，各处理组日粮中添加硒浓度分别为0 mg/kg（对照组）、0.5 mg/kg（蛋氨酸硒）和0.5 mg/kg（纳米硒），硒含量采用原子吸收分光光度计（由日本Shimadzu有限公司生产，型号为AA6501）测定，实测值见表1。

表1 日粮中硒含量实测值(mg/kg)

1.2 试验方法

选取体重均一的健康异育银鲫，随机分成3组，每组三个重复，每个重复20尾鱼，分别饲喂基础日粮（对照组）和含一定浓度硒的试验日粮（蛋氨酸硒组和纳米硒组）。饲养试验在水族箱中进行，水族箱中的实际水体积为250 L，水温26～28℃，ACO-318型空气压缩机增氧，保持水中溶解氧大于5.0 mg/l。每日投饵3次，自由采食。每天观察鲫鱼的健康状况并记录死亡数量，试验期间每天换水一次，每次换水量为试验水族箱水量的1/10左右，试验周期为30 d。

正式饲养试验前鲫鱼的体重定义为初重，饲养试验结束前停饲24 h，全组称重，定义为末重，计算相对增重率并统计成活率。

相对增重率（%）=[（末重-初重）/初重]×100；成活率（%）=（末尾数/初尾数）×100。

每个水族箱中随机抽取6尾鲫鱼测定全鱼肌肉生化组成和硒的含量，另取6尾鱼尾静脉采血并取出肝脏保存备用。谷胱甘肽过氧化物酶的活性测定参照Bell等(1986)并分别表示为U和U/mg蛋白质。试验数据表示为平均数±标准偏差，采用SAS6.12统计软件对数据作单因素方差分析，若组间差异显著，再作LSD多重比较，显著水平P采用0.05。

2 试验结果（见表2、表3）

表2 不同来源硒对异育银鲫生长性能和成活率的影响

由表2可知，各组之间初重没有显著差异，经过30 d的饲养试验，各组的成活率均为100%，差异不显著。与对照组比较，饲料中添加一定浓度的蛋氨酸硒和纳米硒可以显著提高异育银鲫的末重和相对增重率（P＜0.05）。纳米组与蛋氨酸硒组之间比较，在末重和相对增重率上虽然有不同程度的提高，但是差异不显著（P＞0.05）。

表3 不同来源硒对异育银鲫肌肉组成与硒含量的影响

由表3可见，不同来源硒对异育银鲫肌肉组成与硒含量具有一定的影响。与对照组比较，蛋氨酸硒和纳米硒处理组对异育银鲫肌肉水分、蛋白质、脂肪和粗灰分等组成含量没有显著影响。与对照组和蛋氨酸硒组比较，纳米硒处理组显著提高了异育银鲫肌肉中硒含量（P＜0.05）。此外，与对照组比较，蛋氨酸硒组也显著提高了异育银鲫肌肉中硒的含量（P＜0.05）。

由图1、图2可见，饲料中添加蛋氨酸硒和纳米硒可以显著提高全血和肝脏中谷胱甘肽过氧化物酶的活性（P＜0.05），然而蛋氨酸硒组和纳米硒组之间差异不显著。

图1 不同来源硒对异育银鲫全血谷胱甘肽过氧化物酶活性的影响

图2 不同来源硒对异育银鲫肝脏谷胱甘肽过氧化物酶活性的影响

3 讨论

影响营养素作用效果的关键因素是吸收（Alam等，2002）。不同来源的硒在肠道内的吸收率不同，水生动物对无机硒的吸收率仅为34%。研究表明，无机硒是以被动扩散方式通过肠壁细胞吸收然后进入肝脏，再转化为生物硒，所以生物利用率低（Vidal等，2005）。同时大量未被利用的硒排到环境中，造成环境的二次污染。因此，如何通过新的技术手段改变硒的物性，进一步提高其在肠道的吸收率，发挥其作用功效具有极其重要的意义。目前，广泛采用有机硒如蛋氨酸硒作为主要的硒添加物，这主要归因有机硒具有较好的肠道吸收率。本研究表明，饲料中添加纳米硒与蛋氨酸硒对异育银鲫的生长性能、成活率、肌肉组成以及全血和肝脏中谷胱甘肽过氧化物酶活性均没有显著的影响，这说明纳米硒具有与蛋氨酸硒类似的生物学效应，很可能与较高的肠道吸收率有关。

一定剂量的硒是营养性微量元素，具有重要的生理学功能。田福平等（2009）通过添加纳米硒添加剂，研究了对鲤鱼、鲫鱼成活率的影响，结果显示，与对照组比较添加纳米硒组可提高成活率3%，而本试验研究表明，3种处理组成活率之间无显著差异。原因主要与养殖周期和试验环境有关。田福平等开展了为期4个月的养殖试验，选择的是面积8亩，水深2 m的养殖外塘为试验场地，而本试验为期30 d，采用实验室可控的水族箱养殖。此外，为期30周的试验研究表明，动物硒缺乏可以导致幼鲤生长不良、采食下降、死亡率上升；在病理特征上，表现为肌肉营养不良而出现的背部肌肉萎缩以及肝细胞变性、坏死等营养性肝病（汪开毓等，2009）。本试验并未出现对照组异育银鲫死亡的情况，肌肉组成上也与蛋氨酸硒和纳米硒处理组无显著差异，这说明异育银鲫对于硒元素缺乏具有一定的耐受性，在短期内未表现出显著的病理学特征。

本试验表明，不同来源硒（蛋氨酸硒、纳米硒）对异育银鲫肌肉硒含量具有显著的影响。进入体内的硒不论以何种形式进入组织，它在组织中都是与蛋白质结合，少量的硒还结合在谷胱甘肽中。由此可见，尽管蛋氨酸硒和纳米硒处理组在其他方面具有相类似的功能，但是仍然存在不同的代谢机制；此外，在鲫鱼肌肉中的沉积也存在着不同的途径。由此可见，硒的生物蓄积不仅与肠道吸收率有关，也与体内硒结合蛋白代谢形成的活性形式有关。

谷胱甘肽过氧化物酶（GSH-Px）与机体细胞膜的结构和功能密切相关，是评价机体抗氧化功能的重要指标。硒遍布动物全身的细胞，参与GSH-Px的合成，是GSH-Px的必需组成成分。研究表明，饲料中添加蛋氨酸硒和纳米硒均可显著提高血液和肝脏中GSHPx的活性，间接影响GSH-Px的功能，这也与添加不同来源硒对异育银鲫的生长性能影响的结果相吻合。当然，鲫鱼以及其他动物对硒的营养需要存在一个适宜剂量范围，在这个范围内，硒对动物具有营养作用，而在这个范围之外会引起硒的缺乏或者慢、急性中毒。如何分析纳米硒的剂量-效应关系以及详细的作用机理和代谢途径尚没有合适的解释，有待于进一步研究。

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