刘成武 张 岩
锌对种公犬繁殖性能的影响
刘成武 张 岩
微量元素锌是犬营养素中的重要部分。自Todd等1934年首次报道锌为大鼠所必需的营养元素,至今已有近70年的研究历程。在这段时间里,人们在有关锌的生物学功能和营养机理方面作了大量的研究工作,也取得了很大的进展,随着科学技术的迅速发展,特别是动物营养学的迅速发展,人们发现锌对动物的繁殖性能有很大的影响。
锌作为一种重要的微量元素,人们在有关锌的生物学功能和营养机理方面做了大量的研究工作也取得了很大的进展,发现锌与300多种生物酶的结构和活性的调节作用有关。研究表明,锌对繁殖机能的作用可以通过与前列腺和性腺的配位结合而间接发生,也可以通过垂体——促性腺激素——性腺方式直接发生。锌对犬繁殖的影响的主要作用机理是引起动物内分泌系统生殖激素的分泌失调、与生殖有关的酶活力下降以及生殖器官的组织结构变异等,从而影响雄性细胞的发生和成熟过程,破坏它们的生存环境和发育环境,进而影响种公犬的繁殖性能。
锌存在于垂体、肾上腺、甲状腺及前列腺中,它对维持种公犬生殖内分泌活动起到重要作用,是性激素合成过程所必需的微量元素。锌参与雄激素代谢的调节,可影响下丘脑——垂体——睾丸轴功能,缺锌可降低内分泌激素的分泌,致使睾丸发育不良,性腺机能减退。虽然垂体对促性腺激素释放激素反应增强,但血睾酮下降,睾丸对人绒毛膜促性腺激素的反应下降。睾丸与锌有极强的亲和力,适量的锌可以促进睾丸对人绒毛膜促性腺激素的反应。另外,睾丸类固醇激素的合成依赖于睾丸中的锌,且锌的含量与雄激素在血液中的浓度有关,这是由于锌缺乏直接影响睾丸及血清中锌的水平,从而影响大鼠睾丸的发育及睾酮的分泌与合成。另外,锌还会影响血清中的FSH、LH水平。
锌对保证种公犬内环境的酸碱平衡至关重要,因为锌是碳酸酐酶的组成成分,碳酸酐酶约含0.3%的锌,这种酶是机体代谢产物——二氧化碳排出体外过程中所必需的。锌又是犬体内多种金属酶的组成成分,而且是主要的活性成分,广泛参与机体的代谢过程,主要包括碳水化合物、蛋白质和核酸的代谢。锌也为犬体合成类固醇所必需,也就是合成固醇类激素所必需。种公犬生殖道中磷酸酶的活性依赖于锌的存在,碱性磷酸酶的活性与性器官的发育呈正相关,酸性磷酸酶能水解精液中的核苷酸、磷酸甘油和磷酸胆碱等物质,直接影响精子的活力和代谢。现已确认,锌与300多种生物酶的结构和活性的调节作用有关,构成了这些酶的辅酶或辅基。缺锌会影响机体中乳酸脱氢酶、透明质酸酶、苹果酸脱氢酶、乙醇脱氢酶,碱性磷酸酶、酸性磷酸酶、腺苷酸环化酶等酶的活性,而这些酶对种公犬的睾丸、精子产生有重要的影响。故锌可通过对繁殖有关的酶活力的影响对种公犬繁殖性能产生间接影响。
雄性动物的睾丸、附睾、输精管、前列腺以及其他副性器官中都含有大量的锌。缺锌可使幼年雄性动物性腺发育成熟时间推迟,成年动物可以发生性腺萎缩及纤维化,第二性征发育不全。严重的缺锌可导致精子发生完全停止。组织学研究表明,缺锌时曲细精管萎缩、变性,管壁变薄、塌陷、受损,使睾丸内间质细胞减少,包皮腺、精囊腺、提肛肌的生长发育受阻,生殖细胞数减少,精子生成受阻乃至停止。种公犬缺锌时,生殖道内各种酶的活性降低,性激素分泌不足,性成熟时间延迟、第二性征不明显等。据Pitts和Dins-da1e等报道,长期使用缺锌饲料饲喂,睾丸的体积比较小,曲精细管和生殖上皮,发现间质细胞的滑面内质网降解。而据李青旺等的研究表明,给日粮中添加适量的锌,其睾丸支持细胞和间质细胞核分别比对照组增大36.65%和32.95%,睾丸的长和宽与对照组相比可分别增加4cm和2cm(P<0.01)。这些实验都表明锌对犬的生殖器官及组织都会产生重要的影响。
锌参与精子的生成、成熟、获能等过程,对精液品质有显著的影响。精子进入附睾前有少量锌进入精子,在转运附睾时被消耗,射精时又从前列腺获得锌并吸收入精子,这可能是精子成熟需要锌。锌有助于保持精子头尾连接和精子细胞核染色质的稳定性,使精子保持形态完整和染色质免于过早解聚。锌还具有抗氧化作用,可延缓细胞膜的脂质氧化,以维持细胞结构的稳定性和生理通透性,从而使精子有良好的活动力。有实验表明日粮中添加100mg/kg锌组比不添加锌组射精量高6.6%,畸形率平均降低15%,Piper等的研究表明在饲料中适当补锌,可使精液中精子数、每次射精总精子、精子活率分别比未加锌提高19.4%、24.6%和18.6%。据报道,血清、精清中锌的浓度与种公犬精子活力、密度有极显著的正相关,与精液pH值有极显著的负相关,血清锌与精子畸形率有极显著的负相关,而精清锌与精子畸形率有显著的负相关。
锌在饲料中的添加形式有3种,无机锌、简单有机酸锌、锌的氨基酸。常用的无机锌包括硫酸锌、氧化锌、氯化锌和碳酸锌等。纯品七水硫酸锌含锌22.7%。水溶性好,吸收率高,在生产中常以其作为标样,生物学效价按100%计。氯化锌生物利用率与硫酸锌相仿,但其具有毒性及腐蚀性,氯化锌含锌80.3%,能溶于酸也能溶于碱,对动物的生物学效价与其它锌化合物相比较没有明显差异。氧化锌可以生产成纳米产品,但生物学作用尚待研究。有机锌包括简单有机酸锌如醋酸锌、葡萄糖酸锌、丙酸锌;锌的氨基酸如蛋氨酸锌、赖氨酸锌、甘氨酸锌等。杨自军比较了葡萄糖酸锌、醋酸锌、氧化锌、硫酸锌在小鼠体内的沉积情况,结果表明葡萄糖酸锌组最高,其次是硫酸锌、氯化锌组、醋酸锌组最低。
众所周知,犬种群的数量的增加和质量的提高很大程度依赖于种公犬的繁殖能力,而营养因素对繁殖能力的影响则至关重要。在养犬实践中,一般很少出现单个营养素缺乏而影响动物的繁殖能力情况,而是多个因素作用的结果,营养素之间的作用是很复杂的,有协同也有拮抗。因此,应全面考虑各种营养素的关系,有针对性地使用微量元素添加剂。锌是营养学中研究得较为清楚的对动物繁殖有重要影响的元素。因此,为了充分发挥种公犬繁殖潜力,应在饲料中添加适量的锌。
(作者单位:公安部警犬技术学校,110034)
(编辑:李 冰)