褐马鸡不同组织中十种矿物元素的分布研究

武玉珍，冯睿芝，张峰

（1.晋中学院 生物科学与技术学院，山西 晋中 030600；2.复旦大学 生物医学研究院，上海 200032；3.山西大学 生命科学院，山西 太原 030006）

褐马鸡（Crossoptilon mantchuricum）属于鸡形目雉科马鸡属，为我国特有的珍稀濒危鸟类，国家一级保护动物。对褐马鸡的研究主要集中在生态生物学特性、种群分布、繁殖与栖息地、生理生化指标、保护生物学等方面，而研究矿物元素特别是微量元素对褐马鸡生长发育影响的则较少。

人体是由各种化学元素组成的，地壳中的90多种元素人体内几乎都可以检测到。通常人们将含量占人体总重量0.01%以上的元素称为宏量元素，共11种：氧（O）、碳（C）、氢（H）、氮（N）、硫（S）、磷（P）、氯（Cl）、钙（Ca）、钾（K）、钠（Na）、镁（Mg）等；含量占人体总重量0.01%以下的元素称为微量元素。微量元素又分为必需微量元素和非必需微量元素。必需微量元素是指维持人体正常生命活动不可缺少的元素，目前公认的必需微量元素有20种［1］：铁（Fe）、铜（Cu）、锌（Zn）、钴（Co）、钼（Mo）、锰（Mn）、钒（V）、锡（Sn）、硅（Si）、硒（Se）、碘（I）、氟（F）、镍（Ni）、锶（Sr）、硼（B）、锗（Ge）、铷（Rb）、砷（As）、锂（Li）、铬（Cr）等。非必需微量元素是指目前尚未明确其生物学作用亦未发现有毒性的元素，除上述31种元素及有害元素以外机体内存在的其它几十种元素为非必需微量元素。在机体内存在对机体有害的称为有害微量元素，如铅（Pb）、汞（Hg）、镉（Cd）、铊（Tl）等。微量元素虽然在体内含量很少，但却非常重要，是构成人体酶系统、活性蛋白、维生素和激素的重要成分。每一种微量元素都有其特定的作用，缺乏和过量都会影响人体健康、导致疾病。

对褐马鸡雏鸟组织器官、羽毛、卵壳中矿物元素的分布状况曾有报道［2－4］，褐马鸡成年机体不同组织器官中的矿物元素的研究，特别是Fe、Zn、Cu、Mn、Mo、Ni、Cr、Pb、Cd等金属元素的分布研究尚未见报道。作者对山西庞泉沟国家自然保护区圈养褐马鸡七种组织器官中10种元素的含量进行了测定，其中包括一种宏量元素K、7种必需微量元素Fe、Zn、Cu、Mn、Mo、Ni、Cr、2种有害元素Pb、Cd，并对这10种元素在不同组织中的分布规律进行了研究，用以了解褐马鸡在不同生态环境条件下机体组织中矿物元素的分布状况，为褐马鸡的人工饲养、疾病防治与环境保护提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 实验材料

由山西庞泉沟国家自然保护区提供意外死亡的成年褐马鸡，经解剖取得的心、肝、胃、脾、胰、肾、肺、肌肉、骨骼等9种组织器官。由国家标准溶液（NCS）稀释成10种元素的标准溶液（100μg／m L），试验用水为去离子水［5］。

1.2 实验方法

所有样品进行称量、均用干法消化后定容，对10种元素进行定量分析.测定方法为ICP法与原子吸收光谱法。采用仪器为法国JY138电感耦合等离子体原子发射光谱仪、日立-Z5000原子吸收光谱仪测定［5］，K、Cd、Pb是由原子吸收光谱法测定。每个样品取3个平行样进行测定，以3次测定结果的平均值进行比较分析。

2 结果

2.1 不同组织中10种矿物元素的测定结果

表1 褐马鸡不同组织中十种矿物元素的测定结果（μg／g干重）Table 1 Determination results of 10 elements in the organism samples（μg／g dm）

2.2 十种矿物元素在不同组织中的分布规律

褐马鸡九种组织器官中十种矿物元素的分布见图1－图10。

2.2.1 铁（Fe） 铁在不同组织中的平均浓度为4.35～1 012.04μg／g，在各组织中的分布规律为：脾脏＞肝脏＞胃＞心脏＞肾脏＞肺脏＞胰脏＞骨骼＞肌肉。

2.2.2 钾（K） 钾在不同组织中的平均浓度为0～875.04μg／g，在各组织中的分布规律为：脾脏＞肾脏＞肺脏＞胰脏＞骨骼。

Fig.1 Fe distribution in the tissues of Brown-eared pheasant图1 铁在褐马鸡不同组织中的分布

Fig.2 K distribution in the tissues of Brown-eared pheasant图2 钾在褐马鸡组织中的分布

2.2.3 锌（Zn） 锌在不同组织中的平均浓度为0.06～129.98μg／g，在各组织中的分布规律为：心脏＞肝脏＞肾脏＞胃＞肌肉＞脾脏＞胰脏＞骨骼＞肺脏。

2.2.4 铜（Cu） 铜在不同组织中的平均浓度是2.92～220.10μg／g，在各组织中的分布规律为：脾脏＞心脏＞肾脏＞肝脏＞骨骼＞肺脏＞胃＞肌肉＞胰脏。

Fig.3 Zn distribution in the tissues of Brown-eared pheasant图3 锌在褐马鸡组织中的分布

Fig.4 Cu distribution in the tissues of Brown-eared pheasant图4 铜在褐马鸡组织中的分布

2.2.5 锰（Mn） 锰在不同组织中的平均浓度是0.78～18.46μg／g，在各组织中的分布规律为：脾脏＞肾脏＞胃＞骨骼＞肝脏＞胰脏＞心脏＞肺脏＞肌肉。

2.2.6 钼（Mo）钼在不同组织中的平均浓度是0.28～13.78μg／g，在各组织中的分布规律为：脾脏＞肝脏＞骨骼＞肾脏＞胰脏＞肺脏＞心脏＞肌肉＞胃。

Fig.5 Mn distribution in the tissues of Brown-eared pheasant图5 锰在褐马鸡组织中的分布

Fig.6 Mo distribution in the tissues of Brown-eared pheasant图6 钼在褐马鸡组织中的分布

2.2.7 镍（Ni） 镍在不同组织中的平均浓度是0.78～8.86μg／g，在各组织中的分布规律为：脾脏＞骨骼＞胰脏＞肾脏＞肺脏＞心脏＞肝脏＞胃＞肌肉。

2.2.8 铬（Cr） 铬在不同组织中的平均浓度为0.50～8.36μg／g，在各组织中的分布规律为：脾脏＞胰脏＞骨骼＞肾脏＞肺脏＞胃＞肝脏＞心脏＞肌肉。

2.2.9 铅（Pb） 铅在不同组织官中的平均浓度为0～45.34μg／g，在各组织中的分布规律为：心脏＞胃＞肺脏＞脾脏＞肾脏＞肝脏＞胰脏＞肌肉＞骨骼。

2.2.10 镉（Cd） 镉在不同组织中的平均浓度为0～0.34μg／g，在各组织中的分布规律为：心脏＞胃＞肝脏。

Fig.7 Ni distribution in the tissues of Brown-eared pheasant图7 镍在褐马鸡组织中的分布

Fig.8 Cr distribution in the tissues of Brown-eared pheasant图8 铬在褐马鸡组织中的分布

Fig.9 Pb distribution in the tissues of Brown-eared pheasant图9 铅在褐马鸡组织中的分布

Fig.10 Cd distribution in the tissues of Brown-eared pheasant图10 镉在褐马鸡组织中的分布

3 讨论

3.1 矿物元素在动物机体内的生物学作用

微量元素与机体的多种生理机能有着密切的联系。从本文我们可以看出，各种组织器官中含量较高的元素有Fe、K、Zn、Cu、Mn，与这些元素在动物机体中的功能有关。Fe是机体含量最多的微量元素，是制造血红蛋白不可缺少的元素，缺铁能导致机体贫血，甚至影响心理、智力发育。K是人体一种宏量元素，具有许多重要功能，可以调节细胞内适宜的渗透压和体液的酸碱平衡，参与细胞内糖和蛋白质的代谢，维持神经健康和心肌正常功能，人体缺钾可引起心跳不规律和加速、心电图异常、肌肉衰弱和烦躁，严重者可导致心跳停止。Zn是人体含量仅次于铁的微量元素，是40种金属酶的组成成分，200多种酶的激活因子，也是影响智力发育和心理素质的重要元素之一。Cu的主要作用是影响铁的吸收、运输和利用，参与造血过程，是合成体内30多种酶的原料，具有非常重要的生理功能。Mn是多种酶的组成成分并对骨骼结构和生长有重要影响，缺少Mn会影响骨骼发育、生殖能力、脑功能等。Cr参与机体的糖代谢与脂肪代谢，促进胰岛素发挥作用，缺乏三价铬是Ⅱ型糖尿病发病的主要因素。微量元素是构成机体酶系统、活性蛋白、激素和维生素的重要成分，对维持机体正常生理功能和代谢活动具有非常重要的作用。

大部分重金属元素对动物机体有明显的毒害作用，因此称为有害元素。Pb是一种慢性积累性有毒元素，在环境中可长期蓄积，水、土壤、空气中的铅被生物吸收而向生物体转移，通过长期摄入在生物体内积累而造成慢性中毒。Cd也是一种积累性有毒元素，人体内的Cd是出生后通过食物、水和空气进入体内蓄积下来，长期吸入镉可产生慢性中毒，引起肾脏损害，主要表现为尿中含大量低分子量蛋白质。Cd能降低禽类的生殖和生长性能，造成孵化率下降和死亡率增加［6－7］。

3.2 与其他鸟类含量分布的比较

动物机体微量元素含量的差异与其生活的环境状况、地理地质条件以及机体的选择性吸收有关。动物机体对微量元素的选择性吸收可能是自身含量差异的主要原因之一［8］。唐朝忠等［2］测定太原市动物园褐马鸡一日雏鸟羽毛中Zn、Fe、Cu、Mn等4种元素与本文所测数据Cu、Mn含量基本一致，可能与机体的不同生理期积累有关；Fe、K在褐马鸡组织中含量较高，这和其它鸟体中的分布规律基本一致［9－10］；与Nam［11］对来自日本两个不同群落的大鸬鹚中20种微量元素的测定结果一致；与李慧芳［12］研究的5种鸡的胸肌四种微量元素Fe＞Zn＞Cu＞Mn含量分布相似。本文肝脏中各元素的含量分布Fe＞Zn＞Cu＞Mn＞Mo＞Pb＞Ni＞Cr＞Cd，与Hernández1［13］所测的西班牙16种湿地水鸟的肝脏和卵组织中5种微量元素Zn＞Cu＞Pb＞Cd＞As的分布基本一致。所测褐马鸡不同组织器官中微量元素的含量分布，与邹发生等［14］所检测的广州白云山景区4种鸟的飞羽、胸肌和肝脏中Zn、Cr、Cu、Pb、Cd的含量分布基本一致。

Cd、Pb是导致雏鸟的生长率低、死亡率高的主要原因［15，10］。本文中Pb的含量比镉较高，可能与自然保护区旅游开发有关，随着旅游人数的增加，交通运输、农用车辆猛增，尾气排放含有一定的Pb，致使褐马鸡组织器官中Pb的富集。Cd含量较低或未检出，说明褐马鸡生长繁育的环境Cd的污染比较轻微。

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