碳酸氢钠与现代畜禽离子代谢、生产

钟 焰，王 冲

（1.西安市奶牛育种中心，陕西 西安 710075；2.白水县畜牧技术推广站，陕西 白水 715600）

碳酸氢钠（NaHCO3）俗称小苏打，已广泛应用于畜禽生产。上世纪60年代就有国外学者报道，在蛋鸡饲粮中添加碳酸氢钠具有抗热应激的作用。上世纪70年代国外学者提出了动物饲粮中阴阳离子平衡的概念，碳酸氢钠作为重要添加剂也应用其中。有学者在饲粮中添加碳酸氢钠来中和动物在生长代谢时产生的酸性物质，从而防止一系列代谢病的发生等等。随着我国畜牧业的较快发展，再加之全球气候变暖，碳酸氢钠在集约化畜禽养殖生产中愈显其重要作用。

1 碳酸氢钠在畜禽体内的离子代谢

碳酸氢钠是一种由强碱性的钠离子和弱酸性的碳酸根离子构成的离子化合物，当畜禽采食了含有碳酸氢钠的饲粮后，碳酸氢钠迅速解离并以离子形式存在于消化道食糜中，经小肠吸收的钠离子主要分布于体液当中，而碳酸氢根离子主要存在于组织液和血浆当中。同时两种离子也是一些组织分泌物的重要组成部分，如胰脏分泌的胰液含有大量的钠离子和碳酸氢根离子。

机体排出钠离子和碳酸氢根离子的途径有尿液、汗液、粪、奶和蛋以及呼吸等。钠离子和碳酸氢根离子的主要排泄途径是通过肾脏以尿液形式排出体外。钠离子在肾脏的排出收到严格的调控，以此来维持细胞外液的钠含量，而肾脏的排钠也是存在阈值的，一般为110～130mmol／L血浆，当血浆中的钠离子浓度低于此阈值是，尿中就不再排钠。血浆中的钠离子经过肾小球滤过作用进入肾小球滤过液，而这部分钠离子中有大部分被肾小管重吸收，只要少部分是由机体的情况决定其被冲吸收或被排出体外，这部分钠离子的排出或冲吸收决定着机体的排钠量。肾上腺皮质分泌的醛固酮（ALD）决定着这部分钠离子的冲吸收或排出，其作用是促进肾小管冲吸收钠离子。当醛固酮分泌增多时，钠离子的排出量减少，而当醛固酮的分泌量减少时，钠离子的排出量增多。血浆中的碳酸氢根在经过肾小球时几乎全部被滤出，滤出液中的碳酸氢根在肾小管中的重吸收需要氢离子和碳酸酐酶的作用。体液中的氢离子在肾小管和滤出液中的钠离子进行交换从而进入到滤出液中，近端肾小管细胞上存在大量碳酸酐酶。滤出液中的碳酸氢根和氢离子结合成碳酸，而碳酸在碳酸酐酶的作用下分解为二氧化碳和水，二氧化碳通过自有扩散进入细胞，又在碳酸酐酶的作用下与水结合生成碳酸，碳酸继而分解为氢离子和碳酸氢根，分解出的氢离子又可与滤出液的钠离子进行交换而进行下一轮的重吸收。

2 碳酸氢钠在调节畜禽代谢的作用

动物机体内酸碱平衡是影响动物生理状况和生产性能的重要因素，体液的酸碱度只有维持在一定的范围内才能保证动物的正常的生命活动和成产性能。正常家畜的细胞外液pH一般维持在7.24～7.54之间，而的当细胞外液pH高于7.8或低于6.8时，就会造成家畜的死亡。动物饲粮中的电解质平衡可改变畜禽体内的酸碱平衡状态，从而影响其生长代谢及生产性能。畜禽体内的酸碱平衡是一个动态的过程，家畜在正常的代谢过程中一方面会从饲粮中不断摄入一些酸性或碱性的物质，另一方面也会从各种代谢过程中产生不同的酸和碱，而这些物质通过转移会进入血液和细胞外液，对体液的pH产生一定影响，甚至造成动物体内的酸碱失衡。为了避免这种酸碱失衡的发生，动物体内存在强大的缓冲体系，其中以碳酸氢盐缓冲体系的缓冲能力最大，故其在维持体液酸碱平衡具有主要作用。它主要是通过调节体液中碳酸和碳酸氢根的比例维持体液的酸碱平衡的。在动物体内，调节碳酸氢盐缓冲对的比例是由肾脏和肺脏来完成的，肺脏对体液pH的调节作用主要是在于加强或减弱呼吸以改变二氧化碳从肺部排出的量，从而调节体液中碳酸的含量，使体内碳酸氢盐缓冲对的比例趋于正常，从而维持体液酸碱平衡。当体内产酸过多或吸收过多的酸性物质时，体液中的碳酸氢根会与氢离子结合为碳酸，是体液酸性加强。这会刺激呼吸中枢兴奋，使肺部的呼吸作用加强，从而使经由肺部的二氧化碳排出量增多，这就是体液中的碳酸减少，从而使碳酸氢盐缓冲对比例恢复正常。当机体吸收过多的碱性物质时，这时碳酸会与这些碱性物质发生中和作用，生成碳酸氢根，从而使体液偏碱性。同时机体会降低肺部的呼吸作用，使体内保留更多的二氧化碳，从而使碳酸氢盐缓冲对比例恢复正常。肾脏对碳酸氢盐缓冲对的调节主要是通过碳酸氢根在肾小管的重吸收来实现的，这需要氢离子的参与，因此体液的氢离子浓度影响和碳酸氢根的重吸收，从而通过碳酸氢根冲吸收的多少来调节体液的酸碱平衡，具体过程已再碳酸氢钠在体内的代谢中陈述。

动物机体的电解质平衡是指动物在不断摄入和排出各种无机盐和水时，保持的一种动态平衡，以维持其正常的生理功能。电解质平衡包含各种电解质的量和各种电解质之间的比例两层含义，各种电解质在体内的量应该维持在一定的范围内，过多或过少都会对机体造成不利影响，同时这些电解质之间存在一定的相互作用，故其比例也应保持在一定的范围内。例如，体液呈电中性而其中阳离子主要是钠离子，阴离子主要是氯离子和碳酸氢根离子，如果氯离子减少而钠离子不变，那么碳酸氢根离子就会增多，就会影响体液的pH，造成机体的酸碱紊乱。这也是电解质平衡影响体内酸碱平衡的一种机制，而碳酸氢钠在维护这种机制中起着重要作用。

3 碳酸氢钠在现代畜禽养殖中的应用

在炎热的夏季，增加喘息是家禽在高温条件散去多余热量有效途径，而过度喘息会造成呼吸性碱中毒，这会给家禽的生产性能和生理健康带来不利影响。家禽饲粮中添加碳酸氢钠能缓解高温造成的呼吸性碱中毒。试验证明肉鸡在热应激条件加饲喂添加0.5%碳酸氢钠的饲粮可提高体增重9%，但是对于没有发生热应激的肉鸡则会提高其血液pH。高温环境下，蛋鸡饲粮中添加0.1%～1%的碳酸氢钠能提高产蛋率、蛋壳质量和蛋重。蛋鸡在蛋壳形成过程中，由于碳酸钙的沉积利用了输卵管中的CO32－，使得其中游离H＋增多而酸度增大，而过酸的环境会抑制蛋壳腺中碳酸钙的沉积。饲粮中添加碳酸氢钠能通过增强蛋壳腺中的缓冲能力从而改善蛋壳质量。而这种效果在其它试验并不完全一致，用添加0.15%碳酸氢钠的饲粮分别在夏季和冬季饲喂蛋鸡，均未发现蛋壳质量有显著性差异。这种差异可能是由于品种之间的差异造成的，由于在品种选育过程中的基因选择，不同品种的蛋鸡的蛋壳品质、蛋重以及鸡蛋产量均有较大差异，现代商品蛋鸡和传统品种之间也存在明显不同。在饲粮中添加碳酸氢钠能中和家禽胃酸，溶解消化道中的粘液，降低消化液的粘度，加强胃肠收缩，有促进家禽采食的作用。试验证明，肉鸡饲粮或饮水中添加碳酸氢钠可提高和采食量、饮水量以及生长率。在种鸡饲粮中添加碳酸氢钠可提高种蛋受精率和孵化率。此外，饲粮中添加碳酸氢钠还可预防肌胃糜烂和肉鸡的腹水综合征。

在反刍动物饲粮中添加碳酸氢钠可中和瘤胃中产生的酸性物质，防止由于饲喂过多精料而产生的瘤胃酸中毒，有报道指出在奶牛饲粮中添加碳酸氢钠可提高瘤胃内容物的pH，同时有提高乳脂率的作用。高温时在肉牛饲料中加入碳酸氢钠可提高日增重和采食量。试验证明在饲粮中添加碳酸氢钠能加强肠道中的渗透作用，从而加快瘤胃中液态食糜的吸收。在泌乳牛饲料中添加碳酸氢钠能增加其采食量和血糖含量。此外，饲粮中的碳酸氢钠能与瘤胃中的蛋白质相结合，具有减少蛋白质在瘤胃中的降解，提高过瘤胃蛋白的量，调节瘤胃发酵，增强乙酸型发酵，增加蛋白质合成的作用。

在仔猪饲粮中添加碳酸氢钠可提高其采食量和日增重，减小仔猪拉稀的几率，预防白痢，提高成活率，减小产后母猪的体重损失。育肥猪饲粮中添加碳酸氢钠可通过改变日粮的电解质平衡来提高在赖氨酸或色氨酸缺乏条件下育肥猪的采食量和增重，减小由于饲粮中氨基酸缺乏或不平衡造成的损失。