锌在反刍动物生产中的应用研究进展

刘昌林，许兰娇，余涵婧，瞿明仁

（1.南昌市农业科学院，江西 南昌 330038；2.江西农业大学江西省动物营养重点实验室，营养饲料开发工程研究中心，江西 南昌 330045）

锌是地壳中第23种最丰富的元素，原子序数为30，原子量为65.37，在生活中至关重要，是一种多功能元素，对所有生理过程都至关重要，长期以来一直被用作治疗各种疾病的药物[1]。锌不仅参与和影响体内蛋白质、碳水化合物、脂类和维生素的代谢过程，而且还直接或间接参与脂肪酸、核酸等物质的代谢过程[2]。近年来，有机锌源在饲料工业中的应用越来越受到重视。反刍动物中有机锌源与无机锌源相比其有效性或相对生物利用度已经进行了大量研究[3]。微量矿物质（TM）在家畜饲料中是必不可少的，有助于优化动物健康。锌在家畜日粮中的重要性已得到充分证实[4]。虽然锌涉及多种生理过程，但缺乏可靠的生物标志物使评估锌源的生物有效性变得困难。反刍动物日粮中可利用的锌源有很多种。有研究表明，当膳食锌增加时，锌的吸收减少[5]。

1 锌在动物体内的分布与消化吸收

锌是动物体内的必需微量元素之一，分布于机体的各个器官中。其中肝脏、骨骼、肾脏、肌肉、胰腺、性腺、皮肤和被毛中含量较高[6]。

动物种类不同，体内锌吸收的部位也有所不同，犊牛、小羊是在整个小肠吸收，成年牛羊的锌有1/3在皱胃吸收，其他在小肠吸收[7]。采食是动物机体内锌的主要来源。研究表明[8]，锌的吸收和转运主要与几种蛋白质有关：一是肠细胞刷状缘侧的锌转运蛋白ZiP，参与锌的转入；二是肠细胞基底部的锌转运蛋白ZnT1，参与锌的转出；三是与锌结合的蛋白质，如金属硫蛋白(MT)、富半胱氨酸肠蛋白(CRIP)等。但关于锌的吸收机制，目前还没有准确完整的说法，有关锌的吸收机制还需要进一步研究。

2 锌在反刍动物生产中的应用与研究进展

2.1 锌对动物繁殖性能的影响

锌在精子的生成、成熟、体内保存以及获能等过程中具有重要的作用。机体缺锌，会引起公畜睾丸中曲细精管上皮细胞发育不完全，导致结构发生异常，使性腺的发育和功能受损，进而促使精子生成受阻，精液品质下降。Martin等人[3,9]的研究表明，缺锌会导致公羊睾酮减少、精液中精子浓度降低、活动能力和精子异常，这可归因于睾丸间质细胞和支持细胞发育不良，后者是睾酮产生和精子发生的主要场所。在美国西部绵羊生殖系统中，随着生长性能和成熟体型的不断完善，锌的需求也不是一成不变的[10]。Martin GB等人[9]通过对公羊精液的评估发现，在血清睾酮浓度、精液中精子浓度、进行性活动性、活精子百分率或异常率方面差异不显著。由相关报道得知，这是首次定量研究多种锌源对公羊精液性状的影响。Kumar等人[11]评价了日粮锌的不同浓度和来源对杂交公牛（Bos indicus×Bos taurus）精液性状的影响。其报道显示，与饲喂丙酸锌35 mg/kg和对照饲喂33 mg/kg硫酸锌的公牛相比，补充70 mg/kg的硫酸锌和35 mg/kg的丙酸锌的公牛射精中的精子浓度更高。饲喂高锌可能会影响动物机体对锰的吸收，从而影响精液中精子浓度。

2.2 锌对反刍动物生产性能的影响

关于有机锌源与无机锌源对奶牛或奶山羊生产性能的影响，有不同的研究结果。Maharani等[12]研究表明，日粮中添加锌对山羊的干物质摄入量、增重和饲料效率无影响；AK Garg等人[13]在对羔羊的研究中表明，有机锌添加组对纤维素和酸性洗涤纤维的消化率显著高于对照组；试验期间150天，蛋氨酸锌组羔羊平均日增重显著高于对照组和硫酸锌组，探究了不同锌源对羔羊生长性能的作用；Run L等[14]研究表明，不同的锌源如锌氨基酸、锌蛋氨酸、锌蛋白螯合物对奶牛产奶量无影响。在锌源中，饲喂添加锌蛋白螯合物的全混合日粮的奶牛产奶量高于添加锌蛋氨酸、锌蛋白螯合物全混合日粮，而饲喂锌氨基酸的奶牛产奶量高于锌蛋氨酸的奶牛；Chang等[15]研究表明，犊牛在初生重无明显差异的情况下，与对照组相比，补充蛋氨酸锌可显著提高犊牛的日增重。国内外学者研究存在一定差异的原因可能是因为虽都是反刍动物，但是牛羊还是存在很大的个体差异。

2.3 锌对反刍动物免疫功能的影响

许多研究表明，锌是免疫功能的看门人[16-17],循环免疫球蛋白，特别是IgG、IgM和 IgA的浓度是反映免疫功能的重要指标。免疫球蛋白G是调节体液免疫的主要抗体，也是血清中含量最丰富的抗体[18]。Kegley等人[19]提出，补充锌可以通过增加 IgG浓度来提高犊牛的免疫能力。Shen等人[20]研究表明，以 380或570 mg Zn/kg体重的剂量补充包被氧化锌可降低动物的腹泻指数并增加空肠黏膜中分泌性IgA的浓度。奶牛的免疫功能方面，使用低水平的氧化锌优于锌蛋氨酸。

2.4 锌对反刍动物瘤胃环境的影响

锌源也可能影响反刍动物的瘤胃微生物及其对饲料纤维和蛋白质的降解活性[21]。有机锌源在瘤胃环境中保持复合或螯合状态，它们对瘤胃功能的影响可能与无机锌不同。有报道称，添加锌蛋白酸盐的肉牛其瘤胃可溶性锌浓度高于添加氧化锌的肉牛[22]。瘤胃pH值取决于瘤胃发酵底物降解的TVFA和NH3-N。由于瘤胃pH值与TVFA的变化规律不一致，且不同锌源间NH3-N没有受到影响，推测瘤胃pH值可能受其他因素的影响[23]。如锌源的pKa在中性pH值下起酸的作用，乙酸是脂代谢的前体物质，丙酸是糖异生的前体物质，挥发性脂肪酸是为瘤胃微生物供能的主要物质，HM Arelovich等[24]研究表明，在瘤胃VFA中，添加浓度为250 ppm的锌，可以延缓尿素释放氨，提高瘤胃VFA中丙酸的比例，从而降低尿素中毒的可能性，提高瘤胃发酵的能量效率;Run L Wang等[21]的研究表明，锌源、锌水平及其相互作用对瘤胃液NH3-N浓度无显著影响，其他瘤胃发酵指标均受锌源和锌水平的影响。

3 小结

锌源和锌水平对反刍动物的影响都不相同，多数研究对锌的用量只是确定在一定的范围并且没有对比出哪种锌源会更适合反刍动物的使用和应用于实际生产中；锌对反刍动物的作用机制尚不清楚，还需要进一步研究其对瘤胃微生物的影响；另外锌属于重金属元素。因此，在实际生产中我们也要考虑反刍动物消化代谢以后对环境的污染问题。