微量元素硒的卫生学

 
张妮娅 齐德生
华中农业大学牧医学院饲料毒物与环境卫生实验室
武汉 430070

摘 要:本文对硒在动物体内的代谢、硒中毒的主要原因、畜禽对硒的需要量与耐受量、硒对动物的毒害作用及其作用机理进行了讨论,为动物硒中毒病的诊断、防制及在饲料中合理使用硒制剂提供参考。
关键词:硒;营养;毒性;防制

硒是一种类金属元素。1917年由瑞典科学家Berzelius发现后,一直被认为是一种有毒元素。直到1957年美国营养学家Schwarz和Foltz提出硒是酵母、肾和肝中发现的未知因子,这种因子可以预防大鼠的肝坏死和鸡的渗出性素质,从而首次证明硒对动物具有营养作用,硒才被人们接受为动物的必需微量元素之一。目前硒在畜牧业中已广泛的应用于预防畜禽中各种对硒和维生素E有反应的各种疾病,如牛羊的白肌病、鸡的渗出性素质和猪的桑葚心和营养性肝病。硒对预防动物肌肉营养性萎缩病也有一定的作用。此外,在改善畜禽肉品质方面,硒也得到了广泛的应用。在人们逐渐认识到硒对畜禽的重要作用以后,随之也出现了由于盲目添加硒制剂或添加方法不当引起畜禽中毒的现象,仅湖北省最近就有几家大中型畜禽养殖厂出现了硒中毒事件。本文系统讨论了硒在动物体内的代谢、畜禽对硒的需要量和中毒剂量、硒对动物的毒害作用及其作用机理,为合理使用硒添加剂以及防制动物硒中毒提供依据。

1.硒的缺乏症以及硒的营养作用的生物学基础
1.1硒缺乏症及其病理学变化
硒缺乏典型病例的症候群表现为运动障碍、消化机能紊乱、心脏衰弱、呼吸困难,家禽排肌红蛋白质或血红蛋白尿,雏鸡渗出性素质、脑软化。各种动物缺硒都发生受精率下降、死胎或产仔虚弱。成年母畜缺硒出现繁殖周期紊乱甚至不发情、受胎率低、性欲下降、生育力下降,即使妊娠,也易发生流产、胚胎早期死亡、产出弱胎、产后胎衣不下、产仔率和成活率降低,母畜产后易发生乳房炎、子宫炎、卵巢囊肿。
骨骼肌、心肌和肝脏变质性病变(营养不良、变性、坏死)为动物硒缺乏症常见的病理学变化,但不同种属动物的病理学变化特征有所不同。犊牛、羔羊、马驹、仔鹿和幼驼主要表现骨骼肌和心肌的变性、坏死;仔猪以桑葚心、肝营养不良最为明显;雏鸡以渗出性素质、胰腺变性和纤维化、脑软化、肌营养不良为特征;雏鸭的肌胃变性最为突出,胰腺仅呈变性和坏死;水貂典型病变为脂肪炎,肝脏和肾脏脂肪变性尤为明显。(康世良)
1.2硒营养的生物学基础及与动物免疫机能的关系
硒是谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)的必要组成成分,硒的主要生物学功能是通过GSH-Px表现出来的。GSH-Px能催化还原型谷胱甘肽转变为氧化型谷胱甘肽的反应,使机体内有毒性的脂质过氧化物还原为无害的羟基化合物,防止因脂质过氧化物堆积造成对心细胞及其它细胞的损害,以保护细胞膜的结构和功能的完整性。当动物体内硒量不足时,GSH-Px的活性会显著下降,可导致心肌纤维坏死、心肌小动脉及毛细管损伤。硒能提高动物生殖力,通过补硒能提高血中GSH-Px的活性,防止受精前卵子受氧化损害,使子宫内环境处于最佳状态,也是提高受精率及受精卵的着床率的重要保障。同时,硒与维生素E具有协同抗氧化作用。硒还参与辅酶A和辅酶Q的合成,促进丙酮酸脱羧,加强α-酮戊二酸氧化酶系统的活性,在三羧酸循环和呼吸链的电子传递过程中起着重要作用。硒还存在于甲酸脱氢酶、甘氨酸还原酶以及叶酸氧化酶中,直接或间接地影响着机体的代谢过程。硒还能提高动物机体的免疫机能,促进淋巴细胞的增殖及动物免疫球蛋白的合成,提高免疫机能。此外,硒与过氧化氢酶(CAT)和超氧化物歧化酶(SOD)有协同作用,从而提高畜禽肉品质量。许多报道指出硒中毒与组织抗坏血酸和谷胱甘肽减少有关,使ATP受到抑制,肝脏蛋氨酸明显降低。

2.硒在动物体内的代谢
2.1硒的吸收与分布
无机硒或有机硒化合物都能迅速的被消化道、呼吸道、皮肤、皮下、肌肉或静脉吸收后进入血循环并迅速分布到各脏器和组织。动物摄取硒的主要来源为食物,食入的硒通过肠道吸收。硒的主要吸收部位是十二指肠,胃和大肠几乎不发生硒的吸收。反刍动物对缺硒较为敏感,因为反刍动物的肠内容物易将亚硒酸盐还原成不溶性化合物,导致反刍动物硒的吸收比单胃动物差。亚硒酸盐形式的硒必须在红细胞内转化以后才能与血浆蛋白结合,数小时后再转入到球蛋白中。
硒的吸收水平与硒化合物的形态有关,胃肠道对可溶性亚硒酸钠、硒酸钠及有机硒化合物吸收很快。
硒吸收后很快进入血液,由血液运至全身各组织器官,主要分布于肾、肝、胰腺、脾中,少量的硒分布于肌肉、骨骼、脑中。硒还能通过胎盘进入胎儿体内。
2.2硒的排泄
任何方式进入体内的硒都通过粪、尿或呼出气体排出体外。硒在各排泄系统排泄的比例随摄入的硒量、动物的种类和饲料中其它矿物质的浓度而变化。粪便中的硒主要是未被吸收的饲料硒和少量随胆汁、胰液及肠液一起分泌到肠内的硒。当饲料中含有大量硒时,主要排泄途径是经肺部排出具有挥发性的二甲基硒化合物。当饲料中硒的含量维持在生理水平时,观察不到肺部排出,主要是随尿排泄。饲料中蛋白质、蛋氨酸含量增加时,硒随呼吸道的排泄量也随之增加。反刍动物从粪中排出的硒比尿中多,非反刍动物则没有这一现象。注射砷、汞、铊和镉等也可增加硒的排泄量。

3.硒的需要量和耐受量以及影响硒营养的因素
3.1影响硒活性的因素
畜禽对硒的需要量,受动物的种类、年龄、个体、饲料中硒的存在形式、日粮中的微量元素、维生素E、蛋白质以及含硫氨基酸等因素的影响。
动物对硒的需要量,受动物的种类、年龄、个体、饲料中硒的存在形式、日粮中的微量元素、维生素E、含硫氨基酸及不饱和脂肪酸等因素的影响。
硒是动物的必需微量元素,硒与维生素E有密切的关系,其营养有相似之处,但二者又不能完全互相代替。虽然缺硒的大部分症状与缺乏维生素E的症状相似,但有些疾病只能用补硒治疗,有些疾病只能补充维生素E治疗,而有些疾病则用硒和维生素E的协同作用。如,牛和羊的白肌病和雏鸡胰腺萎缩、生长受阻,是缺硒引起的,在日粮中补加硒即可治疗;雏鸡的脑软化是缺维生素E所引起的,补加维生素E有效;而雏鸡渗出性素质、大鼠和小鼠的肝坏死、兔肌肉营养不良等症状,则要补加硒和维生素E治疗。
硒与其它元素关系复杂。饲料中的砷、银、汞、铁、锌、铜、铅、镉、硫、磷等元素对硒具有拮抗作用。在鸡饲料中添加氯化汞、硫酸铜、硫酸镉能防止鸡的硒中毒引起的生长阻滞和死亡率高的现象。汞、铜、镉的保护作用,主要是在肠道内与硒产生一种无害的化合物而使硒失去毒性。银也可干扰硒的毒性,其作用机理与汞、镉相同。硫和磷能缓解,锌能降低硒的吸收和生物学效能,硒也能缓解铝的毒性。砷与硒有拮抗作用,目前砷制剂已用于畜禽硒中毒的防止。
高蛋白饲料对硒中毒具有保护作用。饲料中蛋白质的含量为10%时,饲喂10ppm硒对大鼠就有很强的毒性,但是当饲料中蛋白质的含量增加到20%是,则很少显示出硒的毒性(杨文正)。另外,日粮中含硫氨基酸的含量增加对硒中毒也会有保护作用并会影响动物对硒的需要量,这是因为含硫氨基酸如光氨酸和蛋氨酸具有抗氧化作用的缘故。
3.2 动物对硒的需要量和耐受量
不同的畜禽及其不同的生长阶段对硒的需要量和耐受量是不同的。
3.2.1猪对硒的需要量,见表1。
表1.不同的国家或地区猪饲料中硒的营养需要量(mg/kg)(张宏福)

地区
生长肥育猪(Kg)
妊娠母猪
哺乳母猪
公布年份
1-5
5-10
10-20
20-60
60-90

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