锌的生物学特性及其在断奶仔猪中的作用

王耀东，赵玉蓉

（ 湖南农业大学，长沙 410128）

锌作为一种重要的微量元素，在畜禽生产中起着重要的作用。在众多微量元素中，锌是目前以来发现功能最多的元素之一，其参与畜禽体内多种酶的构成，与畜禽的生理功能密切相关。锌还可以促进畜禽的生长发育、提高畜禽的免疫力、繁殖能力等，除此之外，锌也对断奶仔猪的胃肠道功能有一定的改善作用。然而，当锌含量过高时，也会对畜禽生产以及健康状况造成严重的影响，因此锌需要科学合理的使用。当仔猪处于刚断奶阶段时，其身体各器官组织发育不全，胃肠道系统还没有发育完全，不适当的饲养管理以及饲料营养配比失衡等问题可能会引起仔猪各种疾病、甚至导致其死亡。本文探讨锌的生物学特性以及锌对断奶仔猪的影响，以期为今后的研究提供参考。

1 锌的生物学特性

锌在动物生长发育及生产中有很多重要的作用，其中主要包括促进动物的生长发育、提高动物的繁殖能力、提高动物免疫力等一些作用，饲料和添加剂中锌的添加量密切影响动物的生理状况。因此，有关于锌的生理特性问题是研究者们相对重视的一个课题。

1.1 锌的吸收方式

锌在动物体内主要是在肠道位置被吸收利用。锌主要分为无机锌和有机锌两种，其在动物体内的具体吸收方式目前还不明确，但其吸收过程主要是包括锌进入小肠黏膜细胞和锌进入血液循环两个环节。综合国内外一些学者的研究发现，锌的可能吸收方式如下：锌与胰脏分泌的锌配体结合成锌配体复合物；锌配体复合物穿过小肠微绒毛进入小肠粘膜细胞；复合物在基膜结合位点与白蛋白结合，随后进入血液循环系统。

1.2 锌与自由基

锌可以通过清除新陈代谢所产生的自由基而有效的提高动物机体的抗氧化能力。自由基是指含有奇数电子的分子、原子或离子，是体内正常代谢过程的副产物，是代谢活动必定会产生的物质。自由基的性质极不稳定，氧化能力极强，会对体内的蛋白质、细胞膜，甚至DNA造成严重的氧化损害。体内存在着自由基防御系统，可以清除体内多余的自由基。自由基系统主要包括一部分酶、维生素和蛋白质等；酶包括超氧化物歧化酶、过氧化氢酶、过氧化物酶等一些酶，而锌是其中一部分酶的激活剂。因此，锌会影响这些酶的活性，从而影响自由基防御系统的功能。曹国华等对小鼠进行缺锌饲养试验发现，缺锌会导致自由基防御系统功能下降[1]。李文丽等研究表明，加锌饲料饲喂的中毒大鼠血液的GSH-Px和CAT活性显著上升[2]。此外，锌除了可以增强酶活性之外，还可以通过与铁离子竞争关系来抑制羟自由基（OH-）的生成[3]。

2 断奶仔猪消化系统生理特点

2.1 消化器官未发育完全

初生仔猪消化能力较弱，它的消化器官虽已基本形成，但其功能与结构还不健全，消化器官的体积与重量小。因此，仔猪在断奶后消化器官很容易受损，从而影响仔猪的消化能力。比如仔猪的小肠在其断奶后会发生显著的变化，与消化密切相关的小肠绒毛长度会变短、萎缩，隐窝深度加大；胰腺也是一个重要的消化器官，其分泌的胰液有很强的消化能力，研究表明，断奶会使胰腺受到自由基的影响而使胰腺的能力受损。这些消化器官变化会使仔猪的消化能力明显受到影响[4-5]。

2.2 胃酸分泌不足，胃肠道pH高

新生仔猪消化系统不发达，神经与胃之间的联系不完全，胃酸分泌不足，因此其胃肠道的pH较高，仔猪的自身消化能力就比较弱，一般是通过吸收母猪母乳所提供的营养物质用以维持生长发育[6]。此外，母乳中除了给仔猪提供一些营养物质外，母乳中所含有的乳糖可以有效的提高仔猪的消化能力，仔猪从母乳中获取乳糖，发酵后会产生乳酸从而维持仔猪胃肠道的酸性环境，从而降低pH。而在仔猪断奶后，消化道内的乳酸减少，胃肠道酸性环境难以维持，胃肠道pH就会升高。

2.3 消化酶活性低

消化酶是指参与消化的一类酶的总称，主要包括胃蛋白酶、淀粉酶、胰蛋白酶等。动物的消化能力的强弱与消化酶的活性和含量密切相关，初生仔猪的消化酶活性较低，主要靠母猪母乳提供营养物质，而仔猪断奶后其消化酶的活性和含量短时间内提升较为缓慢，因此很容易导致仔猪生长受阻以及引起腹泻等问题。王艳玲等研究表明，断奶对仔猪消化酶的活性及含量等有抑制作用，并在仔猪断奶1～2周后恢复并超过断奶前的水平[7]。此外，消化道pH的变高也导致一些消化酶的活性受到影响，试验发现，饲喂有酸化剂饲粮断奶仔猪，可以降低胃肠道的pH，使得胃蛋白酶等消化酶的活性高，而没有饲喂酸化剂仔猪断奶胃肠道pH偏高，其消化酶的活性也受到影响[8]。

2.4 免疫功能不健全

新生仔猪的免疫器官还处于发育阶段，在此阶段，仔猪的免疫能力较差，一般是在其＞4～5周龄才能产生足够的抗体物质[9]。因此，在此之前，仔猪一般是通过获取母猪母乳中所含有的免疫球蛋白来提供免疫能力。而仔猪在其28日龄断奶后，无法获取足够的免疫球蛋白，免疫能力会下降，仔猪又受到外界环境与断奶应激等影响，会出现腹泻、生长受阻等仔猪断奶综合征。

3 锌对断奶仔猪的作用

3.1 促进生长发育

锌作为动物体所需的微量元素之一，参与动物体内多种酶的构成与激活，包括碱性磷酸酶、碳酸酐酶、醇脱氢酶、乳酸脱氢酶、谷氨酸脱氢酶及羧肽酶等一些酶；锌也参与动物体内DNA、RNA以及蛋白质的合成；通过这些途径，锌水平的高低可以显著影响动物的生长发育以及其生产性能。在饲粮中添加适量的锌，可以有效提高动物体酶的活性，引起动物体内蛋白质的合成以及代谢功能的变化，从而使动物各性能提高。张纯等研究表明，在日粮中添加适量的有机锌、无机锌有利于提高断奶仔猪的增重与采食量[10]。吕航研究表明，添加高锌日粮会明显提高断奶仔猪前两周的生产性能[11]。

3.2 参与动物体组织的构成

锌与蛋白质的合成密切相关，而蛋白质是构成动物体组织的重要组成成分，通过调节锌的含量可以影响到动物皮肤、毛发以及骨骼的发育情况。而且锌自身也参与了骨骼的构成，在骨骼中的含锌量约占体内总锌的30%。

3.3 调节动物免疫功能

矿物质元素与动物体液免疫、细胞免疫密切相关，常量元素为免疫系统提供适宜的环境，而微量元素则通过影响酶系统的平衡来影响免疫系统的稳定。一般来说，常量元素在体内含量较多，缺乏状况很少出现；但是微量元素在体内含量较少，当动物体内某种、或某几种微量元素缺乏，或者失衡时，会导致动物的免疫功能下降，发病率上升。锌是动物生长发育所必须的一种营养物质，也是动物体免疫器官及免疫组织生长发育所必须的微量元素之一，对免疫器官稳定的维持起关键作用。锌的供给水平直接影响动物的免疫能力，王勇等研究表明，饲料中添加甘氨酸锌100 mg·kg-1可以明显提高断奶仔猪的胰脏和淋巴结指数[12]；冷静等研究表明，在饲料中添加一定水平的锌，可以促进断奶仔猪的免疫器官生长，然而锌缺乏会导致免疫器官重量直接减轻，免疫能力降低[13]。畜禽缺锌或者锌过量都会导致动物体内一些免疫器官发生异常，如萎缩、重量减小等问题，并会导致其免疫细胞和免疫因子等显著减少，从而引起免疫系统的失衡。陈亮研究表明，饲喂高锌日龄的断奶仔猪在第6～10周出现明显的中毒反应，免疫机能受到明显的损害，其小肠黏膜的绒毛高度明显变短，隐窝变深，肠黏膜上皮细胞萎缩，肠道黏液层厚度变薄[14]。

3.4 抗氧化能力

除了一些营养作用外，锌还具有抗氧化能力，提高锌的水平主要是通过其与体内自由基防御系统的关系来清除体内的自由基，从而达到抗氧化的效果。

3.5 抗腹泻作用

仔猪断奶后本身因为消化系统的不成熟、免疫系统不健全以及断奶应激等一些原因往往会导致仔猪出现严重腹泻情况，除了仔猪自身原因以外，环境因素与人为因素也会导致其腹泻严重。腹泻会导致仔猪的生长受阻，严重时甚至会使其死亡，因此，仔猪抗腹泻是一个比较重要的问题。锌有助于提高动物免疫器官的免疫能力，减轻断奶应激对小肠绒毛的损伤，保护胃肠道粘膜，并且锌对消化酶的作用也有利于维持仔猪胃肠道的健康。此外，锌对自由基的清除能力也可以有效的减少自由基对仔猪免疫系统的破坏。从这些方面来看，锌对仔猪腹泻的控制有极大的作用。

4 锌的添加方式及使用量

锌主要分为有机锌（复合氨基酸螯合锌）与无机锌（硫酸锌、碳酸锌、氧化锌、氯化锌等）两种，猪饲料中添加锌主要是以无机锌的方式。就目前我国现状来看，一般是在猪饲料配方中加入一定量的氧化锌来防止动物腹泻。研究表明，有机锌与无机锌相比，更有利于动物的生长发育，且两者搭配使用效果更为明显[15]。综合各文献，添加有机锌与无机锌对猪的影响如表1、2所示。

表1 相同锌水平下无机锌与有机锌对猪的影响

当然，锌的使用也需要科学合理适当，过量的添加锌不仅不能促进动物生长、维持动物健康，反而会造成严重的负面影响。锌的过量使用会造成严重的环境污染，锌在动物体内无法被完全吸收，会积累在动物体内以及随其粪便排出，这些问题会导致土壤及动物产品中的重金属含量严重超标。锌的过量也会导致动物机体受损、饲料营养失衡等问题。陈丽敏等研究表明，饲喂雌性大鼠过量的锌将会导致其发情周期紊乱，性激素分泌失调，从而导致其生殖功能受损[16]。众所周知，饲料营养的配方需要合理平衡，如果为追求效果，一味的加大锌的剂量，将会使饲料营养比例失衡，引起锌与其他元素如钙、磷等之间的颉颃作用，从而会使仔猪的生长受阻甚至停止。高锌对生长性能有一定的促进作用，然而长期高锌会导致猪毛发、皮肤等表现变差，以及引起一系列综合征。此外，由于动物生长阶段不同，其生理条件等也会发生变化，因此锌的添加量也各不相同。总结分析我国各研究发现，各阶段猪饲粮中锌的添加量如表3所示。

表2 不同锌水平下无机锌与有机锌对猪的影响

表3 猪不同阶段锌的添加量

5 展望

综上所述，锌作为作用极其丰富的微量元素之一，有着独特的生物学特性，它不仅在仔猪的生长发育中有着至关重要的作用，而且也对仔猪的断奶综合征有一定帮助。然而，锌的功能多种多样，作用机理也极为复杂，目前我国对锌的研究还存在欠缺。锌的研究还需要继续深入，因此需要多学科合作进一步探讨。

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