有机砷制剂对畜禽营养作用的研究进展

iamtao216 · 发表于 2008-4-5 21:13:41

有机砷制剂对畜禽营养作用的研究进展 郭效中　刘天余　　一、引言　　砷分布广泛，遍及动物体各组织及血液里，但其浓度差异很大。主要分布在肝、肾、皮肤、毛发、脾和消化管壁。骨骼和肌肉中浓度虽低，但分布总量大，是体内的主要贮存部位。毛发中的砷，一般是在动物接触砷两周后才开始蓄积，由于它可存留多年，所以可作为有砷接触史的标志。　　微量元素砷已被确认为畜禽营养所必需，在组织器官以及物质代谢方面起着重要作用。然而，砷化物对各种动物均有毒性。进入体内的过量砷与细胞中酶系统的SH—基结合，使细胞代谢所需要的SH—基酶系统发生障碍，造成许多器官组织功能紊乱和器质性病变。但是砷的毒性除与剂量有关外，与它的价态和形态也密切相关，无机砷的毒性作用大，有机砷的毒性作用小而且高效稳定。据报道，砷制剂的毒性由高到低的顺序是砷化氢、三价砷、五价砷，毒性最小的是有机砷。因此，在评价饲料中砷或添加砷制剂的营养作用时，不仅要考虑它的生理剂量，而且还要考虑它的价态和形态。　　本文就有关砷制剂(主要是对氨基苯砷酸、3—硝基—4—羟基苯砷酸)对畜禽营养作用、作用机理、添加剂量，毒副作用、以及对环境污染等问题进行如下综述。　　二、　有机砷制剂的应用现状　　有机砷类饲料添加剂具有刺激动物生长的作用，而且具有较广的抗菌谱，可以改善畜禽的肉质，对于饲养环境差的畜禽，有机砷添加剂的作用更为明显。目前，有机砷类制剂用作饲料添加剂在世界范围内极为普遍，美国消费的有机砷每年达400t左右。英国兽药典至今仍收载有机砷品种。阿根廷、西班牙、芬兰、匈牙利等国的商品性有机砷饲料添加剂品种很多。我国也于1993年初将其作为药物性添加剂使用。　　目前，国内生产的有机砷产品主要为对氨基苯砷酸及其钠盐(阿散酸)和3—硝基—4—羟基苯砷酸(洛克沙砷)。 1、对氨基苯砷酸及其钠盐 (1)来源：化学合成 (2)分子式：C6H6AsNO3 (3)分子量：217.06 (4)理化特性：对氨基苯砷酸为白色晶体粉末，难溶于水。其钠盐易溶于水、无臭、易潮解。 (5)功能作用：该品具有广谱杀菌作用。对肠道寄生虫有杀死和抑制作用，用作饲料添加剂具有提高产蛋率和改善肉质的作用。 (6)添加量：每t饲料中添加量为90g。 2、硝基羟基苯砷酸 (1)来源：化学合成 (2)分子式：C6H6AsNO6 (3)分子量：263.04 (4)理化特性：白色或微黄色粉末，难溶于水，其钠盐易溶于水。 (5)功能作用：具有广谱的杀菌和抑菌作用。本品用作饲料添加剂具有促进畜禽生长之功效。 (6)添加量：每t饲料中添加量为45g。　　三、　有机砷对畜禽营养作用的影响　　氨基苯砷酸和硝基羟基苯砷酸等有机砷化物，对猪、禽的生长、健康和饲料效率，均具有有益的作用。据有关资料表明，对氨基苯砷酸在日粮中添加0.01%～0.02%时，刺激家禽的生长；以0.005%～0.01%水平添加可刺激猪的生长，并提高饲料效率；以0.025%～0.04%水平添加则具有防治猪出血性痢疾的作用。目前，国内学者通过饲养试验研究了在日粮中单独添加有机砷(对氨基苯砷酸和3—硝基—4—羟基苯砷酸)或其与某些抗生素混合使用，饲喂畜禽的饲养效果。 1、有机砷对家禽的营养作用　　梁俊荣等(1998)采用3—硝基—4—羟基苯砷酸进行雏鸡饲喂试验于30日龄时测定雏鸡回肠内容物pH值，回肠内容物中魏氏梭菌和大肠杆菌数量及回肠重。结果表明，添加3—硝基—4—羟基苯砷酸回肠内容物中大肠杆菌数量显著下降(P＜0.05)，回肠内容物pH值显著升高(P＜0 .05)，回肠重与活体重的百分比显著下降(P＜0.01)，同时，该组生长最快，体增重较对照组高7.16%，料重比下降5.96%。　　薛松等(1995)进行了对氨基苯砷酸对产蛋鸡生产性能影响的研究，表明在日粮中添加50×10 -6阿散酸且在较低蛋白水平情况下，能增进鸡体健康，显著提高鸡产蛋率，产蛋量和饲料利用率，产蛋率提高5.26%。　　潘穗华等(1994)研究了有机砷制剂阿散酸和洛克沙砷饲养黄羽肉鸡的效果，即分别在日粮中添加阿散酸(70×10-6)，洛克沙砷(40×10-6)，阿散酸(70×10-6) ＋喹乙醇(30× 10-6)及洛克沙砷(40×10-6)＋喹乙醇(30×10-6)饲喂黄羽肉鸡。结果显示，阿散酸对黄羽鸡的增重效果不如洛克沙砷；阿散酸、洛克沙砷与喹乙醇合并使用，不如单独使用时效果好，可提高饲料转化率。与对照组比，洛克沙砷提高增重7.8%，差异极显著(P＜0. 01)，每kg增重减少耗料4.6%，阿散酸提高增重2.9%，每kg增重减少耗料6.4%，前期较后期增重明显。　　陈继兰等(1994)分别在日粮中添加50×10-6洛克沙砷，100×10-6阿散酸及对氨基苯砷酸钠饲喂肉仔鸡，结果表明，三种有机砷制剂使全期鸡成活率较对照组分别高3.9%，2. 9%及2.1%，有机砷制剂对提高增重，改善饲料转化效率效果明显，尤以洛克沙砷的效果更显著。　　显然，有机砷制剂在促进家禽生长，提高增重速率，改进饲料利用率，增加产蛋鸡的产蛋率等方面有一定的影响，可以防止小鸡由于机体易受感染而早期死亡；有促进家禽蛋白质的合成或降低分解代谢并提高机体免疫力等作用。 2、有机砷制剂对仔猪、生长猪的营养作用　　李德发等(1998)通过添加不同剂量的洛克沙砷(40mg/kg、50mg/kg)，喹乙醇( 50mg/kg)和洛克沙砷(50mg/kg)＋喹乙醇(50mg/kg)对生长猪生长性能的影响。试验结果表明，不同剂量洛克沙砷组，喹乙醇组及洛克沙砷＋喹乙醇组的日增重明显优于对照组(P＜0.05)；40mg /kg与50mg/kg洛克沙砷和50mg/kg喹乙醇＋50mg/kg洛克沙砷三组的肉料比也显著低于对照组(P ＜0.05)；从经济效益上分析，生长猪日粮中添加40mg/kg洛克沙砷的经济效益较好。而且添加洛克沙砷组的腹泻头次比添加喹乙醇和对照组少，表明洛克沙砷对仔猪有一定的防腹泻作用。　　林东康等(1995)在低蛋白日粮中添加75×10-6阿散酸和75×10-6土霉素碱饲喂生长肥育猪，具有良好的增重效果，且可降低蛋白质饲料的使用量，降低饲料成本，并具有较好的防病作用。　　钟华宜等(1994)在日粮中分别添加45×10-6、60×10-6、90×10-6 的浓度的对氨基苯砷酸，研究了其对生长肥育猪生产性能的影响。结果表明，添加对氨基苯砷酸可以改善生长肥育猪生产性能，且后期提高的增重和饲料转化率的效果均优于前期，尤以添加60×10 -6对氨基苯砷酸的效果更好。　　顾方鸿(1994)在乳猪颗粒料中添加60×10-6阿散酸，同时添加4%林可霉素药渣，饲喂60日龄断奶仔猪，试验组较对照组增重高1.87kg，差异极显著(P＜0.01)，其促生长效果明显，能提高日增重，降低饲料费用，防止下痢和皮肤病，并对后阶段肉猪饲养有良好作用。　　王书华等(1993)、邓跃林等(1993)、张国龙等(1994)、楼洪兴等(1994)和李铁军等(1996)先后报道了日粮中添加阿散酸对生长猪有较好的饲养效果，可概括为生长猪日粮中添加100 mg/ kg阿散酸可将体增重和饲料转化率提高2%～7%，提高蛋白质的利用率和降低日粮赖氯酸水平，改善被毛和皮肤的色泽，减轻腹泻。　　因此，有机砷制剂具有促进猪生长，提高饲料效率的作用，可与各种抗生素配合使用，且效果更佳，具有预防和治疗猪只细菌性下痢、赤痢、乳猪下痢的作用；有助于维持增重及饲料摄入量。 3、改善肉牛和肉鸡的肉质　　据说有机砷作饲料添加剂喂养的肉牛，其肉质呈现红白相间的大理石纹理，而且肉质香嫩可口。　　四、　砷制剂的作用机理 Ehrlich1909年最早提出，砷化物与寄生虫体内蛋白质的巯基结合，通过形成共价键发挥药理和毒理作用，后人的研究证实了这一观点。Voegtlin等(1925)进一步证明三价态是砷唯一具有生物活性的价态，五价砷和氧苯砷(间于三价和两价)必须分别氧化和还原为三价砷才有药效。Massey(1962)和Petters(1963)等证明，三价砷能与丙酮酸氧化酶、琥珀酸脱氢酶等含二氢硫辛酸辅基的关键酶结合，强烈抑制其活性。Mitchell等(1971)和Brown(1976)证明，砷可通过与磷酸竞争和抑制NAD的还原，使线粒体氧化磷酸化解耦联而抑制能量产生。　　有机砷制剂促生长作用概括起来可能有以下几个方面： (1)促进生长，刺激代谢机能旺盛，加速机体同化作用，促进蛋白质合成。 (2)抑杀病原，抑制肠道有害微生物和寄生虫的生长和繁殖，使肠粘膜变薄。 (3)使毛细血管舒张，改善皮肤营养，促进血红蛋白的合成。　　但是有机砷对肠道中病原微生物的抑制作用是其重要的促生长作用机理之一。这样一方面使肠壁变薄，改善肠道细胞代谢，促进物质的消化吸收，提高饲料消化率；另一方面减轻或避免了病原微生物产生的有害代谢产物对动物机体中间代谢过程的不利影响，节约了机体用于解毒作用的能量。　　五、　阿散酸和洛克沙砷对畜禽营养功效的比较　　据报道，洛克沙砷是目前最有效的砷制剂，促生长作用强，用量少，因而，成本低，经济效益好；对抗球虫药具有协同作用，能明显提高抗球虫效果；同时它也可显著降低饲喂高铜引起的肝铜浓度升高等特点。如前文所说，作为砷制剂，阿散酸在每t饲料中的添加量为90g，而洛克沙砷在每t饲料中的添加量为45g，是阿散酸的一半。通常阿散酸的添加量为10 0×10 -6，而洛克沙砷的添加量为50×10-6。中国农业科学院畜牧研究所陈继兰等人对艾维茵肉仔鸡促生长效果的对比试验结果表明，添加50×10-6洛克沙砷的试验组，在22 ～4 9日龄时，比相同基础日粮水平下添加100×10-6阿散酸试验组提高增重5.9%。另一项广东农科院畜牧研究所在一项对鸡的试验中发现，在基础日粮水平相同的情况下，添加40×10 -6洛克沙砷试验组，在0～6周龄阶段可比添加70×10-6阿散酸试验组平均多增重6.5 %，在7～11周龄阶段可多增重3.4%。这也说明，无论在前期还是在后期，添加洛克沙砷都比添加阿散酸的效果好。另外，洛克沙砷与抗球虫药具有协同作用。McDougald等人在1981 年就发现洛克沙砷和盐霉素的抗球虫作用具有叠加效应。广东农科院兽医研究所吴惠贤等人对洛克沙砷与球痢灵配伍使用的抗球虫效果做过一项试验，结果证实了这种协同作用的存在。最后，洛克沙砷能够降低高铜引起的肝铜浓度的升高。这种作用与铜的添加量有关，低铜饲喂时，洛克沙砷对肝铜浓度几乎无影响，但是当饲喂中毒剂量的铜(650×10-6)所致的猪体增重下降可被饲喂100×10-6洛克沙砷所改善，而且这一水平的洛克沙砷使肝洞浓度下降了2倍。洛克沙砷的这一作用是因为相邻间有硝基、羟基而使得它能与铜发生Baudisch 螯合反应，而阿散酸因不含有可螯合的硝基和羟基，因而对肝铜浓度没有影响。　　六、　砷的毒副作用及对环境的影响　　大多数砷化物都有很大的毒性，其化合价态、化合物种类和溶解性等都影响毒性，无机砷毒性大于有机砷，三价砷大于五价砷。砷制剂极易被人和动物吸收，但沉积量少，大部分以甲胂酸和二甲基次胂酸等甲基化产物迅速随尿排出体外。家畜砷中毒主要表现为食欲不振，体重减轻，麻痹，便秘和腹泻，并有时出现各种类型的皮炎，甚至有可能使部分家畜死亡。解剖发现肝肿大、阻塞性黄疸、肝硬化等症状。同时砷对动物和人的生殖机能都具有毒害和致畸作用。国际癌症研究机构(IARC，1980)将砷列为致癌因子。Adrien(1985)指出，砷化物的药理和毒理作用本质上是相同的。砷能毒杀细菌和寄生虫，对宿主也有毒害作用，只不过寄生虫体积小，体内生化反应比宿主体细胞更加旺盛，游离巯基的浓度较高，对砷的反应更敏感而已。但是砷是动物机体的一种必需元素，因此，最为重要的一点就是要掌握好砷的供给量，其次也不应该长期使用砷制剂。　　砷制剂对动物体可能会造成不利的影响，而且能够对环境造成很大的污染，畜禽日粮中使用砷制剂，就会向环境中排放出砷，这样如果有大量畜禽长期使用砷制剂，就会对土壤、空气、水及周围环境造成严重污染，为此，大多数国家对砷制剂的应用都有严格的规定。我国饲料卫生标准规定(GB-13078-91)，鱼粉、石粉和磷酸盐中砷含量分别不得高于(mg/kg)10、 2和10，鸡配合饲料和猪配合饲料中的砷含量都不得高于2 mg/kg。而且，对于有机砷制剂作为有机砷源，最好是在屠宰前5d停止使用。所以，如果长期大量使用有机砷制剂作为动物的促生长制剂，可能会对环境造成重大的损失。　　七、　结语　　有机砷制剂对动物有促进生长、提高产量、抵抗病原、增强机体免疫力的作用。然而，砷制剂对人与动物均存在毒副作用，而且会对环境造成巨大的污染。所以，我们使用砷制剂，必须慎重，不仅要考虑它的经济效益，而且还要考虑它的生态效益和社会效益。郭效中（云南农业大学动物营养重点实验室）刘天余（云南农业大学动物营养重点实验室）