微量元素锌与宠物营养 龚明川 (中英合资成都好主人宠物食品有限公司,四川成都,610041)
摘要:本文对微量元素锌在宠物体内的分布、吸收、代谢、生物学功能作了一综述,并就其与宠物繁殖、免疫功能之间的关系进行了探讨,对整个宠物营养学的发展前景进行了展望。
关键词:锌;宠物
在过去的40年间,由于拥有宠物(此处主要是指猫和狗)对人类健康和福利的重要性的提高,人们对这些伴侣动物的关心也日益增强有关宠物的营养学已日益受到重视并成为人们致力研究的领域。本文就目前研究热点之一—微量元素营养,并借鉴在其他动物上的研究成果,对锌与宠物营养之间的关系作一探讨,希望能为目前国内的宠物食品营养研究者提供一些理论依据。
1934年,Todd等人通过大鼠试验首次证实锌是动物营养所必需的微量元素之一。迄今,锌是目前确认的15种微量元素中生理功能最多的一种元素。它不仅参与机体的各种代谢而且还在骨骼发育、生殖、免疫、生物膜稳定和基因表达等生理机能中担负这重要角色。
1 锌在动物体内的分布、吸收及其代谢
锌在地壳中的含量为0.004%,是宠物体内重要的必需微量元素,体内丰度仅次于铁,居第二位。锌在宠物体内的分布并不均衡,主要以胞液内或线粒体内金属蛋白形式存在于几乎全部脏器内,骨骼肌中约占体内总锌50%~60%,骨骼中占30%,各组织内锌浓度较高者为前列腺、肌肉、视网膜、肝脏和肾脏。
宠物体内锌的吸收主要是在小肠。许多研究者对锌在小肠的最大吸收部位进行了研究。由于试验方法、试验期的长短、受试动物种类和所处的生理状态、判断指标及锌添加方式不同,所得结果存在差异。Y Naveh等(1988)用体内肠灌注技术在12只狗上研究小肠不同部位对锌的净吸收,发现锌吸收的大小顺序为十二指肠>回肠>空肠。锌的吸收机理现在仍不清楚,目前仍沿用Evan1975年提出的小肠锌吸收假说。
吸收的锌与血浆清蛋白结合,通过血液循环转运到各组织器官。不同组织器官周转代谢速度不同,肝是锌代谢的主要器官,周转速度较快;骨和神经系统锌周转代谢较慢;而毛中锌基本不存在分解代谢。代谢后的锌主要经过胆汁、胰液及其它消化液从粪便中排泄。此外,汗液、乳汁、脱落的毛发也是锌排泄的途径。
2 锌在宠物体内的生物学功能
2.1 锌与宠物体内的酶
现已证明锌参与动物体内300余种酶和功能蛋白的组成,其中碳酸酐酶、羧肽酶、二肽酶、醇脱氢酶、碱性磷酸酶、胸苷激酶和超氧化物岐化酶等都是宠物体内重要的含锌酶。锌缺乏时,碱性磷酸酶、羧肽酶、胸苷激酶和超氧化物岐化酶活性显著下降,产生不良后果。
2.2 锌与宠物的生长
2.2.1 锌与三大营养物质代谢
缺锌会使胰岛素的合成、分泌、利用时间下降,葡萄糖利用、脂肪吸收和参与乳糜微粒转运到血液中的过程受阻。锌促进葡糖糖进入脂肪组织,有利于脂肪储存。
锌与蛋白质关系最重要。锌是DNA聚合酶、RNA聚合酶的辅助因子,直接参加细胞内核酸、蛋白质合成,促进细胞的分裂增殖,有利于组织的生长、发育、更新及修复。DreostiIea(1976)报道,在缺锌后48h便出现蛋白质合成障碍,体内含锌酶的活性不同程度下降,基础代谢率降低。血浆白蛋白水平下降,运输代谢物的能力减弱。Jacobsen等(1986)用锌缺乏日粮(<7ppm)饲喂猫四个月后发现,体重显著下降。
2.2.2 锌与维生素、矿物质代谢
锌参与肝脏的视网膜内维生素A还原酶的组成和功能的发挥,因该酶与视黄醛的合成和变构有关,从而影响动物的正常视力和暗视力。缺锌致使肝脏内储存的维生素A动员和运输受阻,血浆维生素A水平下降,从而导致内源性运输不良性维生素A缺乏,引起视力和暗适应失常;
Robertson等(1963)报道在狗上饲喂锌缺乏日粮(钙过量),会导致结膜炎、角膜炎和视觉系统严重伤害。
缺锌引起维生素C重吸收下降,补锌可以减少维生素C的排泄,并与维生素C有协同作用,防止动脉硬化。
2.2.3 锌与食欲
宠物体内锌主要是通过唾液内的一种含有两个锌离子的唾液蛋白—味觉素做介质影响味觉及食欲。味觉素对口腔黏膜上皮细胞的结构、功能及代谢有重要作用。缺锌常引起口腔黏膜增生及角化不全,大量脱落的上皮细胞会掩盖和阻塞舌乳头中的味蕾小孔,使食物难于接触味蕾,不易引起味觉,进而影响食欲。此外,唾液中的碱性磷酸酶和胰羧肽酶A均是含锌酶,它们在唾液中含量减少或活性降低也可影响食欲。
2.3 锌与宠物的繁殖功能
在雄性中锌主要分布在睾丸、附睾丸和前列腺及精液中,其中精液中锌含量最高。精液中锌含量的多少是影响精子数量和质量的一个因素,从而影响正常的生育。缺锌可使人体的性腺成熟期推迟,性腺萎缩与纤维化,第二性征发育不全等不育症。
锌可使胎儿在子宫内正常发育,使怀孕动物的代谢正常进行。当怀孕动物缺锌时,体内核酸合成减少,导致蛋白质合成减慢,组织和器官的发育出现不同步现象,导致胎儿畸形(管宁1994)。可使胎儿体质量下降50%(尹宣1991),胎儿分泌的胰岛素减少,母体输送给胎儿的血糖不能充分利用,糖代谢障碍使胎儿在宫内发育迟缓。Grail等(1998)通过试验证明,在日粮中添加螯合形式的Zn、Cu、Mn会影响怀孕比格犬的繁殖性能。
2.4 锌与宠物的免疫功能
动物试验研究表明,锌缺乏可引起胸腺、脾脏、淋巴结和肠道淋巴组织结构明显改变,尤其是对于胸腺的影响最为显著,严重者可发展为实质性萎缩。淋巴细胞特别是T淋巴细胞对缺锌特别敏感。日本学者指出:缺锌可抑制T淋巴细胞的增殖和分化,从而引起T淋巴细胞功能损害。唐方等(1992)认为,锌缺乏可直接导致具有免疫调节作用的巨噬细胞超微结构改变,由于形态的改变而导致其功能下降,临床表现的反复呼吸道感染可能与缺锌有关。
3 影响宠物锌利用的因素
3.1 食物因素
幼龄宠物在食用低能量低蛋白质食品时,锌的吸收和沉积水平均降低。食物中锌缺乏严重影响硫和氮的吸收,食物中锌和氮之间存在着密切的关系,由于现在的宠物食品中蛋白质一般不会缺乏,所以不会+发生由于氮缺乏而影响锌的利用现象。另外食品中含植酸盐高,能与锌、钙形成锌-植酸盐-钙不溶性物质,从而影响锌的吸收,粗纤维行量高也会影响宠物对锌的利用率。;
3.2 锌的添加剂量、化学形式
按照AAFCO在宠物上对锌的需求量:猫75mg/kg,最大可添加到2000mg/kg;狗120mg/kg,最大可添加到1000mg/kg。不同的锌营养强化剂添加到食品中后,其生物利用度有不同,微量元素的吸收是在肠内吸收或在消化前与氨基酸蛋白质进行螯合。由于机体内螯合物质的自然能力有限,未被螯合的游离金属离子则不被吸收。一般而言,第一代无机锌的在6%~7%;第二代有机锌在14%左右;第三代氨基酸锌螯合物在36.5%左右;第四代生物活性锌在68.2%左右。
Baker and Ammerman 1995,Lowe等1994,Lowe and Wiseman1997都发现氧化锌在狗上作为添加剂使用具有较低的生物效价。Friedhelm Brinkhams等(1998)用10只成年比格犬研究氧化锌和丙酸盐锌在狗上的生物利用度,结果发现饲喂丙酸盐锌的狗在6小时之内血浆中锌浓度显著高于饲喂氧化锌的狗。
3.3 锌与其他微量元素的相互作用
摄入大剂量的锌可以抑制机体对铜的吸收。人体研究表明,一旦在Zn/Cu比例大于10时,会出现铜缺乏;与之相反,铜对锌的影响并不明显。一般认为,锌和铜在肠黏膜竞争相同键位和共同的代谢渠道。食物中高铁会降低锌的吸收,加剧锌缺乏症状。过量的锌也会降低铁的利用率,但锌过量50~100倍,才会出现血液和组织中铁含量降低。另外,食物中钙过高对锌的利用有拮抗作用,从而影响锌的吸收,高钙还影响锌在体内的分配。Mullaney等(1992)研究表明在狗上使用醋酸锌可治疗铜中毒。
随着宠物在人们生活中地位的提高,更多的营养学家也开始致力于宠物营养学的研究,但是很多方面都还未进行深入的研究和探讨,大部分理论仍是借鉴其他动物上的研究成果。因此,我们应该在以后加强宠物营养学的研究,增进人类伴侣动物的健康、福利,并使它们的寿命得到大幅度延长。
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The relation between zinc and pet nutrition
Gong ming chuan
(Sino-British joint venture chengdu care pet food co.,ltd. Chengdu sichuan 610041,china)
Abstrct: This article generalizes the distribution, absorption, metabolization and biologitical function of zinc in pet, and discusses the relation between zinc and reproduction, immune of pet, and shows the prediction of the pet nutrition in the future.
Keyword: Zinc; Pet
作者简介:龚明川(1980—),男,汉族 |