硒的生理功能及在富硒饲料中的应用

c103920731 · 发表于 2008-7-27 17:52:37

硒的生理功能及在富硒饲料中的应用

硒不仅是人类的必需微量元素，也是动物的必需微量元素。由于硒的毒性以及亚硒酸钠的低利用率，在饲料中添加过量亚硒酸钠可能造成环境的污染，从而限制了无机硒在饲料中的应用。1984年，FDA已把硒添加量上限降低到0.1mg/kg，而有机硒可能是一类安全高效的硒添加剂。

一、硒与动物的生物化学功能

众所周知，硒是谷胱甘肽过氧化物酶（GPx）的活性中心，GPx是一种可以淬灭或破坏动物体内自由基及脂质过氧化物的抗氧化酶。动物体内自由基及过氧化物过多，将会损伤细胞膜，造成细胞功能失调、坏死。动物体内大约30～40％的硒是以GPx形式存在，还有磷脂氢过氧化物酶、碘化甲状腺原氨酸脱碘酶（iodothy ronine deiodinase），又称碘酪氨酸脱碘酶，是一种硒依赖酶，可以把甲状腺素(thyro Xine,T4)转化成立碘甲状腺素(triiodoth Yronine,T3)，T3与动物体内脂肪代谢及热量控制有关，因此，动物缺硒对寒冷抵抗力下降。J·R·Arthur研究表明，甲状腺功能还涉及其它3种硒蛋白。即硒蛋白W，其损失将导致绵羊白肌病，猪肉滴水损失提高，肉鸡发生腹水症，还可能具有抗生素的功能；硒蛋白P，可能涉及血浆中硒的转运；精子顶体硒蛋白，在细胞内起到构架的作用，是精子细胞的主要成份。因此，硒不仅关系到动物的生长（甲状腺素是动物的主要生长激素），也关系到动物的生殖繁育。

王若军（1999）总结了动物疾病与功能失调与硒及GPx的关系，指出了动物日粮硒缺乏的相关问题（见附表）。

二、硒对动物的毒性

各种动物长期摄入5～10mg/kg的硒可产生慢性中毒，其表现为消瘦，贫血、关节强直、脱毛、脱蹄和影响繁殖等，摄入500～1000mg/kg硒可出现急性或亚急性中毒，轻者盲目蹒跚，重者死亡。王华朗（1997）报告其病理损害表现为肝坏死，肾炎、肾充血和上呼吸道溃疡。有人研究证实，当牛摄入硒含量为400～800mg/kg饲料时，可发生急性硒中毒。其症状为：轻度共济失调，特殊姿势（低头、垂耳），体温升高，脉搏加快，重者呼吸困难，口鼻出血及剧烈腹泻，软弱无力。若不及时抢救，最终可因呼吸衰竭而死亡。犊牛长时间采食含硒量为3～20mg/kg的饲料时，可出现慢性硒中毒。其症状为：跛行、丧失活力、蹄变形、脱毛。奶牛硒的最大安全量是5mg/kg，肉牛是8.5mg/kg。

硒也是牛的必需微量元素，犊牛严重缺硒可发生急性死亡，多是由于心肌营养不良，引起急性心衰而死。亚急性主要表现为骨骼肌营养不良（白肌病）。病牛喜卧懒动，肘头外展，躯体下降，四肢伸开，蹄尖或蹄踵甚至球节着地。运步时后肢右旋转或向外划弧或鹅步姿态，不能久立。慢性硒缺乏犊牛生长迟缓，体弱消瘦，肠炎腹泻反复发作，久治不愈，机体抵抗力低下，分娩时发生胞衣不下等繁殖障碍。美、日、法等国研究表明，牛的最低需要量：奶牛0.08～0.1mg/kg，肉牛0.1～0.2mg/kg，仔猪需要量为0.15～0.3mg/kg，雏鸡为0.1～0.15mg/kg。

三、有机硒对动物生长的重要性
有机硒最主要的优点是有效硒的含量高，与亚硒酸钠比生物利用率高。Austincanor（1973）报告，在防止家禽胰腺退化方面，硒蛋氨酸的效果是亚硒酸盐的四倍，这表明有机硒的效果比无机硒（亚硒酸钠）好。Cantor等（1975）观察到，各种形式的有机硒的生物利用率也存在差异。
美国康乃尔大学Scott（1973）利用补硒可防止鸡渗出性素质病测试几种硒源的生物利用率，以亚硒酸钠的生物利用率为100%，则苜蓿粉为140%，小麦为110%，玉米为83%，步鱼粉为35%。鱼产品中硒的生物利用率较低。

美国俄亥俄州立大学Mahan(1995)进行了猪对无机硒和有机硒源的利用研究，有机硒源用硒酵母（硒蛋氨酸），按美国食品药品管理局（FDA）规定的日粮硒水平进行补充（0.3mg/kg干物质），结果补充硒酵母的猪瘦肉中硒含量是补充亚硒酸钠的2倍。进一步证实有机硒的生物利用率远远高于无机硒。
Edens(1996)报道用有机硒（Se─Plex50）饲喂肉鸡，可明显降低鸡肉的滴水损失，并提高羽毛质量，对产蛋鸡更是十分重要。在日本饲喂有机硒的蛋鸡比饲喂普通饲料的蛋鸡所产蛋保存时间更长。Torrent(1996)报道，给生长猪饲喂硒酵母减少了PSE猪肉的发生，且猪肉味道较好。Suomi等（1992）在芬兰也获得类似的结果，当给猪饲喂硒水平为0.4mg/kg的日粮时，补充硒酵母的猪血清和肝脏硒含量显著高于无机硒。Mahan等（1999）报道有机硒增加猪组织硒浓度，而无机硒组猪肉滴水损失高、颜色较苍白。Wolter,B等（1999）报道，饲料硒来源不影响猪的生长性能，但有机硒具有提高瘦肉率的作用。

四、硒对动物免疫功能的作用

硒可作为动物免疫系统的刺激物。张锐（1999）报道，硒能促进抗体生成，提高接种新城疫疫苗鸡凝聚抗体效价，促进IgM生成的细胞数量增加，抗球虫病的外周白细胞数量增加。动物缺硒可使多形核嗜中性白细胞的杀伤力下降。Lyons(1995)报道，芬兰人对鱼的研究结果表明，有机硒有增强接种疫苗功效的作用。有机硒还可能通过控制某些病毒的生长促进肉鸡羽毛发育。
硒是加强动物机体免疫系统和抗感染能力必不可少的微量元素之一。动物缺硒使淋巴器官变得结构疏松，吞噬细胞，淋巴细胞数量减少，网状细胞增生，导致不同程度的免疫抑制或衰退。白细胞具有趋化、吞噬和杀菌作用，Hurley（1989）报道，缺硒时白细胞GPx活性降低，白细胞杀死微生物能力降低，从而降低对传染病的抵抗力。Boyne等（1984）对5头缺硒奶牛注射硒和VE，结果表明注射硒和VE的奶牛多形核嗜中性白细胞吞噬和杀伤金黄色葡萄球菌的能力显著提高。Sutle等（1989）也发现缺硒对反雏动物免疫机能的不良影响。给繁殖机能较低的奶牛群补硒，使子宫炎的发病率明显下降，并可防止奶牛由大肠杆菌引发的乳房炎。Droke等（1989）给牛注射25mg硒和340IU的VE，对巴氏溶血菌免疫产生IgG抗体浓度显著高于不补硒和VE或仅注射VE的牛。
Erskinge等（1987）对32群奶牛进行的研究表明，乳腺中平均体细胞计数低于15万/ml的牛群与高于70万/ml的牛群相比，具有较高的血液GPx活性和Se浓度，乳腺内感染的发生率与血液GPx活性和硒含量呈显著负相关。Naiweni（1991）对9群奶牛的测定结果也表明，乳中体细胞计数与血液GPx和Se浓度之间存在显著负相关。Wicheel等（1994）报道，成年奶牛补充2～4颗瘤胃内硒丸，乳中体细胞计数比对照牛显著降低。Forle等（1987）对营养性病率下降32％。这些研究结果表明，对奶牛补硒、改善体内硒营养状态，能降低乳房炎的发病率，从而提高奶牛的安全性及奶牛的健康生存。
Suttle&Fones（1989）研究指出，通过日粮给奶牛补硒，可以明显的降低子宫内膜炎的发病率。Jachens（993）对缺硒地区1～3日龄犊牛皮下注射0.2mg硒和VE60mg/kg体重，到4周龄时，体重增加比对照组显著提高，而4周龄内传染病，特别是肺炎的发病率比对照组明显降低，病程也较短，说明给动物补硒能增强机体的抗病能力。
Jelinek等（1988）、Finch&turner（1989、1990）分别报道，补硒能提高羔羊外周血白细胞对植物凝集素（PHA）刺激的增殖效应。Cao等（1992）也报道，奶牛补硒后，外周血液淋巴细胞对刀豆蛋白A刺激的增殖效应提高。POllock等（1994）发现犊牛淋巴细胞对血蓝素刺激的增殖效应比对照组显著提高。诸多的研究证明，动物补硒后，不仅能促进淋巴细胞对不同促细胞分裂剂刺激的增殖效应，还能增强淋巴细胞和嗜中性白细胞的吞噬和杀菌活性。
Berenshtin（1972）首次报道，给兔子补硒提高了体液免疫活性。Reffett等（1988）、Jelinlk等（1988）、Ellis等（1990）、Kadymor等（1990），Bires等（1993）分别对犊牛、羔羊、绵羊等进行补硒，然后按种流感病毒疫苗，布氏杆菌或钩端螺旋体菌苗及梭状芽苞杆菌类毒素，观察其抗体产生水平，并与对照组比较，结果显示，血清免疫球蛋白IgM的浓度和抗体滴度比未补硒组显著提高，4～7个月后，IgG抗体达到最高峰。
Droke等（1989）、Sabel等（1989）、mishanin（1992）、Nichoison等（1993）分别用不同动物，硒酵母和亚硒酸钠进行对比试验，进一步证实硒酵母（有机硒）提高动物体液免疫功能的作用优于亚硒酸钠，并肯定了硒对体液免疫功能的刺激作用。Blodgett等（1998）还证实，用含硒0.9ppm的日粮饲喂断奶仔猪，仔猪对溶菌酶免疫的血清抗体滴度明显高于饲喂0.3ppm硒的日粮组，说明一定范围浓度的硒与动物抗体水平呈正相关关系。
Cao等（1992）报告，在缺硒奶牛的日粮补充0.2mg/kg的硒，显著提高了外周血淋巴细胞在钙离子载体（A23187）刺激下产生的5─羟基花生四烯酸（5─HETE）和白细胞三烯B4(CTB4)的数量，若在奶牛的淋巴细胞培养液中添加这两种物质，则由氢化可的松引起的对淋巴细胞的增殖作用被部分解除。由此推为：日粮的硒状态（浓度和性质）决定组织的硒浓度，通过脂肪氧化酶途径调节花生四烯酸代谢，从而影响淋巴细胞的增殖效应，这可能是补硒促进动物淋巴细胞增殖效应的生化机制之一。由于补硒，动物体内嗜中性白细胞在吞噬和杀灭病原体过程中，增加了过氧化氢的形成，硒通过GPx来及时清除白细胞内产生的过氧化氢，防止了白细胞本身免受其破坏，从而提高免疫活性。

五、富硒有机饲料的开发应用

众所周知，只有给畜禽日粮添补一定量的硒、才能发挥其正常生理功能。目前，一直采用给畜禽日粮添加无机态的亚硒酸钠（NaSeO3）来满足其需要。但是，亚硒酸钠有一定的毒性，且生物效价也很低，在体内停留时间短，一般仅3～4小时，过量添补又因其毒性作用不利于食物安全，而且也是解决上述问题的有效办法，国外培育的一种名为“Sel─Plex50”的富硒酵母，其中富含硒蛋氨酸，并且有很高的生物学效价和抗氧化性能，给畜禽日粮添加这种硒酵母，能提高其生产性能和饲料转化率。

有机硒添加剂，包括蛋氨酸螯合硒，有机硒酸盐、富硒酵母、富硒藻类，硒麦芽等，其毒性比无机硒低得多，在组织中蓄积时间较长，比如硒酵母，容易生产，只要改变酵母生长的环境条件，限制硫的水平就可以得到多种形式的硒，最终产品类似高硒作物，其中含50％硒蛋氨酸，并可忽略无机硒含量。
Nayloorgochoct(2000)报道，给肉仔鸡日粮按0.25mg/kg分别添加有机硒（蛋氨酸硒）和无机硒（NaSeO3）进行饲养试验。结果表明，有机硒组的采食量、饲料转化率和死亡率分别为3730克，1.71%和3.5%，而无机硒组分别为3825克，1.79%和4.5%，死亡率下降1%。Janyk（1998）给母猪日粮添补Sel─Plex50硒酵母能提高牛奶中的硒含量，其中母猪奶中硒含量提高44%，牛奶中硒含量提高300%，这样可以使仔畜从母奶中得到更多的硒。

畜禽产品优质化是养殖业发展的必然趋势，要实现畜禽产品优化首先要做到饲料和饲料添加剂的优质化。近10年来，由于畜禽产品生产环节污染日趋严重，通过饲料污染畜禽产品的恶性事件连续发生，如1992年英国“疯牛病（BSE）”,当年病牛3.6万头，并波及整个欧洲，引起恐惧，肉牛养殖业濒临破产，造成巨额经济损失。此后，台湾、香港又发生“李氏杆菌污染猪肉”事件。还有比利时鸡和鸡蛋二恶英（强致癌物）污染，超过常规800～1000倍，后证实是因为饲料受到废机油的污染。

在我国畜牧业生产中，一方面由于滥用抗生素添加剂或饲喂霉变饲料或化学添加剂（如瘦肉精），另一方面由于工业“三废”污染环境以及农业生产中大量使用各种农药，使得畜禽产品污染日益严重。首先，在农药污染方面，根据近10年的调查，猪肉、鸡肉、鸡蛋中六六检出率60%～100%，超标率87%，超标9倍以上者居多；滴滴涕（DDT）检出率100%，超标率74%，超标6.5倍居多。我国鸡肉中DDT平均含量0.008～0.061mg/kg，鸡脂肪中为0.534～2.5mg/kg，猪脂肪中为0.820～6.785mg/kg，牛奶中为0.05～0.16mg/kg，鱼肉中0.5～2.0mg/kg，因此，人体脂肪中DDT含量已达1.4～2.0mg/kg。在重金属污染方面，汞、铅、砷、镉等经污染水源和土壤后，为植物所吸收而富集到农副产品中，最终危害人类健康。某地有一个金属冶炼厂，其废水镉污染灌溉水，水中镉平均含量0.67mg/kg，农田土壤达11.09%，稻谷为1.13mg/kg，玉米为0.77mg/kg，结果使当地居民镉的摄入量高出世界卫生组织（WHO）。提高的允许量的10～20倍，严重危害畜禽及人类健康。大量抗生素和激素的使用，使细菌的耐药性大大增强，使真菌、霉菌大量生长，污染畜禽产品。霉菌污染率达89.4%，饲料中黄曲霉毒素B1(AFTB1)测定最高达0.031mg/kg，平均0.027mg/kg，这是一种强烈致癌物质，最终受害的还是人类自己。

有机硒饲料可以提高动物免疫力，增强抗病能力，硒能拮抗重金属毒害元素镉、汞、铅、砷的毒害作用，对黄曲霉毒素有解毒作用，使其降解，失去致癌作用而迅速排除体外，还可对某些细菌毒素，如镰刀菌毒素有解毒作用。使用有机硒饲料不必添加抗生素和激素，采用恩施高硒区的富硒绿色中草药制备饲料和添加剂则更具抗病助生长作用，是环保型、天然有机、富硒绿色产品、受益者不仅是畜禽动物，人类更是最终受益者。

附
表：

	疾病与失调		动物种类
	免疫缺陷		所有动物
	乳腺炎和子宫炎		牛
	微血管性贫血		猪
	肌肉萎缩		猪、牛、马、鸡、鼠、火鸡
	桑葚心		猪
	胰腺纤维化		鸡
	羽化不良		鸡、火鸡
	分娩不良		猪
	降低精子活力		猪
	胎盘残留		牛
	白肌病		羊、牛、绵羊、猪
	肉滴水损失过高		猪及禽类
	卵巢囊肿		牛
	惧冷症		牛、猪
	心血管疾病		人、猪、鸡、火鸡
	癌症		人类
	克山病		人类