锰的生物学功能及有机态锰的应用研究

   日期:2019-07-12     来源:互联网    作者:admin    浏览:0    评论:0    
核心提示:锰一般以化合物的形式存在于动物和植物中。在自然界中没有发现游离状态的锰,锰在植物中可促进叶绿素形成,促进抗坏血酸形成,在

锰一般以化合物的形式存在于动物和植物中。在自然界中没有发现游离状态的锰,锰在植物中可促进叶绿素形成,促进抗坏血酸形成,在动物中具有促进生长和提高机体免疫力的作用,是多种酶的重要组成部分。自1931年Orent与Kenunr等先后发现锰是动物所必需的微量元素后,大量研究表明,锰在动物机体中有重要营养作用:是精氨酸激酶、丙酮酸坡化酶的重要组成部分,也是部分激酶、转移酶、水解酶等的激活剂;具有促进生长、增强免疫力和提高动物繁殖性能等作用。但锰的动物利用率很低,仅有14%~18%可以被机体吸收利用(Georgievskii,1970)。
1锰的生物学功能
1.l酶的组成成分锰是机体中精氨酸酶、脯氨酸肽酶、丙酮酸矮化酶。RNA多聚酶、超氧化物歧化酶等酶的组成成分。近年的研究发现,哺乳动物的衰老可能与Mn—SOD减少所引起的抗氧化作用减弱有关,锰作为金属辅基为Mn——SOD活性所必需。此外,锰离子还有激活多种酶的作用,是部分激酶。水解酶、脱竣酶、磷酸化酶、核化酶等的激活剂。锰与多糖聚合酶和半乳糖转移酶的活性有关,缺锰则这两种酶的活性均降低。多糖聚合酶能催化二磷酸尿核着一N一乙酰一半乳糖胺与二磷酸尿核着一葡萄糖醛酸结合成多糖,而粘多糖是软骨与骨组织的重要成分,所以缺锰会使软骨生长受到损害,导致骨骼出现广泛畸形。锰还参与氧化磷酸化过程,这已被锰离子迅速蓄积在肝细胞线粒体上所证实。
1.2锰与脂肪代谢锰具有特殊的促脂肪动员作用,促进机体对脂肪的利用,并有抗肝脏脂肪变性的功能。研究表明,减少猪背膘厚的方法之一是在饲料中添加锰。
1.3锰与免疫系统曾有报道认为锰可以提高某些动物体内抗体的效价和增加非特异性抵抗因子的量。当老鼠处于临界缺锰状态时表现为IgG凝聚素和一种球蛋白组分降低。锰与嗜中性细胞和巨嗜细胞之间的相互作用已被证实,增加锰可以提高非特异性免疫中酶的活性,从而增强巨噬细胞的杀伤力。钙是补体的激活剂,对免疫系统有多种作用,钙与锰在激活淋巴细胞作用上有协同作用。prasad(1984)研究表明,锰缺乏会造成白血球机能障碍,机体特定免疫力下降。
1.4标与生殖锰是促进动物性腺发育和内分泌功能的重要因素之一。缺锰时雄性动物睾丸的曲精细管发生退行性变化,精子数量减少,性欲减退或失去配种能力;雌性动物的性周期紊乱、受胎率降低、发情期延迟和患不育症等。试验表明,锰可刺激机体中胆固醇的合成,缺锰所引起的不育症是由于影响了以胆固醇为原料的性激素合成的结果。
1.5猛的其他功能锰与造血功能密切相克动物在胚胎早期肝脏里就聚集了多量的锰,胚胎期的肝脏是重要的造血器官。若给贫血动物补充小剂量的锰或锰与蛋白质的复合物,就可以使血红蛋白、中幼红细胞、成熟红细胞及循环血量增多。此外,锰还可以改善机体对铜的利用,而铜是调节造血过程的另一重要因素。锰还与叶琳的合成有关。试验证明,锰具有刺激胰岛素分泌、促甲状腺和促红细胞生成的作用,缺锰则动物的胰腺发育不全,胰岛中的脚胞和胰岛素分泌均减少,致使机体中葡萄糖的利用率降低。锰还可以与氨基酸形成鳌合物参与氨基酸代谢。在骨骼和肝中可以贮存大量的锰,这些锰在需要的时候可以稳定地释放出来,胎盘也可以稳定快速地转运锰来满足胎儿的发育(Gamble,1971)。
2畜禽锰的需要量及缺乏症
2.1畜禽标需要量家禽由于自身的生理特点,对锰的需要量较哺乳动物为高;种畜的需要量高于肉畜;公畜的需要量高于母畜。畜禽的锰需要量(mg/kg)为:犊牛30~80、发育牛30~40、肉牛20、乳牛5

0、山羊和绵羊20~50、仔猪30、肥猪20。公鸡55、成熟母鸡40。
2.2标缺乏症家禽缺锰会导致骨骼异常,啄解现象加重,雏鸡表现为“滑健症”,运动失调,难以觅食和饮水,逐渐消瘦以致死亡。母鸡表现为产蛋量下降,蛋壳变薄,无壳蛋发生率增加,种蛋受精率和孵化率显著降低。组织生化分析表明:缺锰鸡血清、心、肝、胰、胸肌中锰含量和含锰酶Mn-SOD活性都低,进而导致鸡生长速度下降,因此缺锰鸡体重较小。鸡缺锰还特异性地影响胸肌生长发育,表现为胸肌纤维直径较小。Hossain等(1997)试验结果表明,当鸡的日粮中锰水平高于NRC(1994)规定的需要量(20mg/kg)时,产蛋率和蛋重会增加,当日粮中锰含量为50mg/kg时产蛋率达高峰,当锰含量为75mg/kg时蛋重达最高峰。幼猪及生长猪缺锰表现为生长迟缓,骨质疏松,运动失调,关节肿大;母猪则出现发情周期不正常、流产及死仔数增加,泌乳量低;公猪事九退化,丧失生殖能力。奶牛日粮中锰缺乏将表现出脂肪合成代谢受阻、骨骼变态、伴有无繁殖机能。怀孕牛流产和新生犊牛骨骼变态等症状。羊缺乏锰表现为关节疼痛,行动困难(Wilson,1996)。锰缺乏将会导致牛生长缓慢,犊牛和母牛的毛色不齐,囊性卵巢的发病率增加。
3饲料中影响锰利用率的因素
3.l标与铁、钻锰与铁、钻在家禽机体吸收动力学过程中,共同竞争相同的结合部位,此时往往一种金属对另一种金属的吸收起抑制作用。高锰饲料能抑制猪的血红蛋白形成,推测是由于铁的吸收减少。也有报道高锰减少了牛对铁的吸收。而高铁能加重鸡骨的畸形症发生,这可能是由于降低了锰的吸收所致(朱莲珍,1994)。
3.2标与钙、磷饲料中钙、磷水平上升使家禽对锰需要量上升。在肠道给予54Mn后,喂含钙1.0%饲料的大鼠比喂含钙0.6%的大鼠粪排出54Mn高,肝贮留低很多。这表明钙能影响锰的代谢,主要影响锰的吸收以及已吸收锰的贮留(朱莲珍,1994)。Wedekind等(1991)研究表明,过量磷是小肠吸收锰的强抑制剂,过量钙对锰的利用无影响。但另外的一些试验却提出了相反的结论,过量钙明显提高鸡滑健症发病率,而过量磷影响不明显。
3.3锰与镁、锌一般认为,锌与锰有协同作用,许多试验表明,锌可促进锰在鸡体内的沉积;当丙酮酸矮化酶中的锰被镁部分取代时,该酶的催化性质几乎不受影响,证明其中的锰与镁之间存在一定程度的相互替代性。
3.4锰与粗纤维Carre(1992研究报道,粗纤维与锰的利用率呈显著负相关。原因可能是粗纤维增强了微生物活动,使含锰的胆盐复合物迅速降解,锰最终随胆汁排出体外,而不能被机体有效吸收利用。
3.5锰与植酸等Haeign报道,植酸可与锰结合形成难溶单盐或螫合物。许多试验表明,植酸影响锰的吸收利用。一般来说,随着植酸水平的增加,肉仔鸡对锰吸收显著下降。李杰(1992)研究指出,饲料中植酸水平为0.8%时,鸡体及胜骨中锰含量极显著地下降。此外,某些抗生素(如维吉尼霉素)和有机配体可促进锰的吸收利用;饲料中蛋白质缺乏时,胜骨锰浓度提高(Southern,1994);日粮中的烟酸、生物素、氯化胆碱的含量和平衡情况对锰的代谢有一定的协同促进作用。当烟酸木足时,患有脱脂症的雏鸡其日粮中的锰浓度在基础日粮的水平上再增加50mg/kg,也不能完全治愈,而补足烟酸则脱腾症状况明显改善。4有机态锰在动物营养中的作用
有机微量元素是指那些由金属离子与有机配体(如氨基酸、糖)以共价键络合所形成的一类比较稳

定的化合物。有机微量元素更容易被动物吸收,金属元素结合到肽、氨基酸或其他有机质上更容易进入生物系统,且更容易沉积到动物体脂肪内;有机微量元素中的配位体可以保护矿物质在吸收时免受其他矿物元素或一些物质的干扰,且可降低某些矿物元素的毒性。许多试验结果系明,使用有机微量元素可以减少日粮中超量微量元素的添加对环境的污染,可以提高微量元素价生物利用率、促进生长、提高免疫功能、调控代议过程、改善胆体品质、降低维生素矿物质预混合锦料中维生素的分解(Shurson等,1996)。
有机态锰在畜禽营养中有重要作用。黄玉德等(1996)用氨基酸鳌合锰饲喂种鸡试验结果表明,种鸡的产蛋率、蛋壳质量、受精率、孵化率、健雏率均优于未添加锰的对照组和无机锰盐组。Smith等(1995)在两种温度下分别测量蛋白锰、硫酸锰与氧化锰在肉仔鸡上的相对生物利用率,发现在高湿环境下蛋白锰相对于硫酸锰(10%)高达145%,小肠锰吸收增加,并增加骨锰浓度,说明高湿环境下蛋白锰更易于被吸收。在繁殖母猪饲料中使用有机态锰,可以提高利用率,降低添加水平。Fehse和Close(1999)在高产母猪的标准饲料中添加含锰的复合有机微量元素,结果发现母猪的生产性能比对照组有了提高,窝均产仔数提高了0.3头,活仔数提高了0.4头,断奶头数提高了0.5头,同时母猪的生产年限延长,淘汰率下降。Spears等(1991)报道,犊牛和杂种育肥牛饲喂蛋氨酸锌和蛋氨酸锰,可使犊牛生长率及母牛受股率显著提高,免疫力增强。Uchida等(1999)研究氨基酸锰、氨基酸锌和氨基酸铜的复合物对荷斯坦奶牛的生产性能和繁殖机能的影响,结果表明,饲喂该复合物后荷斯坦奶牛的受股率较对照组有明显提高,奶牛在泌乳阶段提前怀孕,且不影响产奶量、奶中脂肪和蛋白质含量以及机体健康状况。Chirase等(1998)用有机锌和有机锰饲喂犊牛结果表明,犊牛对在运输中产生的应激的抵抗力明显优于相应无机盐组。
5微量元素锰的应用前景
相对于其他微量元素,锰的毒性较小,给环境带来的负面影响也较少。锰主要参与机体脂肪。蛋白质等多种代谢,可以促进动物生长,增强动物繁殖性能,对动物产生的副作用也较小。然而,目前锰在饲料中的应用并不多,主要被用在肉鸡中。此外,有关锰在动物体内的作用机理还有待于进一步探讨。因此,有必要在肉鸡等动物锰营养研究新成果的基础上进一步在分子水平上深入研究阐明锰在动物体内的分子水平营养代谢机理,并最终在生产中更准确、更科学地评价动物的锰营养状况并满足其锰营养需要,从而最终达到促进动物健康、高效生产的目的。
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