动物营养学-07第七章矿物质元素

动物营养学东北农业大学动物科技学院许丽第三节微量元素一、铁（一）含量和分布各种动物平均含铁量为30~70mg/kg。约有60~70%分布于血红蛋白质中，2~20%分布于肌红蛋白中，1%存在转铁蛋白和酶系统中，0.1~0.4%分布在细胞色素内。铁的组织分布动物含量（mg/kg）组织细胞占总含量（%）动物平均30-70血红蛋白60-70牛50-60肌红蛋白2-20绵羊80细胞色素0.1-0.4初生仔猪30转运载体和酶系统1一月龄仔猪15肝、脾、骨髓贮铁器官各种动物平均含铁量为40mg/kg，随动物种类、年龄、性别、健康和营养状况不同，体内铁含量变化大。（二）生理功能转运和贮存营养素以酶成分参与体内物质代谢生理防卫机能血红蛋白运输氧和二氧化碳，肌红蛋白是肌肉缺氧条件下作功的供氧源，转铁蛋白是铁在血中循环的转运载体，也是体内主要的贮血库之一。（二）生理功能转运和贮存营养素以酶成分参与体内物质代谢生理防卫机能是多种酶的成分（细胞色素氧化酶、过氧化物酶、过氧化氢酶）；是碳水化合物代谢中各种酶的活化因子（乙酰辅酶A，黄嘌呤氧化酶，细胞色素还原酶），在细胞生物氧化过程中发挥着重要作用；（二）生理功能转运和贮存营养素以酶成分参与体内物质代谢生理防卫机能转铁蛋白除运载铁以外，还有预防机体感染疾病的作用。奶中的乳铁蛋白能把游离铁离子结合成复合物，防止大肠杆菌利用，有利于双歧杆菌利用。（三）缺乏和过量缺铁时最常见的症状为贫血。主要表现为生长慢、昏睡、可视粘膜变白、呼吸频率增加、抗病力弱（腹泻），严重时死亡率高。妊娠家畜通过胎盘将铁转移给胎儿的能力，因畜种而不同。仔猪贮备量低。各种家畜乳中含铁均低。增加日粮铁未见乳中含铁量增高。不同种类动物脱脂组织的含铁量（mg/kg）年龄人猪猫兔大鼠成年7490606060新生94295513559仔猪缺铁的原因：1）初生猪Fe贮少（30mg/kg重）；

2）出生后生长旺盛，每日需6-8mg；

3）母乳含Fe低，每日提供1mg。出生2-3天，右旋糖苷铁100-200mg仔猪缺铁时血红素含量可由8~9g/100ml降至3~4g/100ml。轻者随食料铁的增高而痊愈，重者可致死。高铜动物对铁的需要量/耐受量（mg/kg,DM）元素奶牛猪家禽Fe15/300040～100/100040～80/500（四）吸收和来源动物消化道吸收铁的能力差，吸收率只有5~30%，在缺铁情况下可提高到40~60%。十二指肠是铁的主要吸收部位，大多以螯合或以转铁蛋白结合的形式经易化扩散吸收。铁吸收理论之一Fe2+Fe3+氧化转铁蛋白铁蛋白脱铁铁蛋白Fe2+Fe2+Fe3+肠上皮细胞血浆肠腔Fe3+Fe2+还原氧化铁吸收理论之二螯合铁Fe3+Fe2+配位体肠腔肠上皮细胞血浆大分子复合物螯合铁转铁蛋白内源配位体螯合铁排泄网织红细胞贮存细胞影响铁吸收的因素1、动物自身方面生理状态孕期母畜铁的吸收率增加。动物体内铁的营养状况不论铁是由肠腔到粘膜细胞还是由粘膜细胞到血液的转运都与机体铁贮成负相关。动物的胃肠道环境低pH值更利于铁的吸收。当肠腔内的pH值大于4时，铁离子与氢氧根离子形成不溶性羟合络合物聚合物，从而降低其吸收利用率。2、饲料方面饲料中铁的含量日粮中含铁量降低，铁的吸收增加，反之亦然。一般来讲，植物性饲料中铁的吸收利用率小于动物性饲料中的铁。日粮中的某些成分起抑制作用的因子如纤维素、植酸、某些矿物元素、单宁、棉酚等抗营养因子；起促进作用的因子如抗坏血酸（Vc）、蛋白质及其降解产物、有机酸和糖类等。3、铁的形态铁的价态

Fe3+铁的生物利用率极低。研究表明：当溶液pH=7时，Fe2+在该溶液中的浓度可达1M，而Fe3+几乎是不溶的，实际上，当溶液pH值高于4时，Fe3+就是不溶的；而正常采食的大鼠肠腔内的pH值为6.8~7.4。不同铁化合物不同铁化合物的相对生物学效价来源SourceRBV（%）试验动物硫酸亚铁100鼠、鸡

碳酸亚铁27-60猪碳酸亚铁88仔鸡氯化亚铁98鼠、仔鸡延胡索酸亚铁95鼠、仔鸡柠檬酸铁

73鼠、仔鸡柠檬酸铁100猪硫酸铁83鼠、仔鸡三氧化二铁12猪氯化铁44鼠、仔鸡葡萄糖酸亚铁97鼠、仔鸡铁的代谢血浆铁（2Fe3++铁传递蛋白）骨髓血红蛋白血红蛋白分解代谢铁贮存(肝、脾、骨髓网状内皮系统)尿、胆汁、粪体细胞细胞死亡60%肌红蛋白来源除乳和块根饲料外，部分饲料中铁的含量都超过家畜的需要量。各种天然饲料一般含铁较多。青草、干草、糠麸及动物性饲料含铁丰富，约150~350mg/kg。不同来源铁对鸡的生物学效价注：判定指标为血红蛋白；参照物为硫酸亚铁铁源铁含量(mg/kg)生物学效价(%)添加铁水平(mg/kg)苜蓿草粉3406510~20血粉--355~20大豆饼3454510~20米糠1207710~20肉骨粉575485~10玉米1002010~20氯化铁--445~20二、锌（一）含量和分布多数哺乳动物与禽类体内含锌平均为10~100mg/kg，锌在体内分布不均匀，骨骼肌约占50%~60%，骨髓占30%。泌乳母牛不同组织器官中的含锌量（mg/kg干物质）组织器官含锌量组织器官含锌量肌肉266心脏70肝脏183卵巢69毛157肋骨47脾脏102骨髓22肾脏95血清（mg/L）1.2肺86主动脉73（二）锌的生理功能酶的组成和激活剂维持激素的正常作用调节基因表达、细胞分化维持机体免疫系统的完整性维持上皮细胞和皮毛的正常形态、生长和健康维持生物膜正常结构和功能锌是体内200多种酶的组分，如锌超氧化物歧化酶、碱性磷酸酶、乙醇脱氢酶、DNA聚合酶和RNA聚合酶等。许多酶在有锌存在下才有活性并可达到最大酶活。（二）锌的生理功能酶的组成和激活剂维持激素的正常作用调节基因表达、细胞分化维持机体免疫系统的完整性维持上皮细胞和皮毛的正常形态、生长和健康维持生物膜正常结构和功能是胰岛素的组成成分，Zn2+对胰岛素分子具有保护作用，有利于胰岛素发挥生理生化作用；影响前列腺素的合成，从而影响黄体的功能。（二）锌的生理功能酶的组成和激活剂维持激素的正常作用调节基因表达、细胞分化维持机体免疫系统的完整性维持上皮细胞和皮毛的正常形态、生长和健康维持生物膜正常结构和功能锌通过锌结合蛋白调控基因的转录。锌结合蛋白作为一种转录因素，在识别特定的碱基序列后，激活启动子，启动转录。绝大多数锌结合蛋白是具有重要生理功能的“锌指”蛋白（Zn

finger

Proteins，ZFPs）。“锌指”不仅能够稳定锌结合蛋白的构象，而且能够识别靶基因上的特定序列并启动RNA的转录。

锌指结构（二）锌的生理功能酶的组成和激活剂维持激素的正常作用调节基因表达、细胞分化维持机体免疫系统的完整性维持上皮细胞和皮毛的正常形态、生长和健康维持生物膜正常结构和功能维持胸腺、脾脏的T细胞依赖区的正常功能，并诱导B细胞分泌免疫球蛋白。（二）锌的生理功能酶的组成和激活剂维持激素的正常作用调节基因表达、细胞分化维持机体免疫系统的完整性维持上皮细胞和皮毛的正常形态、生长和健康维持生物膜正常结构和功能其生化基础是锌参与胱氨酸和粘多糖的代谢。（二）锌的生理功能酶的组成和激活剂维持激素的正常作用调节基因表达、细胞分化维持机体免疫系统的完整性维持上皮细胞和皮毛的正常形态、生长和健康维持生物膜正常结构和功能参与抗氧化酶的组成，阻止过氧化物对生物膜的氧化损伤；与膜蛋白上的巯基、磷脂的磷酸基等结合，以增加膜的稳定性。（三）缺乏与过量缺乏：缺锌导致皮肤和被毛损害皮肤不完全角质化是诸多动物缺锌的典型表现。缺锌家畜最明显症状是生长受阻。缺锌还导致食欲不振以及血浆中碱性磷酸酶活性降低，骨骼异常（长骨短而粗）等。动物对元素锌的需要量/耐受量（mg/kg,DM）元素奶牛猪家禽Zn30～55/50050～100/100030～40/1000饲料中氧化锌含量（四）吸收与来源非反刍动物主要在小肠，反刍动物在真胃和小肠都可吸收。锌在动物机体的消化吸收、转运门静脉外周饲料锌粪锌12尿脱落饲粮+内分泌1刷状缘2基底膜组织皮毛肝脏肾脏肌肉骨骼胰腺

血浆螯合物锌蛋白复合物池

肠腔螯合物无机物离子化非有效锌肠细胞螯合物锌池金属硫蛋白影响锌吸收的因素1、动物自身

动物种类、消化道结构、生理状态、体锌状况等的不同，锌的吸收也不相同。金属硫因（metallothioneinMT）是调节锌吸收的主要因素。锌可诱导MT的产生。胞内MT结合锌既可以向血液中转运，也可以分泌回肠腔。其取向决定于机体锌贮和日粮锌水平，防止锌的缺乏和过量2、饲料方面

饲料中锌的含量由于锌多和蛋白质连在一起，因此动物性饲料要比植物性饲料提供更多的锌。植物饲料锌的利用率和动物饲料相比要低得多。日粮中影响锌吸收的因素

日粮中抑制锌吸收的因素有植酸、钙、铁、铜；日粮中促进锌吸收的因素有氨基酸、小肽、吡啶羧酸。不同来源锌对鸡的生物学效价原料生物学效价（%）参比物效应指标添加水平（mg/kg）玉米63碳酸锌生长5~10小麦59碳酸锌生长5~10小麦麸56硫酸锌肠道吸收10米糠36硫酸锌肠道吸收10豆饼67碳酸锌生长5~10鱼粉75碳酸锌生长5~10碳酸锌96硫酸锌生长10,203、不同锌化合物锌在饲料中的添加形式有，无机态锌：氧化锌、硫酸锌、氯化锌等；简单有机酸锌：醋酸锌、葡萄糖酸锌等；锌的氨基酸络合物：蛋氨酸螯合锌、赖氨酸锌等。来源植物性饲料一般均含有一定量的锌，如青草、干草、糠麸和饼粕等均含有较多的锌，谷实中的玉米和高粱含锌量较低10~15mg/kg，块根块茎饲料含锌最为贫乏4~6mg/kg。动物性饲料如鱼粉等含锌较多，约165mg/kg；三、锰（一）含量与分布动物体内含锰低，大约0.2~0.3mg/kg，肝、骨、肾、脾、含量较高，约1~3mg/kg，骨中锰占总体锰的25%。肌肉含量较低，约0.1~0.2mg/kg。（二）锰的营养作用参与碳水化合物与脂肪代谢保护细胞膜完整性维持骨骼正常生长与动物繁殖有关维持大脑正常代谢在碳水化合物、脂类、蛋白质和胆固醇代谢中作为酶活化因子或组成部分。（二）锰的营养作用参与碳水化合物与脂肪代谢保护细胞膜完整性维持骨骼正常生长与动物繁殖有关维持大脑正常代谢为过氧化物歧化酶所必需要，催化过氧化脂转化为过氧化氢。（二）锰的营养作用参与碳水化合物与脂肪代谢保护细胞膜完整性维持骨骼正常生长与动物繁殖有关维持大脑正常代谢锰是骨骼有机基质形成过程中所必需的两种重要酶(多糖聚合酶和半乳糖转移酶)的激活剂。当缺锰时因这两种酶活性降低而影响骨骼的正常形成。（二）锰的营养作用参与碳水化合物与脂肪代谢保护细胞膜完整性维持骨骼正常生长与动物繁殖有关维持大脑正常代谢锰是二羧甲戊酸激酶催化胆固醇合成所不可缺少的因素，缺锰时胆固醇生物合成减少。而胆固醇为性激素的前体，所以缺锰会引起性激素缺乏，影响繁殖功能。（二）锰的营养作用参与碳水化合物与脂肪代谢保护细胞膜完整性维持骨骼正常生长与动物繁殖有关维持大脑正常代谢锰可能与核糖核酸、脱氧核糖核酸和蛋白质的生物合成有关（三）缺乏与过量共有的症状为：生长停滞、骨骼畸形（腿短、弯曲、关节肿大）、繁殖功能紊乱以及初生幼畜四肢运动失调等。禽类缺乏时产生滑腱症和软骨营养障碍；滑腱症：胫骨和跖骨之间的关节肿大畸形，胫骨扭向弯曲，长骨增厚缩短，腓长肌腱滑出骨突。动物对元素锰的需要量/耐受量（mg/kg,DM）元素奶牛猪家禽Mn20/100030～50/40020～60/600（三）吸收和来源锰主要在十二指肠吸收。动物处于妊娠期以及鸡患球虫病，可提高锰的吸收；饲粮中高铁、铜、锌、钙和磷降低其吸收。来源植物性饲料含锰均较丰富，而动物性饲料含锰却较少。多数饲草含锰50~200mg/kg，谷实和糠麸含锰也较多50~80mg/kg，但玉米和大麦籽实含锰少，分别是4~6mg/kg和8~10mg/kg。在以玉米等低锰饲料为基础饲料饲喂猪、鸡时应考虑锰的补给。四、硒（一）含量、分布动物体含硒约0.2~0.25mg/kg，肝、肾及肌肉中的含硒较多，但受摄入硒量的影响，当家畜食入中毒水平的硒（5~10mg/kg）时，肝、肾中硒的浓度可达5~7mg/kg。（二）生理功能：抗氧化是谷胱甘肽过氧化物酶（GSH-px）组成，且以此形式发挥生物抗氧化作用，保护细胞膜结构完整和功能正常；硒与繁殖功能保证睾酮激素的正常分泌。硒与腺体组织保证胰腺组成正常功能的发挥；激活甲状腺激素。硒与动物的免疫功能是细胞色素的组成成分。（三）缺乏与过量雏鸡渗出性素质病：发病一般在3~6周龄，胸、腹部皮下出现大块水肿，积聚血浆样液体，毛细血管渗透性增强而使皮下组织充血。此外，血清中谷胱甘肽过氧化酶的含量显著降低。饲粮中添加不饱和脂肪酸时，病情更趋严重。白肌病：各种家畜均可发生，多见于幼龄家畜，而羔羊的发病率最高。白肌病为散发性，病畜仅占畜群的20%~30%。患白肌病的病畜血液中硒的浓度由正常的0.1~0.2g/ml下降至0.01~0.02g/ml以下。营养性肝坏死：多发生于猪，病畜肝脏细胞坏死，仔猪常因肝坏死而突然死亡。繁殖机能紊乱：缺硒地区常发现大量母羊空怀，缺硒母羊妊娠末期易发生胚胎死亡。配种前2~3周和分娩前一个月各口服5mg硒，能有效防止胚胎死亡。硒缺乏或与之有关的疾病牛羊猪禽肌营养不良肌营养不良桑椹心渗出性素质胎衣滞留白肌病肝坏死胰腺纤维化

白肌病健康不佳渗出性素质脑软化繁殖率低贫血肌营养不良肌胃变性缺乏硒和维生素E时畜禽发生的疾病疾病畜禽种类治疗效果硒维生素E肝坏死仔猪、肥育猪++渗出性素质病鸡、猪++白肌病羔羊、仔猪、犊牛、雏鸡++生长受阻牛、绵羊、鸡+-繁殖机能紊乱绵羊+-脑软化鸡

++动物对元素硒的需要量/耐受量（mg/kg,DM）元素奶牛猪家禽Se0.3/20.15～0.3/7.5~100.15/10~20（四）吸收和来源主要吸收部位是十二指肠。硒的吸收率较高，约为35%~85%。植物硒存留率较无机硒高。来源土壤中含硒量，对植物含硒量有影响。缺硒地区因职务和牧草含硒量少，必须为动物补硒。五、碘（一）含量和分布动物体平均含0.2~0.3mg/kg，分布全身组织细胞，70~80%存在于甲状腺内，血中碘以甲状腺素形式存在，少量游离存在于血浆中。（二）生理功能

主要功能是参与甲状腺素组成，调节机体新陈代谢和维持体内热平衡；参与特殊蛋白质的代谢和胡萝卜素转变为VA过程。（三）缺乏和过量动物缺碘，因甲状腺细胞代偿性增生而表现肿大，生长受阻。繁殖家畜缺碘，生殖机能减退，繁殖力下降。妊娠母畜缺碘，导致胎儿发育受阻、胎儿吸收、流产、死胎等。幼龄动物缺碘叫呆小症，成畜则导致粘液肿。（四）吸收和来源在消化道各部位都可吸收，反刍动物主要在瘤胃内吸收。以碘化物形式存在的碘吸收率特别高，有机形式的碘吸收率也很高，但吸收速度慢。来源饲料和饮水中的含碘量则主要决定于各地区的地质化学状况。一般而言，远离海洋的内陆山区，其土壤和空气中含碘较少。非缺碘地区的植物性饲料，以饲草含碘量较高，可达0.25mg/kg，而精料和块根块茎含量相对较低。海洋植物含碘量高。华北某地区饲料和饮水含碘量（μg/kg）饲料名称缺碘地区含碘量非缺碘地区含碘量玉米4.031.0高粱0.410.0小麦3.09.0大米3.012.0大豆0.021.0甘薯7.024.0饮水0.20.9无论何种饲料，通常均难以确保妊娠和泌乳动物对碘的需要。为增加动物碘的供给量，在饲喂动物的食盐中添加碘化钾（或碘酸钙）配制碘化食盐是一种简便而有效的方法。微量矿物元素一般缺乏症元素生长停滞食欲减退皮毛劣质骨质脆弱