納米硒在動(dòng)物生產(chǎn)中的應(yīng)用研究進(jìn)展

和興

1納米技術(shù)
目前比較統(tǒng)一的對(duì)納米技術(shù)的定義是:在1～100nm空間內(nèi)，研究電子、原子和分子運(yùn)動(dòng)規(guī)律和特性的技術(shù)(Schoonman,2000)[1]。納米技術(shù)是伴隨納米材料研究發(fā)展起來(lái)的。我們一般所說(shuō)的納米材料是指晶粒尺寸為納米級(jí)(10-9米)的超細(xì)材料。早在1950年時(shí)，科學(xué)家們就曾預(yù)言，如果我們對(duì)物體微小規(guī)模上的排列方式加以控制，我們就能獲得大量的異于物質(zhì)本體的特性，從而使物質(zhì)世界產(chǎn)生豐富的變化。掃描隧道顯微鏡(STM)和原子力顯微鏡(AFM)的應(yīng)用，具有空前高的空間分辨率，不但可直接觀察到物質(zhì)表面的原子結(jié)構(gòu)，還可以作為一種表面加工工具在納米尺度上對(duì)各種表項(xiàng)進(jìn)行刻蝕和修飾，實(shí)現(xiàn)納米加工，甚至可以移動(dòng)并定位單個(gè)原于、分子，使我們?cè)诮橛^領(lǐng)域更進(jìn)一步的了解物質(zhì)的特性。
2納米元素硒
一般認(rèn)為，零價(jià)元素硒，如灰和黑色元素硒，幾乎無(wú)生物活性和毒性(WHO working group，1987) [2]。Nutta11(1985) [3]提出膠體狀態(tài)紅色元素硒具有或在特定環(huán)境下具有生物活性的假說(shuō)，由于當(dāng)時(shí)無(wú)試驗(yàn)證據(jù)，加上一些微生物中紅色元素硒對(duì)微生物既無(wú)生物活性也無(wú)毒性，是作為代謝終端產(chǎn)物存在的概念，以及灰和黑色元素硒沒(méi)有生物活性和毒性的概念，他的假說(shuō)未得到研究證實(shí)。
納米硒是以蛋白質(zhì)為為核、紅色元素硒為膜和以蛋白質(zhì)為分散劑的紅色元素硒的納米粒子，粒徑在80nm以內(nèi)，是單質(zhì)硒。這種納米硒對(duì)熱穩(wěn)定.不轉(zhuǎn)化形成灰或黑色元素硒。體外研究中觀察到，蛋白質(zhì)能夠控制紅色元素硒原子的聚合。從而形成以蛋白質(zhì)為核、紅色元素硒為膜和以蛋白質(zhì)為分散劑的納米粒子。這種納米硒對(duì)熱穩(wěn)定，不轉(zhuǎn)化形成灰或黑色元素硒。常規(guī)制備的是大顆粒、渾濁狀態(tài)紅色元素硒，而生物體形成的是納米尺度、膠體狀態(tài)紅色元素硒。兩種硒狀態(tài)的明顯不同，說(shuō)明生物體內(nèi)存在著能控制元素硒原子聚合的物質(zhì)。目前，對(duì)于紅色元素硒生物性質(zhì)的認(rèn)識(shí)是模糊的。一些微生物對(duì)無(wú)機(jī)硒有耐受性，原因是將無(wú)機(jī)硒轉(zhuǎn)化形成為對(duì)這些微生物無(wú)毒性的處于膠體狀態(tài)的紅色元素硒(Garbisu et al.,1995;Tomei et al.,1995) [4，5]。
3納米硒的生物學(xué)功能及在動(dòng)物生產(chǎn)中的應(yīng)用
3.1納米硒的低毒性     
高學(xué)云等(2000b，2000c) [6，7]研究了納米硒的急性毒性、生物利用性以及對(duì)小鼠Lewis肺癌移植瘤的抗腫瘤功效，結(jié)果表明，納米硒的急性毒性約為亞硒酸鈉的1/7；納米硒和亞硒酸鈉都能被小鼠很好地利用，都能使血中谷膚甘膚過(guò)氧化物酶活性提高；納米硒具有良好的抗Lewis肺癌移植瘤功效。Zhang等(2001) [8]體外研究證實(shí)，納米硒與GSH的反應(yīng)速率僅僅是Na2SeO3與GSH的反應(yīng)速率的1/12.3，這可能是納米硒毒性較低的機(jī)制之一。
3.2納米硒的抗氧化功能
肉雞缺硒(飼喂基礎(chǔ)日糧)狀態(tài)下機(jī)體主要抗氧化酶GPx、SOD和CAT活性嚴(yán)重下降，導(dǎo)致機(jī)體活性氧自由基水平以及脂質(zhì)過(guò)氧化終末代謝產(chǎn)物丙二醛(MDA)含量顯著升高。GPx、SOD和CAT是動(dòng)物機(jī)體的主要抗氧化酶，它們的含量和活性影響機(jī)體內(nèi)的活性氧自由基水平以及脂質(zhì)過(guò)氧化終末代謝產(chǎn)物丙二醛(MDA)含量。T-AOC是衡量機(jī)體總抗氧化能力的指標(biāo)，它的高低代表機(jī)體的總抗氧化能力。由于硒是GPx的組成成分，并且位于GPx的活性中心，缺硒直接導(dǎo)致GPx合成量下降以及GPx活性降低；雖然硒不是T-SOD和CAT的組成成分，但動(dòng)物缺硒狀態(tài)下組織合成各種抗氧化酶的機(jī)能下降，其依賴于硒的GPx活性降低，GPx活性的降低直接影響H2O2的降解，使細(xì)胞內(nèi)H2O2的水平增高，繼之蓄積的H2O2可使T-SOD活性下降，致使02-蓄積，又連鎖性地引起GPx和CAT失活，T-AOC相應(yīng)的降低。這種過(guò)程造成惡性循環(huán)，使組織內(nèi)產(chǎn)生的。02-和H2O2不能及時(shí)清除，導(dǎo)致脂質(zhì)過(guò)氧化增強(qiáng)，機(jī)體活性氧自由基水平和MDA含量顯著升高(高銘宇等，2001) [9]。納米硒能顯著地提高GPx活性，機(jī)體組織清除自由基、脂質(zhì)過(guò)氧化物的能力增強(qiáng)，相應(yīng)地機(jī)體內(nèi)自由基水平和丙二醛(MDA)含量降低。納米硒在高劑量硒水平下所表現(xiàn)出的抗氧化能力強(qiáng)于硒代蛋氨酸和亞硒酸鈉的機(jī)理盡管不是很清楚，但是有一點(diǎn)可以肯定的是，納米硒所具有的表面及界面效應(yīng)、催化特異性、低毒性是造成這一結(jié)果的主要原因。
張勁松等(2000) [10]采用D-半乳糖小鼠衰老和黑腹果蠅生存模型，評(píng)價(jià)納米硒的抗氧化和延長(zhǎng)生存時(shí)間作用，結(jié)果表明，納米硒能顯著降低小鼠全血丙二醛含量和提高小鼠全血谷膚甘膚過(guò)氧化物酶活性，顯著延長(zhǎng)黑腹果蠅生存時(shí)間，說(shuō)明適當(dāng)劑量的納米硒具有延緩衰老保健作用。楊陟華等(1999) [11]研究了納米硒對(duì)用D-半乳糖造成的小鼠免疫失衡和氧化損傷的保護(hù)作用，結(jié)果表明，納米硒不但可以降低由于連續(xù)注射D-半乳糖引起的體內(nèi)自由基的升高，而且可以抑制由于連續(xù)注射D-半乳糖引起的小鼠免疫功能的失衡，從而證實(shí)納米硒有一定的生物利用率和生物功效。
3.3納米硒的免疫調(diào)節(jié)功能
納米硒的體液免疫效能高于硒代蛋氨酸和亞硒酸鈉，并且納米硒免疫效能的Weinberg劑量-效應(yīng)的最適劑量范圍更寬，可能源于納米粒子奇異性質(zhì)在生物體內(nèi)的表現(xiàn)，與納米硒獨(dú)特的生物學(xué)效應(yīng)有關(guān)。納米硒在提高小鼠免疫功能的作用機(jī)理上與硒代蛋氨酸和亞硒酸鈉可能存在不同之處，其增強(qiáng)機(jī)體免疫機(jī)能的機(jī)理有待于進(jìn)一步探討，推測(cè)與其抗氧化作用有關(guān)?？梢悦鞔_的是，在高劑量硒水平下，納米硒的抗氧化作用強(qiáng)于硒代蛋氨酸和亞硒酸鈉，機(jī)體中合成免疫球蛋白的能力高于硒代蛋氨酸和亞硒酸鈉，從而導(dǎo)致高劑量硒水平下納米硒組肉雞的體液免疫機(jī)能高于硒代蛋氨酸組和亞硒酸鈉組。高學(xué)云等(2000a) [12]采用動(dòng)物試驗(yàn)研究納米硒對(duì)免疫功能的調(diào)節(jié)作用，結(jié)果表明，與對(duì)照組比，納米硒與亞硒酸納各劑量組的小鼠臟器重量及其指數(shù)無(wú)明顯變化；納米硒中，高劑量組小鼠的細(xì)胞免疫功能、體液免疫功能和巨噬細(xì)胞吞噬功能明顯升高，而亞硒酸鈉各劑量組的上述免疫指標(biāo)無(wú)明顯變化，說(shuō)明納米硒對(duì)小鼠免疫功能有明顯的調(diào)節(jié)作用。
4 結(jié)語(yǔ)
納米技術(shù)的發(fā)展使越來(lái)越多的微量礦物質(zhì)的納米化成為可能，例如己經(jīng)利用納米技術(shù)制備了一部分納米態(tài)微量元素:納米銅、納米鐵、納米鋅等，對(duì)這些納米態(tài)添加劑的生物學(xué)效應(yīng)研究會(huì)使動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)學(xué)的研究從宏觀、微觀領(lǐng)域向介觀領(lǐng)域拓展，從而為納米科技在動(dòng)物生產(chǎn)中的應(yīng)用奠定堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)。
  
參考文獻(xiàn)
[1] Schoonman J.Nanostructured material in solid state ionics.Solid State Ionics, 2000,135(1-4):5～19
[2] WHO Working group. Selenium. Environmental health criteria,1987,58:306～307
[3] Nuttall KL.1985,Elemental selenium and glutathione reductase. Med Hypotheses, 16(2):155～158
[4] Garbisu C,Gonzalez S,Yang WH, et al. Physiological mechanisms regulating the conversion of selenite to elemental selenium by bacillus subtilis. Biofactors,1995,5(1):29～37
[5] Tomei EA, Barton LL, Semanski CL,et al. Transformation of selenate and selenite to elemental selenium by desulfovibrio desulfuricans. Journal of Industrial Microbiology,1995,14(3-4):329～336
[6] 高學(xué)云,張勁松,張立德.納米紅色元素硒對(duì)小鼠的免疫功能的調(diào)節(jié)作用[J].中國(guó)公共衛(wèi)生,2000,16(5):421～422
[7] 高學(xué)云,張勁松,張立德.納米紅色元素硒的急性毒性和生物利用性[J].衛(wèi)生研究.2000,29(1):57～58
[8] Zhang JS, Gao XY, Zhang LD, Bao YP. Biological effects of a nano red elemental selenium[J]. BioFactors,2001,15:27～38
[9] 高銘宇,楊鷹等.硒和上互作用及對(duì)肉用雞胰腺抗氧化功能的影響[J].中國(guó)獸醫(yī)科技，2001,31(4):23～26
[10] 張勁松,高學(xué)云,張立德等.蛋白質(zhì)分散的納米紅色元素硒的延緩衰老作用[J].營(yíng)養(yǎng)學(xué)報(bào),2000,22(3):219～222
[11] 楊陟華，朱茂祥，龔治芬等.納米硒對(duì)D-半乳糖造成小鼠免疫失衡和氧化損傷的保護(hù)作用[J].微量元素與健康研究,1999,16( 1):4～7
[12] 高學(xué)云,張勁松,張立德等.納米紅色元素硒對(duì)C57小鼠Lewis肺癌移植瘤形成與轉(zhuǎn)移的影響[J].中國(guó)公共衛(wèi)生,2000,16(2):109～110
河北農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物科技學(xué)院/陳輝  黃仁錄*  邸科前  潘棟

dazhui

還有很長(zhǎng)的路需要走！

韓友文

【納米態(tài)添加劑的生物學(xué)效應(yīng)研究會(huì)使動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)學(xué)的研究從宏觀、微觀領(lǐng)域向介觀領(lǐng)域拓展，從而為納米科技在動(dòng)物生產(chǎn)中的應(yīng)用奠定堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)?！?br />
這是一部分人的良好愿望和超前狂想！在未能證實(shí)【納米科技】顛覆了化學(xué)元素及其化合物的基本性質(zhì)之前，無(wú)根據(jù)地奢談并夸大納米科技作用，本身就是有悖科學(xué)精神的！

飼用物質(zhì)的基本屬性，是靠原子及其外周電子狀態(tài)和所構(gòu)成的化合物各種基團(tuán)來(lái)發(fā)揮作用的。

cheng_zhang

韓老師畢竟是老前輩，功底深厚，說(shuō)出來(lái)的話都是經(jīng)典。

反對(duì)跟風(fēng)炒作。

xiangtl168

納米級(jí)吸收更直接，值得推廣。人民感謝你！

chenqiang51015

單質(zhì)硒可以直接被機(jī)體利用嗎？ 好像得轉(zhuǎn)化成有機(jī)硒才能，請(qǐng)教？

sunlake

目前，四川農(nóng)業(yè)大學(xué)、山東農(nóng)業(yè)大學(xué)、青島農(nóng)業(yè)大學(xué)、山西農(nóng)業(yè)大學(xué)、浙江農(nóng)業(yè)大學(xué)、中國(guó)科技大學(xué)等院校的動(dòng)科學(xué)院、獸醫(yī)學(xué)院都有相關(guān)的博士、碩士論文做關(guān)于不同硒源對(duì)畜禽的影響，其中就有不少文章拿酵母硒和納米硒做對(duì)比，大家可以搜索一下。

實(shí)踐是硬道理，我們既不能靠個(gè)人感覺(jué)喜好，說(shuō)酵母硒沒(méi)用，也不能學(xué)文化大革命的“凡是”論，偏執(zhí)認(rèn)為凡是有“納米”兩個(gè)字的產(chǎn)品都是騙人的~~~

小平同志說(shuō)得好“實(shí)踐是檢驗(yàn)真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)”！一切都需要現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)去認(rèn)證！

另外，論壇里頭有人對(duì)納米硒的認(rèn)識(shí)極其膚淺，簡(jiǎn)單認(rèn)為納米硒是研磨成納米狀態(tài)的。建議他好好補(bǔ)一補(bǔ)什么叫納米材料，納米材料是怎么做出來(lái)的相關(guān)知識(shí)。

21世紀(jì)有三大前沿科技：納米科技、信息科技、生物科技

我們不了解納米的東西，不能簡(jiǎn)單的一棍子打死，殊不知道納米材料遍布我們的生活，你用的電冰箱、洗衣機(jī)，你上廁所用的馬桶、踩踏的地磚（納米氧化鋅）、穿的內(nèi)褲、喝水的杯子、消除甲醛的光觸媒（納米二氧化鈦），甚至是所用的避孕套（納米銀）全是用納米材料做的，只是別人沒(méi)告訴你而已?。?！