微量元素硒的生物學(xué)作用及其在豬生產(chǎn)中的應(yīng)用(綜述）

jxynwl · 發(fā)表于 2010-3-23 21:04:50

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[摘要]硒是動物機(jī)體必需的微量元素之一，本文介紹了硒對動物機(jī)體的各種已知生物學(xué)作用及其在豬生產(chǎn)中的應(yīng)用。望能引起養(yǎng)殖朋友的重視，合理應(yīng)用硒提高動物健康水平，使得養(yǎng)殖業(yè)健康發(fā)展。

[關(guān)鍵詞]硒；生物學(xué)作用；豬生產(chǎn)

硒(Selenium，Se)是瑞典化學(xué)家Berzilus于1817年首先發(fā)現(xiàn)的，是動物必需的微量元素之一，它與動物繁殖、生長、發(fā)育和疾病發(fā)生有著密切的關(guān)系。硒在地殼中含量極低，而且分布很不均勻，我國從黑龍江到云南有一條缺硒帶，東南沿海也存在缺硒區(qū)，這些地區(qū)人的克山病、大骨節(jié)病，動物的白肌病、桑葚心病、營養(yǎng)性肝壞死等疾病均與缺硒有關(guān)；而在我國湖北的恩施與陜西的紫陽縣則因土囊含硒過高發(fā)生人畜慢性硒中毒。飼料原料中的魚粉含硒較高，苜蓿粉、黑麥等次之，餅粕較少，谷類最低。[1]動物腎(尤其是腎皮質(zhì))、肝、胰腺、垂體及毛發(fā)含硒較高，而肌肉、骨骼和血液相對較低，脂肪組織最低。

硒以無機(jī)硒和有機(jī)硒兩種形式存在，無機(jī)硒包括亞硒酸鈉、硒酸鈉、硒化鈉、亞硒酸鈣等；有機(jī)硒包括硒酵母、硒代蛋氨酸、硒代胱氨酸、海藻硒多糖等。有機(jī)硒的生物利用率高于無機(jī)硒，且有機(jī)硒毒性小，不會對動物和環(huán)境造成不良影響。

1硒的生物學(xué)作用

硒在體內(nèi)的生物學(xué)作用有很多種，其中最主要的是抗氧化作用。

1.1抗氧化作用

硒的抗氧化作用可分為酶和非酶兩類。

1.1.1硒酶抗氧化作用
谷胱甘肽過氧化物酶(GSH-Px)是哺乳動物體內(nèi)第一個被公認(rèn)的含硒酶，硒含量為4molSe/mol酶，這種酶廣泛存在于哺乳動物的紅細(xì)胞、肝臟、肺臟、腎臟、腦等組織中，該酶能將體內(nèi)有害的過氧化物還原為無毒的羥基化合物，從而保護(hù)生物膜免受過氧化物的氧化損傷。硒作為GSH-Px中氧化-還原作用的唯一原子，在GSH-Px催化作用中具有關(guān)鍵作用。

磷脂過氧化氫谷胱甘肽過氧化物酶(PHG-Px)是哺乳動物體內(nèi)的另一個含硒酶。該酶被意大利Padova大學(xué)的Ursini教授于20世紀(jì)80年代初發(fā)現(xiàn)，該酶活性中心可能與GSH-Px相同。該酶也是通過抑制膜磷脂過氧化而發(fā)揮保護(hù)生物膜的作用。

GSH-Px 和PHG-Px的區(qū)別在于對底物的選擇性，PHG-Px作用于像磷脂這樣的雙親性物質(zhì)的過氧化物，而GSH-Px則主要作用于親水性過氧化物。這兩種酶同時存在于生物組織中，它們和其他過氧化物酶共同組成一個還原各種過氧化物的多酶系統(tǒng)。[2]

1.1.2非酶硒抗氧化作用
非酶硒化合物的抗氧化作用，主要是多種硒蛋白的抗氧化作用。硒化合物的抗氧化作用可以歸納為以下幾個方面：清除脂質(zhì)過氧化自由基中間產(chǎn)物；分解脂質(zhì)過氧化物；修復(fù)水化自由基(HO、H等)引起硫化合的分子損傷；在水化自由基破壞生命物質(zhì)前將其清除或轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定化合物；催化巰基化合物作為保護(hù)劑的反應(yīng)。

1.1.3硒與VE的協(xié)同抗氧化作用
在抗氧化方面，硒和VE起協(xié)同作用，補(bǔ)充硒或VE可達(dá)到互補(bǔ)和糾正各自的缺乏癥。但在有些情況VE不能代替硒，而硒則在很大程度上可代替VE。據(jù)測定，一個硒原子能代替700～1000個分子VE；含硒蛋白的抗氧化能力比VE的抗氧化能力高500倍。[3]

1.2免疫調(diào)節(jié)作用

大量的研究發(fā)現(xiàn)，硒與機(jī)體免疫功能密切相關(guān)。硒可以改善機(jī)體體液免疫和細(xì)胞免疫功能，影響免疫器官的結(jié)構(gòu)。

1.2.1增強(qiáng)體液免疫
硒能增強(qiáng)體液免疫，刺激免疫球蛋白的生成，提高機(jī)體合成抗體的能力。[4]高建忠等(2004)在含硒0.11mg／kg的基礎(chǔ)日糧中添加0.2和0.4mg／kg硒均顯著提高了雛雞血清中IgG水平。[5]李敬璽、王俊東（1995）在給18-20kg的仔豬接種豬瘟疫苗的同時肌注0.2%亞硒酸鈉1ml, 可使豬血液中的B淋巴細(xì)胞增數(shù)、豬瘟抗體水平提高，且抗體出現(xiàn)時間較早、維持時間較長[6]。袁施彬等（2008）在日糧中添加0.6mg/kg的硒，能使豬日增重提高，料肉比降低；IgG、IgA和IgM提高，豬瘟抗體滴度隨著試驗(yàn)期的延長，幾乎呈直線上升，在免疫后28d，陽性保護(hù)率達(dá)到100%[7]

1.2.2增強(qiáng)細(xì)胞免疫
研究表明：硒可以明顯提高淋巴細(xì)胞分泌白細(xì)胞介素-6(IL-6)水平，同時提高IL-6的活性。補(bǔ)硒能使動物對致敏劑的敏感性提高，而缺硒時，動物巨噬細(xì)胞減少，淋巴細(xì)胞增殖能力下降，自然殺傷細(xì)胞(NK)數(shù)目減少，抗體依賴細(xì)胞介導(dǎo)毒素清除能力下降。王俊東、陳友發(fā)(1991)報(bào)道，補(bǔ)硒可提高羊淋巴細(xì)胞轉(zhuǎn)化率。[8]王俊東(1992)指出，補(bǔ)硒可提高小牛的玫瑰花環(huán)率。[9]王子旭等（2003）給小鼠日糧中添加硒2mg／kg時，小鼠腹水中淋巴毒性T細(xì)胞數(shù)量增加，腫瘤壞死因子(TNF-α)產(chǎn)量增加。同時,有體外試驗(yàn)的結(jié)果也表明硒可使小鼠脾臟淋巴細(xì)胞對抗原的反應(yīng)增強(qiáng)。[10]補(bǔ)硒可使母豬外周血吞噬細(xì)胞的吞噬活性顯著增強(qiáng)[11]

1.3抑制病毒作用

許多研究表明，硒對柯薩奇病毒、人類免疫缺陷病毒、鼠乳腺腫瘤病毒、流感病毒及甲型肝炎病毒等病毒的感染有不同程度的抑制作用，硒與這些疾病的發(fā)生，發(fā)展及防治等都有密切的聯(lián)系。[12]鄧岳松、陳權(quán)軍（2009）報(bào)道，將納米元素硒設(shè)置0、1、2、5、10、15和20pmol/L等六個濃度梯度，分別添加到細(xì)胞分散液中，在1-20umol/ L范圍內(nèi)，納米元素硒對細(xì)胞生長沒有影響，但對豬狂犬病毒的體外復(fù)制呈現(xiàn)顯著的抑制作用(P＜0．05)，且隨著濃度的增加其抑制作用增強(qiáng)。[13]魏戰(zhàn)勇等（2005）將亞硒酸鈉、硒蛋氨酸、海藻硒多糖，分別設(shè)0、2、4、8和16mol／L等五個濃度梯度，將各濃度藥物加入到PK-15細(xì)胞的分散液中(細(xì)胞含量約1O 個／mL，每孔1 mL),并加入100病毒蝕斑形成單位(PFU)豬細(xì)小病毒，每個處理做3個樣，另設(shè)3個空白細(xì)胞對照，37℃培養(yǎng)48h，收取上清液，測定PFU。結(jié)果發(fā)現(xiàn)亞硒酸鈉、硒蛋氨酸和海藻硒多糖對豬細(xì)小病毒的增殖均有不同程度的抑制作用，并隨著濃度的增高其抑制作用增強(qiáng)；在相同的濃度下，硒蛋氨酸對病毒增殖的抑制作用最強(qiáng)，其次是亞硒酸鈉，海藻硒多糖最弱。[14]

1.4保護(hù)胃腸道黏膜

隨著現(xiàn)代文明的發(fā)展，人畜的消化道疾病越來越多，而消化道的病征直接影響到人畜對營養(yǎng)的消化吸收，關(guān)系到人畜的身體健康。硒在控制消化道潰瘍疾病的過程中也發(fā)揮著重要的作用。在消化道潰瘍治療過程中，同時使用富硒康和雷尼替丁比單獨(dú)使用雷尼替丁治愈率明顯高（P＜0．01）。[15]譚子燕（1996）用富含硒及VＥ的生肌玉露飲治療氣血兩虛型潰瘍病18例，結(jié)果治愈11例，總有效率88.9％。[16]邵世和等（2005）分別用生理鹽水、1.0 ug／g bw亞硒酸鈉、幽門螺桿菌、幽門螺桿菌-1.0 ug／g bw亞硒酸鈉各對10只小鼠灌胃10d,飼養(yǎng)8W后對胃組織切片觀察胃黏膜組織變化，結(jié)果灌服生理鹽水和亞硒酸鈉的小鼠胃黏膜組織未發(fā)現(xiàn)病理改變；灌服幽門螺桿菌的10只小鼠中有9只胃黏膜組織有大量炎性細(xì)胞浸潤、血管擴(kuò)張，病理診斷為淺表性胃炎或伴有糜爛、萎縮性胃炎；灌服幽門螺桿菌-亞硒酸鈉的10只小鼠中有6只胃黏膜有少量炎性細(xì)胞浸潤，病變主要以淺表性胃炎為主。表明1.0ug/gbw亞硒酸鈉對幽門螺桿菌感染誘發(fā)的胃粘膜組織病變有保護(hù)作用。[17]

1.5抗應(yīng)激

如何減少畜禽生產(chǎn)中的應(yīng)激，提高畜禽對應(yīng)激的耐受力，是近年來養(yǎng)殖業(yè)一直在探求的問題。趙洪進(jìn),郭定宗（2005）在平均溫度為(34．89±5．62)C的豬舍內(nèi)，選擇100日齡長大二元雜交商品生長豬(去勢公豬)40頭，隨機(jī)分為4組，通過日糧添加不同水平的硒和VE作為對照組、低水平組、中水平組和高水平組，測定與自由基代謝有關(guān)的血清丙二醛(MDA)含量、超氧化物歧化酶(SOD)、谷胱甘肽過氧化物酶(GSH-Px)活性。結(jié)果表明，補(bǔ)充SE和VE可降低(P＜0．05)或顯著降低(P＜0．01)血清MDA含量；升高(P＜0．05)或顯著升高(P＜0．01)血清SOD和GSH-Px活性，從而證明Se和VE可減少熱應(yīng)激豬體內(nèi)自由基的數(shù)量，緩解豬熱應(yīng)激時的自由基損傷，提高豬抗熱應(yīng)激的能力。[18]肖淑華(2000)選擇45只25日齡肉用AA仔雞，研究在相同應(yīng)激原作用下，飼喂不同硒含量的日糧時，體內(nèi)生理生化指標(biāo)的變化及雞的生長情況。試驗(yàn)分Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、組，日糧硒含量分別為0.42、0.17、0.02mg/kg，以115ｄB的鞭炮噪音作為應(yīng)激原。結(jié)果：肝硒水平、血液谷胱甘肽過氧化酶（GSH-PX）活力、淋巴細(xì)胞數(shù)及總增重隨著日糧硒含量的升高而顯著升高（P＜0.05）；肝自由基濃度、嗜異性白細(xì)胞數(shù)隨著日糧硒含量的升而降低。[19]

1.6拮抗作用

硒能與體內(nèi)的砷（As）、鎘（Cd）、汞（Hg）、鎳（Ni）、鉛（Pb）等重金屬結(jié)合，形成金屬硒蛋白復(fù)合物而解毒、排毒。[20]因此硒作為研究表明：硒對鐮刀菌所產(chǎn)生的T-2毒素有拮抗作用，對T-2毒素所致的關(guān)節(jié)軟骨損傷具有一定的保護(hù)作用。[21]

1.7調(diào)節(jié)甲狀腺激素的代謝

硒最重要的生理功能是增強(qiáng)機(jī)體的抗氧化能力，調(diào)節(jié)人體的免疫功能。對于維持甲狀腺正常功能和調(diào)節(jié)甲狀腺激素代謝，硒也同樣起著重要的作用。[22]
譚武紅,華羅明等（1998）給低硒克山病病區(qū)居民每日口服200ug亞硒酸鈉12W，測定紅細(xì)胞硒含量，谷胱甘肽過氧化物酶（GSH-Px）活性和血漿T3、T4及rT3水平，探討硒對甲狀腺激素水平的影響。結(jié)果表明：補(bǔ)硒顯著提高紅細(xì)胞硒含量和GSH-Px活性；補(bǔ)硒組血漿T3明顯升高，rT2明顯降低，而T4無明顯改變。紅細(xì)胞硒含量與血漿T3呈明顯正相關(guān)（r=0.547，n=38，P＜0.001）和血漿rT3呈顯著負(fù)相關(guān)（r=-0.425，n＝40，P＜0.001）。[23]

2硒在豬生產(chǎn)中的應(yīng)用

2.1改善種豬生產(chǎn)性能

研究表明種公豬缺硒可使睪丸的曲精細(xì)管生殖細(xì)胞與精囊腺發(fā)育不良造成睪丸退化，影響種用；母豬缺硒時發(fā)情無規(guī)律或不發(fā)情，受胎率低，會產(chǎn)生死胎或弱胎，產(chǎn)乳減少，免疫能力下降，嚴(yán)重時甚至能使豬的蹄殼從冠狀環(huán)脫落。[24]蘇惠龍等（2009）在成年長白種公豬的飼料中，以0.3mg／kg（以硒濃度計(jì)算）添加富硒益生菌，研究富硒益生菌對種公豬精液晶質(zhì)的影響。結(jié)果顯示，試驗(yàn)組種公豬精液中的精子活率、頂體完整率、還原型谷胱甘肽過氧化物酶的活性均比對照組高。但精液中的精子畸形率比對照組低，說明富硒益生菌能明顯改善種公豬的精液品質(zhì)。[25]妊娠期間母豬飼料中添加亞硒酸納VE或產(chǎn)前20天給母豬注射亞硒酸納VE注射液可以增加產(chǎn)仔數(shù)，減少死胎率并且哺乳仔豬發(fā)病少。[26]

2．2預(yù)防仔豬白肌病、水腫病、營養(yǎng)性肝壞死和桑葚心病

于乳豬7d用0.1% 亞硒酸鈉VE注射液，每千克體重0.15ml肌肉注射，斷乳時重復(fù)注射一次；母豬在分娩前21d注射亞硒酸鈉VE注射液5ml。能有效預(yù)防仔豬白肌病、水腫病、營養(yǎng)性肝壞死和桑葚心病。[27-29]

2．3改善肉質(zhì)

一般認(rèn)為在改善肉質(zhì)方面有機(jī)硒明顯優(yōu)于亞硒酸鈉。占秀安等選用108頭體重60kg左右的杜長大三元雜種肥育豬，按飼養(yǎng)試驗(yàn)要求分成3組．每組3個重復(fù)，每個重復(fù)12頭。對照組不添加硒(基礎(chǔ)飼糧中硒的實(shí)測值為0.045mg／kg)，亞硒酸鈉組和硒代蛋氨酸組均添加硒0.30mg／kg，試驗(yàn)期40天。然后屠宰并取樣測定，研究不同硒源對肥育豬鮮肉肉色和滴水損失的影響及機(jī)理。結(jié)果表明：硒代蛋氨酸使豬宰后第0.75、8、16小時肉色Huntera值顯著升高(P＜0.05)，而亞硒酸鈉僅使第0.75小時肉色Huntera值明顯提高(P＜0.05)；硒代蛋氨酸使豬宰后第8、16小時鮮肉的滴水損失顯著減少(P＜0.01)，而亞硒酸鈉有這一作用趨勢，但效果不明顯(P＞0.05)；硒代蛋氨酸和亞硒酸鈉均使血清和組織中硒含量增加(P＜0.01)，但硒代蛋氨酸的這一作用較亞硒酸鈉明顯。[30]

2．4減少應(yīng)激死亡

缺硒會使的仔豬對鐵劑的敏感性增強(qiáng)，因此缺硒仔豬在補(bǔ)鐵時容易發(fā)生過敏。[3]
張新華，宋士英（1996）給30頭25公斤左右仔豬每天每頭豬加5毫克亞硒酸鈉，混在飼料內(nèi)喂飼。補(bǔ)硒三天后開始防疫注射，結(jié)果補(bǔ)硒組的仔豬防疫注射后無一頭死亡，對照組30頭沒補(bǔ)硒的仔豬防疫注射后死亡11頭。[31]

3總結(jié)

硒是動物體必需的微量元素之一，自從1973年硒被證實(shí)為谷胱甘肽過氧化物酶(GSH-Px)的活性成分，以后有關(guān)硒的生物學(xué)、生物化學(xué)、免疫學(xué)等基礎(chǔ)性研究層出不窮。這些研究成果為更有目的、準(zhǔn)確地防治硒缺乏癥提供了理論基礎(chǔ)。目前硒在生物學(xué)領(lǐng)域中仍受到高度重視。[3]如何正確的使用硒作為動物飼料營養(yǎng)性添加劑，在當(dāng)今動物疾病控制中有著非常重要的意義。