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鋅對仔豬生長和公豬生育的作用

顏宏達

一、鋅在豬隻飼料中的六種作用

微量元素鋅在豬飼料中以各種方式加以使用-既提供基本的營養分,也可採用高藥劑量去抑制仔豬下痢的發生。本文旨在確定鋅在飼料中對豬隻六種不同的作用模式。

鋅為微量礦物質能提供各種代謝功能,如生長、發育、繁殖和免疫所需的營養分。即使是中度的鋅不足也會對動物生長性能產生不良的影響。

(一)、鋅涉及各種生物功能

鋅是一種涉及各種生物功能的微量元素,其為豬隻健康、生產和繁殖所需非常重要的多功能元素。鋅對將近300種生物化學酶(enzyme)的合成和代謝功能所必需,被認為對細胞分裂和DNA合成和蛋白質合成至關重要。另外,鋅在體內並不能廣泛地加以儲存,並且隨著豬隻飼料,特別是在豬隻飼料中需要連續的供應,因為豬隻飼料主要由穀物組成,穀物含有大量的植酸酶(phytase)。反過來說,植酸酶與鋅結合形成不能在腸中被吸收的不溶性鋅礦物質螯合物。

其他無機礦物質元素(如鐵,銅和鈣)含量較高,也會阻礙腸道對鋅的吸收。最近的研究顯示,鋅以藥劑量的應用去減少仔豬離乳的緊迫。由於仔豬離乳是離開母豬乳和從母豬乳的依賴到轉移物理和化學上不同的飼料,以及不同的飼養方式和環境緊迫,這導致仔豬胃腸道激起深邃的變化。

目前在保育仔豬中以氧化鋅提供高藥劑量(2,000-3,000 ppm)補充鋅,這有助於減少仔豬離乳後下痢的發生率,提高平均日增重並且還產生更好的抗病能力。

(二)、生物系統中的鋅

鋅是大量蛋白質的結構成分,包括細胞信號傳導途徑的酶和轉錄因子。鋅可以調節細胞信號識別,第二信使代謝(second messenger metabolism,其在細胞內作為第二信號傳導者與細胞間的傳訊)、蛋白激酶(protein kinase,其活化細胞生化反應的過程)和蛋白磷酸酶活性(protein phosphatase activities)。除了鈣、磷和鎂以外,鋅對骨骼形成也很重要,研究顯示,鋅缺乏會減少股骨的大小和強度。鋅對細胞增殖和分化至為重要,特別是對DNA合成和有絲分裂(mitosis)的調控。鋅在維持基因組穩定性、基因表現、細胞凋零的調節(apoptosis modulation)中起著重要的作用。鋅是修復DNA中氧化鳥嘌呤(oxidized guinine)的DNA修復蛋白OGG1的組成部分,其失調導致基因表現的點突變(point mutations,當點突變發生在基因及其調控序列之外,或使基因序列內一種密碼子變成編碼同一種胺基酸的另一種同義密碼子時,不會改變生物個體的基因產物,因而不會引起性狀變異和負調控(down requlation)的發生。

(三)、鋅在豬隻身上區分出六種作用模式

1 、鋅和胃腸道

鋅從舌頭的味蕾到腸中絨毛和腺窩的功能,與胃腸道的維持或功能均有關係。例如,在腸道中,鋅有助於維持腸道微生物菌叢的穩定性,支持離乳仔豬多樣性的大腸菌群,並降低仔豬對大腸桿菌感染的易感性。進一步的研究還報導:利用氧化鋅補充高藥劑量的鋅作為抗微生物劑,並經由增加粘膜厚度、絨毛高度和小腸寬度來強化胃腸道的功能。

2 、鋅和酶的活性

銅/鋅超氧化物歧化酶(copper/zinc superoxide dismutase,Cu / Zn SOD)在正常體功能上具有重要的作用。在哺乳動物組織中,有氧代謝期間不斷產生活性氧物質,如超氧自由基(superoxide radicals),羥基自由基(hydroxyl radicals)和過氧化氫(hydrogen peroxide)。過量的活性氧的產生會導致體功能上有害的變化。因此,這些自由基應該從身體中排出。在解毒自由基的酶中,Cu / Zn SOD是催化消除自由基最重要的酶之一。

3 、鋅和代謝荷爾蒙活性

甲狀腺正常狀態取決於甲狀腺荷爾蒙合成和代謝過程中是否存在許多微量元素。動物中鋅在甲狀腺代謝中的作用進行研究,但結果相互矛盾。最近在2014年的調查結果顯示,補充鋅和缺鋅豬隻分別有較高和較低的三碘甲狀腺原胺酸(tri-iodothyronine)和甲狀腺素(thyroxin)濃度。

4、鋅和生長

飼料鋅經由激活各種酶系統對細胞分裂和增殖至關重要,增強牲畜的生長。

5 、鋅和豬的繁殖

在雄性動物的案例中,鋅在精子產生中起重要的作用。有報導指出,在缺鋅的動物中,睪丸間質細胞(Interstitial cell/Leydig cell)的發育可能會受到阻滯,並且對黃體生成素(luteinizing hormone,LH)以及睾丸類固醇生成(testicular steroidogenesis)反應的降低。

對於母豬,鋅對發情行為、發情週期和發身年齡的控制也有很大的影響。然而,鋅也在動物的生殖問題中起作用- 發身年齡延遲和受孕率較低,受精卵移植失敗和產仔數減少。鋅在分娩後子宮內膜的修復和維持以及產後提早再發情具有重要的作用。研究顯示,缺鋅動物具有較低濃度的促卵泡激素(follicle-stimulating hormone,FSH)和黃體生成素(LH)。

6、鋅和免疫系統

鋅在控制免疫系統中有非常重要的作用,而鋅缺乏對動物各種病原體的易感性增加。鋅對免疫系統的影響是多面向,從皮膚屏障到淋巴細胞內的基因調節。鋅對導入非特異性免疫的細胞,如嗜中性粒細胞(neutrophils)和自然殺手細胞(naturai killer cells,其缺乏專一性的抗原受體,負責非專一性防禦,可以胞殺腫瘤細胞和被病毒感染細胞)的正常發育和功能,至為重要。鋅缺乏還經由阻止T淋巴細胞(T lymphocytes)和某些功能(例如Th1細胞因子產生的激活)和B淋巴細胞產生的後果,而影響到免疫的發展。

(詳細內容請參閱2018年8月號現代養豬第63頁)