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第270期:家禽营养中锰的作用及研究现状

        锰是家禽机体内新陈代谢、生长发育所必需的微量元素,并且在线粒体较多的组织和器官中分布广泛,如肝、脾、胰腺、骨骼、皮肤等组织器官中。目前,大量研究已经在小鼠体内证明,锰是多种机体酶的激活剂,如肠肽酶、脱氧核糖核酸酶、脱羧酶、碱性磷酸酶、葡萄糖磷酸变位酶、胆碱酯酶、醛羧酶等。同时锰还具有类似抗体活性的功能,其可通过与细胞表面的特殊糖蛋白、糖脂等结合发挥外源凝集素的功能。
       以中国农业农村部规定的饲料添加剂安全使用规范来说,家禽饲粮中锰的添加量在70~110 mg/kg,远远高于哺乳动物饲粮中锰的添加量。家禽对锰的需求量之所以比哺乳类家畜高,其主要原因为家禽的肠道内对锰的吸收率极低,只有1%~3%。另外,由于目前各个养殖场常使用低锰饲粮玉米等缘故,锰缺乏症十分容易发生于家禽;加上现代规模化、集约化养鸡,鸡群更容易受到应激反应,这都导致其对锰的需求量增加。目前,养殖场使用的常规饲粮中锰含量一般满足不了家禽的需求,因此锰主要以硫酸锰或氧化锰等无机形式添加到饲粮中。但也因为无机锰存在易潮解、利用率低等缺点导致饲粮中锰的含量受到影响,并且大量锰的饲喂增加机体的代谢负担的同时,其排泄物也对环境造成了极其严重的污染。近年来,研究表明,有机锰具有电荷接近中性、与体内存在形态接近和代谢上优于无机硫酸盐或氧化物等特性,在饲粮中添加有机锰显著提高微量元素生物利用率,增强机体免疫能力,促进生长和降低粪便排泄等作用。本文综述了不同锰源在家禽生产上的应用,旨在为锰在家禽营养中的进一步研究与应用提供参考。
 
锰对家禽体内酶的影响
       锰与锌和硒一样,也是通过构成酶的必需组分或激活因子的形式参与动物的生长发育之中。锰是机体中精氨酸激酶、丙酮酸羧化酶(PC)、超氧化物歧化酶(Mn-SOD)、氨酰基脯氨酸酶等的组成成分。其中存在于线粒体集中中的Mn-SOD可以将氧化应激产生的ROS歧化为H2O2,并通过其他抗氧化酶如GSH-PX、CAT等将其清除,从而保证细胞膜不被损伤,维持细胞器的完整性[1, 2]。有研究表明,在蛋种鸡饲粮添加有机锌锰可以显著提高雏鸡肝脏中Mn-SOD的活性,并回调了雏鸡回肠中Claudin-1 mRNA的表达[3]。Mayne等人研究发现,在肉仔鸡日粮中添加有机锰与无机锰相比,能显著降低血浆中脂质过氧化物的沉积[4]。Lu等人发现,饲粮中添加100 mg/kg锰降低肉鸡苹果酸脱氢酶和脂蛋白脂酶,增加激素敏感脂肪酶活性,从而降低脂的合成和增加脂肪的分解作用,进而降低腹脂沉积[5]。在我们的研究中发现,饲粮中添加氨基酸锰络合物显著增加肉鸡胸肌肌肉中CAT、SOD和GPX mRNA的表达,显著提高白羽肉鸡胸肌a*值、pH45min和pH24h以及腿肌a*值,降低胸肌剪切力、滴水损失和加压损失,从而改善肉品质[6]。在对武冈铜鹅锰需要量的研究中发现,饲粮添加氨基酸锰络合物能够降低武冈铜鹅血清UA含量,提高血清HDL含量以及肝脏ACC、FAS和LPL活性,对肉鹅的脂质代谢具有正向影响。且以肝脏脂质代谢相关指标为评价指标,经二次曲线模型估测得出5-10周龄武冈铜鹅饲粮中有机锰适宜添加水平为50.39-53.67mg/kg[7]

锰对家禽骨骼发育的影响
       锰是多糖聚合物和半乳糖转移酶的特异激活物质,因此其可通过合成有机质粘多糖的形式参与到骨骼基质的构成。王秋梅用高倍显微镜观察缺锰的鸡骨的切片发现,与正常鸡骨相比,缺锰鸡的骺板宽度显著减少,骺板细胞排列较紧密,细胞结构已被破坏[8]。在我们的研究中,通过对胫骨发育相关指标以及生长板发育指标和HE染色观察生长板形态学来进行综合分析,结果发现饲粮中添加氨基酸锰络合物可以有效改善肉仔鸡生长前期胫骨发育以及改善肉仔鸡整个阶段的胫骨强度[6]。有研究发现,比肝脏锰和肾脏锰含量,胫骨无脂干重锰含量作为评价锰利用率的指标更敏感[9, 10]。Brooks等使用仔鸡胫骨的无脂干重锰含量为评价指标,发现有机锰相对于硫酸锰中锰的生物学利用率为139%[11]。杨斌等人用斜率比法得出,以硫酸锰为参比,氨基酸螯合锰以胫骨脂干重锰含量为指标的相对生物学利用率为136%,以胫骨灰分锰含量为指标则分别为114%[12]。同时,我们的研究发现,以硫酸锰生物学利用率100%作为标准,以心脏锰含量以及MnSOD mRNA表达水平为评价指标,氨基酸锰络合物相对于硫酸锰的生物利用率分别为149.08%、152.45%,有机锰源的生物学利用率显著高于无机硫酸锰[6]

锰对家禽生殖的影响
       由于锰是二羧甲戊酸激酶的辅助因子,因此锰可以通过影响胆固醇合成的方式影响动物机体性激素的合成。有研究表明,缺锰时公鸡睾丸的曲精细管发生退行性变化,睾丸萎缩、精液质量不良或数量减少、性欲减退或失去配种能力;母鸡的性周期紊乱、不发情或弱发情、卵巢萎缩、排卵停滞、受胎率降低或不妊娠、胎儿吸收、死胎,产蛋量下降,卵壳的硬度下降[13, 14]

        目前,人们对锰的了解越来越深入,已经从简单的生物功能研究逐步转向锰影响动物机体内各种生化指标。锰作为家禽生长中不可缺少的微量元素,在提高家禽的免疫能力、繁殖能力、生长性能、饲料利用率等方面具有突出作用。随着对其研究的不断深入,锰在畜牧业中的应用范围将会不断扩大。


参考文献
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[13] 冯健冯泽光. 锰缺乏对蛋鸡生殖性能的影响[J]. 畜牧兽医学报, 1998(06).
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