硒的组成及生物活性

硒的组成及生物活性

1817年，瑞典王家发现了硅元素，这是动物身体所需要的元素之一。经过多年的研究证明，硒是动物体内谷胱甘肽过氧化酶(GSH-Px的组成成分，位于此酶的活性位点上，硒影响此酶的活性。这种酶存在于机体重要的器官组织中，如肝脏、心脏、肺、胰脏、骨骼肌、眼睛的水晶体、白细胞和血浆中，它的生理作用是促使正常代谢过程中由不饱和脂肪氧化形成的有害过氧化物受到损坏，从而使细胞重要的膜结构不受氧化损伤，维持生物膜的完整性。1硒的生物利用动物摄取硒的主要来源为食物。饲料中以鱼粉、玉米中含硒较高，一般认为在动物日粮中含有0.1mg/kg硒对动物有利。常用的补硒剂分为无机硒：亚硒酸钠、硒酸钠、硒化钠。但无机硒毒性大，有致癌作用，一般用有机硒，即蛋氨酸硒和富硒酵母作补硒剂。食物中的硒主要在十二指肠吸收，但吸收因饲料中硒的含量、存在形式及干扰元素的种类和水平而异；一般有机硒的生物利用率大于无机硒，植物性饲料硒的生物利用率大于动物性饲料。吸收的硒首先进入血液，大部分与血浆白蛋白结合，小部分与球蛋白形成不牢固结合，并有部分进入红细胞内。然后由血液转运到全身各个器官和组织。肝脏、肾脏和胰脏含量较高而脑和肌肉含量较低。当体内缺乏时肝脏中储存的硒向全身输送。研究表明硒在体内未达到饱和之前很少排出，饱和后大量排出。正常情况下，动物体内的硒主要通过尿和粪便等途径排泄。2钙的营养成分2.1抗氧化酶系统硒是谷胱甘肽过氧化酶(GSH-Px)的活性成分，组织硒含量与谷胱甘肽过氧化酶的活性成高度正相关性，GSH-Px的生理功能是抗氧化作用，它的功能有助于细胞膜和亚细胞膜免受氧化性损伤，在呼吸代谢中清除产生的过氧化物与羟自由基，继而维持生物膜的完整性。硒的这一功能与维生素E具有协同作用，维生素E是细胞膜上的一种特异性脂溶性抗氧化剂，维生素E结合于生物膜上，保护膜免受自由基进攻与过氧化损伤，而硒通过GSH-Px破坏过氧化物，防止有害自由基的形成及其对不饱和脂肪的进攻，从而保护细胞膜的结构和正常功能免遭过氧化物的损害。2.2充填氧活性氧的影响硒具有增强动物的免疫功能，它能增强家畜的免疫机能及对某些疾病的抵抗力和免疫力。当活化的免疫细胞代谢增加时，产生活性氧的机会便会增多。T淋巴细胞在活化后增加细胞浆的钙离子浓度，促进活性氧的产生，单核细胞、巨噬细胞、吞噬细胞在活化和发挥作用时消耗氧气，产生活性氧，中性白细胞杀菌能力依赖活性氧的产生。但是，活性氧过度产生又会损害免疫活性细胞，降低免疫能力，因此需要有一个强有力的系统使活性氧的量保持在一定范围内。经多方研究结果证明，缺硒会降低机体的免疫力，适当添加硒可增强机体免疫性能。John(2003)报道，硒能增强干扰素和其他细胞因子的分泌，同时增强T淋巴细胞的细胞毒作用，从而提高机体的细胞免疫功能。Caro-line等(2004)发现，硒缺乏会使淋巴细胞增殖减慢，并且通过降低吞噬细胞分泌白细胞来削弱中性粒细胞的趋化性。黄志坚等(2004在研究富硒酵母对奶牛免疫功能影响时发现，随着补硒天数的增加乳牛血清中淋巴细胞的转化能力增强，T淋巴细胞百分率增多。因此硒可从多方面影响机体的免疫功能。2.3硒水平对铜的调湿结果硒作为唯一受基因调控的微量元素，其与基因表达之间的关系受到了广泛的研究。硒在动物体内主要通过硒蛋白发挥作用。哺乳动物体内至少有35种硒蛋白，已经克隆并测序的硒蛋白有17种。Christensen(1992)报告发现，硒缺乏时cGPXmRNA水平较cGPx活性更好地被保护，揭示饲料硒水平对硒蛋白基因表达的调控并没有发生在转录阶段，其调控作用发生在转录后的翻译和翻译前阶段。Kevin(2001)以大鼠为试验对象，研究饲粮硒水平对cGPX和PHGPXmRNA的影响，结果表明，硒不影响硒蛋白基因转录，即mRNA的生成量，但它影响mRNA的稳定性。硒影响基因的表达与调控是一个复杂的过程，需要经过大量的实验研究，也是今后的研究方向。3辽宁食品对雄性动物育种性能的影响3.1复合保肝作用硒对精子的形成和发育具有特异作用。动物在摄食低硒日粮后，体重、睾丸、附睾重降低，精子的密度、活力和活精子的数量减少，同时畸形精子的数量增加，精子中线粒体结构异常，超显微结构发生改变。有研究表明，缺硒公猪的附睾和附性腺的重量低于补硒公猪，以精囊腺最为显著。缺硒公猪副性腺硒含量显著减少，其睾丸的曲径细管生殖细胞发育不良，只有少量初级精细胞、精子细胞和游离在腔内的精子。因为GSH-Px具有更小的体积和疏水性，可以直接作用于细胞膜系统上的磷脂氢过氧化物，是能将膜过氧化物还原成相应的羟基化合物，从而中止过氧化反应，直接保护生物膜免受过氧化损伤的酶。从而它的抗氧化作用在保护精子细胞膜的结构和功能方面影响重大。前苏联科学家在日粮中添加0.1mg硒和0.3mg维生素E，可使精液量增加，精液品质改善，精子量增加13.5%，活力提高10%，受胎率也得到提高。另有结果表明利用含硒颗粒置入反刍家畜瘤胃内，使其逐步释放利用。但若长期采食含硒量超过3mg/kg的牧草则会引起慢性中毒。因此在生产中补硒应适量，避免硒中毒。3.2补硒鸡体精神赋养公禽精液中主要成分为不饱和脂肪酸，日粮中的硒被十二指肠吸收进入公禽体内参与GSH-PX的合成，使家禽精液GSH-PX的比例增加，增强清除生殖系统中自由基和有机过氧化物的能力，从而避免精细胞生物膜的不饱和脂肪酸被氧化，维持生物膜的完整，增强精子活力和公禽繁殖能力。缺硒公鸡体重减轻，睾丸很小，曲精细管生殖细胞发育不良，管径细，细胞层数少，性成熟期曲精细管内成熟精子极少，线粒体外膜发育不全，精子头部染色质减少，这一系列变化决定了公鸡繁殖能力低下；相比较下补硒组睾丸发育较好，光镜观察曲精细管管径粗，管壁细胞层数多，管腔内精子密集，采集精液精子密度为33.74亿/mL，精子活力为92.91%。因此在饲粮中添加适当硒能增强公禽繁殖性能，增加经济效益。4辽宁对雌性动物育种性能的影响4.1有机硒能增加新生分娩和分娩的浓度对于母猪日粮中添加硒可提高产仔数和初产母猪受精率，降低仔猪死亡率。有试验证明，从生长到繁殖整个过程中，饲喂0.15mg/kg有机硒(富硒酵母)和无机硒具有相似的母猪繁性能，然而饲喂有机硒死胎率更低，当日粮有机硒水平增加到0.3mg/kg时，母猪体内会有更多的硒滞留在体内并转移到各种孕体组织。和无机硒相比有机硒可增加新生仔猪和母体硒浓度。加拿大研究证明，在母猪日粮中添加有机硒能促进胚胎在怀孕早期阶段的发育。王浩等(1985)试验证实母猪缺硒症，出现不发情或发情不规律，久配不孕，早产、少产或产死胎，子宫炎、乳房炎或不泌乳等症状。Carez(1985)报道，母猪配种后饲喂含维生素E和硒0.1mg/kg的日粮，并以3.0mg硒和维生素E间歇性注射3次，结果受精率提高，受精卵着床率增加，母猪窝产仔数上升，新生仔猪死亡率降低。现代高产母猪需要进行日粮调整来优化生产。在发情、配种和怀孕早期补充有机硒能提高母猪繁殖性能，需要进一步地研究与应用。4.2亚硒酸钠和维生素c硒对母牛的生产性能影响很大。在缺硒情况下，母牛呈不规律的发情或根本不发情，受胎率低，有的母牛虽能正常排卵和受胎，但胎儿在母体内不能正常发育，产后易发生胎衣不下和子宫感染现象。美国科学家研究表明，母牛分娩前一个月补给亚硒酸钠和维生素E的混合剂，就可完全避免早产、弱产和死胎。Danald报道，在缺硒的母牛大约有10%的牛发生卵巢囊肿，妊娠率降低，子宫收缩率减弱胎儿死亡率增加。在其日粮添加0.30mg/kg硒时，6周后卵巢囊肿基本消失，经1～2次人工授精后，母牛怀孕。李飞等(2000)报道，在预产期前给母牛每头肌注亚硒酸钠50mg，维生素E，试验组的妊娠母牛分娩的犊牛头平均体重为42.96kg，比对照组增加了4.48kg，提高11.6%，差异显著。对妊娠母牛缺硒的预防，可在分娩前1～2个月，应用亚硒酸钠0.1～0.2mg/kg和维生素E750～1000mg/d，混合后添加在饲草中饲喂。或在妊娠母牛分娩前，每隔2周,皮下注射亚硒酸钠注射液(硒含量50～60mg)和维生素E注射液(剂量为100～200mg)。4.3充填料蛋率和产蛋率母鸡对硒的需要量很少，但很重要。它是体内某些酶和蛋白质的组成部分，对母鸡的生长发育和机体的调节起到重要的作用。母鸡缺硒会降低产蛋率和蛋的孵化率。试验表明，给产蛋鸡饲喂低硒日粮，产蛋率明显下降至55%，但在日粮中及时添加0.1mg/kg硒后，产蛋率提高到75%以上，补硒母鸡产蛋的孵化率保持在90%以上，并且能减少无精蛋和死胚蛋。另有日本科学家研究表明，饲喂有机硒的蛋鸡所产蛋比普通蛋鸡产蛋的保存时间更长，这使得有机硒在饲料市场上更具有优势。但是