有機砷制劑對畜禽營養作用的研究進展

iamtao216 · 發表于 2008-4-5 21:13:41

有機砷制劑對畜禽營養作用的研究進展 郭效中　劉天余　　一、引言　　砷分布廣泛，遍及動物體各組織及血液里，但其濃度差異很大。主要分布在肝、腎、皮膚、毛發、脾和消化管壁。骨骼和肌肉中濃度雖低，但分布總量大，是體內的主要貯存部位。毛發中的砷，一般是在動物接觸砷兩周后才開始蓄積，由于它可存留多年，所以可作為有砷接觸史的標志。　　微量元素砷已被確認為畜禽營養所必需，在組織器官以及物質代謝方面起著重要作用。然而，砷化物對各種動物均有毒性。進入體內的過量砷與細胞中酶系統的SH—基結合，使細胞代謝所需要的SH—基酶系統發生障礙，造成許多器官組織功能紊亂和器質性病變。但是砷的毒性除與劑量有關外，與它的價態和形態也密切相關，無機砷的毒性作用大，有機砷的毒性作用小而且高效穩定。據報道，砷制劑的毒性由高到低的順序是砷化氫、三價砷、五價砷，毒性最小的是有機砷。因此，在評價飼料中砷或添加砷制劑的營養作用時，不僅要考慮它的生理劑量，而且還要考慮它的價態和形態。　　本文就有關砷制劑(主要是對氨基苯砷酸、3—硝基—4—羥基苯砷酸)對畜禽營養作用、作用機理、添加劑量，毒副作用、以及對環境污染等問題進行如下綜述。　　二、　有機砷制劑的應用現狀　　有機砷類飼料添加劑具有刺激動物生長的作用，而且具有較廣的抗菌譜，可以改善畜禽的肉質，對于飼養環境差的畜禽，有機砷添加劑的作用更為明顯。目前，有機砷類制劑用作飼料添加劑在世界范圍內極為普遍，美國消費的有機砷每年達400t左右。英國獸藥典至今仍收載有機砷品種。阿根廷、西班牙、芬蘭、匈牙利等國的商品性有機砷飼料添加劑品種很多。我國也于1993年初將其作為藥物性添加劑使用。　　目前，國內生產的有機砷產品主要為對氨基苯砷酸及其鈉鹽(阿散酸)和3—硝基—4—羥基苯砷酸(洛克沙砷)。 1、對氨基苯砷酸及其鈉鹽 (1)來源：化學合成 (2)分子式：C6H6AsNO3 (3)分子量：217.06 (4)理化特性：對氨基苯砷酸為白色晶體粉末，難溶于水。其鈉鹽易溶于水、無臭、易潮解。 (5)功能作用：該品具有廣譜殺菌作用。對腸道寄生蟲有殺死和抑制作用，用作飼料添加劑具有提高產蛋率和改善肉質的作用。 (6)添加量：每t飼料中添加量為90g。 2、硝基羥基苯砷酸 (1)來源：化學合成 (2)分子式：C6H6AsNO6 (3)分子量：263.04 (4)理化特性：白色或微黃色粉末，難溶于水，其鈉鹽易溶于水。 (5)功能作用：具有廣譜的殺菌和抑菌作用。本品用作飼料添加劑具有促進畜禽生長之功效。 (6)添加量：每t飼料中添加量為45g。　　三、　有機砷對畜禽營養作用的影響　　氨基苯砷酸和硝基羥基苯砷酸等有機砷化物，對豬、禽的生長、健康和飼料效率，均具有有益的作用。據有關資料表明，對氨基苯砷酸在日糧中添加0.01%～0.02%時，刺激家禽的生長；以0.005%～0.01%水平添加可刺激豬的生長，并提高飼料效率；以0.025%～0.04%水平添加則具有防治豬出血性痢疾的作用。目前，國內學者通過飼養試驗研究了在日糧中單獨添加有機砷(對氨基苯砷酸和3—硝基—4—羥基苯砷酸)或其與某些抗生素混合使用，飼喂畜禽的飼養效果。 1、有機砷對家禽的營養作用　　梁俊榮等(1998)采用3—硝基—4—羥基苯砷酸進行雛雞飼喂試驗于30日齡時測定雛雞回腸內容物pH值，回腸內容物中魏氏梭菌和大腸桿菌數量及回腸重。結果表明，添加3—硝基—4—羥基苯砷酸回腸內容物中大腸桿菌數量顯著下降(P＜0.05)，回腸內容物pH值顯著升高(P＜0 .05)，回腸重與活體重的百分比顯著下降(P＜0.01)，同時，該組生長最快，體增重較對照組高7.16%，料重比下降5.96%。　　薛松等(1995)進行了對氨基苯砷酸對產蛋雞生產性能影響的研究，表明在日糧中添加50×10 -6阿散酸且在較低蛋白水平情況下，能增進雞體健康，顯著提高雞產蛋率，產蛋量和飼料利用率，產蛋率提高5.26%。　　潘穗華等(1994)研究了有機砷制劑阿散酸和洛克沙砷飼養黃羽肉雞的效果，即分別在日糧中添加阿散酸(70×10-6)，洛克沙砷(40×10-6)，阿散酸(70×10-6) ＋喹乙醇(30× 10-6)及洛克沙砷(40×10-6)＋喹乙醇(30×10-6)飼喂黃羽肉雞。結果顯示，阿散酸對黃羽雞的增重效果不如洛克沙砷；阿散酸、洛克沙砷與喹乙醇合并使用，不如單獨使用時效果好，可提高飼料轉化率。與對照組比，洛克沙砷提高增重7.8%，差異極顯著(P＜0. 01)，每kg增重減少耗料4.6%，阿散酸提高增重2.9%，每kg增重減少耗料6.4%，前期較后期增重明顯。　　陳繼蘭等(1994)分別在日糧中添加50×10-6洛克沙砷，100×10-6阿散酸及對氨基苯砷酸鈉飼喂肉仔雞，結果表明，三種有機砷制劑使全期雞成活率較對照組分別高3.9%，2. 9%及2.1%，有機砷制劑對提高增重，改善飼料轉化效率效果明顯，尤以洛克沙砷的效果更顯著。　　顯然，有機砷制劑在促進家禽生長，提高增重速率，改進飼料利用率，增加產蛋雞的產蛋率等方面有一定的影響，可以防止小雞由于機體易受感染而早期死亡；有促進家禽蛋白質的合成或降低分解代謝并提高機體免疫力等作用。 2、有機砷制劑對仔豬、生長豬的營養作用　　李德發等(1998)通過添加不同劑量的洛克沙砷(40mg/kg、50mg/kg)，喹乙醇( 50mg/kg)和洛克沙砷(50mg/kg)＋喹乙醇(50mg/kg)對生長豬生長性能的影響。試驗結果表明，不同劑量洛克沙砷組，喹乙醇組及洛克沙砷＋喹乙醇組的日增重明顯優于對照組(P＜0.05)；40mg /kg與50mg/kg洛克沙砷和50mg/kg喹乙醇＋50mg/kg洛克沙砷三組的肉料比也顯著低于對照組(P ＜0.05)；從經濟效益上分析，生長豬日糧中添加40mg/kg洛克沙砷的經濟效益較好。而且添加洛克沙砷組的腹瀉頭次比添加喹乙醇和對照組少，表明洛克沙砷對仔豬有一定的防腹瀉作用。　　林東康等(1995)在低蛋白日糧中添加75×10-6阿散酸和75×10-6土霉素堿飼喂生長肥育豬，具有良好的增重效果，且可降低蛋白質飼料的使用量，降低飼料成本，并具有較好的防病作用。　　鐘華宜等(1994)在日糧中分別添加45×10-6、60×10-6、90×10-6 的濃度的對氨基苯砷酸，研究了其對生長肥育豬生產性能的影響。結果表明，添加對氨基苯砷酸可以改善生長肥育豬生產性能，且后期提高的增重和飼料轉化率的效果均優于前期，尤以添加60×10 -6對氨基苯砷酸的效果更好。　　顧方鴻(1994)在乳豬顆粒料中添加60×10-6阿散酸，同時添加4%林可霉素藥渣，飼喂60日齡斷奶仔豬，試驗組較對照組增重高1.87kg，差異極顯著(P＜0.01)，其促生長效果明顯，能提高日增重，降低飼料費用，防止下痢和皮膚病，并對后階段肉豬飼養有良好作用。　　王書華等(1993)、鄧躍林等(1993)、張國龍等(1994)、樓洪興等(1994)和李鐵軍等(1996)先后報道了日糧中添加阿散酸對生長豬有較好的飼養效果，可概括為生長豬日糧中添加100 mg/ kg阿散酸可將體增重和飼料轉化率提高2%～7%，提高蛋白質的利用率和降低日糧賴氯酸水平，改善被毛和皮膚的色澤，減輕腹瀉。　　因此，有機砷制劑具有促進豬生長，提高飼料效率的作用，可與各種抗生素配合使用，且效果更佳，具有預防和治療豬只細菌性下痢、赤痢、乳豬下痢的作用；有助于維持增重及飼料攝入量。 3、改善肉牛和肉雞的肉質　　據說有機砷作飼料添加劑喂養的肉牛，其肉質呈現紅白相間的大理石紋理，而且肉質香嫩可口。　　四、　砷制劑的作用機理 Ehrlich1909年最早提出，砷化物與寄生蟲體內蛋白質的巰基結合，通過形成共價鍵發揮藥理和毒理作用，后人的研究證實了這一觀點。Voegtlin等(1925)進一步證明三價態是砷唯一具有生物活性的價態，五價砷和氧苯砷(間于三價和兩價)必須分別氧化和還原為三價砷才有藥效。Massey(1962)和Petters(1963)等證明，三價砷能與丙酮酸氧化酶、琥珀酸脫氫酶等含二氫硫辛酸輔基的關鍵酶結合，強烈抑制其活性。Mitchell等(1971)和Brown(1976)證明，砷可通過與磷酸競爭和抑制NAD的還原，使線粒體氧化磷酸化解耦聯而抑制能量產生。　　有機砷制劑促生長作用概括起來可能有以下幾個方面： (1)促進生長，刺激代謝機能旺盛，加速機體同化作用，促進蛋白質合成。 (2)抑殺病原，抑制腸道有害微生物和寄生蟲的生長和繁殖，使腸粘膜變薄。 (3)使毛細血管舒張，改善皮膚營養，促進血紅蛋白的合成。　　但是有機砷對腸道中病原微生物的抑制作用是其重要的促生長作用機理之一。這樣一方面使腸壁變薄，改善腸道細胞代謝，促進物質的消化吸收，提高飼料消化率；另一方面減輕或避免了病原微生物產生的有害代謝產物對動物機體中間代謝過程的不利影響，節約了機體用于解毒作用的能量。　　五、　阿散酸和洛克沙砷對畜禽營養功效的比較　　據報道，洛克沙砷是目前最有效的砷制劑，促生長作用強，用量少，因而，成本低，經濟效益好；對抗球蟲藥具有協同作用，能明顯提高抗球蟲效果；同時它也可顯著降低飼喂高銅引起的肝銅濃度升高等特點。如前文所說，作為砷制劑，阿散酸在每t飼料中的添加量為90g，而洛克沙砷在每t飼料中的添加量為45g，是阿散酸的一半。通常阿散酸的添加量為10 0×10 -6，而洛克沙砷的添加量為50×10-6。中國農業科學院畜牧研究所陳繼蘭等人對艾維茵肉仔雞促生長效果的對比試驗結果表明，添加50×10-6洛克沙砷的試驗組，在22 ～4 9日齡時，比相同基礎日糧水平下添加100×10-6阿散酸試驗組提高增重5.9%。另一項廣東農科院畜牧研究所在一項對雞的試驗中發現，在基礎日糧水平相同的情況下，添加40×10 -6洛克沙砷試驗組，在0～6周齡階段可比添加70×10-6阿散酸試驗組平均多增重6.5 %，在7～11周齡階段可多增重3.4%。這也說明，無論在前期還是在后期，添加洛克沙砷都比添加阿散酸的效果好。另外，洛克沙砷與抗球蟲藥具有協同作用。McDougald等人在1981 年就發現洛克沙砷和鹽霉素的抗球蟲作用具有疊加效應。廣東農科院獸醫研究所吳惠賢等人對洛克沙砷與球痢靈配伍使用的抗球蟲效果做過一項試驗，結果證實了這種協同作用的存在。最后，洛克沙砷能夠降低高銅引起的肝銅濃度的升高。這種作用與銅的添加量有關，低銅飼喂時，洛克沙砷對肝銅濃度幾乎無影響，但是當飼喂中毒劑量的銅(650×10-6)所致的豬體增重下降可被飼喂100×10-6洛克沙砷所改善，而且這一水平的洛克沙砷使肝洞濃度下降了2倍。洛克沙砷的這一作用是因為相鄰間有硝基、羥基而使得它能與銅發生Baudisch 螯合反應，而阿散酸因不含有可螯合的硝基和羥基，因而對肝銅濃度沒有影響。　　六、　砷的毒副作用及對環境的影響　　大多數砷化物都有很大的毒性，其化合價態、化合物種類和溶解性等都影響毒性，無機砷毒性大于有機砷，三價砷大于五價砷。砷制劑極易被人和動物吸收，但沉積量少，大部分以甲胂酸和二甲基次胂酸等甲基化產物迅速隨尿排出體外。家畜砷中毒主要表現為食欲不振，體重減輕，麻痹，便秘和腹瀉，并有時出現各種類型的皮炎，甚至有可能使部分家畜死亡。解剖發現肝腫大、阻塞性黃疸、肝硬化等癥狀。同時砷對動物和人的生殖機能都具有毒害和致畸作用。國際癌癥研究機構(IARC，1980)將砷列為致癌因子。Adrien(1985)指出，砷化物的藥理和毒理作用本質上是相同的。砷能毒殺細菌和寄生蟲，對宿主也有毒害作用，只不過寄生蟲體積小，體內生化反應比宿主體細胞更加旺盛，游離巰基的濃度較高，對砷的反應更敏感而已。但是砷是動物機體的一種必需元素，因此，最為重要的一點就是要掌握好砷的供給量，其次也不應該長期使用砷制劑。　　砷制劑對動物體可能會造成不利的影響，而且能夠對環境造成很大的污染，畜禽日糧中使用砷制劑，就會向環境中排放出砷，這樣如果有大量畜禽長期使用砷制劑，就會對土壤、空氣、水及周圍環境造成嚴重污染，為此，大多數國家對砷制劑的應用都有嚴格的規定。我國飼料衛生標準規定(GB-13078-91)，魚粉、石粉和磷酸鹽中砷含量分別不得高于(mg/kg)10、 2和10，雞配合飼料和豬配合飼料中的砷含量都不得高于2 mg/kg。而且，對于有機砷制劑作為有機砷源，最好是在屠宰前5d停止使用。所以，如果長期大量使用有機砷制劑作為動物的促生長制劑，可能會對環境造成重大的損失。　　七、　結語　　有機砷制劑對動物有促進生長、提高產量、抵抗病原、增強機體免疫力的作用。然而，砷制劑對人與動物均存在毒副作用，而且會對環境造成巨大的污染。所以，我們使用砷制劑，必須慎重，不僅要考慮它的經濟效益，而且還要考慮它的生態效益和社會效益。郭效中（云南農業大學動物營養重點實驗室）劉天余（云南農業大學動物營養重點實驗室）