第八章 矿物质营养

1矿物质营养MineralsNutrition第八章本章目的：在了解动物体内矿物元素含量和分布的基础上，掌握各种矿物元素的营养作用与缺乏症。本章重点：１、常量元素、微量元素的概念２、必需矿物元素的概念及判断方法３、各种常量元素与微量元素的主要功能与缺乏症本章难点：矿物元素的利用率第一节矿物质营养概述第二节常量元素第三节微量元素主要内容第一节矿物质营养概述一、动物体内矿物元素含量二、必需矿物元素三、矿物元素的基本功能四、矿物元素营养特点五、矿物元素的需要与供应六、矿物元素的代谢含量：约占4%；5/6存在于骨骼和牙齿中分布：1/6分布于机体其他部位特点:1、无脂空体重基础下，动物种类间的同一性；2、发育阶段的相关性（Na、K、Cl；Mg、Ca、P）；3、组织器官功能不同与含量的变异性。一、动物体内矿物元素的含量1、概念动物体组织中含有的45种不同数量和浓度的化学元素，其中有22种被证明是动物必需的。必需元素：指在动物体内具有确切的生理功能和代谢作用，缺乏时可引起生理功能、结构异常，并且发生病变和疾病，补给相应的元素后缺乏症即可消失的一类元素。非必需元素：指动物缺乏时不会引起生理功能和结构异常而发生病变或疾病的一类元素。二、必需矿物元素2、分类据在体内含量分为两类：常量元素：指在动物体内含量高于0.01%的元素；Ca、P、K、Na、Cl、Mg、S共7种。微量元素：指在动物体内含量低于0.01%的元素；Fe、Cu、Zn、Mn、I、Se、Co、Cr、Mo、F、Sn、V、Si、Ni、As，共15种。二、必需矿物元素3、必需矿物元素的判断方法证明矿物元素的必需性是通过动物试验，用一种纯合日粮添加或取除某元素后，观察动物的反应。纯合日粮：指配制动物日粮时不用天然饲料原料，所有营养物质均由化学合成或提纯的物质提供，这种日粮就称为纯合日粮。二、必需矿物元素必需元素应具备下列六个条件：1.在动物体内各组织中均存在；2.每个动物体内存在的浓度大致相同；3.若从体内去除后各类动物均产生生理或结构异常症状，且此症状可重复再现；4.再添加此元素后可消除发生的异常症状；5.与体内一定的生物化学变化和缺乏症状相关；6.有措施防止缺乏或治疗，防止缺乏或治疗后上述生物化学异常现象不再发生。1.构成体组织和细胞，如Ca、P是骨和牙齿的主要成分，Mg、F、Si也参与骨、牙的构成；2.机体内许多酶的激活剂或组分，以及一些生物活性物质（激素和某些V）的组成成分。3.维持渗透压、酸碱平衡、膜通透性，神经、肌肉兴奋性等，如少部分Ca、P、Mg及大部分Na、K、Cl以电解质形式存在于体液和软组织中；三、矿物元素的基本功能矿物元素具有两面性：营养作用与毒害作用，取决于剂量。四、矿物元素的营养特点生理衡稳区缺乏症状中毒症状最低需要量最大耐受量1．需要与动物种类、生理阶段、生产水平有关。2．供应常用植物饲料Ca不足，P过量，Na不足，K过量，Cl不足，Mg过量。微量元素与地区性有关。动物性饲料通常能满足元素需要，或比例适量。矿物性饲料只能供给某一种或少数几种元素需要。五、矿物元素的需要与供应体表、尿、汗液产品（奶、蛋等）器官软组织消化道肌肉、骨骼血液六、矿物元素的代谢矿物元素在体内以离子形式吸收，主要吸收部位是小肠和大肠前段，反刍动物瘤胃可吸收一部分。矿物元素排出方式随动物种类和饲料组成而异，反刍动物通过粪排出Ca、P，而单胃动物通过尿排出Ca、P。动物生产也是排泄矿物元素主要途径。六、矿物元素的代谢第二节常量元素一、钙（Ca）、磷（P）二、镁（Mg）三、钠（Na）、钾（K）、氯（Cl）四、硫（S）（Macroelement）1．含量与分布体内含量最多，占体重1～2%，98%～99%的Ca和80%的P存在于骨和牙齿中，其余存在软组织和体液中。骨中含水45%，蛋白质20%，脂肪10%，灰分25%，灰分中Ca占36%，P17%，Mg0.5～1.0%，Ca∶P=2∶1。一、钙与磷（Ca、P）2、吸收与代谢（1）吸收主要部位在小肠，Ca的吸收需要VD3和钙结合蛋白的参与，形成复合物后经扩散吸收，P以离子态为主。吸收率变化大:Ca：反刍动物45%（22～55%），奶牛90%，猪55%（40～65%）；P：反刍动物55%，猪30～40%一、钙与磷（Ca、P）如何提高钙磷吸收率？料中植酸和草酸盐含量不要过多；Ca:P要合适，生长维持动物1～2∶1，产蛋鸡3～5∶1；料中维生素D要充足，否则不利于钙的吸收；日粮中蛋白质含量要丰富，钙结合蛋白可以提高吸收率；（2）代谢：Ca、P代谢处于动态平衡中，Ca的周转代谢量为吸收量的4～5倍，沉积量的8倍。排泄：粪和尿，粪排出量占80%，尿占20%。一、钙与磷（Ca、P）3、营养作用—Ca①构成骨与牙齿，“羟基磷灰石”Ca:P=2：1②维持神经-肌肉兴奋性，血钙可抑制神经肌肉的兴奋性，若钙浓度低时，神经细胞敏感性性增强，发生痉挛。③维持膜的完整性；④调节胰岛素、儿茶酚胺、肾上腺皮质内固醇等激素分泌。⑤保持血液的正常凝固，钙为凝血酶原的激活因子⑥自身营养调节功能，外源钙不足动用骨钙进行生产。一、钙与磷（Ca、P）一、钙与磷（Ca、P）3、营养作用—P①构成骨与牙齿。②参与核酸代谢与能量代谢。③维持膜的完整性；④参与蛋白质代谢，软组织中蛋白的组成部分。⑤血液缓冲系统的重要组分⑥畜产品组分。4．缺乏症（1）常见症状：生长缓慢，生产力下降，食欲差，异食癖，饲料利用率低，骨生长发育异常。（2）典型缺乏症：骨骼病变：幼龄动物为佝偻病，成年动物为骨软病或骨质松疏症。P缺乏时，出现异嗜癖；Ca、P缺乏时，血检查可见血清Ca、P水平低，碱性磷酸酶活性升高，骨骼灰分及其中Ca、P浓度降低。一、钙与磷（Ca、P）佝偻病：症状为骨骼变软、变形，腿骨弯曲，脊柱成弓形，系、跗关节肿胀，骨端粗大，四肢行动不便。一、钙与磷（Ca、P）肩关节增生、关节软骨萎缩雏鸭胫骨皮质变薄，易骨折；两侧为正常对照肋骨椎骨端膨大肋骨内弯，胸腔变得扁平病鸭肋骨两端膨大，骨脆易折断幼猪多呈犬侧坐姿式，后肢瘫痪四肢弯曲，呈“X”型6周龄仔猪前肢病理性骨折X射线片，骨末端呈“羊毛状”或“虫蚀状”骨端粗大，关节肿大，四肢弯曲，呈“O”型犊牛四肢畸形、弓背佝偻病——牛佝偻病－助骨与肋骨交接处肿胀“O”型腿“X”型腿前囟增大或闭合延迟骨软化症：成年动物缺钙、磷、维生素D引起，高产动物过多动用骨中矿物质元素而引起，症状：骨多孔，发脆、易断。骨质疏松症：生产中少见，钙、磷代谢障碍性疾病，因骨基质蛋白合成障碍而减少矿物沉积，或低钙日粮使骨的代谢减弱引起。一、钙与磷（Ca、P）蛋鸡胸骨弯曲变形蛋鸡肋骨椎骨端和整条肋骨膨大呈串珠状蛋鸡肋骨胸骨交界处肿胀骨软病喙软骨软病病羊后躯无力，走路摇摆，或呈犬坐姿势奶牛后肢无力，走路摇摆脊椎弯曲变形骨软病骨骼肌组织切片。骨骼肌纤维扭曲、断裂并发生不玻璃样变骨质松疏症异嗜癖咬耳朵啄羽啄尾（2）影响产奶：产乳热（分娩瘫痪）高产奶牛缺钙导致内分泌功能异常，甲状旁腺素、降钙素分泌不能适应产奶。一、钙与磷（Ca、P）排泄、器官、软组织乳钙消化道钙骨钙血钙甲状旁腺素降钙素产后横卧陷入昏迷状态的病牛即使投与钙制剂也倒地不起的病牛横卧陷入昏迷状态的病牛典型的产后瘫痪病牛，表现头颈部弯曲Ca、P几种典型缺乏症的比较佝偻病骨软化症状骨疏松症状产乳热阶段幼年成年成年原因Ca,P低Ca低P低Ca、P、VD3低或不平衡骨中元素沉积量低PTH,CT分泌不足表现骨畸形长骨末端肿大骨成蜂窝状易骨折強度降低骨变形不能站立（3）影响产蛋：薄皮蛋、蛋壳粗糙，产蛋率、孵化率均受影响。一、钙与磷（Ca、P）（4）神经机能受损，幼年动物发生痉挛。（5）磷缺乏影响动物繁殖，繁殖率降低；（6）生长动物生长停滞，生产性能下降。一、钙与磷（Ca、P）5、过量1）反刍动物过量Ca抑制瘤胃微生物作用而导致消化率降低；2）单胃动物过量Ca降低脂肪消化率；3）过量Ca干扰其他元素的作用。过量Ca、P干扰其他元素的代谢。一、钙与磷（Ca、P）6、来源与补充植物饲料含Ca少，而P多，但P有一半左右为植酸磷，饲料总P利用率一般较低，猪20～60%，鸡30%，反刍动物可较好利用植酸P。Ca、P的补充料：骨粉（Ca31%，P14%），磷酸氢钙（Ca23.2%，P18.6%），磷酸钙、CaCO3，石粉等。一、钙与磷（Ca、P）7、影响Ca、P营养的因素（1）Ca、P比例，1-2∶1，生长育肥猪1-1.5∶1，母猪1.3∶1，种猪1.5∶1，比例不当，易形成难溶性磷酸盐和碳酸盐。（2）植酸（肌酸总磷酸）谷物及副产物中植酸磷占总磷3/4，主要以植酸钙的形式存在。一、钙与磷（Ca、P）（3）草酸（4）脂肪脂肪多或消化不良，形成钙皂，但少量脂肪可改善Ca吸收。（5）VD，促进Ca吸收。（6）肠道pH胃酸缺乏，降低Ca、P吸收，添加乳糖提高Ca、P吸收。（7）饲料种类动物性饲料利用率高，植物以豆科含Ca多，禾本科含P多，猪日粮至少30%磷应是无机磷。一、钙与磷（Ca、P）1、含量与分布体内含Mg0.05%，60～70%在骨中，Mg占骨灰分0.5～1.0%，其余30～40%存在于软组织中。2、吸收与代谢反刍动物在瘤胃吸收，单胃动物在小肠吸收;简单离子扩散吸收、螯合物或络合物吸收。吸收率：猪禽60%，奶牛5～30%。代谢随年龄和器官而异，幼龄动物贮存和动用镁的能力较成年动物高，骨Mg可动员80%参与周转代谢。二、镁（Mg）3、营养作用۝构成骨与牙齿۝作为酶的活化因子或直接参与酶系统的组成：磷酸酶、激酶、氧化酶、肽酶、精AA酶等；۝参与核酸（遗传物质DNA、RNA）和蛋白质合成；۝调节神经-肌肉兴奋性：镁低，神经肌肉兴奋性提高；۝维持心肌正常功能和结构。二、Mg4．缺乏症۞非反刍动物需Mg低，约占日粮0.05%，一般不缺。۞反刍动物需Mg高，是单胃动物的5倍，加上饲料Mg含量变化大，吸收率低，放牧（早春、晚冬）时易出现缺乏症，叫“草痉挛”，或“青草搐搦或青草蹒跚症”；草痉挛表现：生长受阻，过度兴奋，痉挛，肌肉抽搐，呼吸弱，心跳快，死亡。二、Mg反复间歇性的强直性痉挛，继发倒地不起稍微刺激牛就兴奋，眼光敏锐上唇、鼻镜明显发抖奶牛缺镁发生草痉挛5．过量镁过量可使动物中毒，昏睡，运动失调、拉稀、采食量下降、生产力降低，严重时死亡；鸡日粮镁过高会使产蛋率降低、蛋壳变薄；采用饲料添加剂混合不匀也会中毒。二、Mg6．来源与补充►常用饲料含Mg丰富，不易缺乏，糠麸、饼粕和青饲料含Mg丰富，块根和谷实含Mg多，缺Mg时，用硫酸镁、氯化镁、碳酸镁补饲。►镁盐适口性不好，注意用量和过渡饲喂；►国外研究表明，补Mg有利于防止过敏反应和集约化饲养时咬尾巴的现象。二、Mg１、含量与分布无脂体DM含Na0.15％，Ｋ0.30%，Cl0.1～0.15％；Na、K、Cl主要分布于细胞液和软组织中：Ｋ主要分布在肌肉和神经细胞内，细胞内主要阳离子；Na主要存在于细胞外，大量在体液，少量在骨骼；Cl在细胞内外均有，主要存在于体液中，少量在骨骼中。三、钾、钠和氯（Na、K、Cl）2．吸收与代谢吸收部位：十二指肠，在胃、小肠后段和结肠能部分吸收；吸收形式：主要是简单扩散；反刍动物前胃钠和氯可经偶联的主动吸收机制吸收；钠主要通过吸收糖和AA的吸收伴随吸收；排泄途径：大部分随尿排出，如钠90～95%经尿排出体外；也可以经粪便、皮肤、汗腺、奶、蛋等排出。Na、K、Cl周转代谢强，内源部分为采食部分的数倍。三、Na、K、Cl3．营养作用共同维持细胞渗透压，保持细胞容积；调节体液酸碱平衡；Na、K与其他离子协同维持神经-肌肉兴奋性：浓度高，使神经肌肉兴奋；Na参与瘤胃液的缓冲作用：可抑制反刍动物瘤胃内产生过量酸，有利于细菌正常活动。K参与CHO代谢，促进细胞吸收中性AA和葡萄糖；在肌酸的磷酸化作用和丙酮酸磷酸肌酶活化过程中起重要作用；Cl参与胃酸形成，活化胃蛋白酶。三、Na、K、Cl4．缺乏症Na易缺乏，其次是Cl，K不易缺乏。缺K时：采食量和饲料转化率降低，生长缓慢，出现消瘦如奶牛、肉牛多喂甜菜渣或酒