制程工程师发展前景:微量元素硒与肉鸭营养

硒是一种半金属元素，1817年由瑞典化学家Berzelius发现了硒（Se）元素，开始人们一直认为硒是一种有毒元素，对硒的研究还集中于其毒性方面。直到1957年美国营养学家G. N. Schwarz才正式确定硒可以防止肝坏死，并能促进人和动物的生长，由此将其列为生物体中一种必需的微量元素。
硒在地壳中含量极低，而且分布不均，这就造成了许多环境缺硒，生活在这种低硒环境中的动物很容易发生硒缺乏症。我国就是一个严重缺硒的国家，从东北经华北到西南，存在一个严重的缺硒带。但也有部分高硒地区，常常造成人畜中毒。另外，饲料中添加过量或使用不当，也是造成硒中毒的重要因素。
1硒的存在形式
自然界中，硒以有机硒和无机硒形式存在，无机硒包括硒酸盐和亚硒酸盐，而真正发挥生物活性作用的是有机硒。有机硒存在形式之一是可解离的因子，常见于细菌；另一以氨基酸共价键结合形式存在，主要是结合硒的蛋白又称为含硒蛋白（硒蛋氨酸Se-Met）和以Sec形式参入到多肽链的蛋白质称为硒蛋白又叫硒酶（如谷胱甘肽过氧化物酶、碘甲腺原氨酸脱碘酶和硒蛋白-P等）中的硒半胱氨酸（SeCys）存在。硒是通过硒蛋白发挥作用的，SeCys被认为是硒的生物活性形式。Se-Met参与各种蛋白质中置换蛋氨酸，但组织中的Se-Met不能在体内合成，主要来自膳食。
2硒的生物学作用
2.1硒对畜禽生长性能的影响
在动物体中，硒通过抗氧化功能维持细胞膜的完整性，硒和维生素E在体内共同起到保护细胞膜结构和功能的作用。缺硒时，因细胞膜组分中含硒氨基酸和具有降解有毒过氧化物功能的谷胱甘肽过氧化物酶（GSH-Px）的合成受阻，细胞膜的结构和功能受到破坏而引起发病。此外，硒蛋白是肌肉组织的正常成分，硒缺乏时会出现白肌病。
2.2硒的抗氧化作用
硒的生物化学功能很多，最主要的就是抗氧化作用。硒在人体和动物机体中以硒代半胱氨酸（SeCys）的形式参与构成谷胱甘肽过氧化物酶（GSH-Px），从而清除体内过多的活性氧自由基。硒可以由谷胱甘肽（GSH）介导，生成硒代三硫化物（GSSeSG）和硒代硫化物（GSSeH）。硒具有增加GSH-Px的活力，降低机体内过氧化物堆积的功能。高良才等人的研究表明，低浓度硒对肝脏、脑体外脂质过氧化具有显著的拮抗作用，在一定剂量范围内，其作用强度呈剂量反应关系。蒋士龙等人研究也发现硒具有抗氧化作用：含硒蛋白质能清除体内的活性自由基及其衍生物。硒在生物体内以硒代氨基酸Se-Met，Se-Cys参与含硒蛋白的合成，含硒蛋白分酶类和非酶类，含硒酶类：谷光甘肽过氧化物酶GSH-Px，磷脂氢过氧化物谷光甘肽过氧化物酶（PHG-Px），血浆谷光甘肽过氧化物酶（PGSH-Px），Ⅰ型碘甲状腺5脱碘酶（IT45D），这些氧化还原酶通过催化其底物的氧化还原反应可清除体内的自由基。　2.3硒增强机体的免疫功能
硒能提高机体巨噬细胞的吞噬功能，对于巨噬细胞的趋化、吞噬和杀灭过程都有不同程度的影响。硒能增强机体细胞免疫功能，促进淋巴细胞的增殖、分化，同时增强淋巴细胞的细胞毒作用。硒还能促进T、B细胞分泌细胞因子，并通过多种生物学效应调节机体免疫功能。研究发现，摄入亚硒酸钠可明显提高淋巴细胞分泌IL-6的水平，提高外周血T淋巴细胞数目，促进巨噬细胞吞噬功能和淋巴细胞转化，增强机体细胞免疫功能，同时可进一步影响体液免疫功能。而硒缺乏伴随着免疫功能的丧失，细胞免疫和体液免疫均被削弱。硒蛋白有激活T细胞功能、调节免疫应答的重要作用。动物实验也证明：硒能显著促进抗原结合细胞数目，具有增强特异性细胞免疫功能的作用。硒能促进淋巴细胞产生抗体，使血液免疫球蛋白水平增高或维持正常，增强机体抵抗力。孕期母猪硒缺乏可显著抑制巨噬细胞杀伤微生物的活性。目前硒影响机体免疫作用的机制主要有硒抗氧化学说、表面介导的应答控制学说、影响细胞酶学说以及免疫作用的自由基学说。
2.4硒的其它生物学作用
研究表明，硒参与辅酶A和辅酶Q的合成，同时可促进丙酮酸脱羧、加强α-酮戊二酸氧化酶系统的活性，并在三羧循环和呼吸链电子的传递中发挥作用。硒能颉抗和减弱Hg、Cb、As等非必需微量元素的毒性，可以减轻VD中毒引起的主动脉、心、肺和肾的损害。在对抗氯化镉的毒性方面，硒比锌的效能强100倍。硒可协同VE作用，维持生长发育。
3硒的毒性及适宜添加量
硒的毒性大小随硒化物的种类不同而异，单质硒实际上是无毒的，因为它既不易溶解又不易吸收，亚硒酸钠的毒性略大于硒酸钠。另外，据研究表明，硒的生理活性功能与硒存在的形态密切相关，硒对生物界的环境行为、生态效应、生物可利用性及生理、毒性的化学本质不仅取决于它的总浓度，更取决于其存在的化学形态。
硒中毒的原因很多，但主要包括以下3个方面：①土壤的含硒量过高，如富含硒的岩石经分化后，形成富硒土壤，使当地植物硒含量过高；②动物采食高硒植物，如紫云英、单冠毛属和某些棘豆属的植物；③防治硒缺乏时硒制剂用量过大或饲料中添加不均。
目前，有关肉鸭日粮中微量元素硒适宜添加量的报道较少。仅王浓章研究指出：每只肉鸭每天口服0.025~0.075mg亚硒酸钠对肉鸭有显著促生长作用，其中以每只每天口服0.075mg亚硒酸钠效果最佳。
4缺硒对肉鸭的影响
4.1缺硒的原因
肉鸭的生长速度较快，对硒和维生素E的需要量较大，如果长时间饲喂缺硒和维生素E的饲料容易导致本病的出现，特别是东北地区，玉米中含硒量很低，故在饲料中应添加足够的硒。维生素E为脂溶性维生素，主要存在于青饲料中，很不稳定，易被氧化，所以在存放配合饲料时应置凉爽干燥处，且存放时间不宜过久，最好不要超过1个月。4.2缺硒的临床表现
病鸭开始表现厌食，采食量明显下降，严重时仅为原来的一半，羽毛逆立、蓬乱，体躯明显消瘦，有严重的脱水表现，鸭喙逐渐变白。病鸭喜卧、不愿走动，部分病鸭出现腹泻，排出黄绿色粪便，个别病鸭头部肿大，走路时头部左右摇摆，有些病鸭表现腹部膨大，走路时两腿向外撒开。随着病情发展，病鸭出现腿麻痹，共济失调，有时突然向后翻滚，严重时不能站立，倒地抽搐死亡。
4.3缺硒的病理变化
对死亡的病鸭进行剖检。一些病死鸭表现明显的肌肉营养不良，胸肌、腿肌萎缩，颜色苍白，肌肉出现黄白色坏死性条纹。一些死亡病鸭表现渗出性素质，在头颈部、胸前、腹部等皮下有黄绿色渗出液，个别出现黄色胶胨样变化，尤其两腿之间腹部皮下表现明显。一些病死鸭的心包内有大量的淡黄色积液。部分病鸭腿部肌肉出现明显的出血斑，少部鸭胸肌也有出血斑块。剖开病死鸭脑部，可见多数鸭脑膜及小脑回血管充血，脑回变平，脑沟变浅，严重病例，切开脑实质呈粥状，小脑病变尤为明显，有明显的出血及水肿。
5硒中毒
5.1硒中毒的机制
当饲料或饮水中含硒过多或动物体内硒的累积量过多可引起硒中毒。当持续饲喂高剂量硒时，肝细胞受损，使肝脏合成过氧化氢酶（CAT）和超氧化物歧化酶（SOD）的能力下降。
5.2硒中毒的临床表现
根据硒的摄入量和在体内的持续时间，把硒中毒分为2种类型，即急性硒中毒和慢性硒中毒。急性硒中毒的临床表现为：临死前呼吸困难；慢性硒中毒的临床表现为：食欲下降和生长阻滞。
5.3急性硒中毒的病理变化
试验表明，日粮中添加10.0mg/ml的亚硒酸钠能使肉鸭发生急性中毒，其主要的病理变化是：肝脏脂肪变性、出血；心肌水肿、出血、颗粒变性；肺泡出血；脾白髓淋巴细胞萎缩变性、数量减少；网状细胞增生、肿大。