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重金属——钒在家禽生产中的影响(三)

来源:吉隆达微营养 | 发布日期:2021-05-11


7 镉


  由于镉的最大耐受剂量仅为0.5mg/kg(NRC,1980),因此被认为是毒性最大的重金属之一。然而,其耐受水平主要是基于转移到动物产品中的镉对人类的安全角度来确定的,而并非以动物摄入该元素后表现的毒性效应来确定。研究证实,动物饲粮镉达 5mg/kg 或饮水镉达 1mg/kg就对动物产生严重的毒性效应,而饲粮镉低至 1mg/kg 就可产生不利效应。动物饲料工业中镉的最大污染源来自硫酸锌或者以粗加工的锌矿石作为锌源。其他潜在来源包括采矿和熔化工艺、金属铁盘的锈化、废弃的镉 - 氯产品以及将城市污水沉淀物作为饲草或农作物的肥料使用 (NRC,1980)。镉和锌具有相似的化学活性和共同的代谢途径。家禽食用的饲粮中镉浓度一般为 0.05~0.35mg/kg(NRC,1980)。玉米籽实中的镉含量低于叶片,但豆类和小麦的籽实和叶片中镉含量相似。一些叶类蔬菜中镉含量可达到100mg/kg(干物质基础 ),但对植物本身无明显毒性。含有许多内脏器官 (较肌肉组织而言)加工而成的肉粉中,含有潜在高浓度的镉。表 5~7的 30个磷酸二钙 (磷酸氢钙 )样品中,镉含量变化范围为0.1~67mg/kg,平均值为9.4±14mg/kg。饲粮中如果使用已含镉最高的磷酸盐来补充磷,那么,2% 磷酸盐就可提供镉 1.5mg/kg,而若按磷酸盐中镉平均含量计算 (平均镉含量为9.4mg/kg),则仅提供0.2mg/kg 的镉。脱氟磷酸盐实际上也脱除了镉 (表 8),这也许是由于在加热过程中镉元素的挥发所导致的。如表2所示,锌源原料比其他的矿物元素原料含有更多的镉。在饲粮中添加 60mg/kg的锌,若使用镉含量为1,290mg/kg 的氧化锌会导致饲粮中含镉 0.1mg/kg,而如果使用镉含量为79mg/kg的氧化锌,则相当于提供饲粮镉 0.008mg/kg。硫酸锌原料一般比氧化锌原料含有更高浓度的镉,所以在使用前应该仔细分析镉含量。


小肠中的金属硫蛋白 (MT)的诱导合成是防止动物吸收大量有毒元素镉的主要保护机制。镉元素因与 MT结合而被隔离,并随小肠上皮细胞脱落而最终从粪便中排出。给日本鹌鹑饲喂1mg/kg含放射性标记的镉 7d后,换喂基础饲粮 (去除镉 )50d,在动物体内仍有4%镉残留(Jacobs等,1978)。其中,在肝脏、肾脏中大约分别残留 25% 的镉,12% 的镉残留在小肠 (可能与 MT结合存在 )。由于镉吸收进入动物体内后可以长期在组织中存在,因此,要尽可能减少镉污染,相对于肉鸡和火鸡,对种禽和蛋鸡应该特别注意防止镉污染。肾脏是镉毒害的主要靶器官。


研究报道,镉中毒引起的贫血可通过在饲粮中添加铁得到部分缓解 (Hamilton 和 Valberg,1974)。饲粮中添加维生素C和硒,可以最大程度地保护由镉引起的肉鸡肾脏损害(Rambeck 和 Kollmer,1990)。然而,通过添加硒来发挥此作用也存在质疑。
 
8 铅


  在本世纪初期,动物中毒事件大多数是由铅中毒引起的 (NRC,1980)。在汽油中加铅可大大增加空气、土壤、水以及在高速公路附近生长植物中的铅浓度,现在美国已经不再向汽油中加铅。因摄入大量用含铅涂料厨具加工的炸薯条,曾发生多起人和动物铅中毒事件,所以现在美国已杜绝了这种途径的铅污染源。用过的含铅子弹也是一种重要的铅污染源,特别是对于野生水禽。因此,从 20 世纪 80 年代后期,美国已经开始使用不锈钢的子弹壳。饲料原料中铅含量 ( 新鲜物质基础 ) 范围为0.02 ~ 2mg/kg(Reichlmayr-Lais和 Kirchgessner,1997)。饲料级磷酸盐中铅含量尚未引起关注,其含量为不足1mg/kg到77mg/kg变化(表5、表 6、表7),在脱氟磷酸盐中铅浓度仅为 1 ~ 5mg/kg( 表 8)。由于美国已不再使用含铅汽油,所以过去20 年中环境中铅含量已经下降。目前,饲粮最大可能的铅污染源来源于矿物元素预混料中的低质量的氧化锌原料。如表 2 显示,氧化锌原料可能含有过量的铅。然而,尽管使用铅含量的 30,000mg/kg 的氧化锌原料,饲粮中铅含量也仅增加 3mg/kg,远低于表 1 中所列的铅的最大耐受剂量(30mg/kg)。


  铅在骨骼中积累,并且相对比较稳定。家禽大约可吸收 10% 的饲粮铅 (NRC,1980)。Jeng 等 (1997)报道,给菜鸭按 10mg/kg 体重饲喂铅3个月,鸭肾脏、肝脏和蛋黄中铅含量增加。但是,作者并未分析铅的含量,也没有做更低铅剂量的研究,且未报道鸭采食量。因此,无法将此剂量转化成为饲粮浓度基础。


  铅中毒的临床表现通常包括:厌食、贫血、肠道问题和肾脏功能紊乱 (NRC,1980)。最新的研究发现,铅中毒导致家禽组织中高不饱和脂肪酸 ( 如花生四烯酸 ) 的浓度增加。Knowles 和 Donaldson(1996) 在家禽饲粮中添加 1,500mg/kg 的铅或者胃插管灌服同样水平的铅,也发现了同样的变化。这些结果证明,在家禽饲料中,铅引起的饲料脂类过氧化与家禽体内的高不饱和脂肪酸浓度变化无关。在鸡蛋孵化到第 12d,在鸡蛋气室中注射铅 (50 ~ 400μg/ 枚 ),对孵出的后备母鸡 6 周龄的免疫系统功能有损害作用 (Chen 等,1998)。从动物产品铅残留对人类健康的安全角度来讲,铅的最大耐受剂量为30mg/kg。鸡饲粮添加 100mg/kg的铅,以氧化铅的形式饲喂 546d 或者以醋酸铅的形式饲喂 28d,并未发现有任何毒害作用 (Hermayer 等,1977)。但如果饲喂1,000mg/kg的铅,无论是氧化铅还是醋酸铅的形式,都可以导致生产性能和产蛋率下降。研究证明,饲粮中提高钙和磷水平可以缓解铅的有害作用 (Berg 等,1980)。
 
9 砷


  污染除环境中来自于铅矿和铜矿冶炼外,对于家禽来说,还存在着几种潜在的砷污染源。商业鱼粉通常干物质基础中含砷3~20mg/kg(Anke 等,1997),而贝壳类和甲壳纲类水生动物含砷可高达175mg/kg(NRC,1980)。由于喷洒含砷制剂来控制昆虫和杂草,导致土壤和植物中砷含量增加。谷物籽实一般含砷0.05~0.4mg/kg( 干物质基础 )(Anke 等,1997)。对于家禽,砷的最大潜在来源是过量添加的有机砷制剂 ( 如洛克沙生、对氨苯基胂酸、硝苯胂酸和卡巴胂 )(AAFCO,1999)。这些添加剂在家禽生产中作为生长促进剂和抗球虫剂使用已有 50 多年。必须在家禽上市前有 5d 停药期,以降低家禽组织中的砷含量。良好的使用规范能很大程度地降低商业鸡群由于意外导致的砷中毒可能性,但是依旧不能消除。

 
  与镉不同,砷能快速的从动物机体排出。而且动物对有机形式砷的耐受水平高于无机形式砷 ( 见表 1)。有机砷的最大耐受剂量是 100mg/kg,而无机砷的耐受剂量是 50mg/kg。砷能替代磷,通过干扰细胞氧化还原过程 , 从而导致毛血管损伤和组织缺氧。急性中毒症状包括胃肠道、心血管系统,神经系统和血液功能损伤。


  Vodela 等 (1997a,b) 研究了在水中添加多种重金属和挥发性有机物,以模拟来自设备漏滤对地下水的污染情况。以滤过水为对照组,低剂量组中砷、镉和铅浓度分别是 0.8mg/kg、5.1mg/kg 和 6.7mg/kg,而高剂量组的含量为对照组的 10 倍,并设饮水量降低的配对组。在一个试验中,维生素和矿物元素预混料的添加水平按推荐需要量的 100%、50% 或 0% 供给。结果发现,即使低水平添加重金属也能降低肉鸡采食量和日增重,抑制细胞免疫应答反应。并且重金属的毒害效应与饲粮呈交互作用,表现为维生素和矿物元素不足的饲粮中,重金属的毒性效应增加。在肉种鸡上进行的类似试验表明,重金属污染水降低产蛋率和蛋重,增加胚胎死亡率。
Hassan 等 (1998) 试验,在饮水给予高、低浓度的多种重金属 ( 包括镉、铜、铅和汞 )7 周,发现对鸡免疫参数有一定的毒害作用。铅和铜的主要沉积靶器官分别是骨骼和肝脏,而镉和汞的主要沉积靶器官在肾脏。肌肉中重金属的残留低于其他组织。
 
10 汞


  虽然家禽对汞的最大耐受剂量仅为 2mg/kg,但是一般情况下,饲粮汞引起的中毒问题相对较少,除非是来自冶炼厂或大量的石化燃料燃烧引起的直接污染。在矿物元素添加剂原料中,无机汞含量通常低到0.2mg/kg 左右 ( 表 2、表 5 ~ 8)。最大的潜在汞污染源来源于鱼粉蛋白浓缩物或使用汞作为防霉剂处理过的谷物籽实。鱼类能够极大程度地富集来自于污染食物或者直接从水中摄入的甲基汞。在作为动物蛋白饲料原料的毛发和羽毛粉中也发现汞的存在。


  禽对无机汞的耐受剂量高于有机汞 ( 甲基形式 )。然而,发生在环境或动物体内无机汞的生物甲基化过程可能会增加汞的潜在毒性。蛋鸡饲粮添加汞g/kg( 氯化甲汞 ),饲喂 70d,55% 的汞沉积于鸡蛋,而且主要存在于蛋白 (Sell 等,1974)。在幼龄鸡饮水中添加无机汞 ( 氯化汞 ),可以耐受 25mg/kg,饲喂 42d 后,并未表现毒性效应 (Thaxton 等,1975),而在饲粮中添加有机汞 5mg/kg( 氯化甲汞 ) 饲喂 33d 即导致死亡率达到50%(Soares 等,1973)。与添加硒能否降低汞的毒性的研究报道结果不一致(NRC,1980),饲粮硒浓度必须达到5 ~ 8mg/kg 才具有缓解效应,但该水平已经超过动物对硒的最大耐受剂量,因此,在实际生产中用添加硒来缓解汞的毒性并无实际意义。
 
11 其它


  生产上,在将家禽垫料作为肥料施用时,常采用在家禽垫料中添加硫化铝 ( 明矾 ) 来控制磷的流失,继而防止淡水的富营养化。Huff 等(1996) 研究了肉鸡饲粮中硫化铝的毒性作用,经硫化铝处理的家禽垫料对肉鸡存在潜在的有害效应。饲粮添加0.93% 硫化铝 ( 铝 0.08%),饲喂 3 周,肉鸡体重降低。添加 3.7% 硫化铝 ( 铝0.32%) 时,降低了肉鸡骨骼灰分含量、胫骨抗压强度和肠道强度。高水平处理组增加骨骼铝含量,但对肌肉铝含量无影响。需要进一步进行覆盖整个生长周期长达 7 周的试验来评价铝的长期效应。


  当饮水中含有大约 200mg/kg 铜,与此同时,饲粮中也含有 200mg/kg铜时,饲喂 5d 即发现家禽的采食量和日增重下降,肝脏铜浓度增加 (Ward等,1994)。研究发现,肉鸡饲粮铜在200mg/kg 以上 ( 以硫化铜的形式 ),饲喂 4 周可见肉鸡腺胃炎症 (Wideman等,1996)。铜的最大耐受剂量如表 1所示,为 300mg/kg。
 
参考文献
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  (参考文献 [12] ~ [51] 略)

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