在了解动物体内矿物元素
含量和分布的基础上,掌握
矿物元素营养的基本特点,
重点掌握矿物元素的主要营
养作用及缺乏症。
目 的 要 求
第七节 矿物质与动物营养
一、概述
二、常量元素
三、微量元素
内 容
一、概 述
(一)动物体内矿物元素含量
(六)矿物元素的代谢
(五)矿物元素的需要与供应
(四)矿物元素营养特点
(三)矿物元素的基本功能
(二)必需矿物元素
动物体内矿物元素含量约有4%
,其中5/6存在于骨骼和牙齿中,
其余1/6分布于身体的各个部位。
(一)动物体内矿物元素含量
1、种类
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26种被证明是
动物必需的。
另有15-20种元素存在于动物体内,
但其作用不明。
据含量分为二类:
常量元素(> %):C、H、O、N、Ca、P、K、
Na、Cl、Mg、S共11种。
微量元素(< %):Fe、Cu、Co、Mn、Zn、I、
Se、Mo、Cr﹙铬 ﹚、F、Sn﹙锡 ﹚、V﹙钒 ﹚、Si﹙
硅 ﹚、Ni﹙镍 ﹚、As﹙砷 ﹚,共15种。
(三)矿物元素的基本功能
三大功能
构成体组织 电解质
参与酶和一些生物
活性物质的构成
酸碱平衡 膜通透性 维持渗透压 N肌肉兴奋性
矿物元素具有两面性:营养作用与毒害作用,取决于剂量。
1.剂量——反应曲线
(四)矿物元素营养特点
缺乏到一定低限:临床症状或亚临床症状
超过最大耐受量:出现中毒症状。
生理衡稳区:低限为最低需要量,高限为最大耐受量.
动物的矿物元素营养与环境之间存在密切关系:
岩石、土壤、大气、水、植物和动物、人之间构
成一个不可分割的整体的食物链,而气候、季节、施
肥与田间管理、耕作、制作和环境污染等则是间接地
影响动物矿物质营养。因此,动物矿物质有关疾病及
矿物质营养本身都带有明显的地区性,有些还有季节
性,人微量元素疾病大都属于地方病。
2.化学食物链
土 壤 植 物 植物性饲
料或食物
岩
石
空 气 人和动
物
水 动物
物
动物性饲
料或食物
耐受(适应)
新物种品种或亚
种
形成地方病
畸形和死亡
化学元素的生物地球化学食物链
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
矿物元素代谢途径
(六)矿物元素的代谢
1、吸收
矿物元素在体内以离子形式吸收,主要吸收部位是
小肠和前段大肠,反刍动物瘤胃可吸收一部分。
2、排出
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。
动物生产产品也是排泄矿物元素主要途径。
二、常量元素
(四)硫
(三)钠、钾、氯
(二)镁
(一)钙、磷
1.含量与分布
体内含量最多,占体重1-2%,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%,P 18%,%,Ca∶P=2∶1。
(一)钙、磷
2.吸收与代谢
(1) 吸收
始于胃,主要部位在小肠,Ca的吸收需要VD
3
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
形式吸收。
吸收率变化大:
Ca:反刍动物45%,奶牛90%,猪55%;
P:反刍动物55%,猪30-40%
(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%。
Ca、P代谢受甲状量腺素,降钙素和活性D3的调节。
见下图。
(1)Ca
构成骨与牙齿,维持N-肌肉兴奋性,维持膜的完
整性,调节激素分泌。
(2)P
构成骨与牙齿,参与核酸代谢与能量代谢,维持膜
的完整性,参与蛋白质代谢。
3.营养作用
(1)典型缺乏症:
为骨骼病变,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。
4.缺乏症与过量
肋骨念珠状突起: 肋骨与肋软骨
交界区呈钝园形隆起,象串珠状,
可压迫肺而致局部肺不张,并易患
肺炎。
异嗜癖-猪
几种典型缺乏症的比较
PTH﹙甲状旁腺素﹚是体内维持血钙稳态的
主要激素,总的效应是升高血钙和降低血
磷水平。
CT ﹙降钙素﹚是降低血钙和血磷。
(2)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)单胃运行过量Ca降低脂肪消化率;
3)过量Ca干扰其他元素的作用。
5.来源
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(%,%),磷酸钙、CaCO
3
,石
粉等。
(1)Ca、P比例,1-2∶1
生长育肥猪∶1,母猪∶1,种猪∶1;
产蛋鸡﹙NRC及日本 ﹚ ∶ ﹙有效磷 ﹚ 。
比例不当,易形成难溶性磷酸盐和碳酸盐。
(2)植酸(肌酸六磷酸)
谷物及副产物中植酸磷占总磷3/4,主要以植酸钙分类形式
存在。
6.影响Ca、P营养的因素
(3)草酸
(4)脂肪 脂肪多或消化不良,形成钙皂,便少量脂
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。
(二)Mg
1.含量与分布
体内含%,60-70%在骨中,Mg占骨灰
分的%,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,扩散吸收。
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。
构成骨与牙齿;
参与酶系统的组成与作用;
参与核酸和蛋白质代谢;
调节N-肌肉兴奋剂;
维持心肌正常功能和结构。
3.营养作用
(1)反刍动物需Mg高于单胃动物,放牧时易
出现缺乏症,叫“牧草痉挛”,表现为生
长受阻,过度兴奋,痉摩,肌肉抽搐,呼
吸弱,心跳快,死亡。
(2)过量Mg,出现昏睡,运动失调,拉稀,
采食量和生产力下降。
4.缺乏与过量
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。
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。
5.Mg来源
(三)Na、K、Cl
无脂体 DM含 %,K %,
%,K主要存在于细胞内,
是细胞内主要阳离子,Na、Cl主要存在
于体液中。
1.含量与分布
主要吸收部位是十二指肠,在胃、后段
小肠和结肠能部分吸收,吸收形式为简单扩
散。
排泄途径,大部分随尿排出,其他途径
包括粪、汗腺产品。
Na、K、Cl周转代谢强,内源部分为采食
部分的数倍。
2.吸收与代谢
为体内主要电解质,其同维持体液酸碱
平衡和渗透压平衡;
与其他离子协同维持肌肉N兴奋性;
Na参与瘤胃酸的缓冲作用;
K参与C·H
2
O代谢;
Cl参与胃酸形成。
3.营养作用
(1)缺乏
Na易缺乏,K不易缺乏。
缺乏时为一般症状,缺NaCl出现异嗜癖,
啄羽。
长期缺乏出现N肌肉(心肌)病变。
4.缺乏与过量
过量一般有耐受力。
食盐中毒:腹泻,口渴,产生类似
脑膜炎的N症状。
K过量,干扰Mg吸收和代谢,出现低
镁性痉挛。
(2)过量
各种饲料Na、Cl少,以食盐补充,饲料
饼粕含K高,玉米酒糟、甜菜渣含K少。
5.来源
(四)S
体内约含%的硫,大部分以有机硫形
式存在,如组成S-AA,VB
1
、生物素、羽毛,
毛中含S量高达4%。
1.含量与分布
无机S在回肠以扩散方式吸收,有机S以S-AA在
小肠以主动吸收形式吸收。
体内无机S不能转变成有机S,微生物可利用无
机S。
排泄途径是粪尿。
2.吸收代谢
3.营养作用
参与蛋白质、CH
2
O代谢(如:S-AA、V、胰岛素)。
4.缺乏与过量
(1)缺乏
不易缺乏,只在反刍动物大量利用NPN时可能不足,缺
乏出现消瘦,毛蹄生长不良,纤维利用率下降,采食量下
降,NPN利用率下降。日粮N:S大于10:1(奶牛12:1),
可能出现缺乏。
S过量很少发生,无机S添加剂用
量>%时可能导致厌食,体重
下降,便秘,腹泻等症状。
(2)过量
蛋白质饲料S高,鱼粉、肉粉、血粉含
S达%,饼粕%,禾谷
类及糠麸%,块根块茎作物缺
乏,不足时可用硫酸盐或硫化物补充。
5.来源
三、微量元素
(一)铁(Fe)
(二)铜(Cu)
(三)钴(Co)
(四)微量元素—锰(Mn)
(五)微量元素—锌( Zn )
(六)微量元素—硒(Se)
(七)微量元素—碘(I)
(八)微量元素—氟(F)
(九)微量元素营养素的发展—氨基酸螯合物应用
1、分布
成年动物体内含铁量按灰份计算为-
%,是含锌量的两倍,含铜量的30倍。其
中,血液中约占65%,肝脏占10%,脾脏占10
%,肌肉占8%,骨骼中占5%,其他器官占2%。
(一)微量元素—铁(Fe)
2、作 用:
(1)血红蛋白、肌红蛋白和一些酶的必需成 分,血红
蛋白和肌红蛋白是机体运送氧的载体,参与氧的运输、
交换和组织呼吸过程。
(2)铁与蛋白质结合形成铁蛋白,贮存在肝、脾和骨
髓中。
(3)铁蛋白、螯合铁有抑菌效果。铁过高、过低,可
增强对病菌的易感性。
3、缺乏症
饲料中都含有丰富的铁,90%的铁可以重吸收,成年动
物正常饲养条件下不会发生缺铁。
哺乳仔猪易发生缺铁性贫血,因为仔猪贮存只有50毫克
左右,仔 猪生后生长迅速,红血球处于不断更新状态,正
常生长每日需铁6~8毫克,母乳中铁含量很低,每天只能
为每头仔猪提供1毫克铁,从母乳中获得铁仅占仔猪正常生
长发育所需量的1/6-1/10。因此仔猪生后体内贮存的铁最
多 只能维持6~7天的需要。
血液中血红蛋白由正常的10克/100毫升,
下降到4克/100 毫升,仔猪呼吸困难,皮肤和
粘膜苍白,食欲减退、生长不良、 严重时死亡。
据报道,因缺铁性贫血造成的仔猪死亡占死亡总
数的20%-30%。
仔猪Hb含量与贫血病的关系
>10g/100ml 正常水平
9 正常与贫血分界线
8 边缘贫血、需补充
≤7 贫血、生长减慢
≤6 严重贫血、生长发育受损
≤4 严重贫血,有死亡的危险
4、来源:
仔猪在2~3日龄时一次注射或口服150~200毫克铁,
可供仔猪三 周需要,三周后仔猪从采食的饲料中就可得
到所需要的铁。现介绍4种补铁方法:
(1)母猪补铁 在母猪日粮中增加硫酸亚铁含量,以提
高母猪乳汁含铁量,使仔猪从中获取一定数量的铁。但
猪奶中的铁含量增加很少,胎儿的铁贮备增加也很少,
此方法效果不太理想。
﹙2﹚仔猪补铁
补无机在仔猪出生后7天与14天,分两次给予10%氯化
亚铁溶液5毫升。
仔猪口服柠檬酸铁、乳酸铁、葡聚糖铁等有机铁。如仔
猪生后注射150—200mg葡聚糖铁,可满足3周的需要 。
仔猪补铁的有机络合物:铁与有机酸形成的络合或螯合
物。包括氨基酸螯合物——氨基酸铁、铁蛋白盐 和葡聚糖
铁。
①口服氨基酸螯合铁:有甘氨酸螯合铁、蛋氨酸螯合铁、
赖氨酸螯合铁、苏氨酸螯合铁。如许多厂家生产甘氨酸铁
如母力铁、血宝、乳铁素等。
②口服铁蛋白盐—小肽血红素
小肽血红素是运用生物工程技术与超滤、微胶囊化
等现代高新技术从血液中提取较小分子量的稳定亚铁形
态存在的血红素,极利于肠道的吸收,且不需耗用化学
试剂,成本低,无残毒,是新一代高效生物补铁剂。
无机铁、有机铁和有机络合铁三者比较:
无机铁吸收率低;有机铁吸收率高,稳定常数
较小,在胃中酸性环境下易被解离释放出来。有机
络合铁吸收率高,化学性质稳定,在胃中酸性环境
下不易被解离,能消电荷在肠道内环境pH值为
的条件下也能溶解,抗干扰不受日粮中其他影响铁
吸收因子的干扰。
动物铁中毒剂量是 1000毫克/千克。
3日龄内口服补铁剂
早期补饲
微量元素—铜(Cu)
• 作 用:1、催化造血 2、铜是机体内多种氧化酶的成分,参与各
种 物质代谢,如维持组织的韧性和弹性,参与被毛黑色素的形
成、增强免疫功能等。3、铜影响钙、磷在软骨基础上的沉积。4、
铜能促进被毛双硫基的形成和双硫基的交叉结合,影响被毛生长。
• 缺乏症:1、贫血症 2、摆腰症 3、羊失去正常弯曲度
4、被毛退色 5、免疫功能下降
• 来源:在谷实,糠麸和饼粕类饲料中含量较多;在一般饲养条件
下不会出现缺乏症。大剂量铜(125~ 250毫克/千克)可促进
生长肥有猪的增 重。但中毒剂量是 250~500毫克/千克,是否
中毒 与饲料中铁和锌的含量有关,当铁和锌含量提高时不易发
生 中毒。所以利用大剂量铜提高生长肥育猪增重时,在饲料中
应相应增加铁和锌的含量。
微量元素—钴(Co)
作 用:1、钴能刺激动物的红细胞生成,增强造血功能。2、反刍动物体内维生
素B 12合成需要钴的参与 3、促进其发情,增加受胎率,从而提高其繁殖性能。
4、钴在动物机体代谢过程中起很大作用,它能激活磷酸酶、精氨酸酶和过氧
化氢酶,能抑制细胞色素氧化酶和琥珀酸脱氢酶的活性。能改善基础代谢以及
糖和氮的吸收,改善动物的生长发育情况 。
缺乏症:日粮中钴的临界水平为
生导致恶性贫血贫血——消瘦病 :异嗜、拒食、生长不良、消瘦、被毛呈波
纹状。羔羊对缺钴最为敏感,其次为成年绵羊、山羊、犊牛和成年牛。
来源:钴的日粮需要量,成年牛羊为~
需达到 饲料种类中钴含量丰富的有肉骨粉(含钴为
)、糖蜜()和海产品();钴含量中等的有油籽饼、
蔗渣和甜菜尖;而组成日粮的主要饲料如谷物籽实、禾本科牧草(平均为
)钴含量很低。缺钴地区:澳大利亚、北美、新西兰、陕西延安南部
的榆林地带,缺钴消瘦症发病率高达15%~35%。实际生产中往往忽视从而导
致了动物生产性能大大下降。
对舍饲动物,可以用硫酸钴、氯化钴或碳酸钴等钴盐添加到矿物质预混料、
食盐或饮水中供给。
消瘦病
微量元素—锰(Mn)
分布 : 在体内各组织中,以骨骼、肝、脾、胰 中最多。
作 用:动物生长和合成骨组织所必需的物质。1、酶的组成成分 如精氨酸酶、脯氨酸
肽酶、丙酮酸羧化酶、RNA多聚酶等酶的组成成分。锰离子还有激活多种酶的作
用,如脱羧酶、磷酸化酶、羧化酶等的激活剂。锰与多糖聚合酶和半乳糖转移酶
的活性有关,缺锰会使软骨生长受到损害,导致骨骼出现广泛畸形。2、促进机体
内脂肪利用,并有抗肝脏脂肪变性的功能。3、锰是促进动物性腺发育和内分泌功
能。4、锰可以提高某些动物体内抗体的效价和增加非特异性抵抗因子的量 ,锰
缺乏会造成白血球机能障碍,机体特定免疫力下降。
缺乏症:1、家禽缺锰会导致骨骼异常,啄癖加重。生长鸡 “滑腱症”:骨骼畸形,
胫骨与跖骨接头肿胀,腿腱从裸状突滑出,腿弯曲而短,跛行。2、繁殖功能紊乱,
繁殖力下降,公畜性欲降低,精子异 常;母畜发情周期不正常,胚胎吸收,母畜
泌乳 降低。3、锰具有刺激胰岛素分泌,促甲状腺和促红细胞生成的作用。
来源:对锰的需要量较哺乳动物为高;种畜的需要量高于肉畜;公畜的需要量高于母
畜。锰的毒性较小,给环境带来的负面影响也较少。锰主要可以促进动物生长,
增强动物的繁殖性能。同时对动物产生的副作用也较小,是一种理想的矿物质添
加剂。
植物性饲料中含锰较丰富,但玉米、大麦中含量很少。动 物性饲料中锰含量较少。
在以玉米为主的配合饲料中应添加锰。有硫酸锰,蛋氨酸锰。
微量元素—锌( Zn )
• 分布 :它在猪体内分布很广,几乎在其所有的组织中均能找到,尤其在精
液中含量最多,在肝脏、胰脏、肌肉、性腺和骨骼中的含量次之,在血液
中也含有微量的锌。
• 作 用:锌是体内多种酶的组成成分和激活剂,锌做为胰岛素的成分参与碳
水化合物代谢。在动物体内与蛋白质结合,能活化脑垂体和性腺激素。特
别是种公猪和仔猪生长发育和维持健康所必需的微量元素。
• 缺乏症: 1、公畜睾丸、附睾及前列腺发育受阻,母畜繁殖力下降。2、食
欲不振、生长迟缓,犊牛、羔羊出现侏儒症。3、皮肤不全角化症 尤其是
仔猪、家禽发病最多,表现为皮肤皱缩粗糙,有结痂出现。
• 来源:在糠麸和饼粕类饲料中含有较多的锌,谷实类饲料中含量较低。当
饲料中钙和铜的含量增加时,需增加饲料中锌的 含量,不然会出现锌的缺
乏症。在我国饲料条件下应补充适量的锌。
在种公猪和仔猪的日粮中添加0.01%的硫酸锌或碳酸锌即可预防上述现
象的发生。
侏儒症和睾丸发育不良
• 不全角化症:皮肤发炎、增厚及皱缩粗糙,有结痂出现。
微量元素—硒(Se)
• 分布:硒存在于所有体细胞中,以肝、肌肉和肾脏 含量较多。自然界中硒有
两种化学存在形式,有机硒与无机硒。无机硒通常在各种矿物中以亚硒酸盐
和硒化物的形式存在。相反,草料、谷物和含油种子中的硒与各种氨基酸绑
在一起,如蛋氨酸、半胱氨酸。因此,自然界动物获得的硒主要是硒蛋氨酸。
• 作 用: 家畜组织中一个完备的抗氧化体系已被发现。细胞中抗氧化保护的
第一道屏障是以三个酶的活力为基础的,即超氧化物歧化酶(SOD)、谷胱甘
肽过氧化物酶(GSH-Px)和类胡萝卜素。在家畜组织的抗氧化保护过程中,
谷胱甘肽过氧化物酶的重要性倍受关注,而谷胱甘肽过氧化物酶的主要结构
形式是硒依赖性的。
硒和维生素E有协同作用,在体内起抗氧化作用,对细胞正常功能起保护
作用。硒是构成谷胱甘肽过氧化物酶的活性成份,参于辅酶A和辅酶Q的合成,
保护心肌、保护肝脏。
• 缺乏症:1、3—6周龄生长鸡患渗出性素质病。2、幼龄动物易得白肌病,心
肌和骨骼肌萎缩 ,有白色条纹。3、胰腺纤维变性,营养性胰腺萎缩被认为
是唯一典型的硒缺乏症。 4、肝细胞坏死,尤其是仔猪、兔常因肝坏死而突
然死亡。5、胎儿畸形
人缺硒是克山病、大骨节病两种地方性疾病的主要病因。
硒来源:
全世界共有有72%的土地面积处于严重缺硒和低硒
地带,缺硒国家40多个,我国缺硒省份高达22个。其
来源:
1、日粮中通常是添加亚硒酸钠或注射亚硒酸钠溶
液。但亚硒酸钠毒性较强,剂量难以掌握,生物利用
率又低,因此,易造成环境污染和中毒。
2、硒蛋氨酸没有毒性,无催化作用,也不产生过
氧化物,用硒蛋氨酸替代亚硒酸盐可以避免其强氧化
特性的破坏性作用。
3、纳米硒是由几万个硒化合物形成的一个微小单
位,具有较强的低毒高效优势。目前,可推广应用纳
米硒来生产富硒肉等保健动物产品。
我国缺硒省份高达22个
鸡患渗出性素质病:胸腹部皮下有兰绿色的体液聚集、皮下脂肪变黄、心包积水。
白肌病:心肌和骨骼肌萎缩 ,有白色条纹。
胎儿畸形
微量元素—碘(I)
• 分布:碘主要存在甲状腺中,大约占机体内碘总
量 的70%~80%。
• 作 用:碘的最主要功能是构成甲状腺素。甲状腺
素与基础代谢密切相关,参与机体所有物质代谢。
• 缺乏症:1、甲状腺肿 2、侏儒症:基础代谢率
下降,生长缓慢,骨架短小。3、皮肤无毛症:母
猪妊娠期缺碘仔猪出生后皮肤无毛,全身肿胀。
• 来源:饲料中可添加碘化钾、碘酸钙或碘化食盐。
微量元素—氟(F)
• 当高氟地区的动物摄入过量的氟就会造成氟中毒。首
先出现牙齿珐琅质的破坏,牙齿表面失去光泽及灰色
斑点,即所谓氟斑牙。若长期摄入过量氟,还出现骨
骼和肾脏的损害,导致骨关节活动受限,肢体畸形,
甚至瘫痪。
• 贵州省氟骨症患者约65万,氟斑牙患者则达到1000万
人。由于贵州省出产煤炭,广大农村居民多年来一直
使用敞灶做饭、取暖,燃煤过程中排放的大量氟化物
造成空气和食物污染,导致地方性氟中毒。
• 氟中毒靠药物治疗,疗效不好,常用药物有钙片、维
生素素D、维生素C及氢氧化钙凝胶。或甘草氯化钾
疗法。
佝偻病
骨质松疏症
产乳热
骨软病 钙、磷
贫血
铁
铜
钴
小结
生长鸡患渗出性素质病
白肌病
胰腺纤维变性
肝细胞坏死
硒
滑腱症 锰
皮肤不全角化症 锌
甲状腺肿 碘
作业布置
• 1、列出主要矿物质元素的缺乏症。
• 2、试比较三代微量元素营养素的优缺点。