劉成武 張 巖
鋅對種公犬繁殖性能的影響
劉成武 張 巖
微量元素鋅是犬營養(yǎng)素中的重要部分。自Todd等1934年首次報道鋅為大鼠所必需的營養(yǎng)元素,至今已有近70年的研究歷程。在這段時間里,人們在有關(guān)鋅的生物學(xué)功能和營養(yǎng)機理方面作了大量的研究工作,也取得了很大的進展,隨著科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展,特別是動物營養(yǎng)學(xué)的迅速發(fā)展,人們發(fā)現(xiàn)鋅對動物的繁殖性能有很大的影響。
鋅作為一種重要的微量元素,人們在有關(guān)鋅的生物學(xué)功能和營養(yǎng)機理方面做了大量的研究工作也取得了很大的進展,發(fā)現(xiàn)鋅與300多種生物酶的結(jié)構(gòu)和活性的調(diào)節(jié)作用有關(guān)。研究表明,鋅對繁殖機能的作用可以通過與前列腺和性腺的配位結(jié)合而間接發(fā)生,也可以通過垂體——促性腺激素——性腺方式直接發(fā)生。鋅對犬繁殖的影響的主要作用機理是引起動物內(nèi)分泌系統(tǒng)生殖激素的分泌失調(diào)、與生殖有關(guān)的酶活力下降以及生殖器官的組織結(jié)構(gòu)變異等,從而影響雄性細(xì)胞的發(fā)生和成熟過程,破壞它們的生存環(huán)境和發(fā)育環(huán)境,進而影響種公犬的繁殖性能。
鋅存在于垂體、腎上腺、甲狀腺及前列腺中,它對維持種公犬生殖內(nèi)分泌活動起到重要作用,是性激素合成過程所必需的微量元素。鋅參與雄激素代謝的調(diào)節(jié),可影響下丘腦——垂體——睪丸軸功能,缺鋅可降低內(nèi)分泌激素的分泌,致使睪丸發(fā)育不良,性腺機能減退。雖然垂體對促性腺激素釋放激素反應(yīng)增強,但血睪酮下降,睪丸對人絨毛膜促性腺激素的反應(yīng)下降。睪丸與鋅有極強的親和力,適量的鋅可以促進睪丸對人絨毛膜促性腺激素的反應(yīng)。另外,睪丸類固醇激素的合成依賴于睪丸中的鋅,且鋅的含量與雄激素在血液中的濃度有關(guān),這是由于鋅缺乏直接影響睪丸及血清中鋅的水平,從而影響大鼠睪丸的發(fā)育及睪酮的分泌與合成。另外,鋅還會影響血清中的FSH、LH水平。
鋅對保證種公犬內(nèi)環(huán)境的酸堿平衡至關(guān)重要,因為鋅是碳酸酐酶的組成成分,碳酸酐酶約含0.3%的鋅,這種酶是機體代謝產(chǎn)物——二氧化碳排出體外過程中所必需的。鋅又是犬體內(nèi)多種金屬酶的組成成分,而且是主要的活性成分,廣泛參與機體的代謝過程,主要包括碳水化合物、蛋白質(zhì)和核酸的代謝。鋅也為犬體合成類固醇所必需,也就是合成固醇類激素所必需。種公犬生殖道中磷酸酶的活性依賴于鋅的存在,堿性磷酸酶的活性與性器官的發(fā)育呈正相關(guān),酸性磷酸酶能水解精液中的核苷酸、磷酸甘油和磷酸膽堿等物質(zhì),直接影響精子的活力和代謝?,F(xiàn)已確認(rèn),鋅與300多種生物酶的結(jié)構(gòu)和活性的調(diào)節(jié)作用有關(guān),構(gòu)成了這些酶的輔酶或輔基。缺鋅會影響機體中乳酸脫氫酶、透明質(zhì)酸酶、蘋果酸脫氫酶、乙醇脫氫酶,堿性磷酸酶、酸性磷酸酶、腺苷酸環(huán)化酶等酶的活性,而這些酶對種公犬的睪丸、精子產(chǎn)生有重要的影響。故鋅可通過對繁殖有關(guān)的酶活力的影響對種公犬繁殖性能產(chǎn)生間接影響。
雄性動物的睪丸、附睪、輸精管、前列腺以及其他副性器官中都含有大量的鋅。缺鋅可使幼年雄性動物性腺發(fā)育成熟時間推遲,成年動物可以發(fā)生性腺萎縮及纖維化,第二性征發(fā)育不全。嚴(yán)重的缺鋅可導(dǎo)致精子發(fā)生完全停止。組織學(xué)研究表明,缺鋅時曲細(xì)精管萎縮、變性,管壁變薄、塌陷、受損,使睪丸內(nèi)間質(zhì)細(xì)胞減少,包皮腺、精囊腺、提肛肌的生長發(fā)育受阻,生殖細(xì)胞數(shù)減少,精子生成受阻乃至停止。種公犬缺鋅時,生殖道內(nèi)各種酶的活性降低,性激素分泌不足,性成熟時間延遲、第二性征不明顯等。據(jù)Pitts和Dins-da1e等報道,長期使用缺鋅飼料飼喂,睪丸的體積比較小,曲精細(xì)管和生殖上皮,發(fā)現(xiàn)間質(zhì)細(xì)胞的滑面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)降解。而據(jù)李青旺等的研究表明,給日糧中添加適量的鋅,其睪丸支持細(xì)胞和間質(zhì)細(xì)胞核分別比對照組增大36.65%和32.95%,睪丸的長和寬與對照組相比可分別增加4cm和2cm(P<0.01)。這些實驗都表明鋅對犬的生殖器官及組織都會產(chǎn)生重要的影響。
鋅參與精子的生成、成熟、獲能等過程,對精液品質(zhì)有顯著的影響。精子進入附睪前有少量鋅進入精子,在轉(zhuǎn)運附睪時被消耗,射精時又從前列腺獲得鋅并吸收入精子,這可能是精子成熟需要鋅。鋅有助于保持精子頭尾連接和精子細(xì)胞核染色質(zhì)的穩(wěn)定性,使精子保持形態(tài)完整和染色質(zhì)免于過早解聚。鋅還具有抗氧化作用,可延緩細(xì)胞膜的脂質(zhì)氧化,以維持細(xì)胞結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和生理通透性,從而使精子有良好的活動力。有實驗表明日糧中添加100mg/kg鋅組比不添加鋅組射精量高6.6%,畸形率平均降低15%,Piper等的研究表明在飼料中適當(dāng)補鋅,可使精液中精子數(shù)、每次射精總精子、精子活率分別比未加鋅提高19.4%、24.6%和18.6%。據(jù)報道,血清、精清中鋅的濃度與種公犬精子活力、密度有極顯著的正相關(guān),與精液pH值有極顯著的負(fù)相關(guān),血清鋅與精子畸形率有極顯著的負(fù)相關(guān),而精清鋅與精子畸形率有顯著的負(fù)相關(guān)。
鋅在飼料中的添加形式有3種,無機鋅、簡單有機酸鋅、鋅的氨基酸。常用的無機鋅包括硫酸鋅、氧化鋅、氯化鋅和碳酸鋅等。純品七水硫酸鋅含鋅22.7%。水溶性好,吸收率高,在生產(chǎn)中常以其作為標(biāo)樣,生物學(xué)效價按100%計。氯化鋅生物利用率與硫酸鋅相仿,但其具有毒性及腐蝕性,氯化鋅含鋅80.3%,能溶于酸也能溶于堿,對動物的生物學(xué)效價與其它鋅化合物相比較沒有明顯差異。氧化鋅可以生產(chǎn)成納米產(chǎn)品,但生物學(xué)作用尚待研究。有機鋅包括簡單有機酸鋅如醋酸鋅、葡萄糖酸鋅、丙酸鋅;鋅的氨基酸如蛋氨酸鋅、賴氨酸鋅、甘氨酸鋅等。楊自軍比較了葡萄糖酸鋅、醋酸鋅、氧化鋅、硫酸鋅在小鼠體內(nèi)的沉積情況,結(jié)果表明葡萄糖酸鋅組最高,其次是硫酸鋅、氯化鋅組、醋酸鋅組最低。
眾所周知,犬種群的數(shù)量的增加和質(zhì)量的提高很大程度依賴于種公犬的繁殖能力,而營養(yǎng)因素對繁殖能力的影響則至關(guān)重要。在養(yǎng)犬實踐中,一般很少出現(xiàn)單個營養(yǎng)素缺乏而影響動物的繁殖能力情況,而是多個因素作用的結(jié)果,營養(yǎng)素之間的作用是很復(fù)雜的,有協(xié)同也有拮抗。因此,應(yīng)全面考慮各種營養(yǎng)素的關(guān)系,有針對性地使用微量元素添加劑。鋅是營養(yǎng)學(xué)中研究得較為清楚的對動物繁殖有重要影響的元素。因此,為了充分發(fā)揮種公犬繁殖潛力,應(yīng)在飼料中添加適量的鋅。
(作者單位:公安部警犬技術(shù)學(xué)校,110034)
(編輯:李 冰)