罗晓花 孙新文 张仁平 柳广芝(石河子大学动物科技学院新疆石河子 832003)
1锌在体内的分布及含量
锌分布于机体的所有组织器官中,在机体中除了骨骼、肝脏、皮和毛的含量较高外,其它组织的含量都比较接近,各种动物体内锌的含量差异不大【1】。正常动物体内锌的总含量为30mg/kg左右,大致的分布为:骨骼28%、肝脏和皮肤8%、血液2%~3%、其它器官1.6%~1.8%。血浆中的锌30%~40%参与酶活性和功能,60%~70%与白蛋白松散结合,是体内锌的主要的运输形式【2】。
2锌的生理功能及机制
2.1锌与酶的关系
微量元素锌是动物体必需的微量元素之一。现已知动物体内有80多种酶的活性与锌有关【3】。锌是碳酸酐酶、胸腺嘧啶核苷激酶、DNA和RNA聚合酶、碱性磷酸酶、胰腺羟基肽酶及乳酸脱氢酶的主要成分。缺锌后导致一系列代谢紊乱及病理变化,各种含锌的酶活性降低,引起胱氨酸、蛋氨酸、亮氨酸和赖氨酸的代谢紊乱,谷胱甘肽的合成减少,结缔组织蛋白和肠粘液蛋白合成过程均受到干扰【4】。
锌参与多种代谢过程,包括糖类、脂类、蛋白质与核酸的合成和降解,这些过程多与含锌酶有关。
碱性磷酸酶是一种对锌敏感的酶,能较好地反映体内锌状况。何霆等【5】(1995)研究认为,肉仔鸡血清碱性磷酸酶活性随日粮锌水平的提高而提高,当
日粮锌水平为70mg/kg时达到最高,之后又下降。周明【6】(1996)认为,在鼠中血清碱性磷酸酶活性随日粮锌水平提高而上升;鸡血清碱性磷酸酶活性先是随日粮锌含量提高而上升,但当日粮锌达到一定水平(约70mg/kg)时其活性不再上升而趋于平稳;猪血清碱性磷酸酶活性也随日粮锌水平呈规律性变
化。
2.2锌参与蛋白质、碳水化合物及脂肪的代谢
锌在生命活动中的作用主要是通过体内某些酶的形式参与蛋白质、碳水化合物及脂肪的代谢,对动物的生长发育有重要的作用。在蛋白质的合成即基因表达过程中,在催化、结构和调节三个方面调空基因的表达。RNA的合成是关键步骤,RNA聚合酶的活性必须有锌的催化【2】。有证据表明,基因组的1%是锌指蛋白编码,在锌指结构中,锌与4个胱氨酸和(或)组氨酸以不同的排列组成非常稳定的四面体结构,多数锌指蛋白是转录因子。锌的调节功能主要是作为金属反应元件结合转录因子(MTF)的配基,并以此参与基因表达的调控【7】。
2.3锌影响性腺活动、性激素分泌、性器官正常发育、性机能的正常发挥
参与激素的组成和合成锌通过影响性腺活动和性激素分泌,对动物的性器官正常发育、性机能的正常发挥起重要的作THEWORLDOFFEED用。锌能强化垂体前叶分泌卵泡素、睾酮、绒毛膜促性腺激素,参与精子发生的生物合成,还能明显影响精子的活力、精子密度、精子冷冻后活力或解冻精子顶体完整率。
锌与胰岛素、前列腺素、促肾上腺素、生长激素等有关,如胰岛素原贮存时需要锌,由胰岛素原转变为胰岛素时所需的羧肽酶是含锌酶【2】。李青旺等【8】(1998)对锌对绵羊睾丸组织细胞和血浆激素水平的影响研究中表明,雄性的睾丸、副睾、输精管、前列腺及其它副性器官中都含有大量的譬。在试验中,公绵羊日粮中添加一定量锌,其睾丸支持细胞和间质细胞核明显增大,分别比对照组提高36.65%和32.95%。并且试验组中睾丸间质细胞数量比对照组也明显增多,这表明,锌可能作用于垂体调节LH的分泌,从而促进了公绵羊睾丸组织结构的生长发育及功能。
2.4锌与维生素的功能有关
锌参与肝脏和视网膜内维生素A还原酶的组成和功能的发挥,该酶与视黄醛的合成与变构有关,影响动物正常视力和暗视力。锌与维生素C有协同作用,对动物骨骼正常发育有重要的作用【9】。张春明等【10】(1997)在锌对过量维生素D3大鼠红细胞膜ATP酶损害的保护作用研究中表明维生素D3能明显降低大鼠红细胞膜ATP酶活性,而锌对维生素D3所致的红细胞膜ATP酶活性降低具有明显地恢复作用,说明外源性补锌能增强红细胞膜的稳定性,对细胞膜有一定的保护作用。有证据表明【11】,缺锌严重影响大鼠生长发育,并使维生素A积聚于肝脏,血液中维生素A的浓度明显降低,补锌后可使缺锌大鼠动员肝脏中维生素A进入血液,使血液中维生素A浓度上升,肝脏维生素A浓度相应下降,说明锌对动员肝脏维生素A进入血液有重要作用。杨雪锋【12】(2002)在锌和维生素E对糖尿病大鼠体内氧化和非酶糖化的影响研究中发现,给糨尿病大鼠补充锌和维生素E可不同程度的提高糯尿病大鼠的血清胰岛素活性,降低血糖水平,以譬和维生素E联合补充组大鼠血糖水平下降幅度最大。这与锌、维生素E等抗氧化剂可保护胰岛p—g胞,升高胰岛素活性,促进葡萄糖代谢有关。锌和2生素E是重要的抗氧化营养素,一方面具有抗氧1作用,减少自由基产生;另一方面,为还原性单糖(葡萄糖)提供了一个还原的环境,使其不易发生自身氧化,阻断非酶糖化的始动环节,减少非酶糖化的
发生。关于锌和维生素E联合补充的最适剂量仍需进一步研究。
2.5锌维持生物膜的结构和功能
锌是膜蛋白的成分,通过抑制脂质过氧化及硫醇氧化,稳定和维持生物膜的结构和功能,并影响膜结合酶。AMP酶的活性和膜的通透性。锌还作为抗氧化剂,具有保护膜上巯基的作用。锌金属硫蛋白是一定剂量的锌诱导产生的复合蛋白质,可抵抗如甲基汞等许多重金属的毒性作用。在机体内,铁和硫醇有较强的亲和力,两者结合后具有很强的催化游离基反应的能力,锌则可以竞争性地阻断铁与硫醇的结合,减少和阻止铁破坏性催化氧化反应,防止形成新的自由基【13】。
2.6锌参与骨代谢
在骨骼的生长发育中,锌起着非常重要的作用。目前已确认锌缺乏可引起骨的生长迟缓,适量的锌可以促进骨的生长及钙化【14】。
张月红【15】在锌参与骨细胞核酸和蛋白质的代谢研究中表明,锌缺乏使断乳雄性大鼠脯氨酸参与骺板生长量显著减少,抑制羟脯氨酸的合成,使骨胶原及其交联受到破坏。吕德成等【16】通过对兔骨折愈合模型的研究发现,骨折愈合过程中和骨折处锌的含量明显较正常组高,从而得出锌在骨折愈合中有明显加速骨愈合的作用。Harley等【17】在体外实验中得出钙进入骨和骨脱钙,锌均起作用,认为锌是骨形成的早期阶段完全钙化的必要条件。杨莽等【 18】用新西兰兔研究表明,外源性锌剂进入机体主要贮存在骨骼系统,骨折愈合需要锌的参与。
2.7锌在脑功能及其发育方面有重要的作用
锌对脑中乙醇脱氢酶、谷氨酸脱氢酶、碱性磷酸酶、铜锌超氧化歧化酶有显著的影响,并对脑中神经递质的含量及其与受体的结合有关,也是一些与神经传递有关的氨基酸类神经递质及其受体的调节物质。锌对(金属硫蛋白)MT表达的影响有一定限度,超过这一范围,锌含量的变化便不再影响MT水平。MT基因是一种较古老的基因,广泛存在于真核细胞的基因组中,其调控区内含有金属反应兀件(MRE),zn2+可与MRE结合启动MT表达【19】。有研究表明【20】,胚胎期MT水平较高,生后不久便稳定 在一个较低水平,锌水平降低时MT水平亦相应有所下降,但一般不会低于机体固有的基础水平。