硒在动物生产中的应用研究进展

罗佳捷，张 彬*，陈登科

（1.湖南农业大学经济动物研究所，长沙 410128；2.唐人神集团股份有限公司，湖南 株洲 412007）

硒是一种动物生长所必需的微量元素，其可以预防某些动物疾病，发挥其营养作用来促进动物的健康成长。据报道，世界上有很多地方缺硒，我国很多市县也属于缺硒或低硒地区，由此导致的动物营养代谢方面的疾病非常严重。近些年，许多专家和学者从化学、营养学、病理学和动物生产学等众多角度对硒进行了广泛而深入的研究，极大的丰富了人们对硒的认识和应用。

1 硒在动物体内的存在形式

硒在动物体内以硒蛋白（Selenoprotein）和含硒蛋白（Se-containing protein）两种形式存在，目前在哺乳动物中发现并分离的硒蛋白有35种，其中功能比较明确的有谷胱甘肽过氧化物酶家族（GPX1、GPX2、GPX3、GPX4）、硫氧还蛋白还原酶家族（TR1、TR2、TR3）、硒磷酸化合物合成酶（SPS2）、脱碘酶家族（ID1、ID2、ID）、精子线粒体膜硒蛋白（MCS）、人淋巴细胞硒蛋白、34 ku精子DNA结合硒蛋白、15 ku前列腺上皮硒蛋白、硒蛋白P、硒蛋白W和18 ku硒蛋白。

2 硒的生理功能

2.1 抗氧化、清除自由基

动物机体内存在的大量不饱和脂肪酸在受到具有强氧化力的化合物攻击时，会发生过氧化反应而生成过氧化物。这是一种连锁反应，一旦开始以后便会接连不断的与周围各种细胞膜脂质层内所含的脂质或其他细胞器发生反应。动物机体有两种防御体系来对抗由于脂质过氧化作用带来的损伤，一类是包括含巯基化合物、醇类、酚羟基化合物和维生素（A、C、E等）等的非酶促反应；另一种是酶促反应体系，包括超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（CAT）、GPX等。其能有效的清除机体中的O-、ROOH和H2O2等活性氧，从而终止自由基链式反应。硒元素主要是通过GPX酶促反应清除脂质过氧化物来发挥抗氧化作用。

2.2 增强免疫机能

硒能有效提高机体的体液免疫和细胞免疫功能，增强T细胞介导的肿瘤特异性免疫，有利于细胞毒性T淋巴细胞（CTL）的诱导，加强CTL的细胞毒活性，并能显著提高吞噬细胞的存活率和吞噬率。此外，高水平的硒还能抑制细胞扩增，因此可作为肿瘤抑制剂来抑制肿瘤生长，防止暴露于致癌剂的细胞群形成瘤变；硒还能降低多种致癌物的致突变性。

2.3 提高基础代谢率

甲状腺的功能是提高基础代谢率，增加组织细胞的耗氧量。甲状腺分泌的甲状腺素有三碘甲状腺原氨酸（T3）和四碘甲状腺原氨酸（T4）两种，其中占主导地位的是T4，T3只有很少量，而T3的生物活性是T4的5～8倍，其还参与到生长激素（GH）的合成，T4经Ⅰ型脱碘酶作用可脱碘生成T3。硒与Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ型脱碘酶的活性有密切关系，能通过影响其生物活性，调节甲状腺维持正常的生理功能。

2.4 提高繁殖性能

硒元素是雄性动物产生精子所必需的微量元素，公畜精液中的硒能通过GPX的抗氧化作用保护精子细胞膜免受损害，精子内的硒主要存在于线粒体膜中。缺硒可导致精细胞受损，释放出谷草转氨酶（GOT），降低精子活力，从而影响受精能力和胚胎发育。对于种母畜，补硒可以防止妊娠母畜流产，减少胚胎死亡，提高繁殖率。

2.5 增强抗应激能力

缺硒状态下，T3的浓度降低，阻碍了新生哺乳动物和所有啮齿类动物褐色脂肪的非寒颤性产热功能的发挥，从而降低其抵御寒冷的能力，影响其生长发育和存活率。

2.6 提高肉品质

硒的抗氧化功能使其同时具有提高畜禽肉品质的作用。硒参与GPX的合成，是GPX的必要组成成分，GPX能使有害的脂质过氧化物还原成无害的羟基化合物，并使氧化物分解，从而保持细胞膜的完整性，避免细胞膜结构和功能遭受破坏，减少肌肉渗出汁液，保持了肌肉的鲜嫩度。

3 在动物生产中的应用

3.1 在家禽生产中的应用

李静等研究发现，在蛋鸡日粮中添加酵母硒0.5mg·kg-1能极显著提高蛋鸡的产蛋率（P＜0.01），极显著降低料蛋比（P＜0.01），还能极显著的增加蛋鸡血清高密度胆固醇含量和鸡蛋硒含量（P＜0.01）[1]。王晓龙等发现，日粮中添加硒0.2mg·kg-1能使鸡肝组织中谷胱甘肽过氧化物酶（GSH-Px）活性比对照组提高26.79μg·mg-1[2]。张习文等在母种鸡基础日粮中添加亚硒酸钠和DL-SM 0.3mg·kg-1，与亚硒酸钠组相比，DL-SM显著的提高了初生雏鸡、肉成鸡肝、肾和肌肉组织、雏鸡胸腺、肉成鸡血清及种蛋的硒含量，提高了雏鸡肌肉GSH-Px、SOD和肾脏SOD活力、肌肉和肝脏总抗氧化能力（T-AOC）及肾脏谷胱甘肽（GSH）水平，降低了肌肉和胰脏丙二醛（MDA）含量[3]。

王巧莉等研究发现，酵母硒0.3mg·kg-1能使肉鹅的免疫器官指数显著升高，淋巴细胞转化率显著升高，副黏病毒抗体效价在6周龄时显著升高，还能使肉鹅血清中各周龄GSH-Px、T-AOC和6周龄T-SOD及肝脏中各周龄GSH-Px、3和9周龄T-SOD、6周龄T-AOC活性显著升高[4]。武如娟等在岭南黄肉种鸡基础日粮中分别添加DL-SM和L-SM 0.15和 0.30mg·kg-1，发现0.15mg·kg-1组较0.30mg·kg-1组显著提高了肉种鸡产蛋率、种蛋孵化率和出雏率，0.30mg·kg-1组较0.15mg·kg-1组显著提高了种蛋内容物、肉种鸡的血清和组织及其后代1d雏鸡组织的硒含量，此外，DL-SM组较L-SM组显著提高了种蛋内容物、肉种鸡的血清和除胰脏外的组织及1 d雏鸡除肌肉和肝脏外的组织的硒含量[5]。李士平等试验表明，日粮中添加锌、硒、碘水平高于正常需要量1倍时，可使蛋黄颜色提高1～2个罗氏比色单位，达到了国际上所规定的出口鲜蛋蛋黄颜色要达到8级或8级以上的要求，并对鸡蛋可食部分其他矿物元素沉积量无明显影响[6]。

3.2 在养猪生产中的应用

占秀安等在母猪的基础日粮中添加DL-SM 0.3mg·kg-1，结果与添加同等浓度亚硒酸钠的母猪相比，添加DL-SM母猪的断奶窝重、断奶个体重和泌乳力分别提高了8.00%、9.78%和9.95%，泌乳期血清T-AOC显著增强（P＜0.05），MDA含量极显著下降（P＜0.01），初乳和第7、14、21和28天时常乳中GSH-Px活力和T-AOC显著增强（P＜0.05），血清、初乳和常乳硒含量显著升高（P＜0.05）[7]。袁施彬等研究发现，添加硒0.6mg·kg-1可使仔猪全期日增重提高，料肉比降低，淋巴细胞转化率、活性玫瑰花环率和总玫瑰花环率升高，IgG、IgA和IgM含量增加，猪瘟抗体滴度呈直线上升，IL-1和IL-6含量下降[8]。

蒋宗勇等研究发现，在肥育猪基础日粮中添加一定量的DL-SM和亚硒酸钠对改善猪肉肉色十分有利，且0.30mg·kg-1水平的DL-SM能显著降低背最长肌中的乳酸含量，0.30mg·kg-1水平的SM和亚硒酸钠能极显著提高肥育猪的氧合肌红蛋白含量[9]。胡鹏等在母种猪基础日粮中分别添加亚硒酸钠和DL-SM 0.3mg·kg-1，与添加亚硒酸钠相比，DL-SM的添加使后代乳猪胰脏中硒含量增加了54.29%，GSH-Px活性、SOD活性、T-AOC和GSH水平分别提高了22.84%、24.60%、112.52%和131.14%，MDA含量降低了25.55%，胰淀粉酶、蛋白酶和脂肪酶活性分别升高了50.81%、17.61%和14.87%，GSH-PxmRNA表达提高了31.00%[10]。

3.3 在反刍动物生产中的应用

王聪等在西门塔尔牛基础日粮中添加富硒酵母0.6mg·kg-1，结果牛瘤胃中丙酸浓度显著提高（P＜0.05），乙酸/丙酸和NH3-N浓度显著下降（P＜0.05），还使牛对豆粕和玉米秸秆干物质、粗蛋白质及中性洗涤纤维的有效降解率显著提高，鸟嘌呤衍生物和微生物氮浓度显著增加[11]。李引乾等研究发现，8～16mg·L-1的亚硒酸钠能显著促进山羊EML的体外活化，EML活化后，对IL-2的分泌有微弱的促进作用，对IL-4、TGFβ1和TGFβ2的分泌有显著的促进作用[12]。秦顺义等研究发现，在羔羊基础日粮中添加富硒酵母1.0mg·kg-1和亚硒酸钠能使羔羊在30和60 d时的组织硒含量、全血GSH-Px活性、血浆SOD活性、血浆IL-1、IL-2、IL-6和TNF-α水平及血浆T3浓度均显著或极显著高于对照组，而血浆MDA含量或T4含量显著或极显著低于对照组，且富硒酵母的效果要优于亚硒酸钠[13]。

刘强等研究发现，添加蛋氨酸硒0.6mg·kg-1能显著提高西门塔尔牛对日粮中有机物质、粗蛋白质、粗脂肪、中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维的消化率，消化氮、沉积氮和氮利用率显著提高（P＜0.05），还能显著提高硒、钙、磷、锰、铜和钼的存留率（P＜0.05），并且能使牛血清中甘油三酯、血糖、白蛋白、总蛋白、谷丙转氨酶（GPT）、谷-草转氨酶（GOT）、GSH-Px和GSH显著升高（P＜0.05）[14]。许宗运等也研究发现，添加酵母硒0.45mg·kg-1能极显著降低奶牛乳中体细胞数，提高全血硒含量及血清T-AOC、SOD和GSH-Px活力（P＜0.01）[15]。

3.4 在水产养殖和其他动物生产中的应用

王宏伟等研究发现，饲料中添加有机硒比等量无机硒更能有效提高中华米虾的SOD和CAT活性[16]。华雪铭等在异育银鲫饲料中添加酵母硒0.3%、0.6%和1.2%，发现其能显著的促进异育银鲫的生长，其相对增重率比对照组提高16%～31%（P＜0.01），还可以极显著的提高异育银鲫对嗜水气单胞菌的抵抗能力（P＜0.01），且随酵母硒添加量的增加而增大[17]。张艳艳等研究发现，基础日粮中添加硒0.15%和0.30%能显著的提高肉兔的平均日增重（P＜0.05），显著降低料重比（P＜0.05），并能显著或极显著的影响肝脏、血清和肌肉GSH-Px活性、肝脏和血清SOD活性、肝脏CAT活性、肝脏和肌肉MDA含量和血清T-AOC，还能对肉兔的肌肉滴水损失、失水率和剪切力产生显著影响[18]。硒是一种抗氧化剂，与维生素E有协同抗氧化作用，硒在抵御有毒的过氧化氢、消除自由基、保护生物膜和细胞的正常功能等方面起重要作用[19-24]。唐玫等的试验表明，给小鼠注射富硒藻蓝蛋白，也证实了有机硒可使GSH-Px的活性显著增强，极显著地提高肝脏GSH-Px的活性[25]。王金秋等研究发现，含硒化合物，尤其是有机硒化合物MSeC对小鼠有抗氧化损伤的作用，且安全剂量范围内的高剂量的保护作用更为明显[26]。

4 结语

近年来，随着分子生物学技术在动物营养学领域的不断渗入，硒在动物体内的生理功能及其作用机制被研究得越来越透彻，人们对其生物学功能的了解也越来越深入，硒元素也逐渐成为动物营养学界所关注的焦点之一。许多专家学者在不断努力寻求硒和其他矿物元素的最优配比模式及与日粮中其他营养物质的最佳互作效应，以求最大限度的发挥硒元素的生理功能，并取得了一系列优良的效果，硒元素已经被广泛应用于预防畜禽疾病、提高动物受胎率和促进动物生长等方面[27-28]。随着对各种硒蛋白和含硒蛋白的不断研究，硒元素在动物营养中必将具有更加广阔的开发和利用前景。

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