铜缺乏症梅花鹿体内矿物质元素含量分析

鲍坤，王晓旭，王凯英，赵蒙，2，李光玉※

（1.中国农业科学院特产研究所，长春 130112；2.山东省乐陵市人民政府，山东 乐陵 253600）

铜是反刍动物正常生长发育和生产所必需的微量元素。动物体内铜元素缺乏会引起相应的营养代谢疾病[1]。不同种类反刍动物出现铜缺乏后，会产生不同的症状。犊牛缺铜时被毛稀疏、无弹性、无光泽，眼睛周围被毛褪色或脱毛，形成所谓的“铜眼睛”。羊如果缺铜则被称为“摆腰病”。梅花鹿缺铜时，脑脊髓神经纤维鞘变性、坏死，部分神经元萎缩、变性，血管壁胶原纤维增生，血管壁肥厚、结构疏松，血管内膜粗糙，管壁变窄以致阻塞，因而导致运动失调，俗称“晃腰病”[2]。吉林省是我国梅花鹿主要养殖区，同时也是铜元素缺乏地区，梅花鹿长期缺铜会造成神经受损，进而造成运动障碍，我国鹿产业的发展受这种地方性共济失调症的影响严重，带来严重的经济损失，大大降低了养殖的经济效益和社会效益。本试验通过研究梅花鹿铜缺乏症地区饲料、饮水、土壤以及患病梅花鹿主要组织器官中矿物质元素的分布情况，旨在为进一步阐明铜缺乏症梅花鹿的发病机理提供理论基础。

1 材料与方法

1.1 试验动物

选择吉林省吉林市某梅花鹿养殖场已患有严重共济失调症的4 头梅花鹿（发病组）进行宰杀，采集全血、心脏、肝脏、脾脏、肺脏、肾脏、脑、骨、被毛等样本。同时，选择该鹿场同年出生的健康梅花鹿10 头（病区临床健康组），并从吉林市另一梅花鹿养殖场选择10 头无发病史的健康梅花鹿作为对照组。

1.2 样品采集及处理

该地区常见的土壤类型主要为草甸土、灰钙土和黑土，采用分点法等量采集病区的草甸土、灰钙土及黑土样品，然后进行烘干、过筛、抽提、过滤，备用。

饲料及水样：采集该地区生产的饲喂梅花鹿常用的饲料原料青草、干草、玉米秸、玉米面、豆粕、麦麸以及饮水，用于测定铁、锰、铜、锌、硒、钙、磷、钼、氟等元素的含量。

血样及组织样：鹿被麻醉后，颈静脉采集各组梅花鹿全血20 mL（肝素抗凝），用于测定铁、锰、铜、锌、硒、钙、磷、钼、氟等元素的含量；将患病梅花鹿剖杀后，采集心脏、肝脏、脾脏、肺脏、肾脏、大脑、小脑、脊髓、骨、毛发等，置于65℃烘箱内烘干至恒重，粉碎后称取0.2 g左右，使用微波消解仪消解，备用。

1.3 测定方法

铁、锰、铜、锌、钙等元素的测定采用火焰原子吸收法；磷含量采用钒钼酸铵比色法测定；硒含量的测定采用原子荧光光谱法，测定条件为负高压320 V，灯电流80mA，载气流量400mL/min，屏蔽气流速1000mL/min，延时时间1.0 s，读数时间10 s，原子化炉高度10 mm；采用动力学荧光分光光度法测定钼的含量；采用氟离子选择电极法测定氟元素的含量。

1.4 数据处理

试验结果均以平均值士标准差表示，试验数据先使用Excel 2007 软件整理，再使用SAS 9.1 统计软件进行单因素方差分析（One-way ANOVA），差异显著性采用Duncan'法进行多重比较，其中P＜0.05 表示差异显著，P＜0.01 表示差异极显著。

2 结果与分析

2.1 患病区梅花鹿饲养环境中矿物质元素含量

患病区土壤及饲料中矿物质元素测定结果分别见表1和2。未发病区及发病区饮水中氟和钼的含量见表3。由表1可以看出，灰钙土中铜的含量能够满足植物生长的需要，黑土及草甸土中铜含量低于灰钙土；该地区土壤中锰含量处于较适宜的水平，不存在缺乏现象；该地区土壤中锌含量较低，处于缺乏状态；草甸土、灰钙土及黑土中磷含量处于缺乏状态。

由表2可知，饲料原料均来自当地，梅花鹿常用饲料青草、干草和玉米面中铜的含量较低，处于鹿需求量的下限；麦麸、玉米秸秆和豆粕中铜含量较高。所有饲料中氟含量均较高，尤其是玉米秸秆中氟含量更高。各饲料中磷和硒的含量较低。

从表3可以看出，发病区梅花鹿饮水中氟和钼的含量显著高于未发病区（P＜0.05）。

表2 患病区常用饲料中矿物质元素的含量Table 2 The content of mineral elements in feed in the soil of incidence areas （mg/kg）

表3 未发病区及发病区饮用水中氟和钼的含量Table 3 Contents of fluorine and molybdenum in the drinking water from healthy areas and incidence areas （mg/L）

2.2 梅花鹿全血、组织及毛发中矿物质元素的含量

各组梅花鹿全血及组织、毛发中矿物质元素的含量分别见表4、5。由表4可以看出，发病组梅花鹿全血铜含量显著低于对照组（P＜0.05）；发病组梅花鹿全血铁含量显著高于病区临床健康鹿及对照组（P＜0.05）；发病组梅花鹿全血磷含量也显著低于临床健康鹿及对照组（P＜0.05）；发病组、临床健康组及对照组梅花鹿全血中锰、锌、钙含量差异不显著（P＞0.05）。由表5可以看出，发病组梅花鹿除肾脏外，其他组织器官中铜含量显著低于健康组梅花鹿（P＜0.05）；发病组梅花鹿肝脏、心脏、脾脏及肾脏中锌含量显著低于健康组梅花鹿（P＜0.05）；发病组梅花鹿部分组织中钙及锰含量与健康组梅花鹿相比也存在显著差异（P＜0.05）。最突出的是，发病组梅花鹿肝脏铜含量远远低于健康组梅花鹿，明显处于缺乏状态；与此同时，发病组梅花鹿肝脏中铁元素蓄积也比较明显。

表4 梅花鹿全血中矿物质元素含量Table 4 Content of mineral elements in whole blood of sika deer （mg/L）

表5 梅花鹿组织及毛发中矿物质元素含量Table 5 Content of mineral elements in the tissue and hair of sika deer （mg/kg）

3 讨论

在以前的研究中，畜禽微量元素代谢障碍的发病原因主要是通过水、土、食物链来查找[3]。我国幅员辽阔，地形情况也十分复杂，很多地区微量元素或矿物质元素的富集或缺乏原因十分复杂，因而地方营养代谢病的研究也应从多角度展开。吉林省是典型的铜、硒等元素缺乏地区，因此是地方营养代谢病的多发区，仅仅从单一或某个因素来调查其发病原因还远远不够。

本研究结果表明，该地区所选饲料和土壤中的铜含量并没有低于临界值。但该地区土壤的碱性条件使得土壤微粒吸附的氟、钼等元素含量减少而吸附铜、锌等元素的量增多，从而使可溶性钼、氟含量增加，影响植物对铜的吸收[4]。另外，钼的耐受性在植物上很强，动物采食饲料后，由于大量钼在植物体内富积，在到达反刍动物瘤胃后在微生物的作用下与铜形成难溶解的复合物而最终不会被动物吸收[5]。土壤的碱性环境也造成了土壤中磷含量的降低。土壤中磷元素含量缺乏，导致植物对磷的吸收相应减少，梅花鹿长期食用以这些植物为主的饲料后，由于其体内钙、磷比例失调，铜缺乏的病程进一步加剧。

NRC（1985）[6]规定，绵羊铜标准需要量的下限：饲料中铜含量为10mg/kg，毛发中铜含量为6.6～10.4mg/kg，全血铜含量为0.8～1.2 mg/kg。该试验地区的青草、干草、玉米秸秆及玉米面中铜含量较低，处于 NRC（1985）规定的下限；与此同时，青草、干草、玉米秸、玉米面、豆粕、麦麸及混合料中钼含量均较高，平均值为6.55 mg/kg。王展鹏[7]报道，饲料中的铜适宜水平为6～12 mg/kg，当铜含量为 3～5 mg/kg 为缺乏。王宗元等[5]认为，钼与铜之间存在着拮抗作用。高铜会导致钼的缺乏，同样钼与硫酸盐的结合也会影响铜的吸收。这主要是因为钼酸盐和硫酸盐可与饲料中铜形成Cu-Mo 蛋白复合物，不利于铜的吸收和铜向肝脏的运输代谢，进而阻止了肝脏内铜元素的贮存和血浆铜蓝蛋白的合成，引起继发性铜缺乏。另外，低钼会导致高铜。饲料中铜、钼比例也会影响钼元素的吸收。当饲料中铜与钼的比例最佳（6∶1～10∶1）时[8]，无论钼的浓度多高，都不会引起家畜钼中毒。这可能是因为适量的钼是动物吸收铜所必需的[9]。本试验结果表明，吉林地区鹿常用饲料中铜与钼的比例小于10∶1～6∶1，接近于1∶1。由此可推断，这种继发性铜缺乏会危害到该地区反刍动物的健康。不同种类动物对钼的耐受力不同，在反刍动物中鹿的耐受力最低，其次是牛和绵羊。因而，该地区鹿也是敏感的动物，容易出现继发性铜缺乏症。本次检测结果表明，饲料中锰含量也稍高，由于鹿并未出现锰中毒症状，因此此水平的锰不能引起梅花鹿的中毒。研究表明，生长鹿日粮中钙含量应在0.5%～0.55%，而磷含量在0.3%左右，才能保障骨的强度与鹿体和鹿茸的生长需要[10]。饲料中钙、磷比例虽接近2∶1，但磷含量低于推荐量；饲料中锌、硒含量偏低，而氟含量高。造成梅花鹿铜缺乏症病因的综合性因素较为复杂。关于铜缺乏地区畜禽饮水氟含量的报道较多，但缺乏饮水中钼含量的报道。本试验发现，发病区梅花鹿饮水中钼含量显著高于健康区。由此推断，饮水中可溶性钼含量高，可能会对机体的铜吸收有很大影响。

本试验中铜含量在梅花鹿病鹿肝脏中平均为30.15 mg/kg，远远低于韦旭斌等[11]报道的正常鹿肝脏中铜含量（59.66～65.87 mg/kg）。根据以上结果可知，病鹿肝脏中铜水平不能满足机体的需要，病鹿体内铜处于耗竭状态。本试验中病鹿其他组织和器官及毛发中铜含量也显著低于对照组。病鹿肾脏、大脑及小脑中的铁含量显著高于对照组，但在其他脏器中含量差异并不显著，甚至病鹿心脏、肺脏、脾脏及肝脏中铁含量低于对照组。亓美玉等[12]报道，动物长期缺铜会导致铁代谢异常，使得肝脏、脾脏等脏器中含铁血黄素沉着，肝脏中铁含量升高。他们的研究认为，胃肠道吸收的铁含量过高是导致肝铁升高的主要原因，另一个原因可能是由于铜蓝蛋白氧化酶的活性降低使铁的转运氧化受阻，从而滞留于肝脏、脾脏和淋巴结中[4]。

4 结论

本研究调查了梅花鹿主养区吉林市某鹿场的水、土壤、饲料中及病鹿体内矿物质元素的含量，分析了影响梅花鹿对铜元素吸收利用的可能因素。结果表明，该地区3 种主要土壤环境中的铜、锌及磷含量处于较低水平；病鹿各组织中铜含量均低于正常值，铜元素的缺乏可能是造成这种地方性共济失调的主要原因。