礦物元素的營(yíng)養(yǎng)課件

礦物質(zhì)的營(yíng)養(yǎng)動(dòng)物體含有45種礦物質(zhì)。20世紀(jì)50年代發(fā)現(xiàn)有13種50~60年代發(fā)現(xiàn)3種70年代后發(fā)現(xiàn)10種左右隨科學(xué)的發(fā)展，發(fā)現(xiàn)越來(lái)越多的礦物元素對(duì)動(dòng)物體有新的營(yíng)養(yǎng)作用。第一節(jié)概述一、動(dòng)物體內(nèi)的礦物元素（一）必需的礦物元素體內(nèi)存在的礦物元素，有一些是動(dòng)物生理過(guò)程和體內(nèi)代謝必不可少的，這一部分就是營(yíng)養(yǎng)學(xué)上常說(shuō)的必需礦物元素。1、必須礦物元素的營(yíng)養(yǎng)生理功能：參與體組織的結(jié)構(gòu)組成，如鈣、磷、鎂；有的作為酶的組成成分（鋅、錳、銅、硒）和激活劑（鎂、氯）參與體內(nèi)的物質(zhì)代謝；作為激素的組成參與體內(nèi)的代謝調(diào)節(jié)有的元素以離子的形式維持體內(nèi)電解質(zhì)平衡和酸堿平衡，如Na+,K+,Cl-2、礦物元素必需性的判定通過(guò)飼喂不含待判定元素的純和飼糧，根據(jù)動(dòng)物是否出現(xiàn)缺乏癥和在缺乏飼糧中補(bǔ)充該元素，缺乏癥是否減輕或消失來(lái)確定。目前必需可礦物元素有：鈣、磷、鈉、鉀、氯、鎂、硫、鐵、銅、錳、鋅、碘硒、鉬、鈷、鉻、、硅、硼等19種。鋁、鎘、砷、鉛、鋰、鎳、釩、錫、溴可能是必需元素3、必需與有毒有害之間的界限有些礦物元素在含量低時(shí)是必需礦物元素，含量高時(shí)可能是有毒有害元素。硒在20世紀(jì)七十年代以前，硒被歸為有毒有害元素，含量超過(guò)5~6mg/kg會(huì)導(dǎo)致動(dòng)物中毒。砷、鉛一般為有毒有害元素。中毒劑量差異很大。（二）必需礦物元素的分類常量礦物元素：指在動(dòng)物體內(nèi)含量高于0.01%的元素，主要包括鈣、磷、鈉、鉀、氯、鎂、硫等7種元素。微量礦物元素：一般指在動(dòng)物體內(nèi)含量低于0.01%的元素，目前查明必需的微量元素有鐵、鋅、銅、錳、碘、硒、鈷、鉬、佛、鉻、硼等12種。鋁、釩、鎳、錫、砷、鉛、鋰、溴等8種為可能的必需微量元素。（三）礦物元素在體內(nèi)的含量和分布第一，按無(wú)脂空體重基礎(chǔ)表示，每個(gè)元素在各種動(dòng)物體內(nèi)和含量比較，每種元素在各種動(dòng)物體內(nèi)的含量比較近似，常量元素近似的程度更大；第二，體內(nèi)電解質(zhì)類元素含量從胚胎期到發(fā)育成熟，不同階段都比較穩(wěn)定；第三，不同組織器官中元素含量，依功能不同而含量不同。骨中鈣磷含量豐富，紅細(xì)胞中鐵含量豐富。表8-1不同動(dòng)物體內(nèi)礦物質(zhì)的元素含量

常量元素（%）微量元素（mg/kg)

鈣磷鈉鐵鋅銅豬1.170.710.16902525雞1.500.800.1240351.3牛1.200.700.1450205.0綿羊2.01.100.1378265.3人1.81.00.1574281.7（四）礦物元素的代謝動(dòng)力學(xué)礦物元素的存在形式：與蛋白質(zhì)及氨基酸結(jié)合形式；游離態(tài)動(dòng)態(tài)平衡，不斷地進(jìn)行吸收和排出、沉積和分解，即礦物質(zhì)的周轉(zhuǎn)代謝。血液，從組織器官中分解、排泄都必需經(jīng)過(guò)血液。不同器官中周轉(zhuǎn)代謝的速度不同。鈣在血漿中一天可周轉(zhuǎn)幾次，在牙齒中鈣幾乎沒(méi)有變化。圖8-1礦物元素在體內(nèi)的動(dòng)態(tài)平衡

肌肉、骨骼消化道血液軟組織、器官

體表、尿產(chǎn)品（奶、蛋等）

引自Bondi,1987二、礦物元素的利用率（一）凈利用效率它是以礦物元素在體內(nèi)的收支平衡為基礎(chǔ)，通過(guò)測(cè)定兩組礦物質(zhì)沉積量來(lái)計(jì)算。凈利用率=（B2-B1）/（I2-I1）*100%式中：I1、

I2分別為第一組和第二組待評(píng)定元素的攝入量，B1

、B2分別為第一組和第二組待評(píng)定元素的沉積量。（二）相對(duì)利用率以動(dòng)物的效應(yīng)為標(biāo)識(shí)，用待測(cè)元素的效應(yīng)與所選含同樣元素的標(biāo)準(zhǔn)物效應(yīng)比較而得。計(jì)算公式：相對(duì)利用率=M/M0*100%M和M0分別為含待測(cè)元素效應(yīng)和含單位同一元素標(biāo)準(zhǔn)物的效應(yīng)。（三）凈吸收率必需把糞便中內(nèi)源和外源部分分開(kāi)。通過(guò)同位素方法來(lái)測(cè)定排出的內(nèi)源礦物元素。凈吸收率=（I-C1+C0）/I*100%I為測(cè)定元素的攝入量，C1、C0分別為糞排出元素的總量和內(nèi)源排出量。三、自然界中礦物元素與動(dòng)物的關(guān)系1、動(dòng)物體內(nèi)的礦物元素來(lái)源于飲水和飼料2、天然植物飼料中的礦物元素來(lái)源于土壤和水。土壤和水中礦物元素的含量、存在形式、肥料中礦物元素含量和植物的吸收力影響植物中礦物元素的含量。3、不同動(dòng)物對(duì)天然飼料中礦物質(zhì)的缺乏程度不同。非反芻動(dòng)物：鈣、磷、鈉、氯缺乏，鐵、鋅、銅、錳、碘處于臨界缺乏不缺乏，硒、鉬與地區(qū)有關(guān)。反芻動(dòng)物通常是鈣、磷、鈉、鉀、鎂和硫不足，鐵、銅、碘、鈷、錳處于臨界缺乏或不缺乏。4、水中礦物質(zhì)元素含量對(duì)動(dòng)物的健康和生產(chǎn)影響很大，易導(dǎo)致礦物質(zhì)攝入過(guò)量，出現(xiàn)中毒甚至死亡。硒、砷、鉛、汞、佛等第二節(jié)常量礦物元素一、鈣和磷（一）含量和分布鈣磷平均占體重的1%~2%，其中98%~99%的鈣、80%磷在骨骼和牙齒中，其余存在于軟組織和體液中。骨中的鈣約占骨灰的36%，磷約占17%，鈣磷比是2：1。鈣磷的存在形式：一種是結(jié)晶型化合物，主要成分是羥基磷灰石（Ca10(PO4)6(OH)2);另外一種是非結(jié)晶化合物Ca3(PO4)2;Ca3CO3和Mg3(PO4)2。血液中的鈣幾乎都存在于血漿中。血鈣存在方式有三種：離子（50%），與蛋白質(zhì)結(jié)合（45%）和與其他物質(zhì)結(jié)合（5%）。血液中磷較高，在0.35~0.45mg/ml之間，主要以H2PO4-1存在于血細(xì)胞中。少量存在于血漿中，主要以離子形式存在，少量與蛋白質(zhì)、脂類、碳水化合物結(jié)合存在。（二）吸收與排泄1、吸收的過(guò)程在鈣的吸收部位（主要是十二指腸），鈣在維生素D3的作用下，與蛋白質(zhì)結(jié)合形成鈣結(jié)合蛋白，經(jīng)異化擴(kuò)散進(jìn)入細(xì)胞膜內(nèi)，少量以螯合形式或游離形式吸收。磷以離子態(tài)吸收，也可能存在異化擴(kuò)散。2、鈣、磷吸收率變化大

反芻動(dòng)物鈣吸收率在22%~55%之間，平均45%；磷吸收率比鈣高，平均55%。非反芻動(dòng)物鈣吸收率在40%~65%之間，豬平均吸收率55%；磷的吸收率在50~85%之間，植酸磷消化率低，一般在30~40%。豬禽對(duì)鈣磷比的耐受力比反芻動(dòng)物差，正常比在1~2：1，產(chǎn)蛋雞不超過(guò)4：1。反芻動(dòng)物鈣磷比在1~7：1都不會(huì)影響鈣磷吸收。影響鈣磷吸收的因素第一，溶解度對(duì)鈣磷的吸收起決定作用。凡是在吸收細(xì)胞接觸點(diǎn)可溶解的，不管以任何形式都能吸收。第二，鈣磷與其他物質(zhì)的相互作用吸收影響很大。鐵、鋁、鎂可與磷形成不溶性的磷眼降低磷的吸收率；過(guò)量脂肪酸與鈣形成鈣皂，草酸和植酸與鈣形成不溶性的螯合鈣，乳酸促進(jìn)鈣的吸收。第三，鈣磷本身的影響，鈣含量太高會(huì)抑制鈣的吸收，鈣磷比例不合理可抑制鈣磷的吸收。3、鈣磷的排泄糞、尿排泄草食動(dòng)物的磷主要經(jīng)糞排出，肉食動(dòng)物主要經(jīng)尿排泄。正常情況下，鈣均經(jīng)糞排出，但馬、兔采食高鈣時(shí)也可能經(jīng)糞排出大量鈣。（三）代謝和生物學(xué)功能1、鈣磷代謝的特點(diǎn)：第一，不同種類動(dòng)物鈣代謝強(qiáng)度不同；第二，隨年齡增加，周轉(zhuǎn)代謝率降低，但是每天周轉(zhuǎn)代謝的鈣量仍達(dá)吸收鈣量的4~5倍；第三，周轉(zhuǎn)代謝強(qiáng)度大，每沉積1克鈣，平均需要8克左右的鈣進(jìn)出沉積組織，即周轉(zhuǎn)代謝是凈沉積的8倍。表8-2不同種類動(dòng)物鈣的代謝（g)動(dòng)物年齡體重?cái)z入吸收內(nèi)源糞鈣內(nèi)源尿鈣總糞鈣存積鈣分解鈣（kg)豬15周35114.71.450.117.813.3010.2綿羊6月302.651.30.850.052.22.42.03牛5周505.85.30.50.011.1215.010.3牛14月38026.69.66.46微量23.46牛5a5006312.66.0微量56.40人30a(哺乳)700.920.310.120.180.730.880.872、鈣磷代謝的調(diào)節(jié)激素調(diào)節(jié)甲狀旁腺素、降鈣素和活性維生素D3（1，25-（OH）2-D3等三種激素。鈣的吸收、在骨中的沉積、腎的重吸收和排泄等代謝過(guò)程。1）甲狀旁腺素（PTH）低鈣促進(jìn)PTH的分泌，PTH濃度上升便刺激髓骨的溶解。2）降鈣素（CT）血漿高鈣促進(jìn)CT的分泌，降鈣素的主要作用是抵抗高血鈣，而不是誘發(fā)低血鈣。3）維生素D

促進(jìn)鈣磷的吸收3、鈣的生物學(xué)功能第一，作為動(dòng)物體的結(jié)構(gòu)物質(zhì)參與骨骼和牙齒的組成，起支持和保護(hù)作用；第二，通過(guò)鈣控制神經(jīng)傳遞物質(zhì)釋放，調(diào)節(jié)神經(jīng)興奮性；第三，通過(guò)神經(jīng)體液調(diào)節(jié)，改變細(xì)胞膜通透性，使鈣進(jìn)入細(xì)胞觸發(fā)肌肉收縮；第四，激活多種酶的活性第五，促進(jìn)胰島素、兒茶酚胺、腎上腺皮質(zhì)激素甚至唾液的分泌；第六，鈣還具有自身營(yíng)養(yǎng)調(diào)節(jié)功能，在外源鈣供應(yīng)不足時(shí)，沉積鈣可大量分解供代謝循環(huán)需要，對(duì)產(chǎn)蛋、產(chǎn)奶、妊娠動(dòng)物十分重要。4、磷的生物學(xué)功能第一，與鈣一起參與骨骼和牙齒結(jié)構(gòu)組成，保證骨骼和牙齒的結(jié)構(gòu)完整；第二，參與體內(nèi)能量代謝，是ATP和磷酸肌酸的組成成分，它們是重要的供能、儲(chǔ)能物質(zhì)，也是底物磷酸化的重要參與者；第三，促進(jìn)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的吸收，磷以磷脂的形式促進(jìn)脂類物質(zhì)和脂溶性維生素的吸收第四，保證生物膜的完整，磷脂是細(xì)胞膜不可缺少的成分；第五，磷作為重要的生命物質(zhì)DNA、RNA和一些酶的結(jié)構(gòu)成分，參與許多生命活動(dòng)過(guò)程，如蛋白質(zhì)合成和動(dòng)物產(chǎn)品生產(chǎn)。（四）缺乏與過(guò)量1、缺乏食欲下降，異食癖；生長(zhǎng)減慢，生產(chǎn)力和飼料利用率下降；骨生長(zhǎng)發(fā)育異常，骨灰分降低，骨軟化，不能維持正常的形態(tài)。典型的鈣磷缺乏癥：佝僂病、骨質(zhì)疏松和產(chǎn)后癱瘓。佝僂病的癥狀佝僂病：是幼齡動(dòng)物鈣磷缺乏的典型缺乏癥。表現(xiàn)為：行走步態(tài)僵硬或腳跛，甚至骨折；骨骼生長(zhǎng)發(fā)育明顯畸形，長(zhǎng)骨末端腫大；骨礦物質(zhì)含量減少，血鈣、血磷含量下降。低鈣佝僂?。河娠暭Z低鈣高磷引起血鈣降低、血磷正常的佝僂病叫低鈣佝僂病。低磷佝僂?。河娠暭Z低磷高鈣引起的血磷降低、血鈣正常的佝僂病叫低磷佝僂病。真佝僂?。猴暭Z鈣磷都低引起的血鈣血磷相應(yīng)降低的佝僂病叫真佝僂病。骨軟化癥是成年動(dòng)物鈣、磷缺乏所表現(xiàn)出的一種典型營(yíng)養(yǎng)缺乏癥。鈣、磷、維生素D3缺乏或不平衡，高產(chǎn)動(dòng)物過(guò)多動(dòng)用骨中的礦物元素引起。蜂窩狀，骨折、骨骼變形。骨松癥骨中礦物元素含量正常，骨中的絕對(duì)總量減少而造成功能不正常。原因1、骨基質(zhì)蛋白質(zhì)合成障礙，減少礦物質(zhì)沉積，使骨的絕對(duì)總量減少；2、長(zhǎng)期低鈣攝入，使骨的代謝功能減弱、骨總灰分減少和骨強(qiáng)度降低。產(chǎn)后癱瘓又名產(chǎn)乳熱，是高產(chǎn)奶牛因缺鈣引起內(nèi)分泌功能異常而產(chǎn)生的一種營(yíng)養(yǎng)缺乏癥。分娩后，對(duì)鈣的需要量突然增加，甲狀旁腺、降鈣素不能適應(yīng)這種變化，缺鈣時(shí)引起產(chǎn)后癱瘓。2、過(guò)量過(guò)量鈣與其他營(yíng)養(yǎng)素之間的相互作用則可造成有害影響。高鈣與磷、鎂、鐵、碘、鋅、錳等相互作用可導(dǎo)致這些元素的缺乏，如高鈣抵鋅產(chǎn)生皮膚不完全角化。高磷高磷使血鈣降低，刺激副甲狀腺分泌增加，引起副甲狀腺機(jī)能亢進(jìn)。高鈣對(duì)家禽的影響鈣