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猪用生长促进剂的作用机理与应用现状(一)

对于商品猪而言,不断地提高其日增重和饲料转化率,以降低生产成本,是养殖业永恒不变的追求目标。通过提高日增重,使得商品猪提前出栏,可以减少栏舍占用时间,节约人工费用,且能减少饲养过程中猪用于维持的营养消耗,从而降低产肉成本。关于育肥猪促生长剂的研究,一直在进行且广泛应用于饲料配制技术中。不同的促生长剂应用的条件和背景不同,可能存在一定的局限性,本文总结和分析几种常用猪用促生长剂的作用机理和应用条件,供读者参考借鉴。


生长是指生物体内细胞数量增多,细胞内蛋白质积累而使体积增大以及细胞间质的增加。表现为全身各部分、各器官、各组织的大小、长度和重量的增加,以及组织的更新和修复。新陈代谢过程中合成多于分解、同化作用大于异化作用时,就会表现出生长现象。促生长的根本方法就是要增强同化作用,或者抑制异化作用。
在猪营养研究中,可以分为三大类生长促进剂。一是维持机体健康,减少疾病或亚健康状态对猪只生长的抑制;是通过提高猪只采食量和对饲料的消化、吸收与利用率,增加养分的沉积;是调节机体新陈代谢过程,促进合成、降低分解。这三类促生长的机理及应用表现出的指标往往相互影响,不能截然分开。

1. 维持机体健康类促生长剂



只有健康的猪才能表现出良好的生长性能。集约化养殖中,猪舍环境、饲养密度、早期断奶、动物福利、生物安全、饲料及饮水质量等因素均可能导致猪处于疾病或亚健康状态,一方面,非健康状态会影响猪对养分的消化、吸收和利用;另一方面,非健康状态下发生的免疫激发还会增加机体能量消耗,从而影响猪的生长性能。目前,维持机体健康类促生长剂在猪生产中广泛应用,从提高猪的消化率、补充益生菌、抑杀病原菌、维护肠道完整性、抑制炎症、抗氧化、调节免疫力等方面着手,以维持机体健康。

1.1促生长型抗生素

尽管促生长型抗生素(Antibiotic Growth Promoter,AGP)已被我国法规禁止在饲料中添加,但不可否认,在过去70年全球养殖业中,因良好的投入产出比,抗生素作为促生长剂得到了广泛地认可与应用。时至今日,猪用促生长剂的大量科学研究仍然以抗生素作为对照。

1.1.1 AGP的作用机理

传统观点认为AGP直接抑制或杀灭肠道病原微生物,主要从两个方面促进动物生长。
(1)减少了肠道微生物的养分消耗。宿主可获得更多的养分,从而实现促生长的效果。
(2)维护肠道完整性。降低病原微生物载量,减少其直接或间接对肠道的损伤,宿主能更好地消化和吸收养分,并阻止内毒素等进入血液引起病理反应。
然而,近几年的一些研究对以上观点提出质疑,作为促生长剂使用的抗生素剂量远低于其最小抑菌浓度。因此,有一种新的观点认为,AGP主要是因其对宿主肠道的免疫调节和抗炎症的功能,而改善动物健康。

1.1.2促生长型抗生素使用的局限性

因长期低剂量在饲料中添加AGP,使得大量的致病菌产生了耐药性,并且间接危害到人类健康。因此,继欧盟之后,我国在2020年7月全面禁止AGP在商品饲料中添加。

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1.2高剂量铜

在饲料中添加高剂量的铜(125~250mg/kg)对猪各阶段均有明显的促生长作用,尤其是早期生长阶段。在农业部1224号公告之前,高剂量铜作为一种廉价而高效的促生长剂,广泛应用于生长猪的各阶段饲料中。

1.2.1高剂量铜的促生长机理

尽管高剂量铜促生长的技术在猪营养中得到普遍的认可,究其机理,却没有一个肯定的结论。总结前人研究结果,主要从以下几方面路径起到促生长作用。
(1)抗菌作用铜的促生长作用可能与其在胃肠道的抗微生物作用有关,生长猪饲粮中添加铜250 mg/kg, 能使粪中细菌总数降低60倍。
(2)提高猪只的采食量。高剂量铜可能刺激下丘脑神经肽Y激素的分泌,而神经肽Y激素是一种强烈促进猪采食量的激素。
(3)调节猪体内多种酶的活性。改善消化酶的活性,提高养分的消化吸收率;改善抗氧化系统酶的活性,提高机体的抗病力;改善促生长激素合成和分泌酶的活性,而提高其在体内的浓度及活性。

1.2.2使用高剂量铜促生长的局限性

高剂量铜应用的局限性主要体现在对饲养猪只本身健康、对人类健康和对环境污染等三方面的影响。
(1)长期补饲高铜抑制采食。长期高铜摄入不仅能抑制胃底腺ghrelin的分泌,使猪的饱腹感增强,刺激饱感中枢,抑制采食;还能使胃部因长期氧化应激导致慢性胃炎、溃疡和息肉等多种疾病。
(2)长期补饲高铜抑制生长。机体内过量的游离铜通过抑制生长轴中多巴胺(DA)、饥饿激素(ghrelin)和神经肽Y(NPY)的水平来降低生长轴上信号的传输能力、生长轴信号整合能力和脑肠肽类物质对生长轴的调控能力。
(3)富集高剂量铜的畜产品危害人的健康。我国有食用猪内脏的习惯,猪只长期摄入高剂量铜,富集铜的内脏可能会导致食用者中毒;另外,高剂量铜造成不饱和脂肪酸氧化,间接影响人类健康。
(4)对环境的污染。猪只摄入高剂量铜后,绝大多数经粪便排出体外,造成严重的环境污染。

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2017年农业部2625号公告规定,只允许在25kg体重以前猪的饲粮中添加高剂量铜(125mg/kg)。

1.3 高剂量氧化锌

1989年丹麦Poulsen研究发现,饲粮中添加氧化锌2500mg/kg(以锌元素计),可降低断奶仔猪腹泻的发病率。之后在断奶仔猪中添加高剂量氧化锌的研究和应用在不断地进行,总结前人大量的试验报告,基本认为,添加氧化锌2000~4000mg/kg(以锌元素计),可显著降低断奶仔猪腹泻率,提高仔猪日增重。

1.3.1氧化锌促生长的机理

不同的饲养和静脉注射试验结果显示,对断奶仔猪促生长降低腹泻的有效成分,并不是锌元素,而是结合形式的氧化锌。总结前人研究结果,其作用机理可能有下面几点。
(1)对消化道结构和功能的作用。氧化锌在医学中常用于皮肤科制作氧化锌软膏,用于皮炎、湿疹和小面积皮肤溃疡,抑制炎症、减少渗出、促进细胞生长、结痂、修复上皮组织。断奶仔猪受到抗原和病原微生物等的影响,肠道结构被破坏,肠壁通透性增加,可能正是因为氧化锌的收敛和抗炎症作用,维护了肠道的完整性,让仔猪健康而实现促生长作用。一些断奶仔猪应用氧化锌的试验,在显微镜下观察肠绒毛状态,证明了氧化锌可以减轻断奶对仔猪肠绒毛的损伤。

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(2)抑制病原微生物的生长。有研究表明,高剂量氧化锌可以减少仔猪小肠内容物培养物的大肠杆菌数。通过调节肠道菌群,增加消化吸收率,减少腹泻率。氧化锌对断奶仔猪的促生长作用,可能与减少细菌性腹泻有关。

(3)提高仔猪消化酶的活性。不同研究者的试验结果均显示,断奶仔猪日粮中添加氧化锌3000mg/kg(以锌元素计),提高了饲粮干物质、粗蛋白、粗脂肪、粗纤维等养分的表观消化率,从而提高了营养成分的利用率。

(4)提高仔猪的采食量。氧化锌可能通过促进味觉素的分泌,增加味蕾对味觉的敏感性而促进采食量,使仔猪可以摄入更多的营养物质。

(5)抗机体氧化的功能。有不同的研究报道显示,在断奶仔猪日粮中添加氧化锌3000mg/kg(以锌元素计),可提高血液中抗氧化酶的活性,通过抵抗自由基对机体的氧化损伤,而改善仔猪健康。
(6)促进生长激素的分泌。有试验研究报道,在断奶仔猪日粮中添加氧化锌3000mg/kg(以锌元素计),可提高血清中胰岛素和胰岛素样生长因子Ⅰ(IGF-Ⅰ)的浓度,也可能同时促进了其功能的发挥。

1.3.2使用高剂量氧化锌促生长的局限性

高剂量氧化锌应用的局限性主要体现在对饲养猪只本身健康、对环境污染等两个方面的影响。
1)对猪只健康的影响。随着日龄的增长,高剂量氧化锌的促生长作用快速降低,甚至出现负面影响。长期摄入高剂量锌,会影响铜、铁、钙等营养物质的吸收,营养不平衡而影响猪只健康。断奶仔猪胃酸分泌量小,氧化锌多少以分子形式存在,不被机体吸收通过粪便排出体外,随着日龄增长,胃酸解离氧化锌,高剂量的锌元素被机体吸收,因而副作用随之显现。
(2)对环境的污染。因断奶仔猪中使用高剂量氧化锌,很少被机体吸收,主要通过粪便排出污染环境。同时,重金属镉是锌的伴生矿,镉随着锌一起排放在环境中,污染水源和土壤。

2017年农业部2625号公告规定,只允许在断奶后前两周特定阶段的仔猪饲粮中添加高剂量氧化锌至1600mg/kg(以锌元素计)。
                                                                                            (参考文献:略)
                                                                                              (未完待续)

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