三、牛之發育與礦物質
1.礦物質之必要性
礦物質在牛的體中具有很多功用。鈣與磷是骨或齒的主要構成成分,而且鈣在情報傳達或酵素的活性化上亦是必要的。磷除了是磷脂質的構成要素外在細胞內於熱能轉移時亦是不可缺乏的。鈉、鉀、氯與其他陽離子或陰離子一起成為體液之滲透壓或酸鹼平衡之調節的主角。
硫是甲硫胺酸、胱胺酸等含硫胺基酸的成份,這些胺基酸構成體蛋白質。鐵、銅、鋅、錳、鈷、硒等微量礦物質分別是一些酵素的成分,或成為使酵素活性化的輔酵素成分。
因此,不論是缺乏那一種礦物質,均含直接阻礙蛋白質、脂肪、骨骼等身體構成成分的合成,或由於伴有食慾減退或下痢的消化不良而使牛的發育間接受到阻礙。
另一方面,除了缺乏之外礦物質的過量攝取亦會發生種種障礙,對牛的發育有不良影響。尤其是毒性強的微量礦物質多量給與時不僅會使發育遲延,並可能招致死亡。
主要礦物質與微量礦物質在體機能上的功能如表8及表9所示。
表八 主 要 礦 物 質 與 體 構 成 分 及 機 能 的 關 係
元 素 |
體 構 成 分 |
機 能 |
鈣(Ca) 磷(P) 鎂(Mg) 鈉(Na) 鉀(K) 氯(Cl) 硫(S) |
骨、齒 骨、齒、磷脂質 骨、齒、肌肉、細胞內液 、thiamine pyrophosphate 血液、細胞外液 血液、細胞內液 血液、細胞外液、胃液中之鹽酸成分 蛋白質、荷爾蒙、一些維他命的成分 |
神經傳達,細胞內情報傳達,血液凝固,酵素之活性化,安定化 細胞內之熱能轉換 由神經至肌肉的情報傳達,酵素之活性化。 滲透壓調節,酸鹼平衡調節,神經傳達,胺基酸動能輸送。 滲透壓調節,酸鹼平衡調節,神經傳達。 滲透壓調節,酸鹼平衡調節,酵素之活性化。 蛋白質,脂質,碳水化合物的代謝,內分泌機能,酸鹼平衡調節。 |
2.骨的發育
(1)骨的成分
牛體的礦物質含量佔生體(活體)的2.8~3.5%,其中80%存在於骨骼內。骨骼的礦物質含量若除掉脂肪而以乾物單位來計算時為58~61%,其餘是膠原蛋白質及多糖類。骨骼的礦物質組成如表10所示,鈣、磷佔大部分,其他尚含有鈉、鎂及微量礦物質等。骨骼除了形成骨架用來支持身體外,尚是礦物質的貯藏部位,在礦物質代謝上擔負重要的功用。
表九 微 量 礦 物 質 與 體 機 能 的 關 係
元 素 |
體 構 成 分 |
機 能 |
鐵(Fe) 銅(Cu) 鋅(Zn) 錳(Mn) 鉬(Mo) 碘(I) 硒(Se) 鈷(Co) |
myoglobin,hemoglobin,Catalase,peroxidase,Cytochrome。 aminoxidase,cytochromoxidase,Celluplasmine。 脫氫酵素,peptidase,phosphatase。 transglycosidase。 Xanthine oxidase,aldehyde oxidase 甲狀腺荷爾蒙 glutathion . peroxidase 維他命B12 |
酵素之運輸。 結締組織的代謝,血紅素形成,鐵之代謝 碳水化合物代謝,蛋白質代謝。 繁殖,骨形成,碳水化合物代謝。 鐵之代謝及還元。purine的氧化。 熱能代謝,成長,繁殖。 膜的抗氧化作用。 丙酸代謝。 |
表十 牛之骨骼中的礦物質含量(脫脂乾物中)
元 素 |
含 量(g/Kg) |
元素 |
含量(mg/Kg) |
鈣(Ca) 磷(P) 鈉(Na) 鎂(Mg) 鉀(K) 氯(Cl) |
267 125 7.3 4.4 0.56 0.80 |
氟(F) 鐵(Fe) 鋅(Zn) 錳(Mn) 銅(Cu) 鈷(Co) |
700~00 350~400 270~500 9~15 9~12 0.33~0.5 |
(2)骨的成長
以肉用牛的發育來看,肌肉是附著於骨骼上而成長的,故骨骼的成長直接關係到肌肉生產量。
骨骼的成長可分為沿長軸方向之縱的成長與變粗大之橫的成長兩種。前者的成長是靠骨端部上之軟骨細胞的增殖與軟骨組織的石灰化(鈣化)。軟骨細胞的增殖與分化主要與在成長荷爾蒙的指令下於肝臟內生產的Somatomedin(促生長因子)有關連。骨骼的變粗大則是由於骨骼周圍的結締組織被鈣化而骨組織直接發生變化所致。
骨骼時常在進行著形成與破壞(吸收),此種反覆形成與吸收而進行骨之再形成的現象稱為再塑(remodeling)。骨吸收是靠破骨細胞或骨細胞來進行,而骨形成則靠骨芽細胞來進行。
骨骼的成長固然受到遺傳因素的支配,但亦因營養或內分泌因素而有很大變化。在骨骼的成長上,於肝臟內所生產的Somatomedin以及支配Somatomedin分泌的成長荷爾蒙具有很大功用。若成長荷爾蒙的分泌量多時Somatomedin生產變旺盛,而能促能骨骼成長。
血液中之精胺酸(arginine)或麩胺酸(glutamic acid)等胺基酸增加時可促進成長荷爾蒙的分泌,而血糖上昇時其分泌量減少。換言之,蛋白質含量高的飼料多給時促進成長荷爾蒙的分泌而骨骼變粗大。另一方面,澱粉質含量高的飼料多給時血糖上昇而成長荷爾蒙分泌受到抑制,從而骨骼的成長亦受到抑制。
(3)骨與礦物質代謝
骨之鈣與磷是不斷的出入,而其調節則主與副甲狀腺所分泌的副甲狀腺荷爾蒙(PTH),甲狀腺所分泌的calcitonin(CT),最後被腎臟所活性化的1.25(OH)2D3有關連。另外,亦與甲狀腺荷爾蒙,成長荷爾蒙,雄性荷爾蒙或雌性荷爾蒙等性荷爾蒙有關連。若因從飼料而來的攝取量減少而致血液中鈣濃度減少至10mg/100ml以下時,副甲狀腺而來的副甲狀腺荷爾蒙(PTH)即被放出。此種荷爾蒙直接作用於骨而促進破骨細胞及骨細胞的骨吸收作用、結果、增加骨而來之鈣的動員,且血液中鈣濃度上昇。另外,PTH可使在肝臟內製造的25(OH)D3在腎臟內轉換成生物活性更強的1.25(OH)2D3。1.25(OH)2D3與副甲狀腺荷爾蒙協同作用於骨,其結果使血液中鈣濃度朝上昇的方向變動。反之,若血液中鈣濃度上昇至10mg/100ml以上時甲狀腺即分泌calcitonin。calcitonin會抑制破骨細胞及骨細胞的骨吸收作用,停止骨而來之鈣的動員。似此,caleitonin具有使血液中鈣濃度低下的作用。若血液中的鈣長期間繼續處於低的狀態下時骨之鈣就一直被放出。在此種情形下骨之鈣含量減少而幼牛方面成長受抑制,並發生佝僂病。成牛方面則發生軟骨症或骨粗鬆症而容易引起骨折等。另一方面,血液中的鈣濃度高的狀態持續著時,骨之鈣含量變得過多,會發生稱為大理石症的骨異常。
磷的情形不若鈣那麼嚴密,但仍然經由上述的荷爾蒙在調節。因此,欲達到骨的正常發育及維持,必需如飼養標準所示有適度之鈣及磷的攝取。
3.免疫與礦物質
動物具有高度發達的免疫機構,能防止細菌或病毒的侵入,或保護自己以免受到毒素等外來物的侵害。免疫反應有骨髓由來之B細胞所產生而與免疫球蛋白有關連的體液性免疫,以及胸腺由來之T細胞引起的細胞性免疫兩種。
近年來,對於微量礦物質與免疫力的研究在人或實驗動物方面做得很多,但對牛等家畜則研究不多。
鐵:鐵之缺乏會使細胞性免疫能低落,但對體液性免疫能沒有多大影響,血清中免疫球蛋白,補體的活性等幾乎沒有變化。鐵缺乏引起之T細胞機能的減退,推測與DNA合成上所必要的酵素減少有關連。
銅:銅缺乏的牛對某種細菌的抵抗力降低。小白鼠的試驗,銅缺乏會使淋巴細胞的機能低下或發生形態變化,結果T細胞機能減退。
鋅:鋅之缺乏對免疫機能的影響很大。鋅缺乏的牛或實驗動物,會招致淋巴節、脾臟等末梢淋巴系組織的重量減少、胸腺的退縮。尤其在動物幼少階段的鋅缺乏更對胸腺或脾臟造成惡劣影響,使T細胞或b細胞的數目大為減少。另據報告,亦會使免疫球蛋白發生異常。
成熟動物方面,極度的鋅缺乏時T細胞系的免疫機構被破壞,對細菌、病毒、黴菌等失去防禦力而容易罹患感染症。
錳:欲維持正常之抗體製造及分泌,必須攝取適當的錳。錳缺乏的動物抗體的產生,分泌受到抑制,此種動物給與錳時抗體產生能恢復。另一方面,錳之過量攝取亦對抗體產生能有不良影響。
硒:硒缺乏會引起體液性免疫的遲鈍,抗體價的減少等。硒與維他命E同時投與時會增強抗體產生,但作用不同,硒是提高IgM,維他命E是提高IgG產生。硒與維他命E缺乏時亦會使淋巴球對Somatogen的反應性減少。
如前所述,由於微量礦物質與免疫機能有密切關係,故微量礦物質的不足會抑制免疫系的作用。另外,中毒範圍之微量礦物質投與亦會阻礙免疫系的機能。免疫能力弱的子牛若微量礦物質不足或過剩時,免疫能力更為低落,容易罹患感染症。感染症會招致子牛的發育遲延或死亡。
飼料營養雜誌(106~112)
92年.第五期─林達雄
Copyright © 1998 茂群峪畜牧網.
本網站圖文係屬茂群峪有限公司,內文之版權為該雜誌社所
有,非經本公司及該雜誌社正式書面同意,不得將全部或部分內容,
轉載於任何形式媒體
※ 最佳解析度 800x600
Copyright © 1998
MiobufferCo., Ltd. All rights reserved.
Unauthorized copying and reproduction is prohibited. All trademarks property of their
respective holders.