2022年电解质平衡对动物生产性能的影响 .pdf

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1、电解质平衡对畜禽生产性能的影响体液（body fluid）的主要成分是水和电解质，广泛分布于细胞内外，具有相对稳定的酸碱度，适宜的体液酸碱度是内环境稳定的一个重要方面，其稳定状态为动物体正常新陈代谢和生命活动所必需。电解质平衡可以影响机体的酸碱平衡，同时酸碱平衡状态也可以对电解质的平衡产生影响。在一定的条件下，可以使用机体电解质平衡来反映体内的酸碱平衡，二者具有密切的联系。电解质平衡对动物的生命活动和生产性能，起着非常重要的作用，主要表现为：构成某些酶的必需组成成分，参与新陈代谢和生理功能活动，维持机体内的渗透压，调节酸碱平衡，控制水代谢，保持神经、肌肉的兴奋性，改进体温调节，保护营养素的适宜

2、代谢环境，避免重要营养素（如赖氨酸等）在体内充当碱性离子而降低其利用效率等。体内电解质平衡有赖于日粮电解质平衡，日粮电解质平衡是影响酸碱平衡最重要因素之一，大量研究表明，动物最佳的生理状况和生产性能，需要适宜的日粮电解质水平，高温等应激状况下尤为重要。所以在配制日粮时应重视电解质平衡，以提高畜禽对营养物质的利用，充分发挥畜禽的生长和生产潜能。一、酸碱平衡动物体在代谢过程中，既产酸又产碱，使体液中的 H+经常发生变化，但动物体能通过体液的缓冲系统、肺的呼吸和肾的调节作用，使血液中H+仅在小范围内变动，即保持血液的pH值在 7.35 7.45 之间。1.1 血液中 HCO3-/H2CO3是最重要的

3、一对缓冲物质。体内酸增多时，HCO3-与 H+结合（H+HCO3-H2CO3 CO2+H2O），使酸中和；碱增多时，H2CO3放出 H+去中和碱（OH-+H2CO3 HCO3-+H2O），来保持血液pH值在正常范围内。缓冲系统的作用发生快，但总量有限，最终还要依靠肺和肾来调节。1.2 肺是排出体内挥发性酸（H2CO3）的重要器官。血中CO2分压增高时，便兴奋呼吸中枢，使呼吸加深加快，加速CO2排出，降低血中的H2CO3浓度；血中CO2分压降低时，呼吸就变慢变浅，减少CO2排出。1.3 肾调节酸碱平衡的能力最强，一切非挥发性酸和过剩的碳酸氢盐都必须经过肾脏排出，它的主要作用是排出H+，回吸收Na

4、+和 HCO3-。二、重要电解质电解质在细胞内液和细胞外液中的分布有显著不同，细胞内液阳离子以钾离子(K+)为主，阴离子有蛋白质、磷酸氢根离子(HPO42-)等；细胞外液阳离子以钠离子（Na+）为主，阴离子有氯离子（Cl）和碳酸氢根离子(HCO3)等。血液中主要离子的正常值见表1。表 1.血液中主要离子的正常值阳 离 子（mmol/L）阴 离 子（mmol/L）Na+142（135145）Cl 103（98106）K+4（3.5 5.5）HCO327（2331）Ca2+2.5（2.2 2.7）蛋白质 0.3 Mg2+1（0.7 1.2）2.1 钠离子（Na+）由于细胞膜上的Na+-K+泵作用，

5、不断将Na+进入细胞内的排出，同时使K+进入细胞内，因而Na+主要存在于细胞外液，占细胞外液中阳离子总数90%以上，在维持细胞外液渗透压和容量中起决定作用。Na+丢失，细胞外液容量将缩小；Na+潴留，细胞外液容量则扩大。Na+主要参于水的代谢，保证体内水的平衡,维持体内酸和碱的平衡,参于心肌肉和神经功的调节,是胰汁、胆汁、汗和泪水的组成成分。2.2 钾离子(K+)为细胞内液中的主要阳离子，全身 K+总量的 98%在细胞内。K+对维持细胞内渗透压起重要作用，并可激活多种酶，参与细胞内氧化及ATP生成。细胞外液中K+虽少，但对神经-肌肉应激性、心肌张力及兴奋性有着显著影响。当细胞合成糖原和蛋白质时

6、，K+由细胞外进入细胞内；而糖原和蛋白质分解时，K+则从细胞内逸出。钾的来源全靠从食物中摄取，85%由肾排出。肾对钾的调节能力很低，在禁食和血K+很低的情况下，每天仍然要从尿中排出相当的钾盐，因此，动物禁食两天以上就必须经静脉或口服补钾。2.3 钙离子（Ca2+）体内 99%的钙以磷酸钙和碳酸钙的形式贮存于骨骼及牙齿内。血钙中半数为游离钙，是细胞功能的重要调节物质，可降低毛细血管、细胞膜的通透性和神经-肌肉的兴奋性，并参与肌肉收缩、细名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 1 页，共 4 页 -胞分泌、凝血等过程；钙离子还具有促进神经递质分泌,传导神经信号，调控生殖细胞的成熟和受精以

7、及传递御敌信号的作用。细胞内的钙调节蛋白与钙离子结合，形成的一种复合物，可激活体内多种酶的活性。2.4 镁离子（Mg2+）约有一半存在于骨骼内，其余几乎都存在于细胞内，仅有1%存在于细胞外液。镁是细胞内多种酶的激活剂，对参与糖、蛋白质代谢，降低神经-肌肉应激性有重要作用。2.5 氯离子（Cl）为细胞外液中的主要阴离子，协同Na+等维持细胞外液的渗透压和容量，维持水平衡和酸碱平衡。因Cl与 Na+经肠道吸收，由肾排出，而肾小管有重吸收Na+作用，故Cl常 Na+比丧失多，减少的阴离子可由HCO3-代偿补充。2.6 碳酸氢根离子（HCO3-）系代谢产物CO2在血中的一种运输形式，又是血液中含量最多

8、的碱，中和酸性，维持酸碱平衡。在细胞外液中主要与Na+结合，在细胞内液中主要与K+结合。三、电解质平衡日粮电解质平衡指日粮矿物元素离子酸碱性大小，实际上包含两层含义，即日粮中各种离子的含量及离子间比例关系。日粮中的阴阳离子可以分为稳定性和代谢性两大类，后者在消化和代谢过程中被破坏，从而丧失其酸碱性，只有稳定性阴阳离子才具有酸碱性。目前，日粮电解质平衡可以使用日粮电解质平衡值（Dietary Electrolyte Balance,dEB）表示。3.1电解质平衡值（dEB）的计算主要根据日粮中给阴阳离子的量和其化学价（电荷数）乘积的总和计算所得，Mongin(1981)认为决定体内酸碱平衡最重要

9、的离子是Na+、K+、Cl三种离子，所以实际应用中一般将日粮电解质平衡值简化为：DEB（mEq/kg）=（Na+K+-Cl)mmol/kg。DEB的大小可大致反映体液中阴阳离子或酸碱的平衡状况。以某仔猪日粮含Na 0.18，K 0.65，CL 0.2 为例，计算日粮DEB（mEq/kg）的步骤如下：（1）将日粮中Na、K、CL的含量分别乘以106以转换成每千克日粮中的毫克数，然后分别除以各自的原子量，再分别乘以各自的化学价，得各自的mEq/kg（毫克当量/公斤）Na+：0.18 106231=78.26（mEq/kg）K+：0.65 106 39.1 1=166.24（mEq/kg）Cl-：0

10、.2 10635.5 1=56.34（mEq/kg）（2）dEB（mEq/kg）=Na+K+-Cl=78.26+166.24+56.34=188（mEq/kg）为了简化，可以用日粮中Na、K、CL的百分含量直接乘以转化系数（表2）而得出各电解质对dEB 的贡献值（mEq/kg）,则 dEB 0.18 4350.65 2560.2 282 188 mEq/kg。表 2.计算日粮电解质平衡值（mEq/kg）所需要的原子量、化学价和转化系数（董国忠，2000）元素原子量化学价转化系数生碱作用Ca 40.1+2 499 Mg 24.3+2 823 Na 23.0+1 435 K 39.1+1 256

11、生酸作用Cl 35.5-2 282 S 32.1-2 623 P 31.0-1.8 581 四、电解质平衡与酸碱平衡的关系Mongin（1981）提出的酸碱平衡数学模式表示了日粮电解质平衡与机体酸碱平衡的直接关系:（AN CAT）IN+H+ENDO（AN CAT）OUT+BE=0 式中（AN CAT）IN，（ANCAT）OUT 分别为摄入和尿中排出的阴阳离子之差。代表机体的净酸摄入量和净酸排出量。H+ENDO 为内源产酸量，主要由蛋白质代谢产生，如H2SO4。BE（EXEESS BASE）为碱贮，即血液中的HCO3浓度改变量。此式的意义在于，净酸摄入量与内源酸产量之和应与尿中净酸排出量相等，若

12、不等，则机体通过调节血液的碱贮（BE）使动物达到新的平衡状态。Stewart（1983）提出了强离子差理论，这一理论认为：正负离子的净摄入量会使动物体内的酸碱平衡发生偏离，偏离的程度取决于摄入体内的正负离子总量。因此，日粮中可吸收正负离子的当量浓度的差值决定名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 2 页，共 4 页 -了动物体内的酸碱平衡的代谢状况。因此，当摄入的可吸收阴离子占主导时，动物机体就会处在一种酸性的环境中；当摄入的可吸收阳离子占主导时，体液就会偏碱性。许多试验证明，日粮电解质平衡影响动物体内的酸碱平衡。在猪的研究中表明血浆HCO3浓度随 dEB 增加呈线性增加（低DEB条

13、件下），但当 dEB100meg/kg 时则血浆 HCO3浓度基本稳定，血液PH值也有类似变化规律（Patience，1987）。当 dEB 在-200 400meg/kg 之间时，家禽血浆HCO3浓度随 dEB 增加呈线性增加，血液PH值则呈“S”形上升（Mongin，1981）。五、电解质平衡对营养物质的代谢影响日粮电解质平衡对营养物质的消化吸收有重要影响。在猪的研究中表明，猪采食玉米豆粕型日粮时，随着日粮dEB 值的增加，营养物质的消化率增加，dEB 值在 200400meg/kg 营养物质的消化率最高（Haydon，1990）。在营养物质的代谢中，氨基酸代谢受日粮电解质平衡的影响很大，

14、最典型例子为对LYS ARG（赖氨酸精氨酸）拮抗的影响。研究表明NA+，K+可缓解 LYSARG拮抗，而 CL-可加剧，其原因是（1）高氯促进入赖氨酸吸收（RISLOY，1989），提高了精氨酸酶活性，促进了ARG 降解（AUSTIC和 CELIERT，1981）；（2）高钾降低了精氨酸酶活性，提高了L-LYS-2-酮戊二酸还原酶活性，使过量LYS得到部份降解，使LYS-ARG趋于平衡。研究表明在赖氨酸超量的鸡日粮中添加钠和钾，鸡的增重速度得到改善，这种效果有时与补充精氨酸的效果相似。猪日粮中添加钠和钾可以恢复血浆中赖氨酸精氨酸的平衡。Urselmann（1990）研究了日粮中过量 MET（蛋

15、氨酸）对猪体内酸碱平衡和生产性能的影响，在日粮中加入1%MET，降低日增重20%，再加入 0.63%NHCO3，生产性能得到恢复。在现状饲料工业中，合成蛋氨酸的利用越来越广泛，向日粮中添加lyshcl 和 DLMET，一方面降低了含钾丰富的大豆等天然蛋白源的用量，另一方面增加了CL-水平，而蛋氨酸在体内代谢可产生H2SO4，这些无疑会对动物体内酸碱平衡产生影响。因此，在这种情况下，向日粮中添加碱性盐以提高 dEB 值，可以中和体内产酸，改善生产性能。鸡猪氮沉积效率，都受日粮电解质平衡的影响。当猪的玉米豆粕型日粮dEB 值从-50meq/kg 增到400meq/kg 时，存留氮占进食氮或吸收氮的

16、比例呈直线上升（Haydon，1990）。郑黎等（2000）研究发现，在处于热应激的仔猪中提高电解质平衡值，可降低仔猪体内的PH值，改善一些与代谢有关的血液指标，从而改善热应激下的代谢。六、电解质平衡对动物健康的影响电解质不平衡，导致体内酸碱平衡失调，将影响酶的催化活性，膜通透性和器官功能，从而影响着动物食欲，蛋白质矿物质代谢，生长繁殖等动物生产性能。在家禽方面，电解质平衡直接影响家禽的腿病、腹水症、猝死综合症、蛋壳质量等。此外，电解质平衡还与奶牛产乳热、仔猪断奶后腹泻、高温条件下动物的代谢性疾病有关。日粮电解质不平衡所引起的代谢性酸中毒条件下，猪的食欲和采食量下降；在长期性酸中毒条件下，哺乳

17、动物血液PH值下降，骨密度降低，尿钙排泄增加，钙平衡降低。鸡缺钾时，骨骼钙化不全,这可能是由于低钾导致酸碱平衡失常和细胞内酸中毒所引起的。饲粮中氯化物含量过高会降低骨中灰分含量。饲粮中钠、钾水平影响肉鸡胫骨发育不良(TD)的发生率，饲粮钙、氯水平也与TD 的发生率有关。饲粮中钙、钠或钾含量升高，TD 发生率下降。当饲粮钠水平较低时,只有同时提高钾与氯的含量才能降低TD 的发生率。另外，Lilburn 等（1989）报道，当饲粮氯水平较高（0.36%）时，饲粮中高水平（0.65%）的有效磷，会导致肉用仔鸡 TD 发生率的显著增加。随着饲粮dEB 值从-200mEq/kg 增至 400mEq/kg

18、，TD 发生率就从20%降至 3%。日粮电解质平衡对奶牛的产乳热（或分娩瘫痪）具有明显的影响。由于牧草来源饲料的阳离子含量都比较高，通常奶牛日粮dEB 都较高。有试验显示，当日粮dEB 在 499mEq/kg 时，产乳热发生率高达47.4%；在该日粮中加入阴离子，使dEB 值降至-172mEq/kg，产乳热发生率便降至零。七、电解质平衡对动物生产性能的影响名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 3 页，共 4 页 -在动物体内过酸或过碱的情况下，大多数代谢过程不是用于产品生产，而是用于酸碱的平衡的调节，为了使动物获得正常的生长发育和最佳的生产性能，必须保证日粮较佳的电解质平衡。表3

19、列举了一些研究所得出的最适dEB 值。表 3.畜禽的最适日粮电解质平衡值mEq/kg 最适 dEB 值*资料来源猪250 Austic 和Calvert(1981)230-300 宋育等（1995）200-300 冷向军和王康宁（1999）鸡250 Mongin(1980)250-300 Johnsont 等(1985)干奶牛-150-100 Byer(1991)泌乳牛324 West 等(1991)350-400 Senchez 等(1992)Patience等（1987）观察到，给猪饲喂过量阴离子的饲粮（dEB 为-85 mEq/kg）时，生长速度下降。当饲粮的 dEB 在 0341 mE

20、q/kg 范围内时，猪的生产性能明显差别。在赖氨酸不足的生长猪饲粮中，如果dEB 值低（68 mEq/kg），猪日增重低。原因可能是赖氨酸不足，机体蛋白质合成减少，饲粮中大部分含硫氨基酸因而未用于蛋白质合成而被氧化分解，产生较多的核酸。在赖氨酸不足的饲料中添加NaHCO3提高 dEB 值后，猪的生长速度升高。对于鸡，饲粮dEB 值过低（180 mEq/kg 或过高（300 mEq/kg），都会导致仔鸡增重减慢。另外Karunajeewa 等报道，当饲粮中钠、钾、氯满足肉鸡最低需要量时，dEB 值在 150-300 mEq/kg 范围内，对 1-21日龄肉鸡的生长速度，不产生明显的影响。日粮电解

21、质平衡对蛋壳质量可产生影响。蛋壳形成是一个产酸的过程。子宫粘膜细胞分泌HCO3和 Ca2+到壳腺管腔形成蛋壳时，H+便转入血浆，使血液PH 降低，酸碱平衡发生变化。Stevenson 报道，饲粮dEB保龄球在137-245 mEq/kg 范围内不影响产蛋性能，但当饲粮dEB 值过低（68 mEq/kg）或过高（296 mEq/kg）时，蛋壳变薄。Hughes 也观察到，饲粮dEB 值过低（8 和 33 mEq/kg）或过高（319 和 418 mEq/kg），均会降低蛋鸡采食量和产蛋水平。当dEB 值 150 mEq/kg，随着 dEB 值升高，血液PH、HCO3浓度和蛋壳厚度均上升。将饲粮钾

22、含量从0.66%升至 0.88%，可发改善蛋壳质量。但饲粮高氯水平，显著降低采食量、产蛋量和蛋壳品质。饲粮高磷水平，也会使蛋鸡血液中HCO3-浓度和蛋壳中矿物质含量降低。当饲粮中氯水平降低（0.12%），而钠水平较高（0.52%）时，蛋鸡采食和产蛋率也降低，但鸡蛋比重和壳厚增大。奶牛的产奶性能，也受日粮电解质的影响。根据Wheeler 对许多研究的总结，当日粮dEB 值约为100 mEq/kg 时，奶牛产奶量得到提高。奶牛分娩后短期内，日粮保持酸性有利于防止产乳热。但随着产奶量升高，代谢率增高，体内环境趋于酸性，日粮应从酸性变成高碱性。随着泌乳期超过100 天后，在奶牛日粮中添加NaHCO3已无多大作用。总之，饲粮电解质平衡显著地影响营养物质的代谢、动物的健康和生产性能。调节日粮电解质平衡，有利于提高营养物质的利用率和动物的生产性能，有利于动物的健康。八、结语电解质平衡可以影响机体的酸碱平衡，稳定的酸碱平衡，是维持动物体正常新陈代谢和生命活动的必要前提。酸碱平衡对动物生产性能、氮沉积、骨钙化程度、TD、蛋壳品质等均产生重要影响。合适的dEB 值，有利于提高营养物质的利用率和动物的生产性能，有利于保持动物的健康。名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 4 页，共 4 页 -