微量元素Se、Zn、Fe、Co、I等与人和动物的生长发育、营养代谢、疾病、生殖等关系十分密切，这些微量元素机体既不可缺少，也不能过量，否则都会影响到生长发育与健康，甚至发生缺乏病或中毒症。
一、研究背景
硒作为一种化学元素由瑞典化学家Bercelius于1819年发现的，最初人们把硒当做一种有毒元素，1957年Schwarz等发现硒对动物具有营养作用，1953年Mills在牛的红细胞中发现了谷胱甘肽过氧化物GSH-Px，它可以防止它可以防止血红蛋白被过氧化氢氧化，同年Schwarz等发现硒有抗氧化作用。随着研究的不断进行，直到1973年Rotruk等用75Se标记技术、Flohe等用中子活化实验确定了硒是谷胱甘肽过氧化物酶Se-GSH-Px的组成部分，从此，确定了硒是动物必须的微量元素。硒的营养作用与生物功能主要有：
（1）硒的抗氧化作用：硒是谷胱甘肽过氧化物酶的成分，组织硒含量与谷胱甘肽过氧化物酶的活性呈高度正相关，谷胱甘肽过氧化物酶的主要生物功能是抗氧化作用。谷胱甘肽过氧化物酶的特殊功能是通过酶促反应体系清除所有进入细胞而产生的活性含氧物质，即通过GSH-Px酶促反应促进过氧化氢和脂类过氧化物转化成水和酒精，清除脂过氧化物，防止脂质自由基和过氧化物在体内的积累而导致的细胞破坏和组织伤害。
（2）硒的免疫功能：硒能参加基础代谢，调控某些酶的生理活性，并能有效地提高机体的免疫水平。其作用包括细胞免疫和体液免疫两个方面。
（3）硒能增强动物免疫能力：硒是通过谷胱甘肽过氧化物酶的抗氧化作用来保护精子细胞膜免遭氧化损害的，研究证明，硒为动物产生精子所必需，家禽缺硒明显影响家禽的繁殖性能。主要表现为产蛋下降、受精率低，胚胎缺硒则导致孵化过程中早期胚胎死亡率升高。硒多肽随精子的成熟而增加，精子里的硒主要存在于线粒体腺上，缺硒导致精细胞受损，释放出谷草转氨酶，从而降低精子活力，影响受精能力和胚胎发育。
（4）硒的其他作用与功能：硒能参与胶原蛋白和结缔组织的合成，若缺乏，则出现血细胞和骨髓组织的形态异常、结缔组织发生进行性血管损伤。硒能参与生物活性物质的合成，对机体具有保护作用，与维生素E具有协同和补偿作用。另外，硒在生物体内有抵抗和降低有毒元素毒性的作用。
锌广泛分布于生物体各个组织中，其中30％在肌肉，25％在骨骼，20％分布于皮肤。大多数哺乳动物组织锌含量在10～100 u g/g(湿重)之间。成年人体锌含量约29左右，仅次于铁。含锌浓度高的组织有：胰岛B细胞、虹膜、视网膜、肝脏、肺等。锌的主要生物学功能有三个方面：
（1）锌是多种酶的组分和激活剂。据统计锌是体内300多种酶的组分，如：碱性磷酸酶、乙醇脱氢酶、DNA合成酶、胸腺嘧啶核苷激酶、胰腺羧肽酶等。许多酶在有锌存在下才有活性并可达到最大酶活。同时锌可维持某些酶的有机分子配位基的结构构型(张革1993)并在酶反应时起到辅酶作用。
（2）调节体内多种生理生化活动。分子生物学研究表明锌与半胱氨酸和(或)组氨酸形成的锌指结构，可以存在于核膜蛋白上，转录因子及涉及基因调控的许多蛋白中，对基因的转录、表达，细胞增殖、分化，细胞内信号传递等起调节作用。
（3）维持膜结构的完整性。锌可以和膜蛋白上的巯基、磷脂的磷酸基等结合，以增加膜的稳定性。当过氧化损伤时，膜内的．SH被氧化成二硫键，锌可以与硫形成稳定的硫醇盐，防止被氧化而保护了膜的完整性。锌正是通过这些功能在生物体的生长发育、繁殖、免疫、神经发育及物质代谢等多方面起作用。锌缺乏主要表现为：生长迟缓、采食量下降、角化不全、皮肤损害、免疫力下降、生殖机能受损、死亡率上升等。
二、研究方法
国内外科学工作者为了调查人或动物微量元素营养状况或监测环境污染，鉴于人发或动物被毛具有取样简便、无损伤、便于保存等优点，常用其作检测材料以测定有关微量元素的含量，已被广泛应用。蔡学林、宋雪华和吴素琼等用这种方法即用75Se、65Zn示踪研究微量元素硒、锌在家兔毛中沉积与体内代谢的关系。虽然在一定条件下达到了一定目的，然而应用毛发作检测材料所得的结果，是否确切反映了当时机体的实际营养代谢状况，尚不清楚。因为此问题不全在于如何准确测定毛发样品中微量元素的含量，还与机体毛发中微量元素形成的生物学特性有关，因为毛发长出皮肤后无循环系统再与体内进行物质交换。以大耳自家兔为实验动物，应用同位素示踪法研究了机体对微量元素Se、zn的体内代谢与转入被毛中沉积的生物学过程，为了解毛发微量元素含量、特点与体内代谢的关系，以及为应用毛发作检测材料、评价检测结果提供科学依据。其实验主要为：
（1）实验动物与饲粮：为了观察实验动物在饲喂微量元素Se、zn含量水平不同条件下的代谢情况，将从四川冕宁县(缺Se地区)购买的玉米、大豆、小麦等分别用荧光分析法和原子吸收光谱法测得其中Se、Zn、Fe、Co等元素的含量后，配制了低Se(0．0354ppm)饲粮和补Se(0．2000ppm)饲粮，以及含Zn 46ppm和70ppm的基础饲粮和补Zn饲粮。将2月龄健康大耳白兔(本校实验动物房提供)分别饲喂配制的两种饲粮，各预饲2组动物(每组7只，自由采食，饮用蒸馏水)，2个月后再进行同位素示踪实验。
（2）75Se示踪实验：选取分别经低Se和补Se饲粮预饲2个月后，体重基本一致的动物各5只，断食12h后按3．7×105Bq／kg体重剂量灌喂1次75Se一亚硒酸钠溶液，单只饲养于特制的代谢笼中(继续分别饲喂低Se和补Se饲粮)，在不同时间采集耳静脉血液、背部被毛(平均分成基段和上段)及1～15d(逐日收集)的排泄粪、尿进行制样测定。实验动物一直饲养到血液中放射性同位素含量已基本测不出时处死，测定75Se在心、肝、脾、肺、肾、胰、肌、卵巢(或睾丸)、皮肤等器官组织中的分布量。放射性测量仪器为FJ2702定标器，配以FT一603井型7闪烁探头。测量各种放射性样品时，均将制备的标准源与之作平行测定，对测得的所有数据进行了衰变校正等分析处理。
（3）65Zn示踪实验：选取分别用基础Zn饲粮和补Zn饲粮预饲2个月后、体重基本一致的动物各5只，断食12h后，仍按3．7×105Bq／妇体重剂量灌喂1次65Zn一硫酸锌溶液。有关实验动物灌喂65Zn后的饲养管理、样本采集、制样测定、测定仪器以及数据处理等与75Se示踪实验相同。
从此实验所得结果，结合前述科学工作者所做的有关研究来看，在调查人或动物微量元素营养状况及所处环境是否存在有害、有毒元素污染时，应用毛发作检测材料是有重要参考意义的。但是，应当根据微量元素从体内转到毛发的过程、特点及其诸多影响因素(外环境污染、人的理发洗头、动物的品种、换毛及毛色等)，规范采集、清洗、处理和测定毛发样品的方法，才能获得可靠的结果。此外，在采集粪便或尿液样品检测时，应注意不同微量元素各自的排泄特点。在测定机体器官组织中微量元素含量与毛发中含量的相关性时，还需考虑机体自身的保护性调节功能的作用。
2001年，董晓慧等利用体内原位结扎肠段灌注技术研究了氨基酸螯合锌的吸收和影响因素。试验用60只50日龄wistar纯系雄性大鼠，采用体内原位结扎肠段灌注技术结合放射性同位素示踪技术。通过与氯化锌及等摩尔氨基酸(赖氨酸和蛋氨酸)和氯化锌混台物的比较，研究了不同肠段(十二指肠、空肠)、不同日粮背景(纯合日粮、纯合日粮+250mg/kgCu、纯合日粮十1％植酸)、体锌状况(缺锌和足锌)和内源配体(结扎总胆管或否)对氨基酸螯合锌(以赖氨酸螯台锌和蛋氨酸整合锌为代表)吸收的影响。试验中观察了在不同影响因素作用下，向结扎肠段灌注含不同形态锌的灌注液后，不同时间点(5、15、30、60、90、120分钟)血液中65zn比放射性的动态变化；120分钟(试验结束)时结扎肠段65Zn的消失率、不同组织器官中65Zn的放射性大小和总锌含量及血清碱性磷酸酶活性的变化。试验结果表明：
（1）在本试验条件下，空肠对三种锌源的吸收都低于十二指肠，在t20分钟试验期内。十二指肠是锌的主要吸收部位。
（2）赖氨酸和蛋氨酸都能促进大鼠对锌的吸收。
（3）与等摩尔氨基酸与氯化锌的混合物相比，赖氨酸整合锌和蛋氨酸螯合锌肫更有效地被大鼠吸收。曰粮中添加250mg/kg铜或l％植酸。显著降低了氯化锌中锌的吸收，对氨基酸整合锌中锌的吸收也有影响，但受影响程度比氯化锌小得多。采食含250mg/kg铜的纯合日粮或古1％植酸的纯合日粮的大鼠，肝脏、肾脏、肌肉中锌含量以及碱性磷酸酶活性显著低于采食同一纯合日粮的大鼠。体内锌贮正常的大鼠对锌的吸收显著降低，但和氯化锌相比，整合锌吸收率的下降程度较低。采食加锌(30mg/kg)纯合日粮的大鼠体内锌贮有高于采食纯含日粮(2mg/kg)大鼠的趋势。大鼠结扎总胆管后。三种锌源的吸收都降低，但氯化锌的降低幅度最大。
（4）综合分析本试验的结果，与氯化锌及等摩尔浓度的氨基酸和氯化锌混合物比较，氨基酸螯台锌在结扎十二指肠段有最大的吸收和最强的抗消化道逆境的能力且几乎不受内源配体的影响，氨基酸整合锌是一种优秀的锌添加剂。体内原位结扎肠段灌注技术结合同位素示踪技术是一种适宜的研究微量元素吸收情况的方法。
三、研究应用
微量元素示踪技术已经应用了较长时间，并且在许多方面得到了应用。目前，对微量元素的研究大多是单一元素的研究(Arias和Koutsos，Akbari等，Cohen)。用14C、15N、32P、35S、45Ca、125I、24Na、42K、99Mo、60Co、65Zn、75Se、76As等核素研究畜禽对营养物质的消化、吸收和代谢，包括蛋白质、氨基酸、脂肪、糖类、矿物质等，是人类进一步掌握畜禽的营养代谢规律，为制定有效而经济的饲养和繁殖措施提供科学依据。
参考文献：
[1]程妮．蛋鸡Cu、Fe、Zn，Mn添加效应研究[D]．陕西杨凌：西北农林科技大学，2005．
[2]安晓芳．产蛋期添加锰、铜、锌对生产性能、养分利用率及部分血液指标的影响[D]．陕西杨凌：西北农林科技大学．2006．
[3]张楠．添加锌、锰、锕、铁、对蛋鸡生产性能．养分代谢及部分血浆指标的长期影响[D]．陕西杨凌：西北农林科技大学。2006．
[4]Zhong L L，Yao J H。Cheng N。et a1．Effects of supplemen—ting with single or multiple trace minerals on growth per—formance，fecal mineral excretion and nutrient utilization in pullets from 1 to 18 weeks of age[J]．Asian-Australasian Journal of Animal Science。2007．20：976-982．
[5]DozierWA，DavisA J，Feeeman M E，etal．Early growth and environmental implication of dietary zinc and copper concentrations and sources of broiler chicks[J]．British Poultry Science，2003，44:726—731．
[6]陈洪亮.蛋氨酸内络锌对断奶仔猪生产性能的影响.饲料博览.2000.12：2900.
[7]高秀萍.1995.肉鸡对蛋氨酸整合铜、铁、锰、锌生物学利用率的研究.山东农业科学.2000.3：14.
[8]葛挂花.蛋氨酸螯合锌对雏鸡的营养效果及内源锌排出量的测定.东北农业大学硕士论文.1992.
[9]暗意刚.日粮蛋白质水平对雏鸡65zn吸收、代谢的影响.核农学通报.1988 .9(5)：217～220.
[10]枕乃诚.蛋氨酸锌补饲绵羊增重试验.内蒙古畜牧科学.1998.1：37，45.
[11]何正芳译.金属(特种氨基酸)络台物对猪禽生产的作用.国外畜牧科技-猪与禽.1993.N01：12一15.
[12]黄玉蕾.日粮中添加蛋氨酸锌饲喂肉兔试验.饲料工业.1993.N05：1-16.
[13]黄玉蕾.日粮中添加蛋氨酸锌饲喂肉兔.饲料工业.1993.N06：2l-3.
