青島農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物科技學(xué)院 柳永振 朱連勤＊

納米添加劑粒徑小，比表面積大，除具備傳統(tǒng)微量元素添加劑的營養(yǎng)生理特性外，還具有用量少、生物利用率高、可提高動(dòng)物免疫功能等優(yōu)點(diǎn)。本文介紹了納米氧化銅生物學(xué)功能及其吸收機(jī)制。

1 納米氧化銅的生物學(xué)功能

納米氧化銅粒徑為1～100 nm，具有表面效應(yīng)、量子尺寸效應(yīng)和久保效應(yīng)，并且其安全性高，對(duì)小鼠灌胃的LD50為578.09 mg/kg體重，屬于低毒物質(zhì)，與其他銅化合物相比安全范圍較大（朱連勤等，2009；羅元香等，2003）。

1.1 納米氧化銅對(duì)動(dòng)物生產(chǎn)性能的影響 田相迪等（2007）在肉雞基礎(chǔ)日糧中添加納米氧化銅，結(jié)果表明，與硫酸銅和氧化銅相比，納米氧化銅可顯著降低料重比，顯著提高肉雞平均日增重（P＜0.05）。董菊紅等（2009）研究發(fā)現(xiàn)，在飼料中以納米氧化銅的形式添加107.05 mg/kg銅可顯著提高小鼠的日增重（P＜ 0.05）。這與隋菲菲（2010）研究報(bào)道一致。

1.2 納米氧化銅對(duì)動(dòng)物抗氧化能力的影響 銅的抗氧化作用主要是通過對(duì)動(dòng)物體內(nèi)抗氧化酶（銅-鋅超氧化物歧化酶、谷胱甘肽過氧化物酶）的影響，拮抗其他有毒物質(zhì)的毒性以及與其他抗氧化物的協(xié)同作用來實(shí)現(xiàn)的。田相迪等（2007）研究表明，與硫酸銅、氧化銅相比，在肉雞日糧中添加納米氧化銅，可顯著提高血清中抗氧化酶活性，顯著增強(qiáng)肉雞抗氧化能力。朱連勤等（2008）研究報(bào)道，添加納米氧化銅可顯著提高小鼠血漿中CP活力及細(xì)胞色素C氧化酶活性，顯著降低30 d小鼠血漿丙二醛含量（P＜0.05）。呂文龍等（2010）研究表明，在基礎(chǔ)日糧中添加50 mg/kg納米氧化銅能顯著提高仔豬血漿CP活力、細(xì)胞色素C氧化酶的活性及Cu-Zn SOD活性，并可降低仔豬血漿丙二醛含量。

1.3 納米氧化銅對(duì)動(dòng)物免疫功能的影響 朱連勤等（2007）研究不同劑量納米氧化銅對(duì)肉雞免疫功能的影響，結(jié)果表明，與硫酸銅、氧化銅相比，基礎(chǔ)日糧中以納米氧化銅形式添加8 mg/kg和16 mg/kg銅可顯著提高肉雞胸腺、法氏囊、脾臟等免疫器官指數(shù)、淋巴細(xì)胞轉(zhuǎn)化率和新城疫的抗體效價(jià)，并可增強(qiáng)白細(xì)胞介素-2活性。由此可見，日糧中添加納米氧化銅在提高肉雞免疫功能方面發(fā)揮著重要作用。

2 納米氧化銅的吸收機(jī)制

田相迪等（2007）研究表明，與硫酸銅和氧化銅組相比，在肉雞飼料中以納米氧化銅的形式添加8 mg/kg銅可顯著提高肉雞對(duì)鋅、錳表觀消化率（P＜0.05），極顯著提高對(duì)銅表觀消化率（P＜0.01）。與傳統(tǒng)銅源相比，納米氧化銅吸收利用機(jī)制不同。通過離體小腸試驗(yàn)表明，與硫酸銅、氧化銅相比，在小腸各段納米氧化銅吸收速率明顯增加，可見納米氧化銅更易被吸收，這可能是由于納米氧化銅粒徑?。?～100 nm），與小尺寸效應(yīng)有關(guān)（潘娜等，2011；蓋文婷等，2008）。相關(guān)試驗(yàn)表明，納米粒的吸收途徑與粒徑大小有關(guān)，粒徑＜50 nm可通過腸上皮細(xì)胞間隙，通過細(xì)胞旁路通道轉(zhuǎn)運(yùn)；粒徑＜500 nm通過腸上皮細(xì)胞的內(nèi)吞作用被吸收；粒徑＜5 μm經(jīng)回腸內(nèi)集合淋巴結(jié)的微皺褶細(xì)胞吞噬（Florence 等，1995）。Donaldson 等（1998）和Hodges等（1995）研究表明，難溶性納米顆粒在進(jìn)入消化道后的攝取和轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)制具有尺寸依存性。 Oestreicher和 Cousins（1985）研究表明，鋅與銅的吸收機(jī)制相似，兩者之間存在相互拮抗作用。根據(jù)這一結(jié)論，隋菲菲等（2011）通過在肉雞基礎(chǔ)日糧中添加高劑量納米氧化銅檢測其對(duì)組織鋅含量影響，結(jié)果表明，納米氧化銅對(duì)鋅的拮抗作用明顯低于硫酸銅和氧化銅。潘娜等（2011）通過設(shè)計(jì)高鋅日糧檢測納米氧化銅的消化吸收拮抗情況，結(jié)果表明，高水平硫酸鋅無拮抗雞對(duì)納米氧化銅的消化吸收，這也再次證明，納米氧化銅吸收作機(jī)制與硫酸銅不同。張嬌嬌（2012）模擬消化道內(nèi)環(huán)境研究了不同pH溶液對(duì)納米氧化銅納米粒子形態(tài)的影響及在消化道中可能的存在形態(tài)，結(jié)果表明，在不同pH條件下，納米氧化銅組銅離子濃度始終高于微米氧化銅組，在人工模擬胃環(huán)境中納米氧化銅有一部分分解為銅離子，而另一部分是以納米氧化銅顆粒形式存在的。Margit等（2011）采用透射電子顯微鏡（TEM）觀察大型蚤攝入納米氧化銅后腸道的超微結(jié)構(gòu)變化，結(jié)果表明，攝入納米氧化銅2 h后，納米氧化銅在腸道內(nèi)是分散的，而氧化銅是聚集的，由于圍食膜的存在，納米氧化銅未接觸到腸上皮細(xì)胞微絨毛；攝入納米氧化銅18、24 h和36 h時(shí)，在中腸上皮細(xì)胞微絨毛附近未觀察到納米顆粒；攝入納米氧化銅48 h時(shí)，納米顆粒遷移到中腸上皮細(xì)胞微絨毛之間，但上皮細(xì)胞并未吸收納米顆粒。Jean等（2011）研究表明，球形的納米氧化銅（25 mg/mL）作用于結(jié)腸腺癌細(xì)胞（Caco-2）時(shí)，隨著時(shí)間的延長，細(xì)胞相對(duì)存活率明顯下降，且球形納米氧化銅之間的差異比桿狀納米氧化銅明顯?？梢姡{米氧化銅的形態(tài)也是影響其吸收的因素之一。納米氧化銅在動(dòng)物體內(nèi)的吸收、轉(zhuǎn)運(yùn)和排泄以及生物學(xué)作用機(jī)制尚不十分不清楚，需進(jìn)一步研究。

3 展望

納米技術(shù)的迅猛發(fā)展，為攻克提高營養(yǎng)物質(zhì)利用率及轉(zhuǎn)化效率和開辟新的飼料資源的難題提供了新思路。納米氧化銅與傳統(tǒng)銅源相比有明顯的優(yōu)勢，可見，今后納米氧化銅勢必會(huì)在畜牧生產(chǎn)中有非常廣闊的市場前景。

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