王曉燕 張航俊 張曉麗 商小金 林仙軍

[浙江省動物疫病預防控制中心（浙江省獸藥飼料監(jiān)察所）311199]

銅在自然界中普遍存在，屬金屬類過渡元素之一，自然環(huán)境中廣泛存在。對動物來講，銅是不可或缺的微量元素，不僅是呼吸鏈酶復合物細胞色素C 氧化酶的重要組成部分，而且在動物機體中作為酶的成分或激活劑參與重多反應[1]，包括造血、生長、代謝和免疫等重要的生理功能[2]。成年動物體內平均含銅2～3mg/kg，其中一半在肌肉中，而肝臟組織是銅的貯存組織，在機體銅穩(wěn)態(tài)中發(fā)揮重要作用[3,4]。正常劑量的銅對家禽生長有顯著的促進作用，但過量的銅對家禽生長有負面效應[4,5]。本文對銅在家禽體內的吸收與代謝、生理學功能、銅的需要量及過量與缺乏的危害進行闡述，以期為銅在家禽生產中的應用提供一定的依據。

1 銅的吸收與代謝

不同動物體中銅的含量不同，剛出生動物體內含銅量為牛＞豬＞雞，仔雞銅的含量僅為13.0～14.0mg[6]。肉雞僅能通過采食飼糧的方式攝入銅，幼齡動物對銅的吸收率可達15%～30%，而吸收率會隨年齡的增長而降低，至成年時吸收率只有5%～10%[7]。銅的吸收主要是發(fā)生在胃與小腸內，尤其是小腸前段，參與吸收的蛋白包括金屬硫蛋白（MT）和超氧化物歧化酶（SOD），腸黏膜細胞吸收銅離子通過基底外膜入血，與血清中的白蛋白結合成銅蛋白，進而由肝臟組織或其他組織貯存和利用，參與相關的酶活功能[8]。而不同銅源在肉雞嗉囊和腺胃中的吸收轉運方式不同，納米氧化銅顆?？梢酝ㄟ^上皮細胞內吞機制吸收，吸收蛋白則參與硫酸銅的吸收[9]。在體外小腸銅吸收模型中，適量的銅可促進雞小腸上皮細胞增殖，過量的銅會損傷細胞的分化[6]。動物體內的銅主要通過膽汁排出體外，調控貯存器官肝臟中銅的含量保持在正常水平，但經膽汁分泌的銅離子又有約15%的銅離子被重新吸收[10]。

2 銅的生物學功能

銅作為動物體必需的微量元素，大部分以結合態(tài)的形式存在于動物機體內，并以輔酶因子的形式參與動物體內30 多種酶活的組成和活化，這些酶參與動物機體內各種生理活動，如自由基激活、物質代謝、抗氧化酶活、激素釋放等[8]。

2.1 銅的促生長作用

正常生理狀態(tài)下，肉仔雞和母雞對銅的需要量僅為10～15mg/kg[11,12]。另有多項研究表明，日糧中添加100～250mg/kg的銅可提高肉雞生產性能，改善胴體品質[13,14]。同樣的結果在豬上也表明，日糧中添加250mg/kg 的銅可以提高生產性能，同時有機銅可以減少糞便中銅的排放，增加銅的吸收[15]。薈萃分析（Meta-analysis）表明，肉雞的平均日增重 (ADG)、平均日采食量 (ADFI) 和料重比 (FCR) 與銅添加量呈二次關系(＜0.05)。添加158mg/kg 的銅時ADG 最大值為31.84g/d，添加217mg/kg 的銅時FCR 最小值為1.53[16]。但超劑量的銅（500mg/kg）會損害動物健康，甚至使動物出現中毒跡象。銅與其他金屬元素類似，生理功能與劑量呈倒“U”型。肉雞的銅最低需要量與最佳添加量相差甚遠，還需要進行進一步研究。

2.2 銅參與機體代謝

銅離子參與機體代謝過程的主要方式是參與各種酶的合成，如氨氧化酶，其存在于骨膠原結構中，可促進心肌和主動脈系統(tǒng)形成有彈性功能的硬蛋白[17]。在富含脂肪的飼糧中添加200mg/kg 的銅可改變肉雞胸肌、腹脂中脂肪酸組成，并降低胸肌中膽固醇含量[18]。同樣，飼糧中添加240mg/kg 的蛋氨酸銅可以降低肉雞血清中甘油三脂、膽固醇水平[14]。此外，飼糧中添加銅可以減少豬背部脂肪的沉積，提高胴體產量，其可能與脂肪代謝相關基因的表達水平變化相關[19,20]。因此，銅可以影響肉雞的脂質代謝，具體機制仍需進一步研究。

2.3 銅對產蛋性能的影響

由于銅是蛋殼形成過程中形成賴氨酸衍生物交聯(lián)所必需的微量元素，產蛋雞日糧缺乏銅會導致蛋雞貧血、異形蛋和無殼蛋[21]。飼糧中添加76～143mg/kg 的銅在不改變產蛋量的情況下，可降低蛋雞的料蛋比[22]。在高溫應激時，添加8mg/kg 的銅可恢復熱應激引起的蛋重降低，但對其他指標無顯著影響[23]。同樣，崔學平[24]也表明，飼糧中添加0～300mg/kg 的銅對產蛋性能沒有影響，但降低了蛋黃中膽固醇的含量。有關產蛋性能的影響可能是試驗條件、添加劑量等因素引起的，還需進一步研究。

2.4 銅對養(yǎng)分利用率的影響

動物生長性能的提高與養(yǎng)分消化率的提高密切相關。在42d 肉雞飼養(yǎng)試驗中添加0～240mg/kg 的蛋氨酸銅，脂肪和能量的消化率隨銅水平的增長而增加[14]。同時，飼糧中添加200mg/kg 的銅可以緩解大腸桿菌引起的氨基酸消化率降低[25]。但載銅蒙脫石在1～21 日齡肉雞的研究中發(fā)現，添加0.2%的載銅蒙脫石降低了干物質、總能和粗蛋白質的消化率。不同試驗結果表明，銅源、劑量對養(yǎng)分利用率的影響不同，需進一步研究。

2.5 銅對免疫功能的影響

動物機體的免疫系統(tǒng)需要銅的參與，主要通過免疫細胞的活化功能等產生作用[26]。在肉仔雞日糧中添加不同水平、不同銅源均可增加血清中IL-6 和lgA 的含量[14]，其主要是因為銅激活TH1 細胞免疫應答和外周T 淋巴細胞應答，進而促進細胞因子的分泌，參與增強和調節(jié)機體的免疫反應[27]。在育成期蛋雞日糧中添加30mg/kg 的蛋白質螯合銅可提高新城疫抗體的滴度[28]，這可能與雞脾臟和法氏囊的免疫指數、淋巴細胞轉化率提高有關[29]。同時，肉雞飼喂含330mg/kg 銅飼糧35d 后，雖然免疫器官中銅含量水平上升，但未引起免疫器官的病理性損傷[5]。在正常室溫條件下，銅可上調肉雞血清中抗炎因子(lgA、lgG、溶菌酶等) 和免疫器官中抗炎因子（IL-1、IL-6 等）的表達，當肉雞處于熱應激環(huán)境中，銅可降低熱應激引起的炎癥狀態(tài)[30,31]。在腸道免疫中，長期飼喂188mg/kg 銅的肉雞十二指腸和回腸上皮淋巴細胞被激活[32]。這表明，銅對雞免疫功能的毒性作用較小，在不同機體狀態(tài)下，銅對免疫功能的影響呈現兩面性——促進和抑制，其中的調節(jié)機制仍需進一步研究。

3 銅的需要量

目前肉雞對銅需要量的研究較少，生產中可參考的需要量主要根據我國農業(yè)部于2004 年制定的《雞飼養(yǎng)標準》（NY/T 33—2004）和NRC（1994）。但隨著育種技術的發(fā)展，雞對銅的需要量也在變化。李龍（2014,2015）等綜合不同的生產性狀，估測得到1～21 日齡和43～63 日齡黃羽肉雞的銅的需要量為10.8～13.38mg/kg 和19.94～38.34mg/kg[33,34]。在產蛋雞上的研究表明，以蛋品質量和血細胞性狀綜合考慮后，初產蛋雞的銅需要量為12.5mg/kg[12]。但日前對白羽肉雞銅的需要量的研究較少，需要進行更多的研究。

4 銅的過量與缺乏

4.1 銅過量的危害

銅在肉雞中過量引起的毒性主要體現在靶器官損傷，在不同的損傷模型中，采食過量的銅可以引起多器官的病理性變化，如肝臟、腸道等[35]。肉雞連續(xù)飼喂7 周含330mg/kg 銅的日糧，下丘腦會出現空泡狀變性，同時伴隨氧化應激水平的上調和自噬的產生，表明過量攝入銅通過誘導肉雞下丘腦的氧化應激和自噬引起下丘腦病變[36]。同樣，銅會使腎臟出現空泡變性、自噬小體產生、自噬相關蛋白表達，ATP 水平降低，引起下游AMPK-mTOR 信號激活，表明銅誘導的能量代謝受損可能通過AMPK-mTOR 途徑引起自噬產生，導致肉雞腎臟受損[37]。肝臟是另一個銅中毒的重要靶器官，肉雞連續(xù)飼喂60d 含330mg/kg 銅的日糧，肝臟細胞表現為不同程度的退行性病變，呼吸鏈功能受損，表明線粒體功能下降是肝臟細胞損傷的原因[38]，肝臟線粒體通透性的改變可能是引起肝臟損傷的原因[39]。因此，線粒體功能損傷和細胞的自噬失控可能是銅產生的毒性反應。

4.2 銅缺乏的危害

由于家禽對銅的需要量比較低，正?；A日糧即可滿足動物的最低需要量，動物很少發(fā)生銅缺乏癥狀。動物銅缺乏的癥狀主要表現為骨質疏松、心臟肥大、免疫力低下、葡萄糖不耐受、貧血、血脂異常等代謝性疾病。

5 展望

雖然家禽對銅的需要量比較低，且正常日糧即可滿足其最低需要量，但研究發(fā)現，添加適量的銅對改善家禽生長性能、生產性能及免疫功能都有非常重要的作用，因此，針對銅在家禽機體內各種功能的作用機理，如抗菌機理、免疫機理、參與脂質代謝的機理等，仍需開展進一步的研究。在大力倡導綠色養(yǎng)殖的當下，為了減少家禽糞污中重金屬元素對土壤環(huán)境的污染，還需要研發(fā)出吸收效率更高的銅產品，從而在滿足家禽對銅的需要的情況下最大限度地減少銅排放，助力實現更加綠色、環(huán)保、高效的現代養(yǎng)殖。