反刍动物营养学 第八章 维生素营养(陆老师)（正稿）

反刍动物营养学 第八章 维生素营养(陆老师)（正稿） 维生素是反刍动物维持机体正常生理功能必不可少的一大类有机物质。维 生素并不能为机体提供热能，也不属于机体的构成物质，但具有多种生物学功 能，参与机体内的许多代谢过程。动物需要足量维生素才能有效利用饲料中养 分。任何一种维生素的缺乏均将引起代谢紊乱，并导致某些特定的临床缺乏症 状。由于维生素供给不足而发生的亚临床症状，也会影响机体的健康及生产性 能。 反刍动物的维生素营养，特别是维生素的需要量，虽然进行过一些研究， 但选择对维生素摄入量变化敏感的反应指标较为困难，并涉及一些脂溶性维生 素和水溶性维生素在瘤胃中被微生物的降解，反刍动物纯合日粮不易配制以及 反刍动物体内维生素耗竭所需的时间较长等因素。同时，目前的维生素需要的 推荐量大部分是受控研究的结果，未考虑到集约化饲养体系不断造成的代谢性 和疾病性应激。各种因素，从动物的遗传和健康状态到管理方法以及所饲喂的 饲料，均会影响到维生素的需要量。 目前已有15种维生素被公认为动物生命活动所必需，虽然其化学性质和生 理功能各不相同，但根据它们的溶解性质可分为脂溶性维生素和水溶性维生素 两大类。 脂溶性维生素包括维生素A、维生素D、维生素E和维生素K。在动物体 内，脂溶性维生素与脂肪一起吸收，并可在体内贮存。反刍动物除维生素A和 维生素E必须由饲料供给外，通过紫外线照射，在皮肤中可合成所需的部分维 生素D，并由瘤胃和肠道微生物合成维生素K。 一. 维生素A（Vitamin A） 维生素A是第一个被人类发现的维生素。1915年Mc Collum及Davis从动物油及鱼油中分离出一种能维持和促进实验动物生长的物质，将其取名为“脂 溶性A”，以后被命名为维生素A。1931年Karrel等从比目鱼肝油中分离出具 有生物学活性的维生素A，并确立了维生素A的化学结构。1947年首次人工合成维生素A。1950年Karrer又成功合成β-胡萝卜素。 维生素A是一组包括具有维生素A相似生物活性的物质，其中最重要的为 视黄醇（CHOH）和脱氢视黄醇（CHOH）两种。后者的生物活性仅为前20292027 者的40%。维生素A醇、维生素A醛与维生素棕榈酸酯三种形式可以相互转 换，而维生素A酸则不能转换成其他维生素A形式，仅具有部分维生素A的功能。 维生素A的计量单位以国际单位（IU）表示。一个国际单位的维生素A相当于0.3μg全反式视黄醇。1μg视黄醇相当于1μg视黄醇当量。 来源 反刍动物所需的维生素A必须由外源供给，但作为主要营养来源的植物性 饲料中不含有视黄醇，仅存在维生素A的前体，一某些形式的类胡萝卜素可在动 物体内转化为维生素A醇。某些类胡萝卜素，如叶黄素和番茄红素等因其结构 中缺少和维生素A醇相似的β-芷香酮环或其环结构而不能转变为维生素A醇。在维生素A的前体中，以β-胡萝卜素最为重要。青绿饲料中约90%类胡萝卜素为β-胡萝卜素。谷物及其副产品（除黄玉米外）均缺乏β-胡萝卜素。β-胡萝卜素易被氧化破坏，因此青贮、干草晒制及贮存过程中可使维生素A的前体大量损失。 反刍动物对β-胡萝卜素的利用效率主要是以采食玉米青贮料的羔年试验 为依据（Martin等，1968），大致1mgβ-胡萝卜素可转变成400IU维生素A（约120μg视黄醇），仅为大鼠的24%左右。 吸收与代谢 饲料中的β-胡萝卜素在瘤胃中约破坏35%（Potanski等，1974），而对维生素A的破坏作用高于β-胡萝卜素。Warner等（1970）用饲喂干草和玉米籽 实的阉公牛所做试验表明，日粮中添加的维生素A约60%在瘤胃中破坏。维生 素A在瘤胃中的破坏作用与所饲喂的日粮类型有关。采食高粗料日粮时维生素 A在牛瘤胃中约破坏20%，若日粮中精料比重为50~70%时，则维生素A在瘤胃中的破坏率可达70%。 维生素A进入小肠后为胰脏分泌的水解酶水解成棕榈酸和维生素A醇。维生素A醇在肠粘膜细胞中再次被存在于肠细胞微粒体中的酯化酶酯化结合成乳 糜微粒经淋巴进入肝脏。动物摄取的β-胡萝卜素在进入小肠粘膜细胞后，被存 在于小肠粘膜细胞液中的二加氧酶催化分解成两分子的视黄醇。这一催化反应 需要氧与Fe ++的参与；同时也需要维生素E、胆盐及卵磷脂。维生素E能保护β-胡萝卜素易氧化敏感双键，胆盐则提高了β-胡萝卜素的溶解度，促进其进 入小肠细胞，而卵磷脂则能刺激肠粘膜对胡萝卜素的吸收。牛小肠粘膜细胞对 β-胡萝卜素的吸收是一个不受酶或受体调控，不需能量的被动扩散过程。 反刍动物中牛能将未被分解的β-胡萝卜素转运到肝脏和脂肪组织贮存，而 绵羊、山羊则将绝大部分β-胡萝卜素在肠道中分解代谢。运载β-胡萝卜素的脂蛋白不同，牛主要是高密度脂蛋白，绵羊和山羊血液中的β-胡萝卜素主要与低密度脂蛋白和极低密度脂蛋白结合。 维生素A主要以视黄酯与极低密度脂蛋白相结合的形式贮存于肝脏的主细 胞中。影响肝脏贮存的因素较多，主要包括摄入量、机体的贮存效率以及贮存 维生素的释放效率，同样还受到日粮构成及内分泌的影响。当机体需要时，肝 贮维生素A被水解成为游离视黄醇并与特异的转运蛋白－视黄醇结合蛋白 （retinol-binding protein, RBP）相结合，这种RBP称为Holo-RBP，再与血浆中的其他蛋白质如前白蛋白（prealbumin, PA）结合，经血流到达靶器官。RBP为肝主细胞内的多核糖体合成。当日粮蛋白质不足时，RBP的合成相应减少，不利于将维生素A运载到血浆或组织中。因此，当日粮中严重缺乏蛋白质时，肝 脏中虽然有维生素A贮存，但仍可能出现维生素A缺乏症状。 肝脏中维生素A的周转率决定于维生素A的摄取量和动物本身机能。生长 速率快的肉牛及产奶量高的泌乳母牛肝脏中的维生素A周转最快，据测定，肉牛肝脏中维生素A的周转率为132天（Hayes等，1967）。在维生素A摄取量严重不足时，为维持血液中维生素A的最低浓度，可以耗竭肝脏中的全部维生 素A贮备。维生素E可以减缓肝中维生素A的耗尽。据Rietz的观察，维生素A体贮为1800~2400IU的大鼠，当维生素E缺乏时，维生素A体贮可降至原值的1/6。 功能与缺乏症 维生素A的功能常与缺乏症的表现密切相关，传统的研究有如下几方面： 视觉：动物的感光过程依赖于视网膜中存在的特殊蛋白质-视紫红质，视紫红质由维生素A的乙醛衍生物视黄醛和视蛋白结合而成。当光线刺激视网膜中 的视紫红质时，将其分解成视蛋白和全顺视黄醛，全顺视黄醛又转变为其异构 体全反视黄醛。这种转化使刺激传导至视神经末端感光而产生视觉。在黑暗中， 全反视黄醛又经异构化转变成全顺视黄醛，并与视蛋白结合成再生视紫红质 （rhodopin）。缺少维生素A时，视紫红质的形成减少，使动物在弱光下的视力 减弱，产生眼盲症以至失明。 上皮生长与分化：维生素A是维持上皮组织健全所必需，缺乏时能造成上 皮生长与分化的损害，增加鳞状角化细胞比例，减少粒状细胞和粘液分泌细胞。 对不同上皮组织产生的影响，肠粘膜上皮细胞表现为粘液细胞减少，而表皮则 表现为过度角质化。估计每一种上皮细胞膜上均各自有其受体与RBP或Holo-RBP反应，以便在细胞表面汲取从血浆供应的维生素A。 维生素A缺乏时上皮影响最明显的是视网膜。同时，对眼角膜上皮的角质 化也很重要，严重时角膜基质在表皮下溶解。结合膜中的杯状细胞消失，引起 结合膜上皮角质化，泪腺萎缩与角质化等，造成视觉模糊直至失明。呼吸道上 皮的角质化会导致较为严重的呼吸道感染，易引起感冒、肺炎及其他呼吸道疾 病。 生殖：维生素A缺乏时雄性动物性器官上皮的角质化，精小管的变性而影 响精母细胞的形成，睾丸变小，精子和精原细胞消失。雌性动物阴道上皮持续 在一种角化状态，对胎盘上皮的影响也影响到胎儿的发育。母牛受胎率下降， 产后易发生胎衣停滞，所产犊牛畸形或生活力低下。母羊易流产，新生羔羊体 质衰弱。 早期的一些研究结果表明，乳牛黄体细胞核和线粒体中存在相当数量的β- 胡萝卜素，认为β-胡萝卜素对繁殖具有特殊作用（Lofthmmer，1978），乳牛的某些繁殖机能障碍，如排卵推迟和胚胎早期死亡可能与缺少β-胡萝卜素有关。据Hurley等（1989）综合22项研究，其中12项添加β-胡萝卜素的研究提高了繁殖率；但在北美的5项研究中，4项研究表明β-胡萝卜素对繁殖没有影响（NRC，2001）。 骨骼发育：摄取维生素A缺乏的实验动物，能引起骨质过度增生，并因而 发生压迫神经而引起异常；如脊椎骨的增厚使脊椎神经孔变狭从而压迫脊椎神 经，导致步态不稳、运动失调及痉挛等。牛的实验表明，缺乏维生素A能使长骨两端增大。正常骨骼的生长应建立在成骨细胞和破骨细胞间平衡的基础上， 维生素A的缺乏使这种平衡遭受破坏。Gallina等（1972）的实验证明，犊牛维生素A缺乏时导致成骨细胞活动增强。近期的研究发现，视黄醇与视黄酸共同 影响骨骼的发育，作用的靶组织均为成骨细胞，除影响骨骼的合成外，还影响 细胞中1,25-(OH)D受体的水平，细胞形态与结构、碱性磷酸酶水平及维生素23 D羟化酶的水平，而视黄酸的作用通常大于视黄醇。 3 生长动物缺乏维生素A反映最早或许是最敏感的是脑脊液（CSF）升高，这种现象常被解释为机体对脑脊液吸收能力的下降所致。正常情况下，脑脊液 与脑静脉室内的液体是通过在蜘蛛膜下腔之间的蜘蛛膜绒毛流动的，但绒毛因 维生素A缺乏而异常，使吸收脑脊液的这个主要部分受阻。 免疫：维生素A能提高动物对疾病的抵抗力。维生素A缺乏可导致传染病流行的增加。已知维生素A对于骨髓中骨髓样和淋巴样细胞的分化起重要作用。 在胸腺和骨髓中淋巴细胞分化成T细胞和B细胞，促进体内T细胞和B细胞更为协调，加强细胞的吞噬作用。维生素A缺乏还可引起胸腺萎缩，胸腺淋巴 细胞减少，使淋巴细胞对各种有丝分裂的反应减弱，分泌型IgA的产生也受到影响。 维生素A能剌激前列腺素（PGE ）的产生，进而影响环-一磷酸腺苷（CAMP）1 的活性，导致免疫反应的提高。CAMP除对能量反应具有作用外，可促进抗体 的形成。血浆CAMP的含量随动物日粮中V添加量的增大而显著上升。OmoriA 等（1982）在探讨维生素A作用机理时指出，维生素A可在基因水平上影响基 因的表达，维生素A缺乏，则RNA合成障碍，从而影响补体蛋白质的再生， 补充维生素A可提高动物血清的总补体活性，并可促进机体产生特异性的溶血 素抗体。 研究表明，在干奶期或围产期奶牛日粮中添加作为维生素A的前体的β- 胡萝卜素，能提高中性白细胞的吞噬能力，降低乳腺炎的发病率（Chew,1993）。 此外，β-胡萝卜素是一种生理性抗氧化剂，其分子结构中复杂的共轨双键， 是其具有抗氧化特性的原因。在局部低氧化环境中，β-胡萝卜素具有潜在充当 脂溶性链式阻断性抗氧化剂的作用，能有效猝灭单线态氧等多种活性氧和各种 自由基，保护机体免受过氧化损害。 过量维生素A的毒性 大量摄取维生素A可引起动物中毒。由于维生素A在瘤胃中的降解，与单 胃动物相比，除幼龄期外反刍动物对过量维生素A具有较强的耐受性。单胃动 物饲粮中维生素A超过建议供给量的10~15倍时，即可引起中毒反应；而肉牛 给予建议供给量的50~100倍时，经6个月而不出现中毒症状。在生产实践中， 维生素A中毒不易发生，对非泌乳和泌乳牛，日粮维生素A的安全上限为66000IU/kg BW（NRC，1987）。 过量摄入维生素A的犊牛表现生长缓慢、跛行、行走不稳与瘫痪。第三指 节骨形成外生骨疣。长期大量摄入维生素A可造成角生长缓慢，脑脊液压下降。 对骨及软骨的影响，主要表现为骨的长度变短，骨层变宽和骨皮质变厚，主要 与成骨细胞的活性下降有关。当视黄醇缺少足够的RBP结合时，游离的视黄醇、 视黄酸等均能使软骨发生溶解作用。当超过肝脏贮存能力时，过多的维生素A被血浆和脂运载，与非专一性脂蛋白输送至细胞膜中，引起细胞膜的溶解而破 坏整个细胞。 需要量 NRC（2001）基于对影响需要量因素的研究，将成年奶牛对维生素A的需要量提高到110IU/kg BW。新需要量考虑了NRC（1989）的数据以及因泌乳量 增加而导致高精料饲养条件下瘤胃的破坏作用，视黄酯的生物利用率仅为β-胡萝卜素50%等因素而确定。考虑到改善乳腺健康以及提高产后的产奶量，干 奶期奶牛的维生素A需要量同泌乳期奶牛相同，确定为110IU/kg BW。以维持脑脊液压低于120mm Hg所必需的维生素A为基础（Rousseau等，1954）以及其他实验数据，生长奶牛维生素A需要量确定为80IU/kg BW。NRC（2001）关于犊牛对维生素A的需要量，代用乳为9000IU/kg DM，开食料和生长料为 4000IU/kg DM。上述开食料和生长料的维生素A浓度能为体重100kg以下、日增重400~900g的断奶犊牛提供所需的维生素A。有报道认为，过高的维生素A对犊牛体内维生素E状况及生长指标有不利影响；因此，没有必要过多的提高 犊牛料中维生素A的添加量。 对β-胡萝卜素需要量尚未确定。NRC（2001）提出，饲喂低精料日粮，大 量利用玉米青贮料以及劣质粗料，易接触到传染病病原体以及在围产期等免疫 机能下降期必须额外补充维生素A。 我国奶牛饲养标准中，维生素A的维持需要按43IU/kg BW计算；母牛妊娠最后四个月提高至76IU/kg BW；体重40~60kg生长母牛根据其日增重的不 同，维生素A的需要量为40~49IU/kg BW。 生长肥育牛日粮中的维生素A NRC（1996）仍确定为2200IU/kg DM；妊娠母牛为2800IU/kg DM；种公牛与泌乳母牛为3900IU/kg DM。我国肉牛营养需要（2000）中维生素A的需要量与NRC的建议相同。 绵羊维生素A需要量，用于维持和生长，建议提供10μg /kg BW/日；妊娠母羊为20μg /kg BW/日；泌乳母羊为15μg /kg BW/日（ARC，1988）。基于以往的研究，NRC（1975）提出为预防夜盲，每天需要摄入维生素A醇4.3~6.3μg /kg BW/日，而为了贮备及繁殖，则应在预防夜盲需要量的基础上增加3倍量。 肉用山羊维生素A需要量，推荐为3500~11000IU/日，（据Kessler资料，1991）。 二. 维生素D（Vitamin D） 自20世纪20年代许多研究者报道了维生素D的化学性质及其生理功能后， 后续的研究者相继分离出维生素D、D及其同类物和其主要的前体。1966年23 Lund等发现维生素D需要转变成活性型后才能发挥作用。20世纪70年代以后，对维生素D的结构、代谢、作用方式的研究又有新的进展，并发现维生素D对调节免疫细胞在内的细胞分化、生长等新的功能，这些发现对维生素D的深入了解具有重要意义。 维生素D根据其侧链结构的不同，而有D、D、D、D、D及D等多种234567 形式。但是，在动物营养中具有实际意义的仅有维生素D和D两种。 23 维生素D化学结构 2 维生素D化学结构 3 维生素D的计量单位以国际单位（IU）表示，以0.025μg晶体维生素D3 活性为1 IU，1μg维生素D相当于40IU。 来源 维生素D是胆固醇的一种衍生物，它可以从饲料中摄取或经皮肤合成。大 多数青绿植物中存在着麦角固醇，经紫外线照射后产生由麦角固醇生成的维生 素D（麦角钙化醇），通常在波长为290~315nm紫外线照射下进行的活性化效2 率最高。晒制的干草是反刍动物维生素D的重要来源。按风干基础，阳光晒制2 的干草中维生素D的含量变动于150~312IU/kg。哺乳动物皮肤中的维生素D2 前体7-脱氢胆固醇可经光化学转化生成维生素D（胆钙化醇），皮肤经光照产3 生的维生素D 90%以上均在皮肤表层。紫外线对地球表面的辐射量与地球的纬3 度和大气状况等有关。因此，低纬度、高海拔，夏季及天气晴朗时皮肤中生成 维生素D的效率最高。放牧条件下，牛每天可在皮肤中合成3000~10000IU维3 生素D。北半球夏季放牧奶牛每日约可合成4500IU维生素D。 33 通常认为，维生素D与维生素D对反刍动物具有相同的生物活性。虽然23 也有报道牛能明显排斥维生素D，主要是减少了维生素D代谢物与维生素D22 结合蛋白的结合，使血浆中的维生素D代谢物迅速清除（Horst等，1982）。但2 NRC（2001）的专家们并不主张根据维生素D的形式调整对维生素D的需要量。 吸收与代谢 动物经日粮摄入的维生素D，当同时存在脂肪及胆汁的条件下，在肠道内 通过被动吸收进入肠细胞，在吸收过程中与乳糜微粒结合并通过特异的维生素 D结合蛋白被迅速转运至肝脏。无论是饲料中摄入的维生素D或是经紫外线照2 射在皮肤中形成的维生素D经血液输送入肝脏后，在肝细胞微粒体和线粒体中3 维生素D经25-羟化酶的催化转化为25-羟基维生素D（25-(OH)-D）并释放至3 血液中，成为血浆中的主要代谢产物。肝脏中25-羟基维生素D的形成与维生 素D的摄取量有关。因此，奶牛血浆中25-(OH)-D的浓度能反映机体内维生素3 D的状况（Horst等，1994）。正常血浆中维生素D的浓度为1~2ng/ml。 维生素D在代谢中的决定环节是其转变成为活性形式。血浆中的 25-(OH)-D被专一性的α-球蛋白运载到肾脏，在肾小管线粒体内经混合功能单3 氧化酶（mixed function monooxygenase）的羟化而形成1,25-(OH)-D。此外，23 在肾的线粒体中25-(OH)-D尚可被羟化形成24,25-(OH)-D。最后，这种活性2323 维生素D输送到小肠和骨骼等靶细胞。形成维生素D活性类型的代谢途径如下： 饲料 皮肤 胆钙化醇 7-脱氢胆固醇 （紫外线辐射） 胆钙化醇 肝脏 25-(OH)-D 23 肝脏 1,25-(OH)-D 24,25-(OH)-D 2323 靶组织 分解产物 维生素D可以认为是一种钙调节激素前体物，因此其生物合成及排泄均会 受到作用物及作用物对它反馈的影响。影响体内活性维生素D 合成的因素中，3 主要与机体内钙磷代谢及影响钙磷代谢的两种肽激素甲状旁腺激素（PTH）和 降钙素（Caleitonin）有关。 1,25-(OH)-D在肾脏中的生成受血钙水平的制约。血钙含量增加抑制23 1,25-(OH)-D的生成；反之，血钙含量下降，即使是轻度的低血钙，也可刺激23 1,25-(OH)-D的生成。已知甲状旁腺控制着血钙浓度，低钙血时甲状旁腺激素23 大量释放，激发肾脏中维生素D羟化酶的活性。 1,25-(OH)-D的合成与分泌，一方面是低血钙水平的刺激，另一方面同样23 受低血磷的刺激，即使血钙浓度正常或高于正常水平以及在没有甲状旁腺分泌 的条件下。甲状旁腺激素的存在有可能使骨骼中的钙被1,25-(OH)-D动员，并23 在肾脏中增加对钙的重吸收，磷的吸收与动员虽然也受1,25-(OH)-D的作用而23 增加，而甲状旁腺激素又能促使大量磷从尿中排出，从而消除了1,25-(OH)-D23 对磷的作用，结果是血浆钙增加而血浆无机磷水平并不改变。若无甲状旁腺激 素，所动员的磷并不从尿中排出，使血磷上升而血钙基本稳定。因此，在特定 的生理条件下，1,25-(OH)-D可以作为动员钙的激素，也可以作为动员磷的激23 素。 功能 维生素D的一般生物学功能是提高血浆中的钙磷水平，以适应骨骼的正常 矿物化的要求。在肠道中，钙的吸收需经过特殊的载体才能主动吸收。钙从肠 粘膜进入细胞腔，需钙结合蛋白（CaBP）和钙的腺苷三磷酸酶（Ca-ATP）和碱性磷酸酶（AKP）等的活性；同时，活性维生素D有可能与肠粘膜细胞的胞浆受体相结合，形成复合物运至核仁内，1,25-(OH) -D的分子量调整后，一种23 特别的基因以某种方式诱发mRNA的转录并依次将肠道中运载钙的一种蛋白 质编成密码，从而合成运载钙的蛋白质。许多试验表明，1,25-(OH)-D对肠道23 的作用，只有被维生素D结合的受体才能参与1,25-(OH)-D促进钙的转运。23 维生素D对磷的代谢也有重要作用，机体依赖钙而进行的磷的运转机制也受维 生素D的作用。 反刍动物肠道吸收钙的能力与其需要量有关，并被绵羊和奶牛的试验证明 （Mc Dowell, 1989），当钙代谢处于增强期（如妊娠、泌乳等），钙的吸收明显 增加。通常在妊娠期胎盘内的1,25-(OH)-D的浓度升高，CaBP合成加强；泌23 乳期乳腺内1,25-(OH)-D和CaBP结合蛋白的浓度增高促进了钙向乳腺的转23 运，以形成含钙量高的酪蛋白。 在饲喂低钙日粮而又必需维持生理上正常的血浆钙水平，动物就必须动员 骨骼的钙才能得以维持。许多实验均已证明，在维生素D的同类物中，1,25-(OH)-D动员骨钙的活性最高。 23 1980年后，维生素D对动物机体免疫的影响逐步为人们所认识。试验证明， 淋巴细胞和单核细胞是活化的维生素D的靶细胞。活化的淋巴细胞、胸腺T细胞上均存在着维生素D受体。1,25-(OH)-D可刺激单核细胞增殖，并使其成为23 具有吞噬活性的成熟巨噬细胞（Herdt等，1991）。维生素D的缺乏将干扰T细 胞介导的免疫力。 缺乏症 维生素D的缺乏主要反应在钙磷沉积障碍引起的骨骼疾病。通常维生素D缺乏仅见于幼畜的佝偻病。病初幼畜发育迟缓，食欲不良及异食，不喜站立或 走动。进而管骨和扁平骨逐渐变形，骨端粗厚及关节肿胀，拱背和系部僵直， 肋骨念珠状突起和胸廓变形。犊牛尚可见以腕关节爬行。成年动物发生骨营养 不良（骨软症、纤维性骨营养不良），使已经成骨的骨骼被重吸收。骨软症易发 生于老龄母牛，但不局限于维生素D缺乏，尚受多种因素影响。由缺乏维生素 D引起的骨软症在家畜中并不常见。佝偻病和骨软症并非是维生素D缺乏而引起的特异性疾病，日粮中钙磷不足或比例不平衡亦可使这两种病发生。 幼畜患佝偻病时，血钙水平下降，AKP活性升高。血浆中25-（OH） -D23的浓度对确定体内维生素D状况有参考价值。正常奶牛血浆中25-（OH）-D23的浓度为20~50ng/ml，如低于5ng/ml可视为维生素D缺乏（Horst,1994）。 羔羊日粮中维生素D不足，即使不出现佝偻病症状，亦可使生长受阻。母 羊维生素D严重缺乏时可导致新生羔羊的先天性畸形。母羊体内维生素D若有足够贮备，则新生羔羊从母体中获得的维生素D在4~6周内可防止佝偻病的发 生（NRC，1975）。 过量维生素D毒性 对动物补饲过量维生素D可使动物出现中毒症状，临床上表现为厌食、呕 吐、神情漠然，先多尿而后无尿及肾衰竭，并发生心血管系统的异常。 用实验动物的研究表明，当大剂量供给维生素D时，25-(OH) -D的量增23 加，维生素D的毒性可能首先是这种维生素D代谢产物在肝脏中大量合成，大 量25-(OH)-D与1,25-(OH)-D在肠和肾中的受体反应，引起肠道中钙的大量2323 吸收与骨钙的大量动员，血清钙浓度显著升高，高血钙使许多软组织如肾、心 脏、关节、肺和大动脉等组织普遍沉着钙盐；成骨细胞萎缩、骨组织受损。当 肾小管塞满结石时，引起继发性水肿，动物常因尿毒症而死亡。日粮中钙磷供 给量高时，可加剧中毒症状。 关于反刍动物对维生素D的耐受性，1987年NRC建议，当长期（60天3 以上）补饲为2200IU/kg；短期（60天以内）为25000IU/kg。维生素D的最大耐受量与日粮中钙磷含量呈负相关。肌注维生素D比口服具有更强的毒性，表 明口服时部分维生素D能被瘤胃微生物降解成无活性的代谢物（Gardner，1988）。 需要量 目前尚无确切的反刍动物维生素D建议供给量。在较低纬度地区，处于日 照下的动物可能不需要从日粮中补充维生素D。实行舍饲并饲喂贮存的饲料及 副产物，需在日粮中补充一定量的维生素D。许多试验表明，日粮中补充维生 素D可使奶牛提早进入发情期，增加奶产量和采食量。在多数情况下，10000IU/日（16IU/kg BW）能满足妊娠后期奶牛对维生素D的需要。NRC（2001）认为，奶牛日粮中添加30IU/kg BW维生素D比较合理。 NRC（1996）及我国肉牛饲养标准（2000）均建议将肉牛日粮中维生素D的需要量定为275IU /kg DM。经常接受阳光照射或采食晒制青干草的肉牛，可 获得充足的维生素D。 绵羊维生素D需要量，NRC（1975）建议，除早期断奶羔羊外，按每100kg活重给予555IU。对早期断奶羔羊为666IU/100kg BW。ARC（1988）将其确定为0.13μg/kg BW/日。据Kessler （1991）资料，山羊维生素D需要量为250~1500IU/日。 早期文献中通常建议在产前10~14日内，给奶牛补充大剂量维生素D，以预防产乳热的发生。但随后的一些研究发现，能有效预防产乳热所需的维生素 D剂量与引起软组织钙化的剂量接近，而低剂量可能诱发产乳热的发生 （Littledike等，1980）。 三. 维生素E（Vitamin E） 1920年前后Evans等在研究营养与生殖过程中发现酸败猪油可引起大鼠的 胚胎死亡和吸收。1925年将这种具有生育能力的因子命名为维生素E。随后又从小麦胚油中分离出一种醇，因具有酚的性质，将其称作生育酚（tocopherol）。至1937年，先后从植物中分离出α、β、γ三种生育酚。1938年Fernholz确 定了维生素E的分子结构，同年，这种物质首次被人工合成。20世纪60年代，研究人员又发现了一些类似于生育酚物质的化学结构，被称作生育三烯酚 （tocotrienols），这些化合物仅具有有限的生物学活性。 至今已有8种具有维生素E活性的化合物从植物中分离出来，所有这些物 质均具有6-色酮环及一个侧链，在色酮环上的甲基团愈多，生物学活性愈高。 维生素E中生物学活性最高的是α-生育酚，也是饲料中最主要的存在形式。α-生育酚具有8种不同形式的立体异构体，其中生物学活性最高的为RRR-α- tocoperol。 维生素E化学结构 维生素E亦以国际单位（IU）表示，1IU相当于1mg全消旋α-生育酚乙酸酯，1.49IU维生素E相当于1mg RRR-α-生育酚。 来源 反刍动物体内不能合成α-生育酚，必须依赖于饲料中补给。饲料中维生素 E含量变异很大（变异系数约为50%）。大多数新鲜牧草中维生素E含量在80~200IU/kg DM之间，晒制干草和青贮料中的α-生育酚含量与新鲜牧草相比， 要低20~80%。精料（除全脂大豆和棉籽外）中的维生素E含量普遍较低，维生素E经湿贮或经添加丙酸等贮存可被迅速破坏。饲料中的维生素E随着贮存时间的延长，一般都会降低。 各种生育酚均可被氧化成为氧化生育酚、生育酚氢醌及生育酚醌，氧化可 受光照、加热、碱性环境以及铁、铜等微量元素的存在而加速。各种生育酚在 酸性环境中较稳定，维生素的酯化形式通常又比醇化形式更稳定，因此，反刍 动物日粮中维生素E的添加，一般均采用全消旋α-生育酚乙酸酯。在多数情况下，贮存的预混料中的全消旋α-生育酚乙酸酯的生物学活性每月的损失低于 1%（Coelho，1991）。 吸收与代谢 饲料中的维生素E进入瘤胃后，很少进行代谢（Weiss等，1995），而早期报道认为大量添加维生素E在瘤胃中被破坏。维生素E进入肠管后，形成可弥散的胶粒微团，经过肠粘膜细胞的刷状缘进入粘膜细胞，在被吸收过程中需胆 汁与胰液的作用，吸收后经淋巴系统转运。摄入的维生素E若为乙酸酯，则先在小肠内经水解成维生素E和有机酸，再按各自的吸收途径吸收。由于维生素 E与脂类的消化吸收一起进行；因此，甘油三酯，特别是中链的甘油三酯有利 于维生素E吸收；胆汁不足，日粮内脂肪含量低则不利于吸收；亚油酸对维生 素E的吸收也有不利影响。 维生素E随淋巴进入血液，其运载主要被β-脂蛋白携带，未发现有专一性 的脂蛋白作为它的运载蛋白。维生素E是以非酯化的形式存在于组织内，在动 物体内并无明显的贮存库。体脂组织、肝脏及肌肉中为维生素E的主要贮存部位；在细胞内，线粒体则是亚细胞部分中含量最高的地方。当日粮维生素E供给不足时，机体首先动用血浆及肝脏中的维生素E，其次为心肌和肌肉，最后 为体脂。 功能 抗氧化作用：目前，比较广泛认可的维生素E的重要生物学功能是其作为 抗氧化剂的理论。维生素E定位在细胞内，其色酮环定位在细胞膜的极性表面。 含有多不饱和脂肪酸磷脂的细胞膜在氧化反应中释放出氧化自由基。细胞内自 由基的产生，可以通过酶和非酶的作用。如嗜中性白血球在吞噬病原体的过程 中可以产生自由基；在酶产生前列腺素、前列环素以及白三烯等类廿烷时，在 细胞内产生自由基；在线粒体内电子转移被用作能量时，亦产生自由基。因此， 自由基的产生是生物系统的正常过程。正常条件下，自由基包括羟基（OH -）， --过氧化氢（HO），氮氧自由基（NO），脂过氧自由基（LOO），脂氧自由基22 --（LO）和脂肪自由基（L）等是机体内发挥细胞间信号和生长调节或抑制细菌 和病毒的游离基团，是细胞实现其机能所必需。然而，一旦机体处于应激状态 或发生疾病，过量产生的自由基与生物膜中的不饱和脂类产生反应，诱发脂质 的过氧化，从而对生物系统产生严重损害（Padh,1991）。当细胞膜上磷脂中的 不饱和脂肪酸与自由基发生脂过氧化反应时，细胞膜的性质就会发生变化，功 能受损，并有可能导致红细胞溶解，线粒体、溶酶体裂解。 脂类的过氧化反应是一种自由基的连锁反应。过氧化连锁反应的后果是使 自由基不断增多，过氧化反应不断加快，最终使脂肪酸链断裂而破坏细胞膜结 构。维生素E作为抗氧化剂，当膜受到攻击时，能捕捉自由基使其苯骈吡喃环 上酚基失去一个氢原子而形成生育酚自由基，然后与另一自由基进一步反应形 成非自由基产物生育醌，从而防止了脂类链反应的连续进行，保护了细胞膜。 维生素E的抗氧化作用，尚需与其他营养素（维生素C，β-胡萝素与硒）的协同配合。当维生素E与自由基反应生成生育酚自由基后，这种物质可以被 维生素C，谷胱甘肽及辅酶Q还原，继续发挥维生素E的作用。 免疫：早在上个世纪70年代，研究人员已发现维生素E与动物免疫之间存在某种联系。在给动物补饲大剂量的维生素E后，体内抗体水平提高，吞噬 细胞的吞噬作用加强，一些与免疫应答有关的细胞因子水平上升。曾发现大剂 量维生素E可保护鸡抵抗大肠杆菌的侵袭（Tengerdy等，1975），并证实这种保护作用与吞噬细胞和抗体形成的数量增多有关。Nockels(1980)以超量全消旋α-生育酚乙酸酯形式补充维生素E，显著提高了体液免疫反应。在奶牛和羔羊 的日粮中添加维生素E可保护机体免受多种病原体侵袭，提高巨噬细胞对病原 体的吞噬作用。Reddy等（1987）报道，在牛饲料中添加125~500IU的α-生育酚，可提高T细胞和B细胞的有丝分裂速度，围产期奶牛注射或补饲维生素E，在分娩前7天注射3000或6000IU/日或分娩前饲喂维生素E1000IU和3000IU/日，均能提高中性白细胞和巨噬细胞的功能（Hogan等，1990，1992；Politis等，1995，1996）。对降低乳房感染和乳房炎发病率的影响，Weiss等（1997）的研究表明，在干奶期最后两周补饲维生素E4000IU/日可使分娩时临床乳房炎 的发病率降低80%，使乳腺感染的发病率降低60%。中性白细胞在乳腺炎的防 御体系中起重要作用，补充维生素E 可改善对产生乳腺炎病原菌的原发性细胞 免疫反应，促进乳腺巨噬细胞和外周淋巴细胞功能，巨噬细胞经葡萄球菌刺激 后，趋化因子水平增加，提高多核中性白细胞（PMN）进入乳腺的效率，增强 其吞噬及杀伤入侵细菌的能力（Ndiweni等，1995）。 维生素E通过清除免疫细胞代谢产生的过氧化物，保护细胞膜免受氧化损 伤，维持细胞与细胞器的完整及正常功能，使其接受免疫后能产生正常免疫应 答。 广泛存在于哺乳动物各种组织和体液中的前列腺素（PG），根据含氧基团的不同分为PGA、PGB、PGE等，以及免疫系统各种细胞代谢产生的PG有免疫抑制作用。PG（特别是PGE ）能抑制B细胞产生抗体而抑制体液免疫；抑2 制T细胞增殖转化和产生多种免疫细胞因子而抑制细胞免疫，并抑制巨噬细胞 的吞噬能力。PG是不饱和脂肪酸花生四烯酸酶解的衍生物。脂肪在磷脂酶A2作用下分解产生花生四烯酸，由于维生素E能有效抑制磷脂酶A的活性，从2 而降低PG的合成水平。花生四烯酸合成PG需环化加氧酶（cyclooxygenase）的 参与，维生素E可能通过与酶、氢过氧化物一起作用于环化加氧酶改变PGE2的合成速度而达到调节免疫水平的作用。 在动物处于应激状态时，肾上腺皮质激素释放量增加，而肾上腺皮质激素 为免疫抑制剂，能使成熟及分化的淋巴器官中环腺苷酸的含量提高，从而降低 淋巴细胞的免疫功能。维生素E具有抗应激的作用，通过降低肾上腺皮质激素 浓度而调节免疫。 维生素E的免疫功能主要与其抗氧化功能有关，但进入动物体内具有抗氧 化性的微量营养素较多，各种营养素之间互作的深入研究有可能更深入了解维 生素E在提高机体免疫功能中的作用。 其他功能：维生素E的作用还与电子传递链有关，在电子传递系统中作为 电子受体而发生作用；参与调节DNA的生物合成；保护神经系统、骨骼肌及 视网膜的正常生理功能等。 维生素E对改善畜产品的品质有重要作用。Faustman等（1989）在肥育牛日粮中添加维生素E后，对稳定牛肉颜色，改善风味，延长贮存期起很大作用。 产奶牛日粮中添加500mg/头/日维生素E，可提高牛奶维生素E含量及抗氧化性（Dunkley,1967）。 缺乏症 成年反刍动物主要表现为繁殖障碍，生产性能下降及抗病力差。动龄反刍 动物对维生素E缺乏较为敏感，以营养性肌肉变性为其特征，称之为白肌病。 犊牛在4月龄前后发病，早期症状并不明显。通常有两种病型，心型呈急 性过程，因心肌变性坏死，犊牛在活动时多突发心力衰竭而死亡；肌型多呈慢 性过程，处于亚临床骨骼肌障碍时，血清中谷草转氨酶、谷丙转氨酶和乳酸脱 氢酶浓度增高，腿部肌肉衰弱，严重时因骨骼肌变性坏死而致后躯麻痹卧地不 起。 羔羊的白肌病症状亦表现为肌肉无力，运动障碍以及后躯不全麻痹或瘫痪， 心脏衰弱。羔羊尿中排出的肌酸量比正常提高5~10倍。 需要量 NRC（2001）《奶牛营养需要》基于大量维生素E影响乳房炎和繁殖障碍的资料以及考虑到奶牛的健康和免疫功能，对维生素E的需要量有了大幅度提高，建议采食贮存牧草的泌乳奶牛维生素E在日粮中的添加量为0.8IU/kgBW（约20IU/kgDMI）；为维持围产期奶牛血浆中α-生育酚的正常值（约3μg/ml）以及使新生犊牛从初乳中获取维生素E，对采食贮存牧草的干乳期奶牛和青年 母牛在妊娠最后60天约需补充维生素E1.6IU/kgBW（约80IU/kgDMI）。 对犊牛维生素E需要量从过去的40IU/kgDM提高到50IU/kgDM（NRC,2001）。增加的依据主要考虑到犊牛更多处于应激状态；同时，考虑了 维生素E与日粮其他养分间的关系。如必需脂肪酸含量与亚油酸之比为 1.5~2.5IU维生素E/g亚油酸，犊牛每日从代用乳中获得约10~15g亚油酸，即每日必须摄入15~38IU维生素E。据上述标准，为了给每日采食600g代用乳干物质犊牛提供足量的维生素E，代用乳中维生素E的量应为25~63IU/kgDM。 肉牛维生素E需要量尚未确定，对幼龄犊牛日粮中大致为15~60IU/kgDM（NRC，1996）。但肥育阉牛短期（67天内）补给1266IU/日维生素E或30天内补给维生素E1317IU/日可使屠宰后冷藏时肉色保鲜（NRC，1996）。 山羊维生素E需要量的推荐量定为5~100IU/日（据Kessler资料，1991）。 毒性 迄今尚无反刍动物维生素E中毒报道。维生素E是各种维生素中毒性最低 的一种，部分原因是其相对低的吸收率。据大鼠的实验数据，维生素E的耐受上限为每天75IU/kgBW（NRC，1987）。 四. 维生素K（VitaminK） 维生素K是一组具有抗出血作用含有2-甲基-1，4萘醌的化合物总称。1929年Dam在研究胆固醇生物合成时发现低脂纯合日粮饲喂的雏鸡发生出血性综 合症。经过一系列研究之后，于1935年提出在鸡饲料中存在一种能抗出血的脂 溶性维生素，并按凝血（Koagulation）的字首命名为维生素K。 天然存在的维生素K可分为K（叶绿醌）和K（甲基萘醌）两种，前者12 来自植物；后者则存在于微生物的发酵产物中。人工合成的维生素K称为 K（甲萘醌），结构比较简单。与K、K不同，维生素K盐类能溶于水。 3123 维生素K化学结构 1 来源 广泛存在于青绿多叶饲料中的叶绿醌和瘤胃细菌合成的大量甲基萘醌是反 刍动物维生素K的主要来源，并足以满足机体对维生素K的需要。 吸收与代谢 在胆汁和胰液存在的条件下，肠道中形成的乳糜微粒与叶绿醌和甲基萘醌 结合后进入淋巴，淋巴系统是维生素K在肠道中吸收的主要运输系统。影响脂 肪吸收的障碍均能影响维生素K的吸收，不同形式的维生素K以不同的方式吸收，叶绿醌需依靠一个耗能过程在小肠起始部位主动吸收，而甲基萘醌则是被 动吸收过程。动物组织中的维生素K形式为甲基萘醌，表明在代谢中甲基萘醌 是维生素K的活性形式。 维生素K的主要存贮部位是肝脏、皮肤及肌肉。氧化并缩短碳链的维生素 K衍生物形成γ-内酯，并以葡萄糖苷酸的形式排出。 功能 维生素K是维持动物凝血所必需，凝血酶原（因子?）和血浆凝血因子?、 ?、?的合成都依赖于维生素K。上述4种凝血蛋白在肝脏中合成无活性前体， 通过维生素K作用转化成具有生物活性的蛋白。体外系统在皮肤及组织损伤时 以及体内系统的表面接触分别剌激组织及血浆释放出促凝血酶原激酶，通过 Ca ++及各种因子使血液中的凝血酶原变成凝血酶，凝血酶能促进可溶性纤维蛋 白向不溶性纤维蛋白转化，达到凝血目的。 研究维生素K的凝血机制发现，在凝血因子中含有γ-羧基谷氨的残基。非活性的维生素K前体蛋白转变成生物活性形式，需将其中的谷氨酸残基羧化， 羧化使凝血因子参与特异性蛋白一Ca++一磷脂的互作反应，发挥凝血因子的生物学作用。 此外，已发现γ-羧基谷氨酸残基存在于骨骼、肺、肾、脾、皮肤等器官组 织中，从属于维生素K的羧化酶系统除了与凝血作用有关外，尚与骨的形成有 关。在皮肤中存在一种依赖于维生素K的羧化酶参与皮肤形成过程中钙的代谢。 缺乏症 反刍动物维生素K缺乏症极少发生，仅有报道采食霉变草木樨及三叶草时 出现维生素K缺乏症（NRC，1989）。在草木樨中所含的香豆素被霉菌污染后 产生一种毒性很强的双香豆素（dicumarol），其结构式如下： 双香豆素是真菌代谢产物，能降低血浆凝血因子?、?和凝血酶原水平。 一旦这类物质达到一定浓度，凝血酶原在肝内合成即被抑制。有关双香豆素抗 维生素K的机制，有研究者认为是在凝血酶原合成中与有关的酶和在合成中的 蛋白质存在相互竞争的结果；也有人认为在动力学上不可能发生竞争，而更可 能是在分子结构上产生的影响。 牛、绵羊等反刍动物对双香豆素敏感。Yamini等（1995）的研究指出，黑白花品种犊牛饲喂含18mg/kg双香豆素草木樨，经两周或两同以上即可出现中 毒症状，早期症状为僵直或跛行、组织血肿。长期饲喂可造成出血无法控制。 由于双香豆素能穿过家畜胎盘屏障，因此，对新生仔畜产生不利影响。 毒性 天然维生素K在高剂量摄取时，并无毒性反映，而合成的甲萘醌有一定毒 性，对实验动物甲萘醌的安全上限为其需要量的1000倍（NRC，1987）。 水溶性维生素包括许多不同种类的化合物，包括B族维生素、维生素C和 胆碱，很多水溶性维生素或作为辅酶，或作为辅酶的构成物参与机体内的重要 代谢。反刍动物瘤胃微生物能合成大部分水溶性维生素（硫胺素、核黄素、吡 哆醇、烟酸、叶酸、泛酸、生物素和维生素B），并能在体组织中合成维生素12 C。在常用饲料中，大多数水溶性维生素含量均较高，正常健康的反刍动物极 少会发生水溶性维生素缺乏症。至今成年反刍动物对大部分水溶性维生素的瘤 胃合成、生物利用率以及需要量的研究很少。在高产、应激等特殊情况下，有 可能瘤胃微生物不能合成足够的维生素B，对瘤胃机能尚未发育好的犊牛、羔 羊采食人工合成饲粮时易发生B族维生素缺乏症。 一. 硫胺素（Thiamin，B） 1 硫胺素是人类最早发现的一种维生素。1897年Eijkman的实验发现鸡饲喂精米出现的多发性神经炎与人的脚气病症状类似，并能用来糠治愈。1911年，Funk用米糠的抽提浓缩液治愈鸽的多发性神经炎。1932年维生素B在酵母中1 被分离提纯，随后即确定了硫胺素的化学结构并合成了硫胺素。 硫胺素分子中含有嘧啶环和塞唑环，是一种嘧啶的衍生物。工业合成的盐 酸硫胺素为无色结晶，易溶于水，在弱酸溶液中稳定，而在中性或碱性溶液中 易氧化失去其生物活性，硫胺素的化学结构如下： 来源 饲料中硫胺素含量较丰富的有谷物、谷物副产品、豆粕及啤酒酵母等，多 叶青饲料中硫胺素含量也较丰富。玉米中硫胺素含量约为0.34mg/100g，大麦中约为0.35mg/100g，大豆中可达0.79mg/100g。每天成年牛瘤胃合成的硫胺素 在28~72mg之间，等于或超过从日粮中摄取量（Breves等，1981）。 代谢 硫胺素主要在十二指肠吸收，高浓度时以被动扩散为主；低浓度时则以主 动转运方式。吸收机制尚不十分清楚。已知Na+的正常浓度和ATP酶的正常活性为吸收过程所必需。反刍动物瘤胃能吸收游离的硫胺素，但不能吸收结合状 态的或微生物中的硫胺素（McDowell,1989）。 硫胺素进入组织细胞后即被磷酸化而成为磷酸酯，硫胺素的磷酸化主要在 肝脏中进行，经硫胺素激酶催化，在ATP及Mg2+存在的条件下转化成硫胺素 焦磷酸（TTP），体内硫胺素总量约80%为TPP。TPP经TPP-ATP磷酰转移酶催化，与ATP形成硫胺素三磷酸（TTP）。硫胺素焦磷酸酶催化TTP的水解而形成硫胺素一磷酸（TMP）。 硫胺素在体组织中贮存很少，当大量摄入硫胺素后，吸收减少，排泄量增 加。排泄的主要途径为粪和尿，少量亦可通过泌汗排出体外。 功能 TPP与体内多种催化酶的作用有关。α-酮酸的氧化脱羧需α-酮酸的脱氢酶的催化，而该酶复合体由TPP依赖性丙酮酸脱氢酶、二氢硫辛酸转乙酰基酶 及黄素腺嘌呤二核苷酸（FAD）依赖性二氢硫辛酸转乙酰基酶组成。 在线粒体中的三种酶促反应需α-酮酸脱氢酶复合体的催化： 丙酮酸丙酮酸脱氢酶,,,,,,乙酰COA； ,,酮戊二酸脱氢酶α-酮戊二酸,,,,,,, 琥珀酸COA； 支链脱氢酶支链α-酮酸,,,,,支链氨基酸衍生物。 上述过程为动物体内碳水化合物与脂类代谢所必需。在戊糖磷酸代谢途径 中需TPP依赖酶（转酮酶）的配合，对机体的氧化供能，核酸代谢中戊糖及脂 肪酸合成中NADPH的提供具有重要意义。 硫胺素有酶以外的作用，TPP浓集于神经元细胞内，与神经系统的能量代 谢、神经递质、神经冲动以及神经细胞膜中脂肪酸和胆固醇合成有关。硫胺素 缺乏常会引起中枢和外周神经的病理变化，中枢神经系统紊乱。 缺乏症 饲料中存在或瘤胃异常发酵过程中产生硫胺素酶，如采食含有硫胺素酶的 蕨类植物和一些生鱼，饲喂硫酸盐含量很高的日粮或能引起瘤胃pH值迅速下降的因素，如大量饲喂精料，均可能发生硫胺素缺乏症。 最常见的硫胺素缺乏症为脑灰质软化（PEM），大脑两半球出现坏死性病 理变化。症状包括厌食、共济失调、角弓反张、肌肉震颤（特别是头部）等神 经症状以及严重腹泻。该病多发生于犊牛、羔羊、青年绵羊及2~7月龄山羊，如不及时治疗，死亡率高。病畜发生PEM时，血液中乳酸和丙酮酸显著增加， 转酮酶活性下降，并常据此作出诊断。 需要量 成年反刍动物虽然饲料中硫胺素在瘤胃中约有48%被破坏，但通过瘤胃的 饲料来源的硫胺素以及瘤胃微生物合成的硫胺素足够满足动物代谢所需（Zinn等，1978）。犊牛代用乳中硫胺素的浓度，NRC（2001）建议为6.5mg/kgDM。在断奶及采食干饲料后，则不需在日粮中进行补充。 二. 核黄素（Riboflavin,B） 2 对核黄素的研究，始于1916年McCollum等提出“水溶性B”后，在30年代初分别由许多研究者从蛋黄、牛奶和酵母等食物中分离出核黄素，并在 1935年由Kuhn等研究人员人工合成。 核黄素由一个异咯嗪环和核糖醇组成，在酸性和中性溶液中稳定，但易被 碱破坏，在光线特别是紫外光照射下可发生不可逆的分解。其化学结构如下： 来源 多叶青绿植物、牧草中富含核黄素，酵母是核黄素最有效的天然饲料来源， 干啤酵母中含量达35mg/kg，苜蓿草粉中约含11~13mg/kg。常用饼粕类饲料约含3~5mg/kg。禾谷类籽实及其副产品中含量很低，仅约1~2mg/kg，但饲料中的核黄素在瘤胃中几乎100%被破坏。反刍动物核黄素的来源主要来自瘤胃微 生物的合成。 代谢 动物体内的核黄素以游离核黄素、核黄素5′-磷酸（FMP，旧称FMN）及黄素腺嘌呤二核苷酸（FAD）等三种主要存在形式。在肠道内，磷酸化的核黄 素在肠道的特殊部位被主动吸收，高剂量时亦可能以被动形式吸收。核黄素在 体内与ATP相作用转化为FMP，再经ATP的磷酸化成为FAD，作为多种酶的辅酶，具有生理活性，并在代谢中发挥重要作用。 核黄素主要以辅酶（特别是FAD）形式贮存于体内，肝、肾及心脏中核黄 素贮存量最多，而肝是主要贮存器官。由雌激素诱导的黄素结合蛋白（RFBP）有利于核黄素贮存，妊娠特异性RFBP能使核黄素易于穿过胎盘，以保证胎儿 获得足够的核黄素。甲状腺皮质激素促进肝脏和肾脏中FMP的合成。此外甲状腺素能提高核黄素激酶的活性，促使FMP的合成增加。 核黄素主要从尿中排出，少量从粪便及汗中排出。进入小肠的核黄素越多， 其在体内的周转越快。 功能 核黄素的氧化还原功能最为明显。FAD和FMP与酶蛋白一起形成黄素蛋白，参与氧化还原反应，氧化基质，产生能量（ATP）。 缺乏核黄素的实验动物肝线粒体中氧化脂肪酸的酰基CoA脱氢酶的活性显著下降，脂肪酸氧化受阻，包括辛二酸等大量二羧有机酸从尿中排出。脱氢 酶活性的降低，也使肝脏和血浆中的亚油酸等不饱和脂肪酸浓度明显下降。核 黄素的缺乏，使FAD依赖酶谷胱甘肽还原酶活性降低，减少还原型谷胱甘肽的 形成，使细胞膜脂质过氧化。 存在于实验动物红细胞中的谷胱甘肽还原酶的活性亦可因核黄素的缺乏而 下降，从而使红细胞生活周期缩短。 此外，黄素酶对多种维生素形成辅酶也必不可少。如生物合成尼克酸的辅 酶（从色氨酸转变）这一过程需要依赖FAD的犬尿酸羟化酶；催化从5′-磷酸 基的吡哆醇成为吡哆醛5′-磷酸辅酶，必须由FMN作用的氧化酶；催化维生素C生物合成的最后反应需辅基为FAD的古洛糖酸氧化酶；类似的还有叶酸 与维生素B 的代谢亦需FAD的作用。故核黄素是机体代谢不可缺的维生素。 12 缺乏症 幼龄草食动物有可能发生，表现症状为口腔粘膜充血、口角发炎、流涎、 流泪以及厌食、腹泻及生长不良等非特异症状。 需要量 已经确定反刍动物日粮中不需添加核黄素。体组织所需核黄素完全可以通 过瘤胃微生物合成提供。瘤胃合成的核黄素量为饲料中摄入量的148%，小肠 表观吸收率平均为23%（Miller等，1986）。阉牛日粮中的精料比例不影响瘤胃 核黄素的合成及向小肠的流量。估计1kg可消化有机物从瘤胃流出的核黄素量 为15.2mg，小肠的净吸收率可达25%（Zinn等，1987）。 犊牛代用乳中建议添加核黄素6.5mg/kgDM。（NRC 2001）。 三. 烟酸（Niacin） 早在1867年，德国科学家即已合成了烟酸，1912年Funk又从米糠及酵母浓缩液中提取出了烟酸。直至1937年Elvehjem发现烟酸可治疗动物的癞皮病。上世纪60年代，Carlson等的研究发现烟酸对小白鼠具有抗脂肪降解作用，之 后又发现对瘤胃发酵有一定影响。近一些年来，烟酸对反刍动物，特别是对高 产奶牛生产性能的影响进行了较多的研究。 烟酸是具有烟酸生物学活性的吡啶3-羧酸衍生物的总称。在动物体内，烟 酸易于转变或具有生物活性的烟酰胺。烟酸结构简单，性质稳定，不易被光、 空气、热及酸碱破坏。化学结构如下： 烟酸 烟酰胺 来源 烟酸广泛分布于谷类籽实及其副产品和蛋白质饲料中，大部分牧草中也含 有烟酸。饲料中烟酸的含量受收获季节、品种及贮存条件等影响而有很大的差 异，如玉米中含烟酸为20~30mg/kg，大麦为40~60mg/kg，小麦为34~65mg/kg。 反刍动物瘤胃中能合成大量烟酸，但烟酸在瘤胃内的动态降解过程尚不清楚。 代谢 口服烟酸或烟酰胺常以原来的结构被小肠吸收。烟酸能否由瘤胃吸收直接 进入血液，研究结果不尽一致，但对瘤胃壁的渗透性研究证明烟酸能从瘤胃内 直接吸收进入血液，一般认为它的吸收量较少，主要由于大部分烟酸与微生物 结合在一起，在瘤胃上清液中仅含3~7%的烟酸。瘤胃对烟酸和烟酰胺的吸收 速度不同，烟酰胺的吸收速度要快于烟酸（Erickson等，1990）。烟酸的吸收主要通过小肠上段。进入血液后的烟酸可转变为烟酰胺，进而合成烟酰胺腺嘌呤 二核苷酸（NAD，辅酶I），NAD经ATP磷酸化成为烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷 酸（NADP，辅酶?）。 烟酸以辅酶形式存在于所有组织中，以肝脏中的浓度最高。摄入的烟酸以 两种辅酶，烟尿酸，N′-甲基烟酰胺及2-吡咯酮等衍生物排出。过量摄入的烟 酸大部分从尿中排出。与其他维生素相似，烟酸亦可随乳汁分泌。 肝脏的烟酰胺对动物血清烟酰胺起调节作用（Bernofsky,1980）。当动物饥饿时，可通过肝脏中的NAD糖元水解酶的作用将NAD水解成烟酰胺和腺苷二磷酸核苷，以维持血清中烟酰胺水平。 功能 在动物体内，NAD和NADP是许多脱氢酶的专一性辅酶，在组织活细胞 内起传递氢的作用。NAD与NADP差不多参与所有细胞内的呼吸机制，参与 从糖酵解产物的氢逐步转给黄素单核苷酸，并在其他专一性酶的协助下，将氢 传递给细胞色素，最后将氢递给氧而形成水，在动物的能量代谢中具有重要作 用。 烟酸与脂肪代谢关系的研究是基于其能降低血脂的病理功能。早期研究发 现，用100~400倍需要量的烟酸补饲患亚临床酮病泌乳母牛后，血浆中酮体和 游离脂肪酸浓变下降，经3周后症状消失，血液代谢物和食欲恢复正常 （Waterman等，1972）。NRC（2001）补饲烟酸的14个试验结果，尚不能肯定烟酸的常规使用可降低与脂肪相关的代谢紊乱（如酮病、脂肪肝）的产生。 Shields等（1983）认为烟酸能促进瘤胃微生物蛋白合成，但目前尚无确切 结论，Zinn等（1987）将烟酸与其他B族维生素一起补饲 围栏肥育犊牛以及Doreau等（1996）用烟酸补饲泌乳牛时，发现对到达小肠的微生物流量并无影响。 对反刍动物生产性能包括生长、泌乳以及乳成分等的影响，试验结果不一。 有正效应，也有负效应的报道，一些研究认为补饲烟酸对生产性能无显著 影响。 缺乏症 由于烟酸对皮肤，粘膜代谢和神经功能的重要作用。因此缺乏烟酸时，由 于影响粘膜代谢，临床上可产生腹泻及皮肤角质化。采食缺乏烟酸的犊牛，在 48小时内会发生腹泻（Hopper等，1955）。口服（6mg/头、日）或注射（10mg/ 头、日）烟酸后的第二天，病情即可好转。 需要量 反刍动物对烟酸的需要量仍未确定。饲喂代用乳的犊牛需补充烟酸，NRC（2001）推荐代用乳中烟酸的量应达到10mg/kgDM。 四. 生物素（Biotin） 从上世纪30年代在熟鸭蛋蛋黄中分离出一种酵母生长必需因子并命名为 生物素后，40年代初欧美学者分别确定了生物素的结构。1944年Harris等完成了化学合成。上世纪60年代后期，不断发现单胃动物的生物素缺乏症，从而引 起了对生物素研究的重视。 生物素是一个具有脲基环的环状分子，分子结构中含有一个硫原子和一条 戊酸的侧链，结构比较简单。现知生物素有8种立体异构体，但具有维生素生 物活性仅α-生物素一种。生物素对热稳定，常规条件下不受酸碱作用分解。 生物素化学结构 来源 大多数绿叶植物均含有较多生物素。酵母中的生物素可达200μg/100g， 但谷类籽实中含量较低。天然饲料中的生物素有与羧基酶等结合的与游离的两 种形式。饲料中的生物素即使同一品种，其差异亦很大。 正常情况下，瘤胃微生物能合成生物素。Briggs等（1964）研究结果发现，过滤的瘤胃液中生物素含量超过9μg / L。 代谢 进入肠道的生物素经生物素酶的分解形成游离型生物素，并经肠粘膜上皮 细胞主动运转吸收。吸收后的生物素进入门脉循环。动物的体细胞中均有生物 素存在，各种组织中以肝脏和肾脏中的含量较多。哺乳动物通常不能降解生物 素分子的环，大部分在线粒体中通过侧链的β-氧化降解为双降生物素和吸收了 高于贮存量的生物素一起，从尿中排出。至于未被吸收的生物素以及肠道远端 由微生物合成的生物素，因大肠并无吸收机能，则主要从粪中排出。 功能 生物素是参与机体代谢羧化反应的许多酶的辅因子，其中包括乙酰CoA羧 化酶、丙酰CoA羧化酶、丙酮酸羧化酶及β-甲基巴豆酰CoA羧化酶等。在碳水化合物、脂肪及蛋白质代谢中均需生物素酶参与。 在碳水化合物代谢中，生物素酶完成羧化和脱羧反应。这些反应包括丙酮 酸向乙酰草酸的可逆转化；苹果酸转化成为丙酮酸；琥珀酸和丙酸的相互转化； 草酰琥珀酸转化成α-酮戊二酸以及脱羧作用的其他反应。 在脂肪代谢中，乙酰CoA羧化酶催化乙酰CoA的羧化，其前体为丙二酰CoA，这一化合物的作用能使脂肪酸链延长，随后由细胞多酶复合体和脂肪酸 合成酶将丙二酰CoA合成棕榈酸。生物素也是合成长链不饱和脂肪酸的必需因 素，并与胆固醇的代谢有关。 在蛋白质代谢中，蛋白质合成、氨基酸脱氨及氨基甲酰转移中生物素均具 有重要作用，并为多种氨基酸转移脱羧所必需。 缺乏症 单胃动物因生物素缺乏常见皮肤炎症，蹄损伤等症状。犊牛缺乏生物素时 后肢瘫痪（Wiese,1946）。有关成年反刍动物生物素缺乏症尚无资料。NRC（2001） 引用未发表的流行病学资料表明，血清中生物素含量与奶牛临床跛足的发病率 呈负相关。长期的生产试验发现，奶牛日粮中添加20mg/日生物素，经统计分析，可显著改善蹄的健康。 需要量 目前尚无确定反刍动物生物素需要量的依据。饲料中的生物素已证明不会 在瘤胃中被大量代谢，增加日粮中生物素的含量可增加牛血清和奶中生物素含 量（NRC，2001）。犊牛代用乳中NRC建议生物素浓度应达到0.1mg/kgDM。 五. 泛酸（Pantothenic acid） 1930年由Norris等首次报道了鸡的泛酸缺乏症。1933年间已发现泛酸是酵母生长所需的因子，并可治愈鸡的皮炎。随后测定了这种维生素的许多性质。 由于这种维生素在自然界分布广泛，故取名为泛酸。1940年泛酸由三个不同的实验室分别独立合成。 泛酸是由α，γ-二羟-β，β-二甲基丁酸与β-丙氨酸用肽链连结而成的一种化合物。在中性溶液中对温热、氧化及还原均较稳定，但酸、碱和干热可使 其分解为β一丙氨酸和其他氧化物。 商业上作为饲料添加剂均使用泛酸钙。化学合成法生产的有d-泛酸钙和d1- 泛酸钙两种类型。泛酸钙在碱性溶液中不稳定，高温、酸及金属盐类亦可使其 效价降低。泛酸化学结构如下； 来源 泛酸广泛分布于各种动植物性饲料中。绿色植物、酵母、糠麸、苜蓿干草 等饲料中含量丰富，禾谷类籽实料中含量略少。如糠麸中的泛酸含量在 25~33mg/kgDM，豆粕中含18.2mg/kgDM，而玉米籽实中仅含6.6mg/kgDM。 成年反刍动物瘤胃中可合成大量泛酸，瘤胃微生物合成的泛酸量比动物从 饲料中获得的泛酸量约高20~30倍。肉用犊牛每采食1kg可消化有机物泛酸的 微生物净合成量为2.2mg/日，估计饲料中约78%的泛酸在瘤胃中被降解（Zinn等，1978）。 代谢 通常游离型的泛酸在肠道中以被动扩散形式吸收，在体组织中泛酸被转化 成辅酶A及其他化合物。被吸收的泛酸主要从尿中排出。动物摄入过量泛酸后 能迅速从尿中排出。存在于红细胞中的泛酸主要以辅酶A的形式，而血清中仅 有游离泛酸。泛酸在动物体内似乎不能贮存。 功能 泛酸的重要功能是以乙酰辅酸A（CoA）的形式参与机体内的代谢过程。 辅酶A的合成涉及以下过程：泛酸?4′磷酸泛酸?4′磷酸泛酰半胱氨酸?4′磷酸泛酰巯基乙胺?二磷酸辅酶A?辅酶A。辅酶A是脂肪氧化、氨基酸分解、 乙酰胆碱合成等代谢中几个关键反应所必需。在肝脏内乙酰辅酶A可形成β-羟基-β甲基谷酰辅酶A，它是胆固醇以及其他固醇的前体。泛酸也可剌激抗体 合成，担高动物对病原体的抗病力。泛酸缺乏时，抗体浓度下降。 缺乏症 实验性泛酸缺乏症犊牛出现的临床症状是厌食、生长缓慢、皮毛粗糙、皮 炎及腹泻。最典型症状是眼和口鼻四周有鳞状皮炎。 需要量 成年反刍动物日粮中不需补充泛酸，瘤胃微生物所合成的泛酸能充分满足 代谢所需。Cole等（1982）在奶牛日粮中添加5~10倍理论需要量的泛酸，未 发现能改善奶牛生产性能。犊牛代用乳中建议泛酸浓度应达到13.0mg/kgDM。 六. 叶酸（Folacin, Folic acid） 从上世纪30年代初发现用酵母浓缩提取物可治疗孕妇热带巨红细胞性贫 血症后，经过大量研究，于1941年从菠菜、酵母及肝中被分离出，并命名为叶酸。 叶酸是一组同类化合物的通用名称，它的相应化合物具有不同的叶酸生物 活性。叶酸（蝶酰谷氨酸）由蝶啶环、对氨基苯甲酸和谷氨酸三部分组成。叶 酸的相应化合物包括四氢叶酸、5-甲酰四氢叶酸、10-甲酰四氢叶酸和5-甲基四 氢叶酸。 叶酸化学结构 叶酸在体内的主要形式为四氢叶酸（FH），5-甲基FH则为其主要贮存形44 式。 叶酸在中性和碱性溶液中对热稳定，但对光敏感，酸性溶液中不稳定，并 能被氧化剂及还原剂破坏。 来源 叶酸广泛存在于植物绿叶中，绿色植物含叶酸丰富，豆类及一些动物性饲 料亦是叶酸良好来源。谷和中含叶酸较少。天然物质中大部分叶酸在其单个谷 氨酸部分与两个以上谷氨酸基以γ-谷氨酰键连结，以结合形式存在，游离叶酸 数量有限。瘤胃机能完善的反刍动物可以合成动物所需的叶酸。 代谢 天然存在的叶酸主要以多谷氨酸形式。在肠粘膜细胞吸收前，需经叶酸结 合酶的水解，长链谷氨酸叶酸经水解为蝶酰单谷氨酸后才被吸收。估计在肠粘 膜细胞表面的刷状缘上有一种对叶酸吸收的特异机制。在门静脉循环内，大多 数叶酸是以5-甲基FH的形式存在。对绝大多数动物，叶酸的转运需要具有底4 物特异性的叶酸结合蛋白。哺乳动物的肝脏、肾脏、小肠刷状缘膜、粒性白细 胞及血清中均发现叶酸结合蛋白。 叶酸以辅酶和四氢叶酸的多谷氨酸形式广泛分布于动物组织中。肝脏中叶 酸的含量较高，与骨髓一起均是叶酸转化为5-甲基酰FH的主要场所。叶酸可4 以通过粪、尿和汗液排出，对汗腺不发达的反刍动物，则主要通过粪尿排出。 血浆中的5-甲基FH被输送到肝脏以外的组织脱去甲基后返回肝脏，部分随胆4 汁排入肠道而被重吸收。因此，血浆正常叶酸水平的维持有赖于肝肠循环。 功能 叶酸以辅酸形式为一碳单位的载体（包括-CHO、-CH=NH、-CH?CH、3 ＞CH等），故对于甲基的转移以及甲酸基及甲醛的利用均十分重要；甲酰FH24引导嘌呤核的C-2及C-8进行腺嘌呤核苷酸的合成；也参与胸腺嘧啶C-5位甲基的合成及肌苷-5-磷酸的合成；作用于氨基酸的互变，如组氨酸的分解代谢而 成谷氨酸，丝氨酸转变为甘氨酸，同型半胱氨酸转变为蛋氨酸等，可见叶酸在 蛋白质合成中的作用非常重要。 叶酸可能是免疫系统正常功能所必需。曾发现缺乏叶酸的大鼠免疫功能受 到严重影响。可能是嘌呤和嘧啶合成受阻而影响DNA的合成，从而影响免疫 细胞的分裂。 叶酸对反刍动物生产性能的影响，Girard等（1995，1998）从妊娠45天到分娩后6周内，每周给奶牛注射160mg叶酸有助于提高初产母牛和经产母牛泌 乳中后期的乳产量和乳蛋白含量，但经产母牛乳蛋白含量仅在泌乳前6周有所提高。随后的研究，以0.2mg/kgBW或4 mg/kgBW的叶酸饲喂经产牛时，泌乳 前200天的产量呈线性上升，但对头胎牛无效。分析认为，产奶量的上升可能 与叶酸的直接作用或与节省蛋氨酸的间接效应有关。 缺乏症 对于幼龄反刍动物，由于大多数饲料均含叶酸，故不易发生缺乏症。用纯 合日粮诱发的羔羊叶酸缺乏症的特征是白细胞减少，并发生肺炎及腹泻。 需要量 至今尚无充分数据能确定反刍动物叶酸的需要量。对幼龄反刍动物有可能 出现叶酸缺乏，对10日龄到16周龄犊牛每周肌注40mg叶酸在断奶后5周内（7~12周龄）的日增重可提高8%，同时提高了血清叶酸浓度，血球及细胞压 积（Dumoulin等，1991）。NRC（2001）推荐犊牛代用乳中叶酸的浓度应达到 0.5mg/kgDM.。 七. 维生素B（Vitamin B） 1212 恶性贫血症虽然在历史上早有记载，但直到1948年人类才发现维生素B，12 是B族维生素中发现最晚的一种，维生素B的结构1964年由Hodgkin等用X12 射线衍射法确定。维生素B是一类含有钴的类钴啉（corrinoid），是一种含有12 三价钴的多环化合物，以咕啉核为中心，是维生素B的核心部分。维生素B1212的化学名为α-（5，6二甲基苯丙咪唑）-钴胺酰胺-氰化物，亦称氰钴胺素 （cyanocobalamin）。其化学结构是所有维生素中最复杂的一种。 维生素B化学结构 12 在动物体内，氰钴胺素的氰离子可分别被羟基、甲基和5′-脱氧腺苷等不同的离子取代而形成羟钴胺素、甲钴胺素和5′-脱氧腺苷钴胺素，后两种形式 的维生素B在动物体内代谢中起辅酶的作用。 12 维生素B可被氧化剂和还原剂、醛类、抗坏血酸、二价铁盐等破坏，在12 pH为4.5~5的水溶液中最稳定。 来源 自然界维生素B主要来自许多细菌和放线菌类的合成。植物性饲料不含12 维生素B，曾报道高等植物中含有微量维生素B，有可能是土壤微生物合成1212 后为植物吸收所致。动物肝和肾中维生素B含量丰富。反刍动物器官中的维12 生素B含量高于大多数非反刍动物，如牛肝中的含量可达到275~570μg/kg。12 成年牛每日从粪中排出2200μg，犊牛亦可排出450μg。反刍动物维生素B12 的主要给源来自瘤胃微生物合成。 代谢 反刍动物通过摄取Co元素在瘤胃中由微生物合成维生素B。维生素B1212 与胃壁细胞分泌的糖蛋白（内因子）结合成结合体沿消化道下移至回肠，进一 步与钙离子结合，进入回肠粘膜的刷状缘。在肠道粘膜中所含的一种特殊释放 酶的作用下，维生素B与钙离子分离，并被肠粘膜吸收。 12 到达血液后，维生素B与运载钴氨素?、?、?（TC?、TC?、TC?）12 结合。TC?和TC?为糖蛋白；而TC?为纯蛋白。在肝脏中合成的TC?主要作用是运载及输送B，在活体内仅有很少B与其结合，因TC?将B运到121212 组织后，能很快被降解。TC?可能和将B再次运入肝有关。 12 机体摄取的维生素B超过需要量时，剩余部分主要贮存于肝脏、肌肉、12 皮肤及骨骼中。正常情况下，尿中排出很少。血浆中与维生素B有关的蛋白12 结合能力下降时，可见游离的维生素B通过尿液和胆汁排出。从胆汁排出的12 维生素B大部分在回肠可被重吸收。 12 功能 维生素B是异构酶、脱水酶和蛋氨酸合成有关酶类的辅酶。维生素B1212 是甲基丙二酰辅酶A异构酶的构成部分，催化甲基丙二酰辅酶A转化成琥珀酰辅酶A，后者进一步转化成琥珀酸进入三羧酸循环。 维生素B参与代谢过程中的甲基转移，含维生素B的酶能将甲基叶酸分1212 子上的甲基移去，使四氢叶酸得到再生，从而形成5，10-亚甲四氢叶酸，它是 合成胸腺嘧啶脱氧核苷酸的必需因子。维生素B缺乏时，叶酸以甲基叶酸的12 形式而在代谢中无法参加反应。因此，叶酸的缺乏与维生素B的缺乏不易区12 别。在从同型半胱氨酸合成蛋氨酸的过程中，转化反应的甲基来自叶酸，而转 化反应则由维生素B依赖酶（5-甲基四氢叶酸一同型半胱氨酸甲基转移酶）12 催化。 维生素B是机体造血机能处于正常状态的必需因子，能促进红细胞的发12 育和成熟，促进DNA及蛋白质的生物合成效率高于叶酸数万倍。由于维生素 B能促进诸如蛋氨酸和谷氨酸等氨基酸生物合成，也能促进核酸的生物合成，12 故对幼龄动物的生长具有重要作用。 缺乏症 反刍动物瘤胃微生物虽具有合成足够数量维生素B的能力，但饲喂缺钴12 日粮时仍可诱发维生素B的缺乏症。牛和绵羊表现为食欲减退、消瘦和贫血，12 Elliot（1966）认为，产奶母牛常见的酮病，可能是维生素B代谢性缺乏而引12 起丙酸代谢异常所致。研究表明，当奶牛饲喂高谷物日粮时，维生素B不足12 与低乳脂综合症有关（Frolish等，1977）。，与饲喂高精料日粮相比，饲喂高粗 料和放牧时的瘤胃维生素B活性更强。犊牛饲以不含维生素B的代用乳时，1212 表现生长停滞和神经疾病以及运动失调。 需要量 当反刍动物日粮中存在足量钴时，瘤胃合成的维生素B可以充分满足机12 体代谢需要。白山羊日粮中添加钴对瘤胃微生物合成维生素B的研究表明，12 瘤胃微生物合成维生素B的量与补钴量有较高的相关性（何瑞国等，2000）。 12 ARC（1988）引用Smith等（1970）的研究，绵羊饲喂高粗料日粮并提供 足够的钴时，每日可合成维生素B400~700μg，虽然体内合成的维生素B1212 在小肠中的吸收量不高于5%，即日吸收量可达20~30μg，超过动物的需要。据Marston（1970）测定，绵羊日需维生素B约0.3μg/kgBW。 12 犊牛代用乳中维生素B的浓度，需达到0.07mg/kgDM（NRC，2001）。 12 八. 维生素C（Ascorbic acid） 维生素C，即抗坏血酸，在大量的历史记载中，人类早已发现由于缺少某 种营养素而引起全身性出血的一种疾病。20世初叶已发现用某些植物或其浸液 可以预防及治愈此种称为坏血病的疾病。1931年由几个研究小组从柠檬中分离 出具有抗坏血酸活性的物质，1933年确定了维生素C的结构并在同年完成人工 合成。 动物体内的维生素C存在两种形式，还原型抗坏血酸（L-抗坏血酸）和氧化型坏血酸（脱氢抗坏血酸）。L-抗坏血酸能可逆地氧化成脱氢抗坏血酸，两者 均为维生素C的活性形式，对预防坏血病具有同等作用，化学结构如下： L-抗坏血酸 脱氢抗坏血酸 来源 大多数口服维生素C均在瘤胃中破坏。反刍动物所需的维生素C主要来自体内肝脏中的内源合成。在机体内由D-葡萄糖?D-葡萄糖醛酸?L-古洛糖酸?α-酮-L-古洛糖酸内酯?L-抗坏血酸。有些动物如灵长类不能在体内合成L-抗坏血酸，是因为体内缺少L-古洛糖酸内酯氧化酶，不能完成上述反应中的最后 一步。 代谢 L-抗坏血酸在代谢中失去2个电子后变成L-脱氢抗坏血酸，后者不可逆的 水解成2，3-二氧-L葡萄糖，随后进一步降解为CO 和五碳单位（如L-木糖酸2 和L-木糖），也能降解为四碳单位（如L-苏糖酸）和草酸。代谢终产物从尿中 排出。 功能 维生素C与其他水溶性B族维生素不同处在于它不具有辅酶的功能，而仅 有对其他酶系统的保护、调节、促进催化以及促进生物过程的作用。 维生素C是体内许多羟化反应所必需。在体内胶原形成过程中，维生素C 作用于赖氨酸和脯氨酸的羟化反应；作为还原剂，维生素C保护结缔组织，并 作为硫化物载体形成软骨素及硫酸皮肤素；用赖氨酸和蛋氨酸合成肉碱 （carnitine）的羟化反应中需维生素C参与，肉碱是心肌、骨骼肌的组成成分， 作为长链脂肪酸的载体，能使这些长链进入线粒体进行β-氧化，为细胞提供能量；含铜的多巴胺β-单氧化酶需维生素C作辅因子，羟化多巴胺侧链形成正肾 上腺素；在肝脏微粒体与网状内皮组织运作的细胞微粒体药物代谢系统，灭活 和代谢掉包括内分泌激素与致癌物质等多样底质，这个过程需通过羟化和去甲 基化使亲脂性物质增加其水溶性，以便从尿中排出，这一运作系统往往依赖抗 坏血酸的协同；维生素C也参与肝微粒体对胆固醇的羟化，通过胆酸排出胆固 醇。 L-抗坏血酸具有还原性和螯合特性，可促进金属离子（特别是铁离子）的 吸收，这种作用主要是被认为使铁处于亚铁状态或是成为可溶性的铁复合物。 由于维生素C易于被氧化还原，故在细胞的电子传递过程中起重要作用， 几乎所有的终端氧化酶（如抗坏血酸氧化酶、酚酶及过氧化物酶）均可直接催 化L-抗坏血酸的氧化。维生素C的还原特性可使维生素E和叶酸的稳定性加强，保护活性叶酸免从尿中排出，并使细胞膜界面上活性维生素E增多。 由于维生素C的抗氧化作用，已有许多研究关注维生素C对动物免疫功能的影响。如Roth等（1985）给阉牛皮下注射20mg/kgBW维生素C，与对照相比，可改善嗜中性细胞的功能。维生素C对机体免疫机能的影响有可能通过以 下几个途径：影响免疫细胞的吞噬作用；降低循环的糖皮质激素，改善应激状 态，而糖皮质激素是免疫抑制剂；刺激干扰素的产生，阻止病毒mRNA的翻译，免受病毒攻击。但有关反刍动物补充维生素C对机体免疫功能的影响尚缺少深 入研究。 需要量 反刍动物合成的内源维生素C能满足机体代谢所需。犊牛约在3周龄以后才能在体内合成维生素C，犊牛出生后所需的维生素C主要依靠母乳及生前体内的贮存。一些研究表明，给犊牛补充维生素C能产生有益作用，特别是在环 境应激条件下，可提高血浆中抗坏血酸的浓度。持续28天给绵羊口服维生素C 4g/日，可显著提高血浆中抗坏血酸含量（Hidiroglou,1997）。据至今研究所获结 果，NRC（2001）并不主张给成年牛或犊牛进行常规维生素C补充。 九. 胆碱（Choline） 1862年Streker将猪胆汁、油菜籽及卵磷脂等分离出的一种化合物，命名 为“胆碱”。1867年由Bayer等确定胆碱的结构，为β-羟乙基三甲胺羟化物。70年后，Best等证实胆碱是提纯卵磷脂的活性成分。体内大部分胆碱以磷脂形 式存在，仅有相对少量的游离胆碱或磷酸化的胆碱衍生物。 胆碱化学结构 来源 通常含脂肪的饲料均可提供一定量的胆碱。绿色植物、禾谷类籽实（除玉 米外）及其副产品以及饼粕料中均含有丰富的胆碱。 反刍动物可在肝脏中合成胆碱，丝氨酸在吡啶醛的作用下脱羧成为乙醇胺 并逐步甲基化成为胆碱。合成胆碱的甲基则由S-腺苷蛋氨酸转移而来。在日粮蛋白质的质与量都能满足的情况下，估计合成的胆碱可以满足代谢需要。 代谢功能 天然胆碱和日粮中补充胆碱在瘤胃中均能被大量降解，瘤胃微生物降解胆 碱生成乙醛和三甲胺，并最终生成甲烷（Neil等，1978）。因此，在反刍动物肠道中几乎没有可吸收的胆碱。 胆碱是卵磷脂和神经鞘磷脂等磷脂的构成成分，卵磷脂是动物细胞膜结构 的组分；作为神经鞘磷脂的前体，是另一类细胞膜即神经细胞膜的结构物质及 信号传递物质。胆碱具有抗脂肪肝效应，通过长链脂肪酸的磷酸化，以卵磷脂 形式被输送，或者提高脂肪酸在肝脏内的氧化利用，预防脂肪在肝脏中堆积。 胆碱是加速合成及释放乙酰胆碱这种重要的神经传递介质，从而影响动物 机体肌肉末梢血管扩张等的调控功能。胆碱是乙酰胆碱的前体，在胆碱乙酰酶 的作用下与乙酰CoA反应下合成，可被胆碱脂酶水解，胆碱脂酶是神经活动中 一种重要的酶。 胆碱是机体可变动的甲基的一部分，在甲基移换反应中起着供体的作用。 甲基可来自胆碱，亦可来自它的氧化产物甜菜碱。 缺乏症 大多数动物胆碱缺乏后的典型症状为脂肪肝。与其他动物出现的症状相似， 犊牛胆碱缺乏症状为肌肉无力，肝脏脂肪浸润以及肾出血。由于脂肪肝和酮病 有关，推测胆碱可用于预防和治疗酮病，但尚无直接证据证实这一推测 （Erdman,1992）。 需要量 反刍动物建议的胆碱需要量尚未确定。早期Johnson等（1951）用含15% 酪蛋白的代用乳饲喂一周龄犊牛时，出现明显的胆碱缺乏症，犊牛表现为呼吸 困难，不能站立。该试验估计代用乳中胆碱需要量为1733mg/kgDM。NRC（2001） 建议代用乳中胆碱的浓度应达到1000mg/kgDM。 (陆治年 编著) 参考文献 1. 柏加豹等．2001．维生素C的营养作用．中国饲料，（18）：21~23 2. 冯仰廉主编．2000．肉牛营养需要和饲养标准。中国农业大学出版社 3. 何瑞国等．2000．日粮中无机钴添加量对山羊瘤胃微生物VB合成及血清VB的影1212 响．动物营养学报，（12）：62 4. 何志谦．2000．人类营养学（第二版）。P．127~234人民出版社。 5. 全国畜牧兽医总站组编．2000．奶牛营养需要和饲养标准（修订第二版）．中国农业出 版社． 6. 史清河．2000．奶牛维生素营养研究进展．中国饲料，（10）：18~20 7. 宋志刚等．2001．维生素E免疫研究进展．中国饲料，（22）：30~31 8. 王和民，齐广海主编．1993．维生素营养研究进展P．9~147中国科学技术出版社． 9. 王镜岩，朱圣庚，徐长发主编．2002，生物化学（第二版）。P433~461高等教育出版社． 10. 王菊花等．1999．烟酸在反刍家畜饲养中的研究进展．动物营养学报，（11）：76~81 11. 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