不可忽视的氟元素
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      氟是动物生命活动的必需微量元素,也是有毒有害元素,缺乏或过量均会引起动物发病。

    1 氯的营养机制

  1.1  氟在机体中的分布   各种动物软组织中氟的浓度在正常情况下较低,且不随年龄而增加。除骨骼和牙齿外,任何组织都不具浓缩氟的作用。畜体内95%以上的氟集中于骨骼和牙齿。正常成年放牧动物,其全部脱脂干骨里氟的浓度是300~600 mg/kg之间,牙齿的氟浓度在200~550mg/kg之间(无脂干物质基础)。由于氟不易通过胎盘和乳腺屏障,故动物胚胎及新生幼畜的组织器官含氟量较母体低。正常牛乳中仅含 1~2 mg/kg氟(干物质基础)。与家畜相反,禽类若采食高氟日粮,其摄入之氟很易转移至蛋中,尤其是蛋黄中。采食正常含氟量日粮的母鸡,其蛋黄氟含量为0.8~0.9 mg/kg,若补饲2%磷酸盐矿石粉后,则氟可高达3 mg/kg。牙齿对血浆氟浓度变化非常敏感,当浓度达0.5 mg/kg时,牙齿会出现严重损害,尿中氟含量基本上能反映动物的日粮氟浓度。

  l.2  氯的代谢  饲料中的氟化物很易被胃肠吸收,小肠为氟吸收的主要部位,吸收的氟都是以氟离子的形式很快地分布于整个机体内。氟离子很易通过细胞膜,骨骼对氟的摄取主要决定于其生长活性。氟的排泄途径主要通过肾脏随尿排出,少量在汗和粪便中排出。

  1.3  氟的营养机理  氟在骨骼中的贮藏实质上是被组合进入羟基磷灰石的晶体中,但F-不能代替骨中的PO3-4,不过骨的氟化可使其中的碳酸盐降低,即F-可置换骨中的CO2-3,而有利于骨骼组织的成熟,提高骨骼硬度,防止骨骼空洞。氟对牙齿的形成也有类似作用。氟磷灰石结晶能取代牙齿形成期间一些正常贮存的羟基磷灰石结晶,氟还可以使由碳水化合物产生的酸性细菌酶失去活性,因此能保持牙齿健康及抑制牙齿表面酶和酸细菌的代谢过程。

    关于氟的其他功能,尤其是对动物生长方面的作用,最近有人用鼠进行了饲养研究,饲喂含氟0.04 mg/kg的饲料,发现添加氟可促进鼠的生长,还能降低钙在动物主动脉中的沉积。

2  氟与各种营养物质代谢的关系

  2.1  氟与水   水是生命之源,任何动物每天必需摄入一定量的水分。江河水含氟量在0.l~0.5mg/kg,地下水由于受地理环境的影响含氟量变化较大,在我国含氟低的地区为0.007~0.2 mg/kg,高的地区则达32~40 mg/kg,一般温泉中含氟较高,有的高达300 mg/kg。饮水中的氟一般以游离形式存在,极易被动物吸收,其吸收率大于饲料中的氟。在实际应用中我们应注意高氟区的水,若不经过脱氟措施,长期摄入高氟水可引起动物慢性中毒和氟骨症、氟斑牙等,对氟敏感的动物如牛则可直接诱发急性中毒。

  2.2 氟与蛋白质  蛋白质对氟起抑制作用,但在动物体内到底以何种方式起抑制作用,还待进一步研究(Parker,1979;Rao,1984;Carol,1987)。氟的增加也能影响蛋白质在组织器官中的沉积(Kath-palia,1978)。Kahpalia(1978)等报道,家兔喂以50mg/kg体重的氟,软组织中蛋白质含量降低10%~46 %,胃中蛋白质降低最多,可能是因为胃是氟最先作用的靶器官。

  2.3 氟与脂类  脂类促进氟的吸收,高氟日粮则降低脂质的吸收(Suttie,1960)氟通过影响一些参与脂类代谢的酶的活性而影响脂类代谢,氟被确认为脂酶、骨源性磷酸酶和酯酶等多种酶系统的抑制剂。

  2.4  氟与维生素  多年来,人们发现氟骨症和VC缺乏症存在相关性。孩子患氟斑牙最明显的是VC缺乏地区。Barnes(1972)等研究证明,VC参与赖氨酸和蛋白质合成骨胶原,而氟作用的靶组织也是胶原。VD可促进钙的吸收,钙和氟在肠道内具拮抗作用,当过量氟结合钙过多时,VD会促进钙的主动运输,诱导小肠内膜细胞中钙结合蛋白的形成,从而更利于促进氟的排出。近年来,人们通常添加VD、钙和氟来弥补动物体的矿化不完全,但得出结果不一致。Aliew等(1981)多个试验说明,VE的摄入能明显防止氟对大鼠骨髓细胞染色体的破坏作用。VE缺乏症与氟中毒的病症,如肌肉无力。血管易脆和血胆红素升高等症状一致。后两种病在人医中用VE已能治愈,其原因可能是VE具有保护细胞免受自由基氧化的作用,而氟离子反过来影响细胞氧化过程,促进自由基氧化,因此VE能防止氟中毒引起的某些病症。

  2.5  氟与矿物质  氟与钙之间具有拮抗作用。

Rogler(1972)的研究表明,钙的添加可降低血浆中和骨灰分中氟的含量,具有减缓氟中毒的作用。通常畜禽饲料中80%的氟能被吸收,如果加入钙,氟的吸收降至50%。氟与钙的拮抗机理主要是钙通过影响氟的吸收来完成的。

    镁能拮抗氟化物的毒性。当饲料中镁的含量较低时,即使氟的含量不高,也会引起氟中毒,但是加入镁之后,即使氟的含量较高,也不会中毒。目前一般认为,过量的氟可抑制体内某些酶的活性,而镁是某些酶的激活剂,添加镁可使氟对酶的影响减弱。此外镁与氟还具有互补作用。有研究表明,氟化物的投入可预防因缺镁而产生的软组织钙化和大动脉损伤。

    人们在20世纪50年代就发现铝可以缓解氟中毒。Weddle的研究表明,水和食物中铝含量较高,可干扰氟在肠道内的吸收。Hokbs等认为,铝和氟强烈络合,抑制氟在肠道内吸收,降低骨骼中氟的浓度,并可减轻动物氟中毒的病情。因此一般认为铝的抗氟作用在于降低消化道对氟的吸收。

    Elsair等(1979)研究表明,硼对急性和慢性氟中毒均有缓解作用。同济大学(1989)发现,硼能减轻氟对肾功能和其结构的损伤,促进机体排毒。学者们认为,硼与氟可形成毒性较低的络合物(BF4),不仅在胃肠道进行该反应,而且在动物机体内其他部位也可能发生,从而减少氟的生物学毒性。

    硒能使血钙升高,血氟排出量增加,促进尿氟排出,胃氟含量降低。杜晓认为饲料中添加2mg/kg硒,排氟能力最佳。王俊东等的研究说明,硒可通过细胞膜的完整性与免疫功能来提高对氟的拮抗能力。边建朝等(1994)报道,低硒高氟地区补硒后,可提高动物机体抗氧化能力,减轻脂质过氧化对机体的损伤,同时能抬抗其体内的高氟。

3  氟对免疫功能的影响

  3.1  氟对动物体液免疫功能的影响  体液免疫为B细胞介导的免疫应答反应。许多试验证明,NaF能明显抑制小鼠和大白兔的抗体反应。血循环中抑制抗体产生的氟浓度为0.788 mg/L。丁晓红等发现,慢性氟中毒大鼠血清中抗绵羊红细胞抗体、脾溶血空斑形成细胞均较对照组显著降低(P<0.01),表明慢性氟中毒大鼠合成抗体能力降低,血清抗体水平下降。何立端等用小剂量氟短时间对小鼠免疫功能影响的研究发现,低剂量氟短时间使机体抗体水平升高,高剂量长时间则使机体抗体水平下降。吴岩等认为,氟可能通过抑制DNA和蛋白质合成以及抑制体内多种酶系的活性,致使B淋巴细胞发育受阻,导致能分泌免疫球蛋白的B淋巴细胞数量减少,浆细胞产生抗体过程受到抑制,从而导致体液免疫功能下降。

  3.2  氟对细胞免疫的影响  细胞免疫主要是指由T淋巴细胞及其淋巴因子介导的免疫应答,以及吞噬细胞的吞噬作用等。Sein试验显示,高剂量NaF(30 mg/kg)组小鼠脾细胞对辅酶A诱导的增殖反应显著增强(P<0.05),NaF免疫毒性以细胞免疫功能最为敏感,在 NaF剂量为10 mg/kg·d时,即可引起动物外周血淋巴细胞转化功能下降。Dulac等(199)研究结果显示,氟化物可使T淋巴细胞数量降低,酸性α一醋酸萘酯酶(ANAE)活性下降,损害机体细胞免疫功能。吴岩等(1995)认为,氟对细胞免疫毒性的作用可通过以下途径实现:1)通过抑制DNA和蛋白质合成,使淋巴细胞代谢和增殖受到抑制,从而使机体淋巴细胞产生减少;2)氟能诱发淋巴细胞染色体发生形态上的改变,从而影响细胞正常增殖,导致淋巴细胞减少;3)通过氟对机体多种酶的抑制作用,使淋巴细胞免疫活性降低。

  3.3  氟对细胞因子产生的影响    细胞因子是指由细胞分泌的、能调节细胞功能的多肽。在免疫应答中,细胞因子对细胞间的相互作用、细胞生长和分化起重要调节作用。白细胞介素(InterLeukins,IL)在细胞因子的研究中占重要地位,在免疫系统中起重要调控作用。白细胞介素-2(IL-2)由T细胞产生,可促进T细胞和B细胞的增殖和分化,加强T细胞抗病毒活性。IL-2在免疫缺损状态下可增进免疫功能,目前已被应用于肿瘤免疫治疗中。白细胞介素-6(IL-6)可作为B细胞分化因子促进B细胞分化,产生抗体IgG、IgI、IgM等。丁晓红(1995)等研究表明,慢性氟中毒大鼠脾脏细胞分泌IL-2和IL-6活性均显著下降(P<0.01),进一步加重抗体免疫功能受损害的程度。

4 畜禽氟中毒及其机理

    当动物摄人大量可溶性无机氟化物时,在畜禽胃的酸性环境里形成氢氟酸,立即产生对胃肠的刺激,随后可能发生包括抽搐和感觉过敏的神经症状,这是血清钙在血浆中固定为生理上不活泼的氟化钙的结果。畜禽长期摄入超标量氟的饲料会引起慢性中毒,其主要表现为氟斑牙和氟骨症,食欲减退,出现跛行、僵硬而疼痛的步态。

    畜禽摄入过量氟,会使骨组织等的正常矿化过程受影响,产生矿化过度或异位矿化,使骨组织的正常晶体结构遭到破坏。氟在体内直接参与骨骼代谢,在骨组织中作为钙、磷沉着的基质。在一定pH值下,适量的氟有助于钙磷形成羟基磷灰石,使骨骼的强度增加、密度提高;但氟过量对多种酶有抑制作用,这是由于氟夺取了酶的活性成分而造成的。如氟抑制骨磷酸化酶,可导致体内钙代谢紊乱,钙的吸收和蓄积减慢,使骨骼钙化不良和脱钙,同时骨骼中正常代谢的钙与氟结合成为对机体无用的钙化物,加上排泄的钙,造成机体内钙不断损失,从而造成骨质疏松,因而容易使动物发生破行、瘫痪,甚至骨折等症状。氟还能直接刺激成骨细胞和破骨细胞的活性,导致骨膜和间膜的增生,使脊椎骨过度钙化,椎骨孔变窄,神经受压,从而出现疼痛、感觉障碍、瘫痪等症状。氟抑制胆碱酯酶使乙酸胆碱积累引起神经症状。氟对钙、磷代谢具破坏作用,使某些软组织产生病理性钙化。

    大量摄入氟化物对细胞膜和原生质均有毒害作用,因此可以认为氟是具有细胞毒和原生质毒的元素(Beny和Drescher)。过量氟对蛋白质和DNA的合成具有抑制作用,对动物的造血功能有明显影响,能阻止原卟琳的合成,使血红蛋白减少,从而导致贫血。高氟还会使与钙、锰、镁、铜、铁、锌等有关酶的活性降低,直接导致脂肪的利用率下降及糖代谢紊乱,从而影响动物的生长发育,使生产性能下降。

  5  氟中毒原因及防治

  5.1  氟中毒原因

  5.1.1  自然原因  土壤中氟高,一般不会造成植物及籽实中氟的含量增高,而水中氟高则可能引起氟中毒。前苏联某鸡场饮水中毒氟高达8.5~13.5 mg/kg,结果造成24000只鸡中毒。

  5.1.2  工业污染  炼铝厂、钢铁厂、陶瓷厂排出大量含氟烟尘,使牧草中氟含量提高 50~90 mg/kg,而植物籽实受影响较小。如污染严重的包头地区,11种主要粮食作物平均含氟量为1.29~1.51 mg/kg,而牧草则高达35.7~85.3 mg/kg,即在工业污染区生产的植物性饲料,其氟含量明显上升。用工业废水污染严重水域中的鱼生产鱼粉,含氟量也较高。朱蓓蕾测定全国43个鱼粉样品平均氟含量为 220 mg/kg,而污染水域生产的鱼粉高达1000 mg/kg。

  5.1.3 矿物饲料选配不当  在使用矿物饲料时应选择脱氟产品。磷酸氢钙不脱氟或脱氟不彻底,含氟在0.9%~2%左右。肉骨粉是饲料中的高氟原料,使用不当,可导致饲料氟超标,引起慢性氟中毒。

  5.2 氟中毒的防治措施  首先,我们在选用矿物原料时,必须保证原料的质量,特别要检测磷酸氢钙、骨粉和石粉的含氟量。其次,应选用一些环保产品如植酸酶,以降低含氟磷酸氢钙的使用量。在高氟区应对饮水进行脱氟处理,必要时添加硼砂、硒制剂等预防。

    发现氟中毒时,应立即停止饲喂高氟饲料,更换饲料,并添加800 g/t的硫酸铝,也可添加硼砂、晒制剂、铜制剂等均可缓解中毒。此外也可添加钙、磷制剂,提高血钙水平,饲料中可加入1%~2%的乳酸钙和VD,或适量鱼肝油和多种维生素。在饮水中可添加补液盐,缓解中毒,加快康复。

 

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