维生素D3的来源与功能及动物维生素D缺乏症论文

2024-05-09 11:16:35 来源:SCI论文网 作者:xuling
摘要:维生素D3通常被认为是一种“阳光维生素”,这是由于大多数动物在紫外线照射下都能合成,即维生素D3是动物体内必备的维生素,具备显著脂溶性。现阶段,我国养殖动物表现出一定集约化的发展趋势,选取封闭饲养的方法减少动物被阳光照射的时间,不能得到促进自身健康生长的维生素D3含量。
摘要:维生素D3通常被认为是一种“阳光维生素”,这是由于大多数动物在紫外线照射下都能合成,即维生素D3是动物体内必备的维生素,具备显著脂溶性。现阶段,我国养殖动物表现出一定集约化的发展趋势,选取封闭饲养的方法减少动物被阳光照射的时间,不能得到促进自身健康生长的维生素D3含量。长时间之后,动物体内会产生维生素D3的情况,阻碍机体对钙元素以及磷元素的充分吸收,降低动物免疫能力、繁殖水平和生产性能等。在维生素D3含量比较多时,引出动物新陈代谢的过程受到阻碍,降低体内代谢的速度,甚至对动物生存带来伤害。具体表现上,缺乏维生素D3的典型症状是软骨病或佝偻病,D3前体缺乏(7-脱氢胆固醇缺乏),可减少D3、25-OHD3合成,进而产生维生素D缺乏症,高产奶牛因缺钙产后瘫痪;小鸡骨结构变形;猪和马身上出现的骨软骨症生长过快;体重过大的鸡和火鸡中,可看到骨矿化缺乏,称之为胫骨软骨发育不良。
关键词:佝偻病,胫骨软骨发育不良,产乳热,骨质疏松症
Vitamin D3 Source and Function and Animal Vitamin D Deficiency WU Haiying,DONG Jiahui,TONG Hucheng
(Chengde City Animal Disease Prevention and Control Center,Chengde Hebei 067000,China)
Abstract:Vitamin D3 is often considered to be a“sunshine vitamin”,which is because most animals can be synthesized under ultraviolet irradiation,that is,vitamin D3 is an essential vitamin in the animal body,with significant fat solubility.At the present stage,animal breeding in China shows a certain trend of intensive development.The closed feeding method is selected to reduce the time of animals being exposed to sunlight,and the vitamin D3 content can not be obtained to promote their healthy growth.After a long time,the production of vitamin D3 in the animal body prevents the body from fully absorbing calcium and phosphorus,and reduces the animal's immune ability,reproductive level and production performance.When the content of vitamin D3 is relatively high,the process of animal metabolism is hindered,reducing the speed of metabolism in the body,and even causing harm to animal survival.Specific manifestations,the typical symptoms of vitamin D3 deficiency are chondrosis or rickets,D3 precursor deficiency(7-dehydrocholesterol deficiency),can reduce D3,25-OHD3 synthesis,and then produce vitamin D deficiency,high-yield cows due to calcium deficiency postpartum paralysis,Chicken bone structure deformation,
Osteochondrosis in pigs and horses grows too rapidly,A lack of bone mineralization,known as tibial chondrodysplasia,can be seen in overweight chickens and turkeys.
Keywords:rickets,tibial chondrodysplasia,galactogenesis fever,osteoporosis
0引言
维生素D3在人们的健康中发挥至关重要的作用,是维持骨骼健康和预防佝偻病的主要营养素。维生素D3的缺乏在动物中也是一个日益严重的问题,缺乏会影响宠物的生长、繁殖和整体健康。本文将探讨维生素D3的来源、功能以及动物维生素D缺乏症的影响和预防措施。
1维生素D3的来源与功能
1.1维生素D3的来源
维生素D3通常被认为是一种“阳光维生素”,这是由于大多数动物在紫外线照射下都能合成。缺乏维生素D3的典型症状是软骨病或佝偻病,人类佝偻病的特征是骨骼弯曲,腿部畸形。自从中世纪起,人们就知道阳光可减轻或预防软骨病,佝偻病[1]。城市化使大批人口从乡村迁移到城市工业中心,高层住宅让儿童长期见不到阳光,在冬天更是如此,欧洲有严重骨骼变形疾病的儿童数量猛增。大量流行病学资料显示,患佝偻病儿童共同特点是缺少阳光。20世纪30年代,人们才分离得到维生素D2、维生素D3晶体。事实上D2、D3对牛羊猪来说具有同样的作用,但对于家禽来说,维生素D2的作用只有维生素D3的3%,现在原料药厂只生产D3。
在动物皮肤下由胆固醇经脱氢酶转化生成7-脱氢胆固醇,经紫外线照射,生成维生素D3,D3在肝细胞微粒体维生素D25-羟化酶作用下转化生成25-羟维生素D3,动物实验证明,25-OHD3抗佝偻病的效力较维生素D3强2~5倍,且作用快。肝细胞微粒体中存在混合功能氧化酶,能将维生素D3氧化成无活性的代谢产物。一些药物(如苯妥英钠,苯巴比妥)可诱导混合功能氧化酶上调表达,故可使25-OHD3合成减少而产生维生素D缺乏症。同样他汀类调脂药抑制胆固醇的生理合成,D3前体缺乏(7-脱氢胆固醇缺乏),可减少D3、25-OHD3合成,进而产生维生素D缺乏症[2]。由于胆固醇还是性激素前体分子,如果长期服用调脂药,性激素也会出现缺乏(化学阉割),影响生育。
1.2维生素D3的功能
肝细胞合成的25-OHD3可与血浆中一种特异的球蛋白结合而运输至肾脏。25-OH在肾脏近曲小管上皮细胞的线粒体中经1d-羟化酶系(包括黄素酶、铁硫蛋白和细胞色素P-450)进一步羟化成1,25-(OH)2D3,后者是D3在体内的活性形式之一。具有显著调节钙磷代谢的活性,它对肠中钙吸收的促进作用比D3高4~13倍;体外对骨盐吸收的作用比25-OHD3高100倍。鉴于1,25-(OH)2D3由肾脏合成后通过血循环作用于消化道组织,提高消化道功能。1,25-(OH)2D3的生理作用:①对小肠的作用:促进肠黏膜对钙的吸收;②对骨骼的作用:加速PTH促进破骨细胞增生,并增加骨吸收作用;③对肾脏作用:可直接促进肾脏近曲小管对钙、磷的重吸收[3]。
大多数学者将它归类于激素,而将肾脏这种转化作用看做是内分泌功能。1,25-(OH)2D3通过以上3个环节保障血钙浓度稳定,满足骨外器官对钙的需求。如蛋鸡壳腺对钙的需求。
鸡中维生素D3、25-OHD3和1,25-(OH)2D3的相对活性不同,这些代谢物的相对生物活性见表1。
(1)作用在免疫系统上。现阶段,维生素D3具备免疫调节作用备受重视,大量分析明确,维生素D3能作用在内分泌免疫机制的调整上,基本机理和固醇存在相似之处。1,25-(OH)2D3促进淋巴细胞具备较强免疫功能。对于维生素D3,能够直接调整单核细胞以及巨噬细胞,其中1,25-(OH)2D3在VDR所传递,细胞通过VDR能在抗原生成的过程产生单核细胞作用;维生素D3具备调整B、T淋巴细胞,避免机体内B细胞大量增值、还会控制免疫球蛋白的转变,延缓B细胞前体进一步分化为浆细胞,并且1,25-(OH)2D3使得机体的巨噬细胞得以激活,避免T细胞转变为其他类型细胞,避免有细胞过度增值[4]。与此相对应,通过维生素D3的作用,机体内IL-4以及IL-5的含量会减少,促进IL-10转变。近些年的分析中,1,25-(OH)2D3能够促进免疫功能提升,内在机制可能是控制了Th17的发育,若动物体内有维生素D3缺乏的情况,体内T细胞免疫力水平会提升,甚至免疫因子的指标都会受到影响,因此要进行1,25-(OH)2D3补充,促进淋巴细胞群得以改善,和治疗之前对比彰显出显著不同。一些文献明确,仔猪处于断奶阶段,应在饲料内及时进行维生素D3补充,让动物免疫力水平有改善的效果。缺乏维生素D3,动物体内血清白蛋白相关的抗体指标会减少,充分维生素D3的存在,减少因为植物凝血素受到一定刺激降低免疫功能的现象,另外维生素D3的产物显著促进炎症反应得到控制,不会有疾病出现。
(2)作用在动物繁殖性能的提升上。按照信息资料的统计结果,对于低钙高磷肉鸡进行饲料投喂,增加了1,25-(OH)2D3的含量,能够避免产生软骨发育受限的问题,促进骨灰分指数提高。日粮内引进1,25-(OH)2D3,帮助雏鸡降低有发育不良的几率,特别是维生素D3增加到1 000 IU的情况,极大程度上促进雏鸡的生长。若实施维生素D3补充2 000 IU的指数,缓解雏鸡发育不良的问题[5]。在维生素D3增加量满足4 000 IU的指标,孵化雏鸡体重增加量会实现最大化。研究内在的影响机制,维生素D3作用在动物生长性能的改善中能够受到剂量增加量和添加时间的因素约束,需要保障维生素D3满足标准化浓度指标,后续对动物的生长产生促进作用。前人进行维生素D3的分析和判断,母鸡生存中摄入日粮2 000 IU的维生素D3补充,直接减少其有软骨症的可能性。增加指数记作2 000 IU的情况,体增重会持续提高,达到3 200 IU的指数,实现雏鸡体增重指数的最大化。
2动物维生素D缺乏症
2.1佝偻病
当维生素D缺乏时,生长期动物表现为佝偻病,是由于婴幼儿、儿童、青少年体内维生素D不足,引起钙磷代谢紊乱,产生的一种以骨骼病变为特征的全身性、慢性、营养性疾病。对动物而言,高危种群是那些经历早期快速生长的种群,例如小鸡。佝偻病的体征在所有受累的种群中是相似的,即承重骨生长的矿化受损伴骨结构变形[6]。如患病羊,有精神萎靡和消化不佳等症状,牙齿生长缓慢,齿面伴随着磨损的现象,出现了一定色素沉淀。在诊断后,此患病羊出现了维生素D缺乏症,治疗中对其引进析鱼肝油3 mL,包含一定量维生素D,每日治疗3次,持续治疗15 d。
2.2胫骨软骨发育不良
肾脏25-OHD3的1-羟基化受损。限制了维生素D发挥其生理功能。一是在生长过快、体重过大的鸡和火鸡中,可以看到骨矿化缺乏,称之为胫骨软骨发育不良。这种状况类似于在迅速生长的猪和马身上出现的骨软骨症,其特征是胫跗骨和跗跖骨的近侧干骨后端血管形成受阻。这种病自然发生,但也发生于酸中毒的动物,酸中毒会减少25-OHD3的1-羟化反应。股骨软骨发育不良的发病率和严重程度,可通过1,25-(OH)2D3或l-OH3治疗改善,但是单独用高剂量的维生素D3无效。比如患病鸡,其出现了生长速度减慢、运动障碍等现象,相关的患病鸡胴体质量降低,经过诊断被明确为胫骨软骨发育不良。对患病鸡的症状进行改善,在饲料中增加钙磷比例,利用饲料为患病鸡提供维生素D的支持,促进患病鸡正常生长。
2.3产乳热
产乳热又名产后瘫痪,是高产奶牛因缺钙引起内分泌功能异常而产生的一种营养缺乏症。高产乳牛在产犊前饲喂含钙丰富的饲料时,在哺乳最初表现为低钙,这种情形被称为产乳热,当血浆钙水平下降到5.0 mg/100 mL时发生,特征是四肢抽搐和昏迷,甚至会致命。该病源于产乳后牛无法通过吸收膳食钙和动员骨钙,以维持血浆钙的生理水平,来抵抗泌乳期大量的钙流失;可以通过上调妊娠母牛的骨代谢和肠钙的吸收来预防。在实际操作中是依靠喂食一种相对低钙的饮食来达到此目的(100 g/d)。用1,25-(OH)2D3注射治疗同样有效。40%葡萄糖酸钙口服液产后补充也有效[7]。以患病牛为例,奶牛肌肉乏力、食欲不佳、肢体麻痹,严重时伴随着昏迷的可能性,随后也会容易引发患病牛有酮病或者乳房炎等,治疗上应增加维生素D的使用量,通过饲料的调整,赋予奶牛体内拥有更多钙元素,让奶牛改善不良症状,健康生长。
2.4骨质疏松症(骨质流失症)
维生素D缺乏的年老动物骨矿化不足是骨质疏松症的特征,这对于正在进行大量产蛋的母鸡来说是一个很现实的问题。在规范管理的家禽中,一只母鸡每年产多于300个鸡蛋的现象并不少见,其中40个是在开始产蛋的前40 d所产。因为每个蛋壳含有大约2 g钙,而母鸡每天在饲料中仅能吸收1.8~1.9 g钙。母鸡通过动员髓骨来适应这种状况,但因为髓骨中仅含有约35 g的钙,在产蛋量没有任何下降或钙吸收没有有效增加的情况下,慢性的去矿化作用在这种的产蛋过程中,会直接导致以肋骨和长骨骨折为表现的骨质硫松症,国外称笼层倦怠。国内称“笼养蛋鸡疲劳症,临床表现产蛋减少,软壳破壳蛋增加,有啄蛋癖,运动失调,蹲伏笼底。比如患病鸡,有肋骨和长骨骨折的不良症状,且产蛋量显著减少,在确诊之后养殖户便需要增加钙元素的摄入,利用饲料丰富患病鸡体内的营养含量,产生良好治疗效果。
3动物维生素D缺乏的症状、诊断和防治
由于动物种类以及年龄的关系,出现维生素D缺乏的症状会有所不同。小驹体内有维生素D缺乏的情况,生长会受到约束,自身的骨骼形状也会有变化,长骨干有弯曲趋势,影响血钙含量以及血磷含量,相关的血清碱性酶活性含量会增加;小牛、小羊在维生素D缺乏的情况下增加佝偻病出现率,处于妊娠阶段母牛或者母羊,伴随着死胎,仔猪出现维生素D缺乏,生长会受到限制,肢体也会有麻痹现象,容易出现肋骨骨折,关节发育有肿大趋势,肋骨和软骨之间的结合有念珠状,成年猪出现维生素D缺乏、会伴随骨软病;雏鸡出现维生素D缺乏,生长速度减慢,健康水平降低,伴随着坐卧不安的症状。并且嘴角有变形、通过射线充分检查,长骨会有弯曲的现象、出现纤维性骨营养匮乏问题,甚至有甲状旁腺功能削弱的现象;若火鸡有维生素D缺乏的情况,会有不爱走动、呈现跪伏趋势,后续生长过程受到影响,爪子逐步变软[8]。特殊地,鸡有红色羽毛、浅黄色羽毛,尤其是翅膀部位出现羽毛颜色变化,最终发展为黑色。蛋鸡伴随着维生素D缺乏的问题,产蛋量急剧减少,胚胎也会面临死亡风险,对应胸骨有变软的倾向。
动物出现了维生素D缺乏,要结合光照的影响因素等,针对性对动物表现出的症状加以明确。比如犊牛的生存中,出现维生素D缺乏,相关人员应基于血清具体诊断,甚至通过滑液内碱性磷酸酶进行诊断,也可以将其列入在维生素D缺乏的判断指标。实际防治中,需要对动物进行合理的饲养管理,保障动物生存的区域中有充分光照,适当在饲料内进行维生素D含量的添加。生猪在育肥期,养殖户应在每千克的饲料中增加200 U左右的维生素D,生猪处于繁殖期,养殖户应在每千克的饲料中增加250 U左右的维生素D、蛋鸡的饲养管理中,养殖户应在每千克的饲料中增加500 U左右的维生素D、火鸡在生长阶段,养殖户应在每千克的饲料中增加900 U左右的维生素D、鸭处于生长阶段,养殖户应在每千克的饲料中增加200 U左右的维生素D。一旦发现动物体内有严重维生素D缺乏的情况,要对其加以维生素D制剂摄入,还要服用鱼肝油,对于犊牛或者马驹,配合10 mL的鱼肝油摄入[9]。还可以通过皮下注射的形式补充维生素胶性钙注射液,即马或者牛处于生长阶段,引进10万U注射液,还可以通过二羟钙化醇开展具体治疗工作。
针对上述提到的维生素D缺乏症患病鸡、牛等,在增加了钙元素的摄入,其病症均得到有效改善,增加了患病鸡、牛的生存时间,及时处理维生素D缺乏症十分关键,值得养殖户细致做好养殖动物的工作。
4小结
在养殖业中,维生素D3对于动物的生长、繁殖和健康至关重要。动物不能自身合成维生素D3,因此必须通过饲料或阳光照射来获得。维生素D3有助于维持动物的骨骼健康、免疫系统和繁殖能力。缺乏维生素D3会导致动物出现佝偻病、繁殖障碍和免疫缺陷等问题,严重影响养殖效益。应充分了解维生素D3的来源与功能,确保动物获得充足的维生素D3。同时,定期监测动物维生素D水平,及早发现维生素D缺乏症并采取措施进行防治,有助于提高养殖效益。
参考文献
[1]袁崇善,张开研,吕文发,等.维生素E对动物精液品质的作用研究进展[J].中国畜牧杂志,2022,58(11):52-58.
[2]赵悦辰,孔维健,杜昊睿,等.小型香猪皮肤放创复合伤动物模型建立及维生素B12软膏促愈作用机制研究[J].中国实验诊断学,2021,25(7):1 087-1 091.
[3]徐宏建,李昕,王丽华,等.25羟基维生素D3的生理功能及其在动物生产中的应用[J].动物营养学报,2020,32(4):1 491-1 498.
[4]张国振,何庆.维生素C对心脏骤停动物模型复苏后心功能的影响[J].心血管病学进展,2020,41(7):770-774.
[5]赵一丁,李文彬,刘勇,等.镇心安神方对特应性皮炎样动物模型维生素D及丝聚蛋白表达的影响[J].中国皮肤性病学杂志,2021,35(2):205-211.
[6]蓝岚,邹培斧,梁克纪.原代肝细胞培养与动物实验对比研究维生素A缺乏对贫血的影响[J].中国食物与营养,2020,26(12):59-62.
[7]曹冶,于吉峰,谢晶,等.中药提取物对小鼠维生素A急性中毒中晚期的影响[J].西南农业学报,2020,33(12):2 800-2 806.
[8]万敏,邵锐.鱼类维生素D3代谢及其生理功能的研究进展[J].中国海洋大学学报(自然科学版),2021,51(2):20-28.
[9]曹冶,于吉峰,谢晶,等.中药(赶黄草+波棱瓜子)提取物对小鼠维生素A急性中毒早期的治疗效果[J].南方农业学报,2020,51(7):1 737-1 743.
