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常量元素营养

来源：萌宠菠菠乐园时间：2024-08-18 00:45

常量元素营养

在动物体内含量大于70毫克/千克活重的矿物质元素。常量元素共7种：钙（Ca）、磷（P）、镁（Mg）、钠（Na）、钾（K）、氯（Cl）和硫（S）。钙和磷钙为金属元素，原子价为2。磷为非金属元素，原子价为3或5。钙、磷两元素在动物体内或饲料中通常彼此结合在一起。动物体内99%的钙和80%的磷存在于骨骼和牙齿，其余的分布于软组织和体液中。

目录 1 钙和磷 2 钠、钾、氯 3 硫 4 镁

在动物体内含量大于70毫克/千克活重的矿物质元素。常量元素共7种：钙（Ca）、磷（P）、镁（Mg）、钠（Na）、钾（K）、氯（Cl）和硫（S）。

钙和磷

钙为金属元素，原子价为2。磷为非金属元素，原子价为3或5。钙、磷两元素在动物体内或饲料中通常彼此结合在一起。动物体内99%的钙和80%的磷存在于骨骼和牙齿，其余的分布于软组织和体液中。成年动物正常骨的成分为：水分45%，灰分25%，蛋白质20%，脂肪10%。灰分中含钙36%，磷17%，钙磷比约为2∶1。骨中钙磷主要以两种形式存在，一种是结晶型化合物，主要成分是羟基磷灰石；另一种是非结晶型化合物，主要是磷酸钙、碳酸钙和磷酸镁。骨沉积矿物质盐类的有机基质是由胶原蛋白构成。

血液中的钙只存在于血浆中，而血液中的磷大都分存在于血细胞中。

钙磷代谢

动物体内的钙、磷主要存在于骨骼，但骨并非钙、磷等矿物质的静止仓库，当这两元素供给不足，不能满足需要时会被动员出来。钙、磷在骨与血液之间不断地交换，处于动态平衡。交换速度在骨的海绵质区（骨小梁）最快，而在密质骨最慢。血液中钙、磷浓度受三种激素的调节维持动态平衡，即甲状旁腺激素、降血钙素和维生素D3的代谢物——1，25-二羟胆钙化甾醇（1，25（OH）2D3）。这些激素控制钙、磷从肠道的吸收，影响钙、磷在骨中沉积和自骨中释放，从而也影响从粪、尿中的排出量。

软组织和体液中的钙和磷也有重要的生理功能。钙、磷离子参与体内和组织液渗透压、酸碱平衡的调节。通过钙控制神经传递物质的释放，调节神经兴奋性；通过神经体液调节，改变细胞膜的通透性，使Ca2＋进入细胞内触发肌肉收缩。正常凝血作用也需要钙，因为凝血酶原转变成凝血酶须有钙的存在。某些酶，如胰蛋白酶和三磷酸腺苷酶的激活也需要钙。此外钙促进胰岛素、肾上腺皮质固醇以及唾液等的分泌。

在能量代谢中磷为富能化合物，腺苷二磷酸（ADP）、腺苷三磷酸（ATP）、磷酸肌酸是最有效供能、储能形式的重要组成成分。碳水化合物、蛋白质和脂类的代谢反应是通过与磷有关的中间化合物进行的。磷是磷脂的成分，而磷脂在脂类运输和代谢过程中，以及作为细胞膜成分均起重要作用。磷也是某些酶系统，如羧化辅酶和烟酰胺腺嘌呤二核苷酸（NAD）的成分。

钙、磷缺乏的表现

饲料中缺乏钙、磷或缺少促进其吸收的维生素D，基本的病理变化是骨的矿化过程降低或不能进行，而骨的有机基质的合成仍继续。受损动物的骨骼特点是灰分含量低，质软并且不能维持其正常形状而畸形。幼龄动物的骨钙化不良称佝偻病，其特征是骨畸形，关节肿大，跛行和步态僵硬。成年动物的骨质疏松症是由于骨中矿物质被动员出过多所致。

动物对缺磷比缺钙更为敏感，因动员骨中矿物质维持血浆磷水平没有维持血浆钙水平那么容易。因此，血浆无机磷水平低即表明缺磷。其主要症状是食欲降低，生长和生产表现低于正常，严重者表现为厌食，甚至异食癖。

钙、磷过多的影响

日粮中钙、磷不平衡，而磷过多时导致营养继发性甲状旁腺机能亢进。这是因为磷过多会降低钙的吸收，因而血钙水平低，刺激甲状旁腺激素（PTH）的释放，PTH引起钙从骨中释出以提高血钙水平。骨中矿物质释出被纤维结缔组织取代。这种症状在用大量谷实、麦麸饲料喂马而不补充钙时，常有发生。此外过量的磷常引起肾脏或膀胱结石，导致排尿障碍。日粮中过多的钙，会降低矿物质的吸收和利用，如猪发生的锌缺乏症——副皮炎，是因饲料中含有临界水平的锌而钙过量所致。

钠、钾、氯

钠和钾是原子价为1的常量金属元素，氯为气体元素。钠、钾、氯主要存在于体液和软组织中。钠主要分布于细胞外液，大量存在于体液中，少量存在于骨中。血中钠构成血浆中90%以上的盐基，因而在酸碱平衡调节中它是主要阳离子。钾主要存在于肌肉和神经组织细胞中。氯存在于细胞内和体液中，包括胃液，在其中以盐酸形式存在。这三种元素的主要作用是作为电解质维持渗透压，调节酸碱平衡，控制组织中的水代谢。

动物从胃肠道吸收钠、钾、氯离子，这些被吸收的离子大部分是内源的，即从唾液和消化液进入胃肠道。这三种离子的内源分泌可超过其从食物摄入量的几倍。钠、钾、氯主要在十二指肠内被吸收，而在胃、小肠后部和结肠吸收量较少。进入体内的钠90%～95%经尿排出体外，也可以经粪便、皮肤汗腺、奶、蛋等排出。钾和氯的排泄途径与钠类似。

各种畜禽对钠和氯的需要量各约为其饲料干物质的0.1%～0.2%。钾的需要量单胃动物约为0.2%～0.5%；反刍动物为0.6%～0.8%。通常牧草比精饲料含钾高，各种畜禽的普通日粮可满足钾的需要。但饲喂高精料日粮的泌乳母牛有可能缺乏钾。钠和氯在普通日粮中通常是不充足的，因此生产中均以食盐补充。

日粮中氯过多可引起酸中毒，而钠过多可引起碱中毒。因此饲喂补充大致相等的钠和氯的日粮是合理的。这对于单胃动物和幼龄动物比较重要，对家禽尤为重要，因其调节酸碱平衡的能力有限。

在日粮中钾/钠比值高时，则刺激动物释放醛甾酮激素，该激素促进肾小管对钠的再吸收和钾的排出，从而维持血浆中钾、钠的正常水平。甚至对放牧在茂盛草地的反刍动物，幼嫩牧草钾/钠比值高达20时，这种机制也能成功地调节血浆中这两种离子的水平。但在幼嫩多汁草地放牧的牛群，若草中钾含量过高（超过干物质的3%）时，可严重降低镁的吸收，而增加低血镁症（牧草痉挛）的发病率。

各种动物饲料均缺少钠，其次缺少氯，钾一般不缺。非生产的成年动物，盐的需要量低。动物通过降低尿和粪中的内源损失，保存钠和氯的能力较强，而且氯化钠的缺乏症状发展比较慢。但是，以缺盐日粮喂给生长动物、泌乳母牛和产蛋鸡时，则症状发展很快。在奶、蛋和生长的组织中钠、氯含量趋于固定。因此，缺乏盐，处于生长、泌乳或产蛋期的畜禽，即使在其他养分供给充足的情况下也会降低产量。汗中含有相当数量的盐，因此天气炎热或重役引起的出汗，会显著提高动物对盐的需要量。马尤为如此，马出汗量多，且汗中含氯化钠可达4%。

当饮水受到限制时，氯化钠摄入过量可发生盐中毒。它使体液的渗透压提高，增加水的存留。盐中毒的症状是口渴、衰弱和水肿。幼龄动物比成年动物耐受力差。粉料中5%的盐可使3月龄的鸡部分死亡，而使雏鸡大量死亡。盐中毒的猪也很常见。成年牛和绵羊，如能得到充足饮水，可耐受较高含量的盐（5%）。

硫

硫为常量非金属元素，原子价为2、4或6。动物体内约含0.15%的硫。动物体内及饲料中的硫，大部分均以有机硫的形式存在于蛋白质中。蛋白质含有含硫氨基酸（胱氨酸、半胱氨酸和蛋氨酸）。只有少量硫呈无机状态，以硫酸盐形式存在于血液中。羊毛、羽毛富含胱氨酸，约含有4%的硫。此外，硫是一些生物学上重要化合物的成分，如（硫胺素）和维生素H（生物素）；谷胱甘肽（GSH）；胰岛素；辅酶A和硫酸软骨素等。其中GSH是重要的含硫化合物，它存在于所有细胞内，是保护酶和其他蛋白质的硫氢基的一种抗氧剂。在动物体内合成这些化合物需要的硫，大部分来自含硫氨基酸。有机硫化合物分解代谢的尾产物是硫酸，它从尿和胆汁中以牛磺酸的形式排出。

单胃动物（如猪、禽）利用无机硫酸盐节省胱氨酸的能力很小。反刍动物通过瘤胃微生物能利用硫酸盐进行蛋白质的生物合成。当反刍动物依赖于非蛋白氮（NPN）来源，如尿素代替饲料中部分蛋白质时，往往需要补充无机硫酸盐。例如泌乳牛有效地利用尿素，日粮中氮/硫（N/S）的适当比例应为12∶1。

动物缺硫表现为消瘦，角、蹄、爪、毛、羽生长缓慢，反刍动物利用饲料纤维素的能力降低，采食量降低。

自然条件下硫过量的情况少见。用无机硫作添加剂，用量超过0.35%时，可能使动物产生厌食、失重、便秘、腹泻、抑郁等毒性反应，甚至死亡。

镁

镁为金属元素，原子价为2。镁在动物体内大部分与钙和磷在一起。大约70%的镁存在于骨骼。动物骨灰中镁占0.5%～0.7%，骨中钙∶镁约为55∶1。体内约30%的镁分布于软组织和体液中。像钾一样，镁在软组织中主要分布于细胞内。血液中大约75%的镁存在于红细胞内，血浆含有少量离子态镁，不断地与骨表面的镁进行交换。

镁除作为骨和牙齿的必需成分外，也作为酶的激活因子或直接参与酶的组成，如磷酸酶、氧化酶、激酶、肽酶、精氨酸酶等。在ATP形成的氧化磷酸化过程中需要镁，因此它与碳水化合物和脂类的代谢以及蛋白质的生物合成有关。此外，镁在调节神经肌肉兴奋性，保证神经肌肉的正常功能方面也有作用。

缺镁动物的特征是脑脊髓液和血浆镁浓度降低，导致神经肌肉过度兴奋、痉挛、肌肉抽搐，甚至昏迷、死亡。非反刍动物需镁量低，一般饲料的含镁量均能满足需要。在实际生产条件下，牛会发生两种类型缺镁症：第一类，犊牛长期饲喂缺镁的全奶日粮。第二类，泌乳母牛饲喂幼嫩青草发生“牧草痉挛”。这是由于幼嫩青草含钾过高，降低了镁的吸收，导致血镁降低所造成的结果。