“鋅是一種微量元素，對(duì)斷奶仔豬而言，鋅參與的生物學(xué)功能比其他任何微量礦物質(zhì)元素要多?！边@是美國(guó)著名科學(xué)家GretchenHill博士刊登在最新一期《動(dòng)物科學(xué)》雜志的一篇學(xué)術(shù)論文中所說(shuō)的第一句話(huà)。事實(shí)上，鋅是幼齡仔豬健康和成長(zhǎng)所必需的礦物質(zhì)營(yíng)養(yǎng)元素，且得到了歐盟承認(rèn)，允許在豬飼料日糧中添加多達(dá)150mg/kg。
鋅有時(shí)又被稱(chēng)為生長(zhǎng)促進(jìn)劑，一些學(xué)者嘗試詆毀此種說(shuō)法，但在歐盟委員會(huì)2003年的一篇報(bào)告中顯示，在鋅添加量達(dá)到250mg/kg時(shí)，生產(chǎn)性能未顯示出顯著的差異。添加鋅可改善仔豬生產(chǎn)性能的情況僅在仔豬斷奶后觀(guān)測(cè)到。
1治療作用
添加(2500mg/kg鋅，3100mg/kg氧化鋅)氧化鋅對(duì)斷奶仔豬腹瀉和偶爾出現(xiàn)的水腫病分別具有預(yù)防和治療作用，這兩種疾病都與感染大腸桿菌有關(guān)。通過(guò)預(yù)防斷奶后的腹瀉甚至是死亡使疾病得到控制，從而可極大地促進(jìn)仔豬生長(zhǎng)，并能提高飼料轉(zhuǎn)化效率。
這是目前一個(gè)有激烈爭(zhēng)議的領(lǐng)域，因?yàn)橐恍W盟成員國(guó)允許其使用，而另一些則禁止使用，因?yàn)楹笳邠?dān)心環(huán)境受到污染和鋅在土壤中長(zhǎng)期積累及其可能會(huì)流入水中。
因此，在不允許用氧化鋅治療仔豬腹瀉的地方，抗生素通常被用來(lái)控制斷奶仔豬的大腸桿菌感染。最近這些抗生素，如粘菌素，已經(jīng)因耐藥性問(wèn)題而登上了報(bào)刊的頭條，因?yàn)檫@些抗生素正成為人類(lèi)醫(yī)學(xué)中控制革蘭氏陰性菌感染的最后手段，這些細(xì)菌對(duì)氟喹諾酮類(lèi)、頭孢菌素類(lèi)和碳青霉烯類(lèi)抗生素也產(chǎn)生了新的耐藥性。
2斷奶后腹瀉
當(dāng)仔豬斷奶時(shí)，其生理狀態(tài)會(huì)發(fā)生重大變化，通常會(huì)導(dǎo)致生長(zhǎng)緩慢、頻繁發(fā)生腹瀉和偶爾的死亡。斷奶時(shí)，仔豬離開(kāi)了作為主食的母乳，而母乳含有能抵抗環(huán)境中各種微生物的保護(hù)性抗體。它們采食教槽料，但是基本上以固體飼料為主，這是它們必須適應(yīng)的。仔豬還可能會(huì)被轉(zhuǎn)群、接種疫苗及與其他窩的仔豬進(jìn)行混群，進(jìn)而開(kāi)始爭(zhēng)斗，以建立進(jìn)食的群體社會(huì)等級(jí)。它們失去了母豬的安慰，而且很可能將要進(jìn)入一個(gè)新的采用漏縫地板的平板式豬欄；它們不得不自己找食，適應(yīng)由碗式飲水器到乳頭式飲水器轉(zhuǎn)換的飲水方式。還好環(huán)境溫度仍保持較高水平，而且波動(dòng)不大，從而能幫助它們應(yīng)付這些變化。整體來(lái)說(shuō)，為適應(yīng)新環(huán)境，仔豬會(huì)產(chǎn)生很大的應(yīng)激；如果在21日齡斷奶，它們?cè)跀嗄?d后通常會(huì)開(kāi)始腹瀉，且體況的損失或生長(zhǎng)抑制將會(huì)持續(xù)到大約35日齡。
氧化鋅(圖1)最早在豬上使用是在20世紀(jì)90年代，僅用作藥物并不能解決問(wèn)題，因?yàn)楣芾淼母倪M(jìn)和營(yíng)養(yǎng)都扮演著重要角色。將氧化鋅加入離乳前后的仔豬飼料中，出現(xiàn)了驚人的效果，仔豬的腹瀉問(wèn)題得到了解決。
自從采用4周斷奶的方法以來(lái)，斷奶仔豬腹瀉的嚴(yán)重程度也在降低，且7d后仔豬恢復(fù)健康并繼續(xù)生長(zhǎng)，不同于采用3周斷奶的14d的情況。采用墊料斷奶也能解決很多問(wèn)題，因?yàn)樗軌驕p少一定數(shù)量的環(huán)境和溫度控制應(yīng)激(圖2)。
從那時(shí)起，英國(guó)大多數(shù)斷奶飼料均添加氧化鋅，如果日糧不經(jīng)意地漏添了氧化鋅，腹瀉和死亡率會(huì)迅速上升。從獸醫(yī)的角度來(lái)看，這在我們控制斷奶后腹瀉上產(chǎn)生了巨大的差異，因?yàn)閿嗄毯蟾篂a非常復(fù)雜且涉及許多因素。它還有助于減少抗生素的使用。
3氧化鋅的作用機(jī)理
長(zhǎng)期以來(lái)，氧化鋅被認(rèn)為具有抗菌作用，尤其是對(duì)大腸桿菌的作用。丹麥的研究表明，其在體外具有抗菌活性(Aarestrup和Hasman，2004)，但他們不得不將氯化鋅溶解在酸中，并把pH值下降到5.5才能溶解。它確實(shí)有抗大腸桿菌、各種沙門(mén)氏菌、金黃色葡萄球菌的作用，并且對(duì)腸球菌具有更為復(fù)雜的作用。因此，人們可能會(huì)認(rèn)為它在酸性環(huán)境中會(huì)起作用，尤其是在胃中，且可以阻止細(xì)菌進(jìn)入腸道(圖3)。然而，Hojberg等(2005)比較了高劑量(2500mg/kg)的鋅對(duì)豬腸道菌群的作用，發(fā)現(xiàn)飼喂含2500mg/kg鋅的日糧，的確可提高胃內(nèi)容物的pH值，并且回腸和盲腸的pH值也顯著升高，但結(jié)腸內(nèi)的不提高。胃中大腸桿菌顯著增加(而不是殺死它們)，并且在盲腸和結(jié)腸中也是如此。同樣地，它還增加了腸道中的腸球菌種類(lèi)，但顯著減少了乳酸桿菌，意味著減少了可預(yù)防腹瀉的有益菌(表1)。
其他研究(Roselli等，2003)顯示，氧化鋅能夠降低腸毒型大腸桿菌(ETEC)K88(F4)菌株的細(xì)菌粘附性，并通過(guò)防止細(xì)胞間緊密連接的通透性來(lái)增加和調(diào)節(jié)細(xì)胞因子基因的表達(dá)，特別是增加炎癥性細(xì)胞因子和減少抗炎因子的表達(dá)來(lái)阻止細(xì)菌入侵。正如先前所推測(cè)，氧化鋅的作用模式可能不是直接的抗菌作用。
4氧化鋅的功效
已完成的多項(xiàng)試驗(yàn)檢測(cè)了氧化鋅的功效以確定最佳添加比例。10項(xiàng)試驗(yàn)的結(jié)論顯示了鋅對(duì)仔豬平均日增重的劑量滴定效應(yīng)。
低劑量試實(shí)驗(yàn)的確表明鋅不是一個(gè)生長(zhǎng)促進(jìn)劑，因?yàn)樗](méi)有提高試驗(yàn)豬的生長(zhǎng)速度；但是當(dāng)飼料中鋅的濃度提高到1500mg/kg時(shí)，對(duì)生長(zhǎng)有明顯的積極作用，用生長(zhǎng)速率作為一個(gè)客觀(guān)指標(biāo)證實(shí)了其治療效果。其作用的峰值似乎在鋅的添加劑量為2500mg/kg時(shí)，此時(shí)平均生長(zhǎng)速率可提高16％。
一旦豬進(jìn)入斷奶后階段，其生長(zhǎng)改良速度往往會(huì)減緩，且有時(shí)與對(duì)照組相比在斷奶后3～4周會(huì)呈負(fù)增長(zhǎng)。建議添加期為斷奶期間的兩周，一些養(yǎng)豬場(chǎng)會(huì)適當(dāng)延長(zhǎng)添加時(shí)間，但4周之后鋅的促生長(zhǎng)作用已經(jīng)失效。
5鋅的毒性
氧化鋅的吸收率相對(duì)較低，約添加量的14％，因此大多部分鋅(86％)會(huì)通過(guò)糞便排出。鋅進(jìn)入體內(nèi)后主要分布在肝和腎，而肌肉和骨髂只有很低的水平；添加量高于1000mg/kg時(shí)血液水平將增加。吸入體內(nèi)的鋅會(huì)經(jīng)由尿液排出0.25％，其余的則保留在體內(nèi)。血液的鋅濃度＞3μg/mL會(huì)抑制生長(zhǎng)，但是這通常是指其他鋅鹽，而不是氧化物。需要注意的是不要過(guò)量或過(guò)長(zhǎng)時(shí)間飼喂鋅化合物?！ ?/div>
6對(duì)環(huán)境的影響
這是對(duì)氧化鋅使用存在爭(zhēng)議的主要方面，像英國(guó)、愛(ài)爾蘭、西班牙、丹麥、美國(guó)等國(guó)家已批準(zhǔn)氧化鋅可用于治療目的，近期比利時(shí)也批準(zhǔn)了它的使用，前提是鋅在其他豬飼料中的濃度減少。德國(guó)和荷蘭禁止它在飼料中的使用，而法國(guó)依舊在審批中。
鋅是一種金屬，且相對(duì)不溶于水，所以散播含氧化鋅的糞便可能會(huì)引起鋅在土壤中的沉積。一些可能會(huì)明顯流失，尤其是在沙質(zhì)酸性土壤中，因?yàn)樗嵝原h(huán)境會(huì)增加鋅的溶解度。歐洲食品安全局的一份報(bào)告(2012年)指出，有于陸地環(huán)境土壤中預(yù)測(cè)環(huán)境濃度(PredictedEvironmentalConcentrations，PECs)，模擬了50年間的糞便散播狀況，在開(kāi)發(fā)的任何場(chǎng)景模型中均沒(méi)有超出陸地物種的預(yù)期無(wú)影響濃度(PredictedNoEffectConcentrations，PNECs)。這并不適用于沙質(zhì)酸性土壤和水質(zhì)，它們的PNECs可能會(huì)超過(guò)10年。
然而，出人意料的是，僅在斷奶期使用2500mg/kg的鋅，可以使種豬場(chǎng)/肥育豬場(chǎng)的鋅排泄量增加大約70％，因此必須考慮糞便的處理辦法。而有趣的是，丹麥發(fā)現(xiàn)豬糞便中的含鋅量不超過(guò)人類(lèi)排泄物中的水平，因此允許使用。
7抗藥性問(wèn)題
氧化鋅具有抗菌效果的這一推測(cè)已導(dǎo)致許多關(guān)于耐藥性的攻擊。其中有一份相關(guān)報(bào)告是鋅與丹麥耐甲氧西林金黃色葡萄球菌(MRSA)CC398的關(guān)系(Aarestrup等，2010)。他們發(fā)現(xiàn)，在攜帶mecA基因的丹麥MRSA菌株中，有74％的菌株也耐鋅，而甲氧西林敏感株(MSSA)則沒(méi)有表現(xiàn)出耐鋅性。他們認(rèn)為，鋅化合物可能部分與MRSA克隆株的出現(xiàn)有關(guān)。所有的MRSA和MSSA分離株會(huì)耐四環(huán)素，43％的菌株則耐紅霉素。由于氧化鋅的溶解性差和在腸道中對(duì)細(xì)菌缺乏影響力，在鼻子中會(huì)達(dá)到充足的濃度來(lái)產(chǎn)生影響似乎是不太可能。氧化鋅在英國(guó)的使用了已超過(guò)20年，而MRSA并沒(méi)出現(xiàn)進(jìn)化。Moodley等(2011)也表明，czrC基因(編碼耐鎘和耐鋅的基因)存在于SCCmec元素中，但四環(huán)素抗性基因[tet(K)和tet(M)]存在于移動(dòng)遺傳元件上，可能是質(zhì)粒。這兩種化合物似乎會(huì)增加鼻中MRSA的數(shù)量，但是向其他豬的傳播不受用鋅或四環(huán)素對(duì)日糧處理的影響。
在2013年的一篇德國(guó)論文中，Bednorz等證明與對(duì)照組相比，飼喂氧化鋅的試驗(yàn)豬具有較高的多重抗藥性大腸桿菌發(fā)病率。
其相對(duì)數(shù)量很小(2％)，且并沒(méi)有報(bào)道在統(tǒng)計(jì)學(xué)上是否存在顯著性。大腸桿菌對(duì)阿莫西林、四環(huán)素類(lèi)和甲氧芐啶/sulphas具有耐藥性。在加拿大，一項(xiàng)基于36家豬場(chǎng)的范圍廣泛的研究(Medardus等，2014年)指出，對(duì)阿莫西林、氯霉素、鏈霉素、磺胺類(lèi)和四環(huán)素有多重耐藥性基因的沙門(mén)氏菌菌種，與其他多耐藥性基因相比更有可能攜帶耐鋅基因。
返回上文，如果耐藥性真的是一個(gè)重大問(wèn)題，為什么氧化鋅在20年后仍在使用？此外，如果把四環(huán)素和其他抗菌性藥物放入腸道環(huán)境中，在一兩天之內(nèi)仍將會(huì)快速地產(chǎn)生廣泛的耐藥性，在用四環(huán)素類(lèi)時(shí)很可能有80％～100％的耐藥性。
8結(jié)論
毫無(wú)疑問(wèn)，爭(zhēng)論還會(huì)繼續(xù)下去。然而，在仔豬斷奶前后的飼料中添加氧化鋅在至少過(guò)去的20年中改善了豬的健康，極大地提高了動(dòng)物的福利，結(jié)果是提高了豬的生長(zhǎng)效率。氧化鋅不應(yīng)該歸入生長(zhǎng)促進(jìn)劑，而應(yīng)是一種能夠有效防止腹瀉和斷奶后腸道紊亂的治療劑。我們?nèi)匀徊惶宄淖饔脵C(jī)理，其對(duì)環(huán)境的影響仍然是一個(gè)問(wèn)題，但是謹(jǐn)慎小心使用，無(wú)論鋅在糞便中的濃度還是在砂質(zhì)酸性土壤中的流失都是可以得到控制和避免的。
鋅作為一種耐藥性或多重耐藥性的選擇器是一個(gè)非常有趣的話(huà)題，但相對(duì)于直接使用抗生素且尤其是那些對(duì)人類(lèi)越來(lái)越重要的抗生素，如多粘菌素，不利的風(fēng)險(xiǎn)似乎很小。每一個(gè)歐盟成員國(guó)將不得不制定出自己的風(fēng)險(xiǎn)/收益策略。數(shù)十億通過(guò)飼料攝入氧化鋅以預(yù)防斷奶后腹瀉的斷奶豬已經(jīng)獲得了巨大的益處和較小的風(fēng)險(xiǎn)。
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