钼的毒性与反刍动物钼中毒

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第30卷第5期黄牛杂志

V01.30No.5

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文章编号:1001—9111(2004)05—0()40—04

钼的毒性与反刍动物钼中毒

王自良,张海棠,李军民

(河南职业技术师范学院动物科学系,河南新乡

453600)

摘要:本文综述了微量元素钼对反刍动物毒性的研究结果,如:钼的化学特性、钼在饲料与反

刍动物体内的含量与分布、钼的生物学作用、钼在反刍动物体内的吸收、代谢及与其它元素间的互作等。最后阐述了反刍动物钼营养需要量、饲料中钼的最大允许量及反刍动物钼中毒的防治。关键词:反刍动物;钼;毒性;中毒

中圈分类号:S823

文献标识码:A

Ferguson(1938)首次报道牧草中钼(molybde—量%)为1.5×10叫%,占所有元素的第53位。钼的num,Mo)含量过高,可使放牧牛群产生以剧烈腹泻化合价有2、3、4、5、6等5种,其中6价钼较为稳定,为典型症状的中毒病,称之为Teart病,钼作为一种主要化合物有二硫化钼(MoS:)、三氧化钼(MoO。)、

有毒元素首先被动物营养学家所认识[1]。1953年De正钼酸(H2MoO。)、钼酸钙(CaMoO。)、钼酸铵

Renzo等研究发现饲料中的钼含量对大鼠组织中黄[(NO。)2M00。]、钼酸钠(Na2MoO。)、六羰基钼[Mo嘌呤氧化酶的活性有明显影响,同年Richert等研(C0)。]等,其中水溶性化合物毒性较大,由于溶于究证实钼是黄嘌呤氧化酶等的组分,并与其活性密水,不论从消化道、呼吸道都能被吸收进人机体对全切相关,才确认钼是动物营养必需的微量元素,但由身器官系统发生作用。

于地壳中平均含钼1mg/kg,且分布广泛,各种动物2钼在饲料与反刍动物体内的含量与分布

对钼的营养需要量均小于1mg/kg,自然条件下一般不会发生钼缺乏症。与此相反,由于部分地区的土2.1钼在饲料中的含量与分布

壤钼自然蓄积或工业污染,常发生动物尤其是反刍饲料中的钼含量变化很大,受土壤条件、植物种动物钼中毒,尤其是近年来,钼制剂作为饲料添加剂类、气候因素等的影响。我国是一个钼分布极不均衡应用于动物生产,所造成的钼中毒事件屡有发生[2]。的国家,南方与北方饲料缺钼的原因有所不同,北方鉴此,本文就钼的化学特性、钼在饲料与反刍动物体土壤中钼含量偏低,有效态钼含量低于缺钼临界浓内的含量与分布、钼的生物学作用等作一阐述,为有度的o。15mg/kg;南方土壤中钼含量并不低,但土效利用微量元素钼、防止反刍动物钼中毒提供参考。

壤多为酸性红壤,在酸性条件下,饲料植物不能够吸收利用钼。不同种类的饲料植物对钼的吸收利用率1钼的化学特性

差异很大,某些聚钼饲料植物如黑豆、蚕豆等对钼的1778年,瑞典化学家Scheele发现钼。钼是一种吸收能力较强,每千克籽实中钼含量可分别达7.52

银灰色金属,粉末呈浅灰色,属体心立方晶体结构,mg/kg和7.78mg/kg;而非聚钼饲料植物对钼的吸

晶格常数为a=3.1468入。元素周期表中钼位于第五收能力则很低,反刍动物生产中常用的禾本科籽实周期ⅥB族,原子量为95.94,密度为lo.2,熔点为

类饲料菌属于低钼饲料,如玉米o.57mg/kg、燕麦

620℃,沸点为4800℃。钼不溶于水或稀酸,但可

O.25mg/kg、大麦o.30mg/kg。此外,饲料中的钼

溶于浓硝酸和热浓硫酸及盐酸。常温下钼有很好的含量还受气温、降雨量、施肥种类、施肥量等因素的稳定性和耐腐蚀性。地壳中钼的含量不多,丰度(质

影响[3]。饲料中含有高钼往往是由于工业污染引起,

收稿日期:2004一04—30

作者简介:王自良(1966一),男,河南省叶县人,副教授,博士,主要从事动物营养代谢性与中毒性疾病的研究.

万 

方数据

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第5期

王自良等:钼的毒性与反刍动物钼中毒

41

在钼矿及其冶炼厂附近地区,由于排出的废水污染周围土壤,产生高钼饲料引起动物钼中毒,如河南滦川县发生的耕牛“黑水症泻”、江西大余县发生的耕牛“红皮白毛症”、陕西华县、洛南县发生的耕牛“顽固性腹泻”等均为高钼饲料或饮水引起的钼中毒[4]。

2.2钼在反刍动物体内的含量与分布

反刍动物体内钼含量极低,其中60%~65%分布于骨骼,10%~11%分布于皮肤,5%~6%分布于被毛,2%~3%分布于肝脏,其余组织约9%~18%。机体中的钼含量受其摄入量、存在状态、生物活性、有无颉抗因子等因素的影响。在正常状况下,牛血浆中钼含量为6pg/100mL,肝脏为1.7×10“

mg/kg,牛乳中钼的平均含量为73pg/L,在低钼牛

乳中,钼与黄嘌呤氧化酶(X0)以结合状态存在,因而牛乳中XO的活性与钼的含量呈正比,但当在饲料中添加钼酸盐引起乳中钼的含量迅速增高,却不会相应伴生X()的活性增高;绵羊血浆中钼含量的变异范围是1.o~2.O弘g/100mL,肝脏中钼含量为o.7×10~,当绵羊日采食钼量从o.4mg提高到9.6mg时,其全血中的钼含量从1.O~2.0弘g/100

mL

增高到495肛g/100mL,因此,动物血液中的钼含量对钼摄入量相当敏感,摄入量增高时,血液钼浓度迅

速升高¨j。

3钼的生物学作用

近年来,人们已在奶牛、肉牛、育肥羊等日粮中添加钼制剂,在观察其实践效果的同时,对其生物学作用进行了大量的研究,但迄今仍缺乏系统的论述,尤其缺乏生理生化方面的指标。钼作为5种不同酶系统X0、AO、SO、N0、NR等的主要组成成分,其活性与钼的含量有关,钼通过这些酶参与机体物质代谢而达到其营养作用。XO的生物学功能有3个方面:(1)参与细胞内电子的传递,主要向细胞色素C转运电子;(2)是参与体内嘌呤化合物的氧化代谢及尿酸的形成过程,发挥重要的作用;(3)是参与体内铁的代谢,促进肝脏铁蛋白中的铁释放,加速铁进入血浆的过程,并催化释放出来的Fe2+迅速转化成Fe3+与p,一球蛋白结合成运铁蛋白,供给机体吸收利用。钼通过上述5种酶系统参与机体物质代谢,从而促进反刍动物的正常生长发育,并提高其生产性能,因此钼对反刍动物有着重要的生物学功能n]。

4钼在反刍动物体内的吸收与代谢及与其

它元素间的互作

万 

方数据4.1钼在反刍动物体内的吸收与代谢

反刍动物日粮中M06+水溶性形式钼源如钼酸钠、钼酸铵等能被很快吸收,M04+不易吸收。反刍动物主要在瘤胃中吸收钼,小肠也有一定的吸收能力,在消化道中的吸收过程较为缓慢,吸收的钼在血液中可变成高度透析的阳离子参与体循环,进入到组织器官中,被吸收的钼只在骨骼、皮肤、被毛与肌肉等组织中存留,其它组织则很少存留。正常情况下,反刍动物摄入的钼通过粪便和尿排出体外,以粪便为主,从尿排出的速度快,但受日粮中钼、硫和铜水平的影响。钼在反刍动物体内的吸收与代谢与单胃动物有两点明显区别:(1)是吸收部位与速度不同,单胃动物整个小肠均具有吸收钼的能力,十二指肠比空肠和回肠更容易吸收,肝脏沉积钼的能力较强,而反刍动物由于镅作为消化道微生物的生长因子,被微生物吸收而相对较长时间滞留在消化道中,吸收的钼极少量进入胆汁,肝脏沉积钼的能力较差;(2)排泄途径不同,单胃动物对钼的排泄主要是通过尿,粪便中排出的则较少,与反刍动物对钼的排泄恰

好相反L7J。

4.2钼与其它元素间的互作

4.2.1

钼与铜钼与铜之间的互作关系对反刍动

物的健康和生产性能相当重要[8]。钼与铜之间在代谢上存在着明显的颉抗和协同作用,日粮中钼的含量过高时,会降低铜的利用率,导致机体继发性缺铜;含量过低时,可使机体出现铜蓄积过量,导致机体铜中毒。日粮中铜与钼含量的最佳比值是6~10:

1[】。]。

4.2.2钼与硫钼与硫存在着颉抗作用,当日粮硫含量增加时,一方面可抑制钼的吸收,另一方面又可阻止肾小管对钼的重吸收,促进钼的排泄,从而防止机体钼中毒n¨。试验证明,当日粮中钼与硫酸盐的比例从正常的1;3ooo下降到1:27ooo时,绵羊和30.3%;当日粮中钼与硫酸盐的比例从正常的1

:3

000提高到l:300时,绵羊体内和肝脏内钼的含

钼与硒Gladysher等报道,用EPR研究

mg/L钨后,大鼠肝脏中的黄嘌呤氧化酶和

体内和肝脏内钼的含量分别下降到原来的18.2%量分别下降到原来的9.4%和33.3%[1引。

4.2.3

梭状芽孢杆菌的酸羟化酶的结构时发现,该酶含有硒和钼喋呤,从而证实钼与硒之间存在着协同作用。4.2.4钼与钨Johnson等报道,在大鼠饮水中添

加100亚硫酸盐氧化酶的活性明显降低,若同时添加

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黄牛杂志第30卷

mg/L钼,则可消除上述不良反应。钼与钨在具有

同样的价态,两者之间存在着颉抗作用。

4.2.5钼与铅

Flora等报道,在腹腔每日注射

mg/kg体重钼酸钠能有效防止饮水中的铅在大鼠

血液和软组织中蓄积,恢复了由铅抑制的艿一氨基乙酰苯酸脱水酶的活性,使血锌原卟啉及血清铜蓝蛋白含量增加,加强肝脏脂质过氧化的能力,从而有效地预防铅中毒。由此可以说明钼与铅之间同样存在着颉抗关系。

反刍动物钼营养需要量、饲料中钼的最大

允许量及反刍动物钼中毒的防治

5.1

反刍动物钼营养需要量和饲料中钼的最大

允许■

反刍动物钼的营养需要量应以使动物保证正常的生长发育、获得满意的生产水平与健康为标准,自然条件下反刍动物不会出现钼缺乏症。目前国家有关部门尚未制订钼的营养需要标准,试验结果也存在着较大的差异。WittenBurg等(1987)报道,在肉牛日粮中含钼2525~50mg/kg,对肉牛的生长发育与育肥效果没有影响[1引。Huber等(1987)报道,肉牛日粮中钼含量达到100mg/kg,肯定会引起肉牛的钼中毒。Kincaid等(1980)报道,在犊牛日粮中添加钼,含量为10mg/kg时,对犊牛没有任何影响,但当钼含量达到50mg/kg时,犊牛不表现出钼中毒症状,肝脏、肾脏颜色变淡,具有退行性组织学病变。Anke等(1985)报道,摩弗伦绵羊的钼中毒水

平为300mg/kg。Ward等(1978)报道,山羊对钼的

耐受量最高可达日粮的1

000

mg/kg,几乎与鸡和

兔的耐受量相同[1“。研究证实,不同种类的反刍动物对钼的耐受性差异很大,奶牛与肉牛最敏感,其次是绵羊,山羊的耐受性较大。其营养需要量,按照美国NRC(1994)标准,奶牛、肉牛<o.01mg/kg、绵羊、山羊<o.05~1.omg/kg;试验证明,饲料中钼的最高允许剂量奶牛、肉牛为5mg/kg,绵羊、山羊

为10mg/kg‘1副。

5.2反刍动物钼中毒症的防治

5.2.1

发病原因在一般地区正常饲养条件下,反

刍动物不会发生钼中毒症,钼中毒症是由于高钼所致,导致高钼的原因有4个方面:(1)所在地区土壤钼含量高,采食高钼饲料或饮用高钼水;(2)钼矿及其冶炼厂对其周围环境污染引起;(3)饲料含钼量正常,由于饲料中铜钼比例失调引起,饲料中铜钼的适

万 

方数据宜比例为6~10:1,若铜钼比例小于2:1,既增加了对钼源的吸收,又增强了肾小管对代谢钼的重吸收,从而导致机体钼中毒症的发生;(4)含钼肥料的过度使用或管理不当引起。

5.2.2

临床症状家畜钼中毒的特征是严重的持

续性腹泻,粪便稀薄并带有气泡,有泥炭臭,牛钼中毒称为“泥炭痢”;骨骼和关节异常,步态不稳,行走摇摆;食欲不振,贫血,消瘦,生长速度下降或完全停止,幼畜常出现佝偻病;被毛粗糙,色泽变浅,皮肤弹性降低,可视黏膜苍白;绵羊毛失去卷曲度,羊毛品质下降;水牛皮肤发红,伴有轻度水肿,多从头部开始,逐渐蔓延全身,称为“红皮白毛症”;泌乳家畜泌乳量减少;种畜繁殖障碍,公畜睾丸间质细胞和上皮受损,精子发生率下降,性欲减退或丧失,从而导致不育;母畜初情期推迟或发情周期延长,仔畜初生重小,胚胎重吸收率上升,哺乳期泌乳量下降;继发性铜缺乏症是钼中毒主要的危害之一,主要症状包括被毛褪色、贫血、皮肤发红及多种铜酸活性下降等i

5.2.3病理变化

患畜尸体消瘦,全身脂肪呈胶冻

样,内脏器官色淡。骨质疏松,肋骨呈念珠状,关节肿胀。镜检可见,羔羊大脑白质液化,脊髓运动神经束变性,常见神经元变性和脱髓鞘;公畜睾丸有病理损伤。肝酶、钼酶、铜酶的活性下降,尤其是超氧化物歧化酶(SOD)、X0、谷胱甘肽过氧化物酶(GSH—PX)、铜蓝蛋白酶(Cp)、细胞色素氧化酶(COX)等活性下降明显。

5.2.4诊断要领可通过以下3种方法进行诊断:(1)测定患畜所在地区的土壤、水源和饲料,若钼含量高于最大允许量,可初步诊断为钼中毒症;(2)若患畜出现持续腹泻,消瘦,贫血,被毛褪色,皮肤发红等临床症状,也可做出初步诊断;(3)进行血液、组织分析,若血液、组织中钼含量高,铜含量低,铜钼比例失调,则可确诊为钼中毒症,健康动物与钼中毒动物血液、肝脏钼铜含量比较见表1凹]。

衰1健康动物与铝中毒动物血液、肝脏钼铜含量比较

Mu

O.005

0.020~O.047小于3~4大于5

c…㈣ ̄o.Ⅲo.os,(淼并)(盆篙葬,

5.2.5

治疗方法注射和服用铜制剂是最有效的

疗法。

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王自良等:钼的毒性与反刍动物钼中毒

43

5.2.5.1

群体治疗

在饲料添加剂中加入适量的

养代谢的影响[J].黑龙江畜牧兽医,2002(10’:53—

硫酸铜,或根据饲料中钼含量加入1%~5%硫酸

54.

铜。

[8]

KincaidRL,BlauwiekelRM,Cronrath,JD.Supple—

mentationof

copper

as

copper

sulphateor

5.2.5.2个体治疗成年牛每天投服30~60g硫

copperpro—

teinate

for

growing

calves

fed

foragescontaining

酸铜,连用数日。或按1g/kg体重硫酸铜水溶液内

molybdenum[J].JournalofDairyscience,1986,69:

服,夏季每周1~2次,其它季节每周1次。肌肉或皮160—163.

下注射长效铜制剂,犊牛60mg,成年牛120mg,有[9]

WardJD,Spears,JWandKe91ey,EB.Effectof

cop—

效期3~4个月。per

leveland

source

(copperlysine

vs.

copper

sul—

5.2.6预防措施

phate)on

copper

status,

performance,andimmune5.2.6.1

防止和治理钼矿及其冶炼厂造成的环境

response

ingrowing

steersfeddietswith

or

without

污染处理好钼工业废水污染是预防该病的关键。

supplementalmolybdenumandsulphur[J].Journalof

5.2.6.2

改良高钼土壤

土壤施肥可以使用硫酸

AnimalScience,1993,71:2748—2755.

铵化肥,降低土壤和植物中钼的含量。

[10]

王自良,张海棠,赵坤.微量元素钼在养鸡生产中的5.2.6.3

合理使用铜盐对于钼污染地区和高钼

应用研究[J].中国家禽,1999(9):37—39.

McclureS地区,饲料中添加铜盐或定期内服铜盐,可预防该病

[11]

J,TJMcclure,DLEmery.Effectsof

molybdenumintake

on

primaryinfectionandsubse—的发生。quent

challengeby

the

nematode

parasite

Tri—

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M0lybdenum

TOxiCityandMolybdenumPOisOningOfRuminant

WANG

zi—liang,ZHANGHai—tang,LIJun—min

(D印Ⅱr£聊P埘∥^”im口ZSf括雄cF,月Pn甜2矿∞口fion以ⅣDrm以G以如窖P’Xl挖z曲ng,爿e以彻453600'C,lln口)

Abstract:Recentresearch

results,

molybdenumchemicalcharacteristics,

molybdenum

contents

and

distributioninruminantandfeeds,molybdenumbiologicalcharacteristics,absorptionandmetabolismandinteractionwithotherelements,

whichwereallrelated

to

molybdenumtoxicity

on

ruminantwere

re—

viewed.

FinallyruminantrequirementandthehighestallowanceandpreVentionandtreatmentsofmolyb—

denumtoxicityweresummedup.

Key

words:Ruminant;Molybdenum;Toxicity;Poisoning

万 

方数据

阿潼木企业管理培训学院

钼的毒性与反刍动物钼中毒

作者:作者单位:刊名:英文刊名:年,卷(期):被引用次数:

王自良, 张海棠, 李军民

河南职业技术师范学院动物科学系,河南,新乡,453600黄牛杂志

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