随着规模化养猪业发展,母猪繁殖性能成为养殖效益的核心指标。硒元素作为关键营养素,其补充形式直接影响母猪产仔数、胚胎存活率及泌乳能力。纳米硒凭借其纳米级粒径(1~100 nm)带来的高生物活性,成为改善母猪繁殖力的创新解决方案。本文将聚焦不同硒源对母猪繁殖性能的影响以及纳米硒的作用机制。
一、硒的基本特性
硒在动物体内无法合成,必须通过物或水从外界环境中获取,自然界中的硒通常以有机和无机2种形式存在。无机硒主要以硒酸盐和硒化物形式存在[1]。目前,常见的有机硒添加剂主要包括酵母硒、硒代蛋氨酸和硒代蛋氨酸羟基类似物(HMSeBA)等。这些有机硒以硒代胱氨酸(Se-Cys)和硒代蛋氨酸(Se-Met)的形式直接融入动物体内的蛋白质结构,具有较高的生物利用度。相关研究表明,无机硒具有生物利用度低、加速氧化过程及在高浓度可能有毒的特点,可以溶解在饲料的水分中并转化为挥发性化合物而失,并可被饲料中的一些营养物质还原成不可用的金属物质。相比之下,相同剂量条件下的有机硒表现出低毒性、高生物利用度和高催化效率。但近年来研究发现,有机硒也容易引起动物中毒,其利用受到了限制。在相同剂量和暴露途径下,纳米硒(nano-selenium,纳米单质硒)的毒性显著低于有机硒。其通过纳米技术制备,尺寸范围在1 ~ 100 nm之间,具有较大的比表面积和高的化学活性[2]。目前普遍认为纳米硒相较于有机硒、无机硒具有毒性低、生物利用率高及安全上限高的优势[3],这些特点使其在母猪营养管理中备受关注。
二、硒在动物体内的吸收和转运
无机硒以被动扩散的方式被小肠吸收;有机硒在小肠内首先会被转化为相应的氨基酸硒,因此,其遵循氨基酸的吸收机制,为主动转运。纳米单质硒通过被动扩散和主动转运在小肠内吸收[4]。在同等剂量条件下,相较于无机硒和有机硒,纳米单质硒的吸收率更高,这主要归因于其纳米级尺寸和独特的结构特性。
被机体吸收后的纳米硒由血液循环进行转运,一部分会迅速结合到红细胞膜上并进入红细胞,一部分与血浆蛋白结合。纳米硒在体内被还原为硒化氢(H2Se),经代谢生成Se-Cys,后者通过特异性翻译机制整合到硒蛋白中,硒蛋白随血液循环被运输到各个组织器官,进而发挥功能。
SeNPs在动物体内的吸收和转运示意图
(引自苏梦容,2025)
二、硒对母猪繁殖性能的积极影响
2.1促进卵泡发育
卵泡发育作为母猪繁殖周期中的关键环节,对卵子质量、受精成功率及胚胎发育进程具有直接影响,进而决定了母猪的整体繁殖效能。有机硒的抗氧化性能,在激活卵巢功能、促进卵子发生及增强卵母细胞发育潜能方面展现出显著效果。研究表明硒通过调控母猪体内激素平衡,尤其是促黄体生成素(LH)与雌激素(E2)的分泌水平,显著提高卵泡发育质量,增加排卵率[5]。例如,在母猪基础日粮中添加HMSeBA,能够显著提升血清中E2的浓度,同时降低卵巢组织中的丙二醛(MDA)水平,从而促进卵泡发育并改善排卵功能[6]。研究证实,纳米硒有效减少卵母细胞氧化应激,在体外培养的卵母细胞中加入纳米硒后SOD和GSH-Px活性显著高于对照组,MDA含量降低35%[7]。
2.2增强胎盘活性
胎盘作为母体与胎儿间物质交换和营养供给的关键枢纽,其活性强弱直接关乎母猪的繁殖性能[8]。有机硒和纳米硒通过增加胎盘中抗氧化酶的活性,保护胎盘免受氧化应激的损伤,维持胎盘的正常功能。例如,在妊娠母猪饲粮中添加适量的HMSeBA,可显著提高胎盘中谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)的活性,降低MDA含量,促进胎儿的正常发育[9]。且相较于未添加组,GSH-Px活性提高了60-70%。GSH-Px作为关键抗氧化酶,其活性增强可高效清除胎盘组织中的自由基,减少氧化应激对胎盘细胞的损伤,从而维持胎盘组织结构与功能的完整性。田青[10]研究发现,纳米单质硒能显著的抑制镉诱导的胎盘滋养层细胞(GTC)氧化损伤。
在血管生成与营养转运方面,有机硒通过促进胎盘血管生成和营养物质转运蛋白表达,显著提升胎盘功能。研究证实,在妊娠母猪饲粮中添加0.2 mg/kg 酵母硒,胎盘血管内皮生长因子(VEGF)的表达量也显著增加,较对照组提高了15%-25%,同时氨基酸、脂肪酸和葡萄糖转运蛋白的表达均显著上调,显著提高胎盘重量,从而促进胎盘发育[11]。VEGF是促进胎盘血管生成的关键因子,其表达上调有助于胎盘血管的增生和扩张,增加胎盘血流量,为胎儿提供更为充足的氧气和营养物质。因此,提高胎盘血流量和抗氧化能力,对于增强母猪的营养输送能力,改善高繁母猪弱仔和死胎数多等均具有重要意义。
三、硒的作用机制
硒通过多种分子机制改善母猪的繁殖性能,主要包括抗氧化作用、血管生成和抗炎作用。硒能够增强硒蛋白的活性,如谷胱甘肽过氧化物酶(GPX),缓解妊娠期母猪的氧化应激,减少氧化损伤对母猪和胎儿的影响。同时,硒还能通过调控血管内皮生长因子(VEGF)等信号通路,促进胎盘血管发育,提高胚胎成活率。此外,硒通过抑制促炎因子的表达,减轻胎盘和肠道的炎症水平,从而改善母猪的繁殖性能。
结语
纳米硒作为一种高效、安全的微量元素,在改善母猪繁殖性能方面展现出显著优势。通过科学合理地添加纳米硒,不仅可以提高母猪的产仔数和泌乳能力,还能增强母猪的抗氧化能力和免疫水平,为养猪业的可持续发展提供有力支持。未来,随着对纳米硒研究的不断深入,其在母猪营养管理中的应用前景将更加广阔。
湖南德元顺生物科技有限公司(北京德元顺生物科技有限公司全资子公司和生产基地)研发的“从酿酒酵母发酵液中提取的蛋白酶A在化学法合成纳米硒形貌控制和稳定性影响中的用途”,经国家知识产权局的严格审查,于2024年9月19日荣获国家发明专利证书(专利号:ZL20221150566 6.3)。未来,公司将继续加大研发投入,推动纳米单质硒在动物营养领域的广泛应用,为畜禽养殖业的发展贡献更多力量。
参考文献
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