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蛋白质缺乏症的诊断与治疗
蛋白质的营养概述
氨基酸的营养
蛋白质在单胃动物体内的消化代谢
蛋白质在反刍动物体内的消化代谢
目 录
CONTENTS
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一、蛋白质的营养概述
（一）蛋白质的组成结构
蛋白质的主要组成元素是碳、氢、氧、氮，大多数的蛋白质还含有硫，少数含有磷、铁、铜和碘等元素。比较典型的蛋白质元素组成（%）如下：　　　　碳　　　51.0～55.0　　　　氮　　　15.5～18.0　　　　氢　　　6.5～7.3　　　　　硫　　　0.5～2.0　　　　氧　　　21.5～23.5　　　　磷　　　0～1.5
各种蛋白质的含氮量虽然不完全相等，但差异不大。一般蛋白质的含氮量均按16%计算。动物组织和饲料中真蛋白质含氮量的测定比较困难，通常只测定其中的总含氮量，并以粗蛋白质表示。粗蛋白（CP）= N÷16% = N × 6.25
1.组成蛋白质的元素
（一）蛋白质的组成结构
通过蛋白质的概念我们可知，蛋白质是由氨基酸分子通过肽键连接而成的，组成蛋白质的氨基酸种类有20种。
2.蛋白质的分子组成
（二）蛋白质的营养功能
动物体各种组织器官如肌肉、皮肤、内脏、血液、神经和骨骼等，均是由蛋白质作为结构物质而形成，蛋白质是动物体内除水分外含量最高的物质，通常可占干物质的50%左右。
动物体的妊娠、生长、泌乳、产毛、产蛋等过程均是以特定的蛋白质作为物质基础的。
1.蛋白质是构成动物体的结构物质
（二）蛋白质的营养功能
蛋白质对于生命的重要意义不仅在于它是生命的组成成分，更重要的是为机体提供了多种具有特殊生物学功能的物质。例如，催化和调节代谢过程的酶和激素，增强防御机能和提高抗病力的免疫球蛋白，运输脂溶性维生素和其他脂肪代谢产物的脂蛋白，运载O2的血红蛋白，遗传信息的传递物质核蛋白等都与蛋白质有关。
2.蛋白质是功能物质的主要成分
（二）蛋白质的营养功能
动物的遗传物质ＤＮＡ与组蛋白结合成为一种复合体—核蛋白。而以核蛋白的形式存在于染色体上，将本身所蕴藏的遗传信息，通过自身的复制过程遗传给下一代。ＤＮＡ在复制过程中，涉及到30多种酶和蛋白质的参与协同作用。
3.蛋白质是遗传物质的基础
（二）蛋白质的营养功能
蛋白质的主要营养作用不是氧化供能，但在分解过程中，其代谢尾产物可氧化产生部分能量。尤其是当食入劣质的蛋白质或过量的蛋白质时，多余的氨基酸经脱氨基作用后，将不含氮的部分氧化供能或转化为脂肪贮存起来，以备能量不足时动用。实践中应尽量避免蛋白质作为能源物质。
4.蛋白质可分解供能
蛋白质是形成乳、肉、蛋、皮、毛等畜产品的重要原料。食物蛋白质几乎是惟一可用以形成动物体蛋白质的氮来源。
5.蛋白质是动物产品的重要成分
（三）蛋白质不足或过量的危害
日粮中缺乏蛋白质对于动物的健康、生产性能和产品品质均会产生不良影响。动物体储备蛋白质的能力极其有限，在最良好的营养条件下，动物体储备量亦不超过体蛋白的5%-6%，当进食蛋白质减少时，储备蛋白质将很快被动物消耗殆尽。所以必须经常内日粮供给动物适宜数量和品质的蛋白质，否则很快即会出现N的负平衡，从而危害动物健康和降低生产性能，其后果主要表现为以下几方面：
（1）消化机能紊乱
（2）幼龄动物生长发育受阻
（3）影响繁殖功能
（4）生产性能下降
1.蛋白质不足的后果
（三）蛋白质不足或过量的危害
饲粮中长期供应过量的蛋白质，不仅造成浪费，而且多余的氨基酸在肝脏中脱氨基，形成尿素由肾随尿排出体外，加重肝肾负担，严重时引起肝肾的疾患，夏季还会加剧热应激。家禽会出现蛋白质中毒症(禽痛风)，主要症状是禽排出大量白色稀粪，并出现死亡现象，解剖可见腹腔内沉积大量尿酸盐。
2.蛋白质过量的危害
二、氨基酸应用
1．必需氨基酸
（一）必需氨基酸、半必需氨基酸与条件性必需氨基酸
必需氨基酸是指动物机体内不能合成，或合成的速度慢、数量少，不能满足动物需要而必须由饲料供给的氨基酸。
各种动物所需必需氨基酸的种类大致相同，但因各自遗传特性的不同，也存在一定的差异。对成年动物，有8种，即赖氨酸、蛋氨酸、色氨酸、苯丙氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、缬氨酸和苏氨酸。生长动物有10种，除上述8种外，还有精氨酸、组氨酸。雏鸡有13种，除上述10种外，还有甘氨酸、胱氨酸、酪氨酸。
2．半必需氨基酸
（一）必需氨基酸、半必需氨基酸与条件性必需氨基酸
半必需氨基酸是指在一定条件下能代替或节省部分必需氨基酸的氨基酸。
胱氨酸 蛋氨酸（50%）
酪氨酸 苯丙氨酸（30-50%）
丝氨酸 甘氨酸
3．条件性必需氨基酸
条件性必需氨基酸是指在特定的情况下，必须由饲粮提供的氨基酸。
如：猪能合成部分精氨酸，可满足任何时期的维持需要；生长早期，合成的量却不能满足需要；而性成熟后及妊娠母猪均能合成足够的精氨酸，不需饲粮提供。妊娠母猪必须由饲粮提供一定的组氨酸，但成年母猪能通过体内合成满足维持需要。
（二）非必需氨基酸
非必需氨基酸是指在动物体内能大量合成，并且合成的速度快、数量多，能满足动物需要，无需强调由饲料供给的氨基酸。
如：丙氨酸、谷氨酸、丝氨酸、天门冬氨酸等。实际情况下，动物饲粮在提供必需氨基酸的同时，也提供了大量的非必需氨基酸，不足的部分才由体内合成，但一般都能满足需要。
反刍动物自身同样不能合成必需氨基酸，但瘤胃微生物能合成宿主所需的几乎全部的必需和非必需氨基酸。对于产奶量高或生长快速的反刍动物，瘤胃合成氨基酸的数量和质量则不能完全满足需要，必须以过瘤胃蛋白的形式由饲粮补充。
（三）限制性氨基酸
限制性氨基酸是指一定饲料或饲粮所含必需氨基酸的量与动物所需的必需氨基酸的量相比，比值偏低的氨基酸。由于这些氨基酸的不足，限制了动物对其他必需和非必需氨基酸的利用。其中比值最低的称第一限制性氨基酸，以后依次为第二、第三、第四……限制性氨基酸。
不同的饲料，对不同的动物，限制性氨基酸的顺序不完全相同。常用禾本科籽实类及其他植物性饲料，对于猪来说赖氨酸通常为第一限制性氨基酸；对于禽类蛋氨酸通常为第一限制性氨基酸。
（四）理想蛋白质与饲粮的氨基酸平衡
理想蛋白质的构想源于20世纪40年代，但将理想蛋白质正式与单胃动物氨基酸需要量的确定及饲料蛋白质营养价值的评定联系起来，则是1981年ＡＲＣ（英国）猪的营养需要。
理想蛋白质实质是将动物所需要蛋白质氨基酸的组成和比例作为评定饲料蛋白质质量的标准，并将其用于评定动物对蛋白质和氨基酸的需要。按照理想蛋白质的定义，也只有可消化或可利用氨基酸才能真正与之相匹配。ＮＲＣ（1998）猪的营养需要就是先确定维持、沉积及泌乳蛋白质的理想氨基酸模式，然后直接与饲料的回肠真可消化氨基酸结合，确定动物的氨基酸需要，充分体现了理想蛋白质和可消化氨基酸的真正意义和实际价值。
（五）氨基酸的互补
氨基酸互补是指在配合饲粮时，利用各种饲料氨基酸含量和比例的不同，通过两种或两种以上饲料蛋白质配合，相互取长补短，弥补氨基酸的缺乏，使饲粮氨基酸比例达到较理想状态。这是生产实践中提高饲粮蛋白质品质和利用率的经济而有效的方法。
（六）氨基酸的中毒
在自然条件下几乎不存在氨基酸中毒，只有在使用合成氨基酸大大过量时才有可能发生。例如，在含酪蛋白正常的饲粮中加入5% 的赖氨酸或蛋氨酸、色氨酸、亮氨酸、谷氨酸，都可导致动物采食量下降和严重的生长障碍。就过量氨基酸的不良影响而言，蛋氨酸的毒性大于其他氨基酸。
1．合理搭配日粮
（七）提高饲料蛋白质转化效率的措施
构成日粮的饲料种类尽量多样化，饲料种类不同，所含的氨基酸的种类、数量也不同，多种饲料搭配，能起到氨基酸的互补作用，从而提高饲料蛋白质的转化率；补饲氨基酸添加剂，向饲粮中直接添加所缺少的限制性氨基酸，力求氨基酸的平衡。
2．合理地调制蛋白质饲料
生豆类及生豆饼类、棉子饼粕类、菜子饼粕类等均含抗营养因子，对蛋白质的利用有一定的影响，采取适当的方法进行脱毒处理，可破坏这些因子的活性，提高蛋白质的利用。
三、单胃动物蛋白质营养特点及其应用
（一）消化代谢过程
以猪为例：
对于兔子、马、驴、骡等草食动物的盲肠结构较为发达，不仅可以消化饲料中蛋白质，还可以消化氨化物，主要方式是微生物发酵。
（二）消化代谢特点
猪
蛋白质消化吸收的主要场所是小肠，并在酶的作用下，最终以大量氨基酸和少量寡肽的形式被机体吸收、利用，而大肠的细菌虽然可利用少量氨化物合成菌体蛋白质，但最终绝大部分还是随粪便排出，因此，猪能大量利用饲料中蛋白质，而不能大量利用氨化物。
禽
腺骨容积小，饲料停留时间短，消化作用不大，而肌胃又是磨碎饲料的器官，因此，家禽蛋白质消化吸收的主要场所也是小肠，其特点大致与猪相同。
马属动物和兔等单胃草食动物
盲肠与结肠相当发达，它们在蛋白质消化过程起着重要作用，这一部位消化蛋白质过程类似反刍动物，而胃的小肠蛋白质的消化过程与猪类似，因此草食动物不仅能利用饲料中蛋白质还能利用饲料中氨化物。
四、反刍动物蛋白质营养特点及其应用
1．消化与代谢的过程
（一）反刍动物蛋白质消化与代谢
2．消化与代谢特点
（一）反刍动物蛋白质消化与代谢
（1）蛋白质消化吸收的主要场所是瘤胃，靠微生物的降解，其次是在小肠，在酶的作用下进行。
（2）反刍动物不仅能大量利用饲料中的蛋白质，而且也能很好地利用氨化物。
（3）饲料蛋白质在瘤胃进行较大改组，通过微生物合成饲粮中不曾有的氨基酸。
（4）反刍动物的小肠可消化蛋白质来源于瘤胃合成的微生物蛋白质和饲料过瘤胃蛋白质。
（5）瘤胃微生物蛋白质品质好，仅次于优质动物蛋白质，与豆饼、苜蓿叶蛋白质相当，而优于大多数谷物蛋白质。
3．“瘤胃氮素循环”的含义及其生理意义
（一）反刍动物蛋白质消化与代谢
（1）瘤胃氮素循环
饲料中的蛋白质和氨化物被瘤胃内的细菌降解生成的氨，除被合成菌体蛋白外，经瘤胃、真胃和小肠吸收后转送到肝脏合成尿素。其中部分尿素被运送到唾液腺随唾液返回到瘤胃，再次被利用，氨如此循环反复被利用的过程称为“瘤胃氮素循环”，简称氮素循环。
（2）瘤胃氮素循环生理意义
可提高饲料中粗蛋白质的利用率，又可将食入的植物性粗蛋白质反复转化为菌体蛋白，供动物体利用，提高了饲料粗蛋白质的生物学价值，改善了粗蛋白质的品质。
1．动植物体中的非蛋白含氮化合物（NPN）
（二）反刍动物对氨化物或非蛋白含氮化合物（NPN）的利用
动植物体中的NPN包括游离氨基酸、酰胺类、含氮的糖苷和脂肪、生物碱、铵盐、硝酸盐、甜菜碱、胆碱、嘧啶和嘌呤等。
2．反刍动物对ＮＰＮ的利用机制
反刍动物瘤胃内的细菌能利用饲料中的尿素、双缩脲等NPN合成菌体蛋白。以尿素为例，其利用机制如右图：
3．影响尿素利用的因素
（二）反刍动物对氨化物或非蛋白含氮化合物（NPN）的利用
（1）碳水化合物的组成及性质
瘤胃细菌在利用氨化物合成菌体蛋白的过程中，需要同时供给可利用能量和碳架，后者主要由碳水化合物酵解供给。碳水化合物的性质直接影响尿素的利用效果。
（2）蛋白质的水平
瘤胃细菌生长繁殖同样也需要蛋白质营养，它们不仅参与菌体蛋白的合成，而且还具有调节细菌代谢的作用，从而促进细菌对尿素的利用。
（3）矿物质的供给
钴是维生素Ｂ12的成分，而维生素Ｂ12参与蛋白质的代谢，如果钴不足，则瘤胃内微生物合成维生素Ｂ12受阻，会间接影响细菌对尿素的利用；硫是合成菌体蛋白中含硫氨基酸的原料。为提高尿素利用率，在保证硫供应的同时还要注意氮硫比和氮磷比，含尿素日粮的最佳氮硫比为10～14:1，氮磷比为8:1。此外还应满足细菌生命活动所必需的钙、磷、镁、铁、铜、锌、锰及碘的供给。
（二）反刍动物对氨化物或非蛋白含氮化合物（NPN）的利用
3．影响尿素利用的因素
3．影响尿素利用的因素
（三）反刍动物蛋白质营养需要特点
反刍动物同单胃动物一样，真正需要的不是蛋白质本身，而是蛋白质在真胃以后分解产生的氨基酸，因此，反刍动物蛋白质营养的实质是小肠的氨基酸的营养。通常情况下，反刍动物所需的必需氨基酸的50%～100% 来自于瘤胃微生物蛋白质，其余来自于饲料。中等以下生产水平的反刍动物，仅微生物蛋白质和少量过瘤胃蛋白所提供的必需氨基酸足以满足需要；高产反刍动物，上述来源的氨基酸远不能满足需要。研究证明，蛋氨酸是反刍动物最主要的限制性氨基酸。随着生产性能的提高，所需的限制性氨基酸的种类也有所增加。生产实践中必须从饲料中保证高产反刍动物对限制性氨基酸的需要，以充分发挥其高产潜力。
3．影响尿素利用的因素
（四）过瘤胃蛋白的保护技术
1．物理处理法
处理饲料蛋白质，可使蛋白质变性，降低了蛋白质的溶解度，提高过瘤胃蛋白的数量，是一种有效的保护方法。
2．化学处理法
利用化学药品，如甲醛、氢氧化钠、单宁等处理饲料，可对高品质蛋白质饲料进行保护。
3．包埋方法
用某些富含抗降解蛋白质的物质或某些脂肪酸对饲料蛋白质进行包埋，以抵抗瘤胃的降解。
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