铜与动物疾病相关性的研究

摘要 本文系统的介绍了国内外关于铜缺乏的研究进展状况，详尽的介绍了铜在动物体

内的吸收过程、铜的对反刍动物的影响（包括对繁殖效应、生产性能、生长速度以及对动物免疫功能等方面）和铜缺乏易导致的疾病及其相关的预防治疗方法。

Abstract This text systemic introduce the situation of research about lacking of

copper inside and outside, and introduce elaborately the process of copper absorbing, influence on ruminats(including the affection of reproduce , capability of manufacture, rate of growth as well as function of immunity of animals) and lacking of copper result in all kinds of diseases, measures to prevent and cure the diseases and so on.

关键词 铜 动物 疾病

前言 早在二十世纪初期，铜就已经被证实是动物体内的一种必需微量元素。经过此后近

一个世纪的研究证明，铜具有极重要生物学功能。大量研究表明，铜是动物体内一些重要酶的组成成分或与酶的活性有关，并且具有参与血红蛋白合成、生物氧化、基因表达[1]、影响碳水化合物、脂类及蛋白质代谢和维持正常心血管结构完整等功能。它与畜禽的造血、神经细胞、骨骼、结缔组织和被毛的生长发育都有密切的关系。不可否认，搞清铜对动物机体的生理功能必将促进畜牧业的发展，带来重大的经济效益。

1.铜缺乏研究的国内外进展

1.l 国外研究铜乏的状况

早在1948年Harless已经指出软体动物血液内的铜有重要的生理生化功能,•但此后80多年对铜的生物学作用还未引起足够的重视。直到1928年，才有实验证明铜与铁一起参与造血过程，并确定了铜在哺乳动物体的重要，最先发现铜缺乏病的Bennetts和Ohapman指出，西澳大利亚的羔羊运动失调与牧草中的铜含量低于正常有关，并且与母羊及患病羔羊血及组织中的铜低于正常有关。病羊心肌纤维有退行性变化和纤维化，导致心力衰竭而突然死亡，在母羊怀孕期间通过补铜来预防该病的发生。1948年，Holmberg和Laurell首先从血浆中分离出血浆铜蓝蛋白，随后发现其有氧化酶的活性。

本病的发病范围广，几乎遍布全球各大洲，在美国、英国、新西兰、前苏联、南非、东非、印度、日本等许多国家均有发生。病区羔羊地方性共济失调症的发病率高达羊群的90%，大部分死于营养不良。牛铜缺乏病死率可达40%。•因此，许多学者注重进行该病的流行病学调查，并探讨该病发生的生物地球化学因素。经调查发现在砂土、沿海平原、海边和河流的淤泥地带，土壤缺铜、缺钴；而在有机质土、沼泽地泥炭土或腐植土中铜以有机络合物的形式在而不能被利用。如前苏联伏尔加河流域的砂土中植物含铜量只有4.5-4.7ppm；在新西 兰，西澳大利亚的泥炭土中铜含量只有3ppm。

本世纪 60到80年代，有关铜对动物心血管的报道颇多，也是这一时期铜缺乏研究的热点。1961年，O'dell发现铜缺乏鸡的主动脉弹性组织发生紊乱，有的病例发生大管破裂现象。需在指出的是，以前对人的铜缺乏症的研究还没有引起重视，直到1962年至1972年之

间，Menkes报道了哺乳期男孩的进行性神经系统疾病，表现为毛发卷曲、肌肉张力下降，运动和精神发育迟缓，血清铜及血浆铜蓝蛋白含量下降，肠道铜吸收障碍。Carlton(1963)等用铜缺乏饲料饲喂大鼠、猪崽时,均发现这些动物的心血管损害及心力衰竭、心脏扩大、心脏及血管破裂，并有夹层动脉瘤，心肌梗塞，乳头肌断裂，心肌有灶性坏死，并伴有心性心包积液，及血性胸水。Starcher研究认为，铜缺乏时动物动脉的弹性硬蛋白变性、脆化是发生心血管损害的主要原因。Wester(1965)研究发现，缺铜不仅导致心血管结构上的变化而且影响心脏的生物电活动，表现心电图异常、ST段异常、束支传导阻滞、房性或室性早搏、室性心动过速,补铜则可改善。Kim等(1966)的进一步研究认为,•由于铜缺乏导致单胺氧化酶下降,而这种酶在动物弹性蛋白的合成及交联中起重要作用。Rucker等 人从1965•年到1975年主要研究铜缺乏对的骨相学及动脉弹性硬蛋白的影响，实验结果表明，铜缺乏主要影响骨胶原及动脉弹性蛋白的交联作用,•使得骨组织强及抗压性均下降。Chou等(1969)研究认为，含铜酶(赖氨酰氧化酶，单胺氧化酶)•对结缔组织的交联有重要作用，其活力下降时主动脉张力下降，心肌脆性增加。由于心肌中富含线粒体，线粒中的铜占心肌细胞其它部位的15-20倍，因而铜在心肌代谢中起重要作用。而Leigh等的研究认为，室性心动速不是铜缺乏的特征性表现，引起该病的原因可能与肾上腺激素、去甲肾上腺素、血管紧张素的分泌有关。1978年Swift等从细胞水平上揭示铜在抗心律失常中的作用，口服铜盐虽可防治室性早搏。Cu2+•可抑制心肌细胞兴奋性及收缩力，降低动作电位振幅，对哇巴因诱发的振荡电位有抑制作用。Allen等也报道铜缺乏动物表现心房、心室坏死区周围弥漫性脂肪坏死，心肌坏死灶周围有胶原纤维形成与修复。

1.2国内铜缺乏研究状况

在我国郑绍仪等于1978年首次报道了准葛尔盆地盐渍芦苇草甸区广泛发生羔羊共济失调症,经调查在土壤中并不缺铜而富含硫酸盐,影响植物对铜的吸收。芦苇中仅有1.1ppm而麦杆中只含0.7ppm(而一般饲料中含铜为8-10ppm)，均属于低铜饲料。在1979年翟旭九等报道河南南阳某些地区发生了犊牛白肌病,牛血清中不仅缺铜而且也缺硒、缺碘。到1981年，有人报道了福建厦门某奶牛场因饲料缺铜而引起乳牛衰弱、贫血、生育力低下,出现大批不孕牛(卵巢静止和萎缩最为特征)，血铜水平显著降低,血铜低于7.85umol/L(0.5ug/ml)的牛占93%,血铜不足4.17ummol/L(0.3ug/ml)的占76%，以后以介绍本省沿海旱田地区每年春耕牛发生衰竭症,皮下水肿,肝铜水平下降,经检测该地土壤中在缺铜的同时也缺钴、硒、碘。张春礼于1986年报道了内蒙阿拉善盟地区骆驼发生摇摆病,并易出现骨折,该区不仅缺铜而且缺硒。刘超(19)年报道,山羊发生裂腰病的主要原因不仅是缺铜而且缺锌所导致。张一贤的调查研究认为,绵羊铜缺乏症出现的地理特征为淡灰钙土、灰钙土性质的荒漠草原及沼泽草甸上,其症状为脱毛、摇摆、抽风、肢痉挛、腕关节曲屈、关节肿大等症。1992年刘宗平报道了甘肃与内蒙交界地带双峰驼的摇摆病，其病因主要是该地饲料中钼、钙的含量偏高,而磷的含量则偏低,铜与钼的比例为1.3:1(合理的比例应为6:1至10:1)。他的调查研认为毛发中的含铜量为反映机体铜状态的良好标志。在甘肃的另一地方发生的绵羊摆腰病的发病原因主要是牧草中和土壤中缺铜,硒含量均在正常范围的下限,而牧草中的铁含量高于羊的正常需要量。用硫酸铜及亚硒酸钠治疗则可减轻一些临床症状。与摇摆病不同的另一种绵山羊的缺铜症为吐草病,傅登海的报道认为该地区环境中氟和钼含量均高,而硒和铜的含量均偏低。陶国栋于1995•年报道了内蒙古阿拉善左旗南部地区骆驼的摇摆病,该地的地理特征为高氟低钙,且镍含量很高。以后韦旭斌、王水琴等人详细调查了梅花鹿晃腰病的发病原因,其研究发现动物被毛中的锌和钼含均较高,饲料中铜钼比例失调。

综上所述,•在国内对于反刍兽铜缺乏的研究主要是病因学及流行病学的调查研究,即对动物生存环境中的水土饲草食物链的微元素进行检测,而常常忽略其它影响铜吸收的因素,如

植酸、维生素C等，在发病机理方面进行深入探讨的论文比较少。虽然有些学者检查了一些含铜酶的活性，如血浆铜蓝蛋白(CP),超氧化物歧化酶(CuZn-SOD)等。

2 铜的吸收

铜随饲料进入消化道后, 主要的吸收部位在十二指肠和小肠前端（绵羊吸收的铜约占

进入消化道总量的20 ～30 %），部分铜的吸收也可生在小肠的远端，一些通过胆汁排出的铜，经肝肠循环再回收循环利用。铜在小肠处主要以较稳定的螯合物形式被吸收，其吸收机制有两种：一种是可饱和的主动运输过程，二是不饱和的扩散过程。当饲料中铜含量低时，主要通过可饱和的主动途径转运，而高铜饲料时，扩散过程则起主导作用。饲料中的铜在氨基酸螯合剂的帮助下主动运输到肠黏膜上。铜由肠黏膜进入血液后，首先与血清中的血清白蛋白或氨基酸等小分子成分结合形成较松散的化合物，大多数结合铜经门静脉迅速进入肝组织，被肝细胞摄取。肝细胞内质网中合成的脱铜铜蓝蛋白与吸收的铜离子结合形成血浆铜蓝蛋白（铜一般由血浆铜蓝蛋白，血浆白蛋白及其他的铜结合运送至全身），随后被分泌入血浆并被其他组织摄取而发挥生理功能[2]。一般哺乳动物的细胞摄取铜最少有两条路径:第一,以血浆铜蓝蛋白为递质途径,细胞从血浆铜蛋白—铜蓝蛋白摄取铜;第二,游离铜途径,血浆中与白蛋白或组氨酸结合的铜以及游离铜通过自由通道进入细胞。两条路径都是不依靠能量而进行易化运输的,进入细胞内的铜和细胞内铜蛋白再互相结合。铜的吸收量随供应水平的升高而平行升高,直至组织铜到达饱和水平。就铜的化学形式而言,焦磷酸盐、甘油磷酸盐、天冬氨酸盐、谷氨酸盐氧化物中的铜能被有效地吸收。Chapmen和Bell(1963)通过放射性示踪发现,含铜盐被吸收的顺序为:CuCO3>Cu(NO3)2>CuSO4>CuCL2>Cu2O>CuO(粉状)>CuO(针状)>Cu(丝)。需要指出的是,钙、镉、铁、锌、铅、汞与铜竞争蛋白质的结合点, 因而对铜的吸收有拮抗作用,而氨基酸和新鲜植物组分则有助于铜的吸收。Mills(1955,1965)证明,新鲜牧草大部分铜与阴离子络合物结合,铜离子与饲料中有机或无机配位体结合时能降低铜的吸收率,因此铜离子的有效性与配位体的大小及稳定性有关。若配位体为氨基酸时,由于其空间构型及与铜的聚合度不同, 因而不同蛋白质饲料的数量及类型可引起铜的有效利用率不同。植酸盐能与铜形成稳定的络合物,并能降低铜的吸收率；此外,维生素C也能降低肠对铜的吸收。钼和硫对反刍动物铜的吸收亦有拮抗作用。

铜的排泄:动物的粪便中排泄出大部分未被利用的铜,而经代谢的铜主要由胆汁排出,由肾脏及汗腺排泄的铜量很少，小部分铜由肠壁排出，微量由尿液排出。粪和尿内的铜都是蛋白质的复合物。肾上腺皮质激素会影响铜在尿中的排泄量。

3铜的对反刍动物的影响

3.1铜对反刍动物繁殖效应的影响

铜对维持动物正常的妊娠过程和繁殖率有影响。Hidiroglou (1979)发现缺铜奶牛卵巢机能低下,分娩困难,胎衣不下。当补饲铜后,奶牛的繁殖力提升,受胎率提高。母牛缺铜时容易引起繁殖性能紊乱,卵巢机能低下,发情延迟或受阻,受胎率降低,分娩困难,胎衣不下,所产犊牛常表现先天性佝偻病。在放牧条件下,奶牛如果缺铜会导致发情迟缓。在孕期奶牛缺铜对胎儿和铜储存极为不利,产下的犊牛体弱,有患共济失调症的可能,还可能因母牛无哺乳能力而病死(柴春彦,1998)。这可能与红细胞的生成和结缔组织的生成有关。张一贤发现流产母羊血铜低，缺铜母羊补铜后，可有效防止母羊流产。采食缺铜牧草的奶牛群发情迟缓，当补足铜后奶牛繁殖力上升，受胎率提高。

铜含量的多少与公牛精液的质量密切相关。金穗华等(1999)研究表明,精液中铜的含量与

原精活力、密度成显著正相关。在一定限度内,铜的含量与精子活力成正比,但达到最高值后,再提高体内铜的含量,精液质量则出现下降趋势。其原理可能是铜可以提高前列腺素与受体的结合力,因而促进了前列腺素作用的发挥。

3.2铜对反刍动物生产性能的影响

刘明祥等（1998）按照国内外奶牛饲养推荐铜需要量的最低限补足后，将分娩100

天的荷斯坦奶牛饲养120天后，发现：试验组的标准乳（FCM）比对照组高3.3%，体重、胎次矫正后的FCM，试验组比对照组高10.1%，单位FCM消耗的产奶净能比对照组低8.6%,这说明铜对提高泌乳量和提高饲料的转化利用率有显著的效果。 铜提高奶牛生产性能的原因可能是,铜在瘤胃液中以正二价形式存在,充当了带负电荷的细菌和植物细胞壁连接的桥梁,有利于细菌对植物纤维的附着,从而增加了细菌对纤维的降解。也可能是因为铜满足了某些瘤胃微生物群落生长的需要,增加了瘤胃微生物的数量,从而提高了饲料的转化率，提高了产奶量[3]。

3.3 铜对反刍动物生长的影响

1955 年Braude 首先发现饲料中添加高剂量铜具有促生长作用。近几年的实验证明,铜与动物的生长发育关系密切。大量研究发现铜能影响反刍动物瘤胃中的微生物活力,对纤维素的消化有弱的促进作用。低浓度铜(1 ×10-6～3 ×10-6)可以促进蛋白质降解、脱氨基和糖的利用,有利于合成菌体蛋白,适量铜也有助于机体蛋白质的沉积。铜还能促进牛垂体分泌生长激素；提高消化酶的活性,或调整肠道微生态、增加血液中促有丝因子( Radechi等,1976 ; Zhou 等,1994)；提高了超氧化物歧化酶( SOD)的活性,从而加快体内超氧基的去除和增强机体免疫功能,从而促进牛的生长发育。黄应祥(1998)给8 月龄以上荷斯坦母牛添加“中等剂量”(国内外推荐浓度范围的中间水平)的铜,经93 d 试验,试验组平均日增重比对照组高11. 9 % ,每千克增重能量消耗降低12 .1 % ,差异显著( P < 0.05),说明铜在促动物生长方面有显著作用。

3.4铜对反刍动物免疫功能的影响

关于铜对机体免疫功能的影响开始于80 年代初期。铜在机体免疫过程中起着重要作用。铜缺乏时免疫器官如胸腺、脾脏等含铜量显著降低,白细胞(特别是中性白细胞)功能减弱,使机体的免疫系统受到损害。缺铜可改变淋巴组织的构成成分,而T 淋巴细胞比B 淋巴细胞更为敏感(L ukasew ycz, 1985)。在缺铜情况下其抗体产生受到抑制, T 、B 淋巴细胞均受到不同程度的损害。缺铜动物B 淋巴细胞增加而T 巴细胞数减少,尤其T 辅助细胞减少更为显著。铜缺乏动物体T 淋巴细胞经先天性恶性淋巴瘤免疫时发现其死亡率升高,提示缺铜时免疫功能的降低可能与淋巴细胞种类及亚群的破坏有关。大量研究表明奶牛缺铜时导致来源于胸腺T 细胞的淋巴细胞的数量减少,功能下降。分叶核中的嗜中性粒细胞是最重要的一种吞噬细胞,能够防御机体抵抗外界病原菌的侵入。铜缺乏可以导致其杀菌能力减弱,从而降低奶牛的防御能力。Torre (1996)研究表明,轻度铜缺乏(6 ～7 mg / kg)的泌乳荷斯坦母牛,与日添加20 mg /kg 的试验组相比,嗜中性白细胞数量减少了30 %。Harmaon(1994)将荷斯坦青年母牛分为两组: 基础日粮(含铜6 ～7 mg / kg)组( - Cu 组)和铜添加(20 mg /kg)组( + Cu 组) ,在产犊时+ Cu 组病原菌感染率显著低于- Cu 组(40 %- %) , + Cu 组和- Cu 组受主要病原菌感染的乳房数分别为6 %和28 %。

4.铜缺乏与动物的疾病

4.1铜缺乏与动物神经系统疾病

早在1937年,Bennetts和Chapman就证实要维持正常的神经活动,•必需有微量元素铜 的参与,他发现初生羔羊的地方性动物病----共济失调症,是由于铜缺乏引起,大脑和脊髓有脱髓鞘病灶。在当时被命名为“摇背病”(swayback或Lamcrius)。该病与草场的铜水平低于正常有关。但在英格兰出现摇背病的地区,牧草铜的含量在正常范围之内。通过病理解剖发现,大脑半球的白质出现空洞,导致这些结构萎缩.以后许多学者发现,在所有共济失调的羔羊中,有一半并未出现在脑的损害,•但全部病羊羔在脑干和脊髓中都有细胞坏死和神经纤维变性。在当时被描述为“大脑白质出现空洞或凝胶样损害和/或脑干脊髓里发生染色质溶解、神经元坏死、以及髓鞘磷化性变等特征性现象”,Mill(1962)年发现,共济失调与脑干里红核中大的神经元的核变性有关。Howell等也在共济失调羔羊的脑和脊髓的神经元中观察到变性,但没有查到磷脂变性的产物,由此说明脊髓白质的损害可能是髓磷脂的一种发育不全。化学证据表明,髓鞘磷脂发育不全比髓磷脂变性的可能性更大。当大脑中铜含量降低时,导致运动神经元里的细胞色素氧化酶(含铜的末梢呼吸酶)的活性下降,•且脑铜水平对中枢神经系统的完整与功能要比肝铜更为重要。有人在铜缺乏大鼠的研究中证实,脑、心和肝中细胞色素氧化酶的活性被抑制的同时,磷脂的合成作用也受到了抑制,因而他们推断,细胞色素氧化酶的活性是由于不能合成它的修补基团(正铁血红蛋白)而丧失的。Gallagher和Reeve(1971)研究认为,细胞色素氧化酶活性的丧失与磷脂合成损害之有直接的因果关系。在缺氧条件下,无论有无额外的电子转入系统(除非加入ATP),肝线粒体都不能有效地合成磷脂。因而细胞色素氧化酶活性丧失导致肝线粒体合成磷脂障碍，这种抑制作用是通过干扰内源性ATP的供应而实现,•从而使之不能保持一个合适的速率来合成磷脂。在妊娠后期的关键时刻,胎羔正以最快的速度贮备磷脂,•缺铜导致需氧代谢和磷脂合成发生抑制。 近几年对于脱髓鞘疾病概念有了新的认识。脱髓鞘疾病是原发于脑和脊髓白质的慢性疾病，其特点是中枢神经出现广泛的脱髓鞘斑块,脱髓鞘病变是白质对各种有害因素的典型反应,可分为原发性及继发性脱髓鞘病,若病变首先出现于髓鞘本身、支持它的雪旺氏细胞或少突胶质细胞,则称之为原发性髓鞘损害；若损害首先见于神经元或轴突而之后累及髓鞘者称之为继发性髓鞘脱失,而目前研究的主要为原因尚不明确的原发性髓鞘损害，感染、中毒、外伤、营养缺乏症及代谢紊乱均可引起髓鞘脱失。发育成熟的髓鞘在病理条件下脱髓鞘,这类疾病在人类研资料方面报道较多,如多发性硬化症,视神经脊髓炎,弥漫性轴周性脑炎,同心层型轴周性脑炎、同心层型腔隙性白质脑病、急性散播性脑脊髓炎、脱髓鞘性周围神经病；另一类为白质营养不良症,即髓鞘构成缺陷性疾病,如先天性皮质外轴索再生障碍症、类球状细胞型白质营养不良症、异染色性白质性营养不良症、神经系统海绵状退行性变、类纤维蛋白质营养不良症、肾上腺白质营养不良症等。缺铜可引起以这些运动调为特征的中枢神经系统病变,缺铜时脑内细胞色素氧化酶活力、脑中儿茶酚胺水平降低及磷脂合成障碍,且精神病患者血清铜显著升高,而且新发病例高于长期患者。

许多学者以缺铜的啮齿动物为实验模形,经研究发现,缺铜大鼠的幼儿表现低髓鞘质,因而在缺铜大鼠的大脑中有两种酶---髓磷脂2',3-'环核苷酸-3'-磷酸二酯酶及羟基脂肪酸-酰基鞘胺-半乳糖转移酶(UDP-半乳糖转移酶)活性表现有下降现象。铜缺乏大鼠的发育小脑中潜在的己糖激酶活性也下降。实验证明,铜缺乏大鼠大脑中的酪氨酸羟化酶活性降低,从而促进神经元的损伤。

曾经一度认为缺铜时磷脂代谢的紊乱主要与磷酸甘油醛酰基转移酶的活性下降有关,但以后的实验报道认为主要原因是磷化酰胆固醇酰基转移酶在铜缺乏大鼠中降低。油酸与硬脂酸含量比值也表现异常,可能与△9-去饱和酶活性下降有关。

构成髓鞘的脂类有胆固醇、神经鞘磷脂、脑苷脂、神经节苷脂(后三者合称为神经鞘磷脂)。一些报道认为,在脱髓鞘病中,血清脂质含量有变化(类脂质和糖脂)但并不显著,而有些报道则主为神经鞘磷脂升高,每100ml中可达0.7-2.0mg(正常为0.1-0.5mg)，胆固醇也显著升高。

组织化学分析结果表明脑组织中神经鞘磷脂、脑苷脂及胆固醇均显著下降,而大脑皮层神经氨酸上升。

有许多资料证明铜缺可影响机体细胞因子。对脱髓鞘机理研究认为脱髓鞘是机体对髓鞘抗原的异常应答引起,因为直接的病理学证据是，病变附近血管周围有单核细胞、巨噬细胞和T淋巴细胞的浸润。Matsuda等(1991)•发现患林格氏病患者外周血单核细胞分泌的IL-1A水平显著高于正常对照组及其他神经疾病组,IL-1B的水平未显著升高,且在活动期其活性显著高于稳定期。Imamurar也发现脱髓鞘病患者外周血单核细胞分泌的IL-1A及IL-1B水平均升高。一个有意义的实验是,Jacobs(1991)等给实验性过敏性脑脊髓炎(EAE)大鼠腹腔注射重组IL-1A,结果使病程延长、病情加重、体重下降明显,再若应用可溶性IL-1受体可明显延缓EAE的发生,•体重下降程度及瘫痪程度减轻。由此可知,IL-1可能是促进神经系统脱髓鞘的因子之一。也有许多报道脱髓鞘患者外周血IL-1受体及脑脊液中IL-2及sIL-2R水平显著升高,且脑脊液中sIL-2R与血清中相关性很好(Selmaj,1988；Gallo,19)。

4.2 铜缺乏与免疫功能的障碍

Prohaska(1981)等最早报道了实验性铜缺乏可以改变体液免疫的成分,给雌雄小鼠喂低铜饲料时,可显著损害SRBC抗体的形成。他们以后的实验发现在缺铜大鼠脾脏淋巴细胞培养时对有丝原的反应性大大降低,从而表明缺铜可改变淋巴组织的构成成份,而T淋巴细胞比B淋巴细胞更为敏感(Lukasewycz,1985)。即使用多种抗原刺激大鼠或小鼠,在缺铜情况下其抗体产生受到抑制,T、B•淋巴细胞均受到不同程度的损害。缺铜小鼠B淋巴细胞增加而B淋巴细胞数减少,尤其T•辅助细胞减少更为显著。铜缺乏大鼠T淋巴细胞经先天性恶性淋巴瘤免疫时发现其死亡率升高,•提示缺铜时免疫功能的降低可能与淋巴细胞种类及亚群的破坏有关。他们通过荧光法扩增实验表明淋巴细胞表面的抗原标志物密度在铜缺乏时有明显变化,铜缺乏可抑制这类T细胞亚群。实验同时发现巨细胞(直径>7um)也有增多现象。Jones(1984)•通过迟发性过敏反应研究缺铜时的小鼠细胞免疫,实验发现这种过敏反应增强。Koller(1978)等证实铜缺乏时脾淋巴细胞对T,B淋巴细胞依赖性抗原刺激的增殖均降低,NK细胞的细胞毒性在铜缺乏大鼠中受到损伤。实验证明NK细胞活性的下降不是由于PGE2•的免疫抑制引起。这个实验结果可部分地解释为什么用致癌物处理的缺铜大鼠的患癌率高。Mulhern(1988)等实验发现,•缺铜饲料喂养的小鼠免疫功能同边缘性铜缺乏相比较，受损害的程度更为严重,免疫器官重量也有下降,NK细胞、B、T淋巴细胞亚群、胸腺样崐淋巴因子对SRBC刺激的反应性降低,•自发性环状细胞(spontaneous •cycling cellc)增多。在有丝原刺激时,表达Thy1、Ty2、Lyt1及Lyt2的T细胞亚群减少,B•淋巴细胞有扩增现象,但需T淋巴细胞免疫的反应性均降低。Tong和Bernadette(•1996)等用螯合剂除去培养基中几种重要的金属元素,然后进行微量元素恢复时将添加的铜分为不同的几个水平,通过培养人淋巴细胞Molt-3及HL-60淋巴细胞时发现,•铜缺乏可使Molt-3及HL-60细胞的生长速度下降，比较而言,对HL-60细胞的影响更加明显。在延长培养时发现Molt-3细胞的存活量与铜的添加水平有关。铜缺乏培养基上Molt-3细胞表面有“棘球”状突起,这种变化与O2-导致的细胞变化极为相似,表明细胞形态受到较为严重的损害。当更换培养补加铜后,这种损伤作用得以改善,•由此可知这种细胞对铜有一定的依赖性。Babu(1990)等以调理素致敏的酵母多糖(OZ)来测试巨噬细胞的“呼吸爆破”作用。巨噬细胞暴露于OZ时可被激活使细胞内的O2转化成O2-,这种•O2-•可通过化学发光法来检测。由实验可知,缺铜组的化学发光活性CL(chemiluninescence)是补铜组的59%。从巨噬细胞的杀伤特性看,缺铜及补铜组对酵母菌的杀伤作用分别为66%及38%。由体外试验可知,培养60分钟后巨噬细胞杀伤白色念珠菌的活性与细胞内的铜有关,缺铜组杀白色念珠菌的能力只有对照组的70%左右。单核巨噬细胞对T、B淋巴细胞的免疫作用的发挥意义重大,成熟的巨噬细胞具有抗肿瘤成分,并能产生O2-。当铜缺乏时,巨噬细胞内 CuZnSOD水平下降，由于其“爆破”•作用主要是通过对H2O2

的歧化反应或非酶系统的SOD作用来实现,这两种作用互相促进,产生羟或氧自由基。虽然H2O2及O2-的杀菌效应不强,•但这些羟自由基具有潜在的较大的杀菌活性，而在铜缺乏时,这种作用被损害。童裳亮(1990)也报道0.1ppm的铜离子能够促进巨噬细胞的吞噬免疫功能,虽然具体的机理还不清楚,但金属离子如Pb、Zn、Cu等对这种免疫功能的调节起重要作用。金虹(1996)等用AIN-76TM•缺铜饲料饲喂小鼠时发现，激活的腹腔巨噬细胞产生的TNF-α,IL-1,IL-6的水平均下降。黄永光(1991)在综述中提到铜缺乏引起网状内皮系统反应缺陷，低铜婴儿的淋巴细胞吞噬功能受到损害，外周血中中性粒细胞的吞噬作用下降,杀伤白色念珠菌的能力也明显下降。

Roth(1981)研究认为,生物机体在产生分泌免疫球蛋白IgM时,•铜依赖性酶对J链的形成非常必要,而明显扩增的原因可能是由于体液中形成的IgM减少,•因而可由它调节的负反馈抑制效应失调引起。Jone和Suttle(1981)则认为嗜中性白细胞的毒性下降跟SOD活性的变化有关,由于SOD作用可减少超氧负离子诱导的过氧化反应,因而缺铜时,母羊的白细胞中自由基增多，嗜中性的细胞功能受到抑制。铜缺乏导致的胸腺萎缩也可能与SOD活性下降或者与细胞色素氧化酶(CCO)的活性异常而使细胞氧化供能减少有关(Prohaska,1983)。铜有助于维持铁的还原状态,•而亚铁可为核糖酸原酶(ribonucleotide reductase)的金属协同因素,调节DNA的合成(RLRase•DNA合成限速酶)(Cory 1983)。由于铜缺乏可到细胞色素氧化酶活性下降,影响细胞内ATP水平从而可导致细胞膜的通透性改变,使得钙调蛋白依赖的Ca2+的通透性改变而在细胞内积聚,因而导致一系列ATP依赖酶及细胞骨架或裂解,•进一步加深对淋巴细胞的损害,由此可知铜水平在维持免疫细胞完整性方面有着重要的作用(Orrenius,19)。铜蓝蛋白和铜本身分别具有酶和氧化活性,在感染时,血清铜增加刺激肝脏合成和释放铜蛋白,抵御生物的侵袭。当动物处于铜缺乏状态时,组织内SOD铜蓝蛋白过氧化氢酶(CAT)及谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-PX)均下降,导致活性氧的增多,•从而加速代谢及免疫机制紊乱,这种破坏作用主要是通过大量活性氧改变免疫活性细胞的表面结构来实现(Strain,1994)。

4.3铜缺乏与动物骨质疾病

缺铜引起动物骨头的主要生化损害可能是含铜的酶(氨基氧化酶或赖氨酰氧化酶)的

活性降低,结果伤害了骨胶原多肽的交叉结合,从而降低骨胶原的稳定性和强度。缺铜小鸡骨的氨基酸氧化酶活性显著降低。Suttle(1972)•用缺铜饲料饲喂母羊两年后,其羔羊在10周龄时,且有明显的骨质松疏症，骺端的中心区损害最重,并和由于成骨细胞的活性降低或丧失而引起的骨质疏松程度相一致。其它动物如家兔、小鸡、猪、狗和马驹均会发生骨骼异常。缺铜猪的骨组织变化为皮质变薄,骺的软骨变宽和成骨细胞活性降低,但骨的灰分钙、磷等含量变化不大,因而缺铜引起的骨的变化也是特征性的。Rucker(1969)研究认为缺铜小鸡的骨脆弱易被折断,其变形力及扭力均变小，在缺铜草地放牧的牛羊会出现自发性的骨折,但发生率均比较低。

4.4 铜缺乏对动物毛发色素沉着的影响和角化作用的破坏

绵羊毛的色素沉着过程对体内铜的变化非常敏感,可出现没有色素沉着的交叉带,由饲料中钼、硫过高继发性引起的铜缺乏也能起到这种效果。铜缺乏时羊毛失去其卷曲性,抗张强度降低,弹性异常。许多学者认为,铜在合成角蛋白时对双硫键的生成或互相结合所必要,•而羊毛的卷曲性依赖于双硫基的交叉及纤维中角蛋白长链的排列及定向有关,缺铜绵羊羊毛中的硫氢基较多而双硫基较少,因而缺铜对角蛋白的这种特定组合方式不利。

5 铜缺乏的预防和治疗

由于铜缺乏病的发生具有一定的地区性,这与该地区的牧草、土壤及饮水中缺乏铜元素有关,羊群、牛群长期采食生长在此种环境下的牧草和饮水,造成长期性的铜缺乏,属于原发性铜缺乏症。本病宜以预防为主，以治疗为辅。继发性缺铜症主要由于饲草中存在着某些继发性因素,可阻止铜的吸收和利用,导致相对缺铜而致病。铜钼比小于2 及锌、钼等干扰因子,都可造成继发性铜缺乏。

5.1预防

目前，报道较多的缺铜病多为反刍动物，其中又以犊牛、羔羊常见。一般来讲动物饲料中铜钼的临界比率为2. 0 ,低于此比率的饲料或牧草可预期会发生条件性铜缺乏症。锌摄入过多,在胃肠道中大量存在时, 可引起铜的吸收障碍。同时大剂量钼进入体内后,在瘤胃内钼与硫形成硫钼酸盐,并与饲草中的铜结合形成牢固的Cu - Mo - S 蛋白质复合物,它一方面封闭铜的吸收部位,另一方面不断从肝脏内的金属硫蛋白中把铜剥夺下来转入血液,如此循环最后导致铜的贮藏减少。就机体对钼的耐受力而言,有明显的种属差异,牛耐受力最低,其次是绵羊,马和猪的耐受力最高。因而生活在该种地区奶牛也是敏感的动物,容易出现继发性铜缺乏症。饲料中锰含量高低,可影响铜的吸收。饲料中钙、磷比例虽接近2∶1 ,但磷含量低于标准需要量;饲料中锌、硒含量偏低而氟含量高。Krishnamachari 认为氟中毒时可继发体内铜缺乏,动物发生骨软化,骨皮质疏松及骨畸形,血铜明显低于对照组。总之, 这些综合性因素造成犊牛铜缺乏症的病因较为复杂。以前对饮水氟含量测试的报道较多,但缺乏饮水中钼含量的资料。有资料显示饮水可溶性钼含量更高,可能对机体的铜的吸收影响很大。

为有效预防该病发生，建议养殖户在饲料使用上应该保证全价，在此基础上考虑钼的

颉颃作用,在补充饲料中添加一定量的铜,才能减少铜缺乏症的发生预防羔羊、羔牛。缺铜症的发生，可在缺铜地的草场地表追施铜剂，但特别要注意铜剂过量会引起中毒。在饲养实践中，必须采取综合的补饲方法：

（1）0.1%硫酸铜，滴在母羊、母牛乳头上，让羔羊、羔牛吸吮。

（2）设矿物质补饲槽，可用“牛羊舔食砖”供怀孕母羊、母牛自由舔食。

（3）幼畜要尽早放牧，通过放牧可使其舔食土壤，采食青饲料或牧草，从中获取铜。

为了进一步防止羔羊、犊牛铜缺乏症的发生,加强繁殖母羊和母牛特别是妊娠后期及产羔期的饲养管理;合理安排各种类型的牧场轮牧,或将高钼饲草晒干后再利用;对一些繁殖牛、羊群、犊牛、羔羊可进行一些药物预防。主要有：

①怀孕母羊分娩前九周内口服硫酸铜,剂量为每千克体重30 mg ;有机铜乙胺四酸铜钙按每千克体重20 mg 口服,3周后重服。②每年的春天到夏天上山放牧3个月时间,盐渍化芦苇草场上的羊群必须一年内换一次草场。③改善日粮比例及组成，保证日粮干物质中含铜量不低于5mg/kg, 就可以预防本病。在母羊怀孕期间，从怀孕第2、3周开始到产羊后1月灌服10%硫酸铜溶液50ml， 每半个月一次，共6-8 次。④皮下注射乙二胺四乙酸钙铜、氨基乙酸铜或甘氨酸铜150mg。⑤在病区缺铜牧场，可投服1%硫酸铜液，成年绵羊50ml, 1.5岁绵羊10-15ml, 一周龄内绵羊10ml。

5.2 治疗

对发病的羔羊、犊牛每日口服1%硫酸铜溶液10 －30mL,病情较轻的羔羊、犊牛5天后症状得到缓解,于10天后基本痊愈;瘫痪或患病较重的羔羊、犊牛在10天后症状基本消失。对羔羊、犊牛治疗的同时在饲料中添加精料补充料。：每4—6个月给牛注射400毫克乙二胺四乙酸钙铜、氨基乙酸铜、甘氨酸铜等，也可将硫酸铜 有报道指出，每4—6个月给牛注射400毫克乙二胺四乙酸钙铜、氨基乙酸铜、甘氨酸铜等，也可将硫酸铜按饲喂食盐量的0.50%混合，让牛舐食，隔数日1次，若与钴配合应用，

则效果更佳。

针对发病羔羊的治疗要点有：

①内服硫酸铜10-20mg/d的,每服2-3周(需间隔2 周后，直到症状消失为止， 配合使用钴剂效果更好。

② 用0.5g硫酸铜缓慢静脉注射，配合葡萄糖盐水，每周2-3次。

③把硫酸铜添加于食盐内，做成舔剂，让羊自由舔食，剂量为0.5%，如果病羊已产生脱髓鞘作用，或心肌损伤，则难以完全恢复。

也有报道指出，应加强饲养管理,羊群中补喂适量的精饲料且在饲料当中添加复合微量元素、多种维生素,在饮水中添加维生素C。对病情严重的成羊、怀孕母羊灌服2. 5%的硫酸铜溶液20 mL /只。

另郭宝林等指出，绵羊作为反刍动物其消化生理有别于单胃动物,饲料中的含硫物质均被瘤胃微生物转化为硫化物, 在这种条件下,游离的铜离子容易与钼、硫发生拮抗作用形成难溶的化合物, 从而降低了动物对铜的利用率。当前畜牧生产中的铜添加剂主要为硫酸铜和氧化铜,研究表明它们均不是绵羊理想的铜添加剂。 碱式氯化铜作为新近开发的铜源,在猪鸡等单胃动物的应用实践证明,其生物学利用率高于硫酸铜, 然而在养羊生产中研究报道的很少,故对碱式氯化铜作为绵羊饲料铜源的性能知之甚少, 他们通过试验研究表明,在高钼条件下,碱式氯化铜由于其独特的理化性质即在瘤胃中的溶解度很低而在后肠道的溶解度很高,一方面避开了瘤胃中硫、钼的拮抗作用,另一方面又不影响其在后肠道的消化吸收,与常用饲料铜源如硫酸铜、氧化铜等相比,碱式氯化铜应用效果良好,是绵羊比较理想的无机饲料铜源。

总之，该病宜以预防为主，以治疗为辅。加强平时的饲养管理工作很重要。

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