• 要想真正了解動物抗應激機理必須懂得動物機體電解質的組成特點及其調節

    供稿:豬豬俠

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      一、組成特點

       

        體液可分為細胞內液和細胞外液,細胞內液是指存在于細胞內的液體,約占體重的50%;細胞外液是指存在于細胞外的液體,包括血漿和組織間液,其中血漿約占體重的5%,組織間液約占體重的15%。細胞外液和細胞內液電解質的組成差異極大。

       

        (1細胞外液的電解質組成。在細胞外液中,含量最多的陽離子電解質是Na+,陰離子電解質以Cl-HCO3-為主。陽離子和陰離子總量相等,液體呈電中性。

       

        正常動物細胞外液的化學組成和物理化學性狀是相對穩定的,這是動物健康生長的必需條件。

       

        細胞外液是細胞生活的環境,稱為機體的內環境,這是與機體所處的外界環境相對而言的。只有當機體內環境的化學組成和物理化學性質維持在正常恒定的范圍之內時,每個細胞才能進行正常的生命活動,動物才能健康生長。外界環境的千變萬化以及機體自身的新陳代謝不斷地影響著內環境的穩定,如果機體的內環境發生了改變,細胞代謝將發生紊亂,必將引起動物發生疾病,甚至導致死亡。

       

      2)細胞內液的電解質組成。細胞內液中陽離子的主要組成成分是K+,其次是Mg2+, Na+含量則很少;陰離子的主要組成成分是蛋白質和PO43-Cl-雖然是細胞外液中的主要陰離子,但在細胞內液中幾乎不存在。由此可見,細胞內液和外液中陽離子方面的突出差異就是K+ Na+濃度的差異。這種差異是許多生理現象所必須的,比如Na+ -K+-ATP酶引導的物質轉運、細胞興奮性的發生和電信號的傳導,這些都需要Na+K+的參與,因此必須維持體液電解質的平衡。

      二、鈉、鉀離子的代謝和調節

       

        1.鈉離子的代謝

       

        體內的鈉一半左右存在于細胞外液中,其余大部分存在于骨骼中,因此可以認為骨鈉是鈉的貯存形式。當體內缺鈉時,一部分骨鈉可被動員出來以維持細胞外液中Na+含量的穩定。由于細胞外液中Na+含量占陽離子總量的90%左右,因此Na+是維持細胞外液滲透壓及其容量的決定因素。此外,Na+的正常濃度對維持神經肌肉的正常興奮性也有重要作用。

       

        動物機體內的鈉主要從飼料中攝取,一般在飼料中會添加食鹽,動物可通過飼料補充所需的鈉離子和氯離子。Na+的需要是受體內排出量控制的,Na+的排出主要通過腎臟隨尿排出。腎臟的排鈉是受腎上腺皮質分泌的醛固酮嚴格控制的。正常情況下,尿中鈉的排出與攝入量大致相等。當血漿中的Na+濃度低于閾值時(110~130mmol/L),尿中不再排鈉。尿液中Na+的排出規律是多吃多排、少吃少排、不吃不排。此外,Na+也可由汗液排出一部分。

       

        2.鉀離子的代謝

       

        體內的鉀主要存在于細胞內液中,約占體鉀總量的98%,細胞外液很少。K+是細胞內液的主要陽離子,其濃度對維持細胞內液的滲透壓及細胞容積十分重要, K+的動向與Na+ H+和水的轉移密切相關,因此K+對維持體內酸堿平衡也有重要作用。K+對維持神經肌肉的興奮性和細胞的正常代謝也具有很重要的作用。

       

        體內的鉀也主要從飼料中攝取,和鈉一樣易被吸收。腎臟是排鉀和調節鉀平衡的主要器官。腎臟的排K+能力很強,但是保K+的能力比保Na+的能力弱得多。當機體完全停止Na+的攝入時,腎臟排Na+接近于零。但當K+攝入量很低時,腎臟仍會通過尿液排出一定量的K+。尿液中K+的排出規律是多吃多排、少吃少排、不吃也排。此外,汗液和消化液也能排出一定量的K+

       

        3.鈉、鉀代謝的調節

       

        體液水和電解質動態平衡的調節是在中樞神經系統地控制下,通過神經-體液調節途徑實現的,主要的調節因素有抗利尿激素、鹽皮質激素和心鈉素等,主要作用器官是腎臟。

       

        3.1 抗利尿激素(ADH)的調節

       

        當細胞外液因失水過多(如腹瀉、嘔吐或大出汗等)而導致滲透壓升高時,下丘腦視上核前區的滲透壓感受器受到刺激,作用于垂體后葉從而加速抗利尿激素的釋放。抗利尿激素隨血液循環到達腎臟,能加強腎遠曲小管和集合管對水的重吸收,使尿量減少,細胞外液的滲透壓就會恢復正常。反之,當飲水過多或鹽類丟失過多,使細胞外液的滲透壓降低時,就會減少對滲透壓感受器的刺激,抗利尿激素的釋放就會減少,腎臟排出的水分就會增加,從而使細胞外液的滲透壓恢復正常。

       

        抗利尿激素對腎的作用是促進腎小管等的細胞中環腺苷一磷酸(cAMP)的生成,經蛋白激酶系統使膜蛋白磷酸化,從而提高腎遠曲小管和集合管對水的通透性,促使水從管腔中滲出至滲透壓較高的組織間隙中,增加腎對水的重吸收,減少排尿量。

       

        3.2 腎素-血管緊張素-醛固酮系統的調節

       

        通常將調節水和無機鹽平衡作用較強的腎上腺皮質激素合稱為鹽皮質激素,其中以醛固酮的作用最強。由于醛固酮的分泌釋放主要受腎素-血管緊張素系統地調節,故將這一調節途徑稱為腎素-血管緊張素-醛固酮系統。

       

        當腎血液供應不足或血漿中鈉離子濃度不足時,腎臟的近球細胞會合成和分泌一種酸性蛋白水解酶—腎素,經腎靜脈進入血液循環,催化血漿中血管緊張素原轉變為血管緊張素Ⅰ。血管緊張素Ⅰ的縮血管作用很弱,可在血漿轉換酶的作用下轉換成血管緊張素Ⅱ。血管緊張素Ⅱ具有很強的促進醛固酮分泌和引起小動脈收縮的作用。醛固酮的作用是促進腎遠曲小管和集合管上皮細胞分泌H+和重吸收Na+(H+ -Na+交換),同時也增加Cl-和水的重吸收,使體內保持一定量的水分。醛固酮也促進腎遠曲小管上皮細胞排K+及重吸收Na+(即K+ -Na+交換),其總結果是排出H+K+而保留Na+

       

        3.3 心鈉素的調節

       

        心鈉素是一種具有強利尿、利鈉、擴張血管和降血壓等作用的肽類激素。心鈉素的主要作用是在不增加腎血流量的基礎上增加腎小球的濾過率,從而增加尿的排出量。心鈉素可減少醛固酮介導的Na+重吸收,在利尿、利鈉的同時,K+ Cl-的排出量也增加。心鈉素還能抑制血管緊張素Ⅱ造成的血管收縮。

       

        在極端環境下,動物容易發生應激反應,機體水鹽丟失嚴重,而且會引起下丘腦的攝食中樞興奮性降低,導致食欲下降,采食量降低。對豬群補充充足的電解質可以調節機體內環境平衡,提高細胞活性,改善生產性能,比如提高采食量、改善肉質等。因此我們需要對動物機體電解質的補充加強認識,加深理解,提高重視程度。


      (審核編輯: 豬豬俠)

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