电解质平衡对动物生产性能的影响

电解质平衡对畜禽生产性能的影响

体液（body fluid）的主要成分是水和电解质，广泛分布于细胞内外，具有相对稳定的酸碱度，适宜的体液酸碱度是内环境稳定的一个重要方面，其稳定状态为动物体正常新陈代谢和生命活动所必需。

电解质平衡可以影响机体的酸碱平衡，同时酸碱平衡状态也可以对电解质的平衡产生影响。在一定的条件下，可以使用机体电解质平衡来反映体内的酸碱平衡，二者具有密切的联系。

电解质平衡对动物的生命活动和生产性能，起着非常重要的作用，主要表现为：构成某些酶的必需组成成分，参与新陈代谢和生理功能活动，维持机体内的渗透压，调节酸碱平衡，控制水代谢，保持神经、肌肉的兴奋性，改进体温调节，保护营养素的适宜代谢环境，避免重要营养素（如赖氨酸等）在体内充当碱性离子而降低其利用效率等。

体内电解质平衡有赖于日粮电解质平衡，日粮电解质平衡是影响酸碱平衡最重要因素之一，大量研究表明，动物最佳的生理状况和生产性能，需要适宜的日粮电解质水平，高温等应激状况下尤为重要。所以在配制日粮时应重视电解质平衡，以提高畜禽对营养物质的利用，充分发挥畜禽的生长和生产潜能。

一、酸碱平衡

动物体在代谢过程中，既产酸又产碱，使体液中的[H+ ]经常发生变化，但动物体能通过体液的缓冲系统、肺的呼吸和肾的调节作用，使血液中[H+ ]仅在小范围内变动，即保持血液的pH值在7.35～7.45之间。

1.1 血液中HCO3- / H2CO3是最重要的一对缓冲物质。体内酸增多时，HCO3- 与H+ 结合（H++ HCO3-→ H2CO3 → CO2↑+ H2O），使酸中和；碱增多时，H2CO3放出H+去中和碱（OH - + H2CO3→ HCO3- + H2O），来保持血液pH 值在正常范围内。缓冲系统的作用发生快，但总量有限，最终还要依靠肺和肾来调节。

1.2 肺是排出体内挥发性酸（H2CO3）的重要器官。血中CO2分压增高时，便兴奋呼吸中枢，使呼吸加深加快，加速CO2排出，降低血中的H2CO3浓度；血中CO2分压降低时，呼吸就变慢变浅，减少CO2排出。

1.3 肾调节酸碱平衡的能力最强，一切非挥发性酸和过剩的碳酸氢盐都必须经过肾脏排出，它的主要作用是排出H+，回吸收Na+ 和HCO3-。

二、重要电解质

电解质在细胞内液和细胞外液中的分布有显著不同，细胞内液阳离子以钾离子( K+ )为主，阴离子有蛋白质、磷酸氢根离子( HPO42-)等；细胞外液阳离子以钠离子（Na+ ）为主，阴离子有氯离子（Cl—）和碳酸氢根离子(HCO3—)等。血液中主要离子的正常值见表1。

表1. 血液中主要离子的正常值

胞内，因而Na+主要存在于细胞外液，占细胞外液中阳离子总数90%以上，在维持细胞外液渗透压和容量中起决定作用。Na+ 丢失，细胞外液容量将缩小；Na+ 潴留，细胞外液容量则扩大。Na+主要参于水的代谢，保证体内水的平衡,维持体内酸和碱的平衡, 参于心肌肉和神经功的调节,是胰汁、胆汁、汗和泪水的组成成分。

2.2 钾离子(K+) 为细胞内液中的主要阳离子，全身K+总量的98%在细胞内。K+ 对维持细胞内渗透压起重要作用，并可激活多种酶，参与细胞内氧化及ATP生成。细胞外液中K+ 虽少，但对神经-肌肉应激性、心肌张力及兴奋性有着显著影响。当细胞合成糖原和蛋白质时，K+由细胞外进入细胞内；而糖原和蛋白质分解时，K+则从细胞内逸出。钾的来源全靠从食物中摄取，85%由肾排出。肾对钾的调节能力很低，在禁食和血K+很低的情况下，每天仍然要从尿中排出相当的钾盐，因此，动物禁食两天以上就必须经静脉或口服补钾。

2.3 钙离子（Ca2+）体内99%的钙以磷酸钙和碳酸钙的形式贮存于骨骼及牙齿内。血钙中半数为游离钙，是细胞功能的重要调节物质，可降低毛细血管、细胞膜的通透性和神经-肌肉的兴奋性，并参与肌肉收缩、细

胞分泌、凝血等过程；钙离子还具有促进神经递质分泌,传导神经信号，调控生殖细胞的成熟和受精以及传递御敌信号的作用。细胞内的钙调节蛋白与钙离子结合，形成的一种复合物，可激活体内多种酶的活性。

2.4 镁离子（Mg2+）约有一半存在于骨骼内，其余几乎都存在于细胞内，仅有1%存在于细胞外液。镁是细胞内多种酶的激活剂，对参与糖、蛋白质代谢，降低神经-肌肉应激性有重要作用。

2.5 氯离子（Cl—）为细胞外液中的主要阴离子，协同Na+ 等维持细胞外液的渗透压和容量，维持水平衡和酸碱平衡。因Cl—与Na+ 经肠道吸收，由肾排出，而肾小管有重吸收Na+作用，故Cl—常Na+ 比丧失多，减少的阴离子可由HCO3- 代偿补充。

2.6 碳酸氢根离子（HCO3- ）系代谢产物CO2在血中的一种运输形式，又是血液中含量最多的碱，中和酸性，维持酸碱平衡。在细胞外液中主要与Na+ 结合，在细胞内液中主要与K+结合。

三、电解质平衡

日粮电解质平衡指日粮矿物元素离子酸碱性大小，实际上包含两层含义，即日粮中各种离子的含量及离子间比例关系。日粮中的阴阳离子可以分为稳定性和代谢性两大类，后者在消化和代谢过程中被破坏，从而丧失其酸碱性，只有稳定性阴阳离子才具有酸碱性。目前，日粮电解质平衡可以使用日粮电解质平衡值（Dietary Electrolyte Balance, dEB）表示。

3.1电解质平衡值（dEB）的计算

主要根据日粮中给阴阳离子的量和其化学价（电荷数）乘积的总和计算所得，Mongin(1981)认为决定体内酸碱平衡最重要的离子是Na+、K+ 、 Cl—三种离子，所以实际应用中一般将日粮电解质平衡值简化为：DEB （mEq/kg）=（Na++ K+ - Cl—)mmol/kg。DEB的大小可大致反映体液中阴阳离子或酸碱的平衡状况。

以某仔猪日粮含Na 0.18％，K 0.65％，CL 0.2％为例，计算日粮DEB（mEq/kg）的步骤如下：

（1）将日粮中Na、K、CL的含量分别乘以106以转换成每千克日粮中的毫克数，然后分别除以各自的原子量，再分别乘以各自的化学价，得各自的mEq/kg（毫克当量/公斤）

Na+：0.18％×106÷23×1 = 78.26（mEq/kg）

K+：0.65％×106÷39.1×1 = 166.24（mEq/kg）

Cl- ：0.2％×106÷35.5×1 = 56.34（mEq/kg）

（2）dEB（mEq/kg）= Na++ K+ - Cl—= 78.26 + 166.24 + 56.34 = 188（mEq/kg）

为了简化，可以用日粮中Na、K、CL的百分含量直接乘以转化系数（表2）而得出各电解质对dEB的贡献值（mEq/kg）,则dEB＝ 0.18×435＋0.65×256－0.2×282 ＝ 188 mEq/kg。

Mongin（1981）提出的酸碱平衡数学模式表示了日粮电解质平衡与机体酸碱平衡的直接关系:

（AN —CAT）IN + H+ ENDO—（AN —CAT）OUT + BE = 0式中（AN—CAT）IN，（AN—CAT）OUT分别为摄入和尿中排出的阴阳离子之差。代表机体的净酸摄入量和净酸排出量。H+ ENDO 为内源产酸量，主要由蛋白质代谢产生，如H2SO4。BE（EXEESS BASE）为碱贮，即血液中的HCO3—浓度改变量。此式的意义在于，净酸摄入量与内源酸产量之和应与尿中净酸排出量相等，若不等，则机体通过调节血液的碱贮（BE）使动物达到新的平衡状态。

Stewart（1983）提出了强离子差理论，这一理论认为：正负离子的净摄入量会使动物体内的酸碱平衡发生偏离，偏离的程度取决于摄入体内的正负离子总量。因此，日粮中可吸收正负离子的当量浓度的差值决定