综述：野牛不同组织中的维生素和矿物质状况：一项综述性研究

《Frontiers in Conservation Science》：Vitamin and mineral status within various tissues of bison: a scoping review

本文通过系统综述和元分析，探讨了北美和欧洲野牛在肌肉、肝脏等组织中维生素和矿物质含量，发现性别和年龄影响较小，而饮食和环境因素（如放牧与圈养）对矿物质（如钙、磷、硒）和维生素（如A、E）含量影响显著。研究指出当前缺乏特定营养需求数据，需进一步研究。

　　北美洲野牛（*Bison bison*）近年来在北美农业体系中逐渐受到重视，然而，针对该物种的全面营养管理指南，尤其是与营养相关的具体数据仍然较为有限。维生素和矿物质是动物营养的重要组成部分，对维持健康和提升生产性能具有关键作用。随着野牛养殖规模的扩大，对野牛特定营养需求的精准数据需求日益增长。本次综述旨在（1）总结现有关于野牛组织中维生素和矿物质浓度的数据；（2）识别当前知识体系中的研究空白，从而提升野牛的健康状况、福利水平和生产效率。综述涵盖了野牛的维生素和矿物质在不同组织中的分布情况，同时指出了环境因素和饲养系统（如草饲与谷物饲养）对微量营养素状态的影响。尽管现有数据有限，初步研究结果表明，性别和年龄对野牛组织中的微量营养素浓度影响不大。这些发现强调了进一步针对性研究的必要性，以完善野牛微量营养素状态的了解，为后续研究提供坚实的基线数据，以确定野牛对维生素和矿物质的具体需求。

野牛作为北美草原的象征，其在农业系统中的重要性不断上升。随着野牛数量的增长和其在商业及部落养殖体系中的应用，人们对其生物学特性和营养管理的兴趣也逐渐增加，尤其是在与传统放牧环境不同的圈养条件下。然而，目前的营养数据大多来源于野生种群或欧洲野牛（*Bison bonasus*）在欧洲保护区的研究。这种研究的局限性使得我们对圈养野牛的特定营养需求了解不足。因此，有必要开展针对北美野牛的系统性研究，以填补这一空白。

维生素和矿物质在畜牧业中扮演着至关重要的角色，影响着动物的生长、免疫、繁殖和整体表现。然而，关于野牛组织中矿物质含量的研究主要集中在肝脏和肌肉等器官的宏量和微量矿物质浓度，通常以牛作为比较基准。相比之下，维生素的研究则更加有限，主要集中于其在生长和肉质中的作用，特别是维生素A和E。尽管在牛的研究中发现维生素对免疫支持和抗氧化功能具有重要意义，但这些发现尚未在野牛中得到充分验证。野牛的消化生理和自然饮食与牛存在差异，因此其维生素和矿物质的代谢机制可能有所不同。

随着野牛产业的快速发展，亟需针对该物种的营养数据。本次综述的目标是1）汇总现有野牛组织中维生素和矿物质浓度的研究数据；2）识别知识上的空白，以提高野牛的健康、福利和生产性能。综述过程中发现了一些局限性，尤其是在野牛物种的选择上。由于目前关于北美野牛的营养数据有限，综述涵盖了北美和欧洲野牛两种物种。这可能会引入一些差异，因为这两种野牛在生态、生理和营养特征上可能存在不同。然而，这种综合分析为理解野牛的营养需求提供了更广泛的视角。

综述采用的方法框架基于Arksey和O’Malley（2005）提出的系统综述方法，并进一步扩展了Levac等（2010）的建议。此外，综述遵循了PRISMA清单和流程图的报告指南（Page等，2021）。通过这种方法，确保了研究过程的透明性和系统性。

综述的纳入标准包括：研究对象为北美野牛或欧洲野牛，研究内容涉及维生素和矿物质浓度的分析，且为原始研究，排除了综述或二次分析。此外，综述仅考虑原始未加工的肉组织样本，排除了分析烹饪后野牛肉的研究。由于“水牛”一词有时会被误用，因此综述特别关注那些明确使用“野牛”或“欧洲野牛”术语的研究。如果研究中使用“水牛”但未明确物种，且无法确定其是否指代北美野牛或欧洲野牛，则该研究被排除。同时，综述不包括针对南非水牛（*Syncerus caffer*）、水牛（*Bubalus spp.*）或印度野牛（*Bos gaurus*）的研究。最终，综述考虑了所有原始研究中关于维生素和矿物质浓度的描述。

综述的文献检索过程涉及三个学术数据库：PubMed、CAB Abstract和Web of Science。为了确保检索结果的准确性，所有涉及“水牛”的研究都被排除。通过初步测试发现，使用“水牛”一词可能会引入大量不相关或相关的研究，因此为每个数据库制定了专门的检索策略，以优化相关研究的获取，同时减少无关“水牛”研究的干扰。综述的检索日期为2024年3月1日。

文献筛选过程分为两个阶段。第一阶段，两名研究人员独立审查了所有文章的标题和摘要，排除了不符合纳入标准的研究。第二阶段，两名研究人员对全文进行了审查，确保符合纳入标准。在筛选过程中，如果对文章是否纳入存在分歧，则通过讨论达成共识。为了确保综述的全面性，还手动添加了6篇通过参考文献列表发现的相关研究。最终，综述纳入了51篇文章，涵盖了北美和欧洲野牛的研究，涉及多种组织类型和研究变量。

综述的结果显示，研究主要集中在营养和外部环境（即管理实践）两个方面。这可能是因为营养和管理实践与个体生理状态和营养摄入能力之间存在明确的联系。此外，关于性别和年龄的研究也较为集中，这些因素通常与营养需求、生长速度和繁殖行为相关。然而，健康相关因素的研究则较为有限，这可能是因为将健康状况与野牛的维生素和矿物质状态联系起来存在一定的挑战。这些元素对整体健康至关重要，但研究不足，这可能归因于测量其生物利用度和在野牛独特生理环境中的相互作用的复杂性。

综述还探讨了不同组织中维生素和矿物质浓度与相关预测变量之间的关系。在讨论部分，根据研究中提到的矿物质或维生素浓度，组织类型被分为不同的子部分进行详细分析。此外，由于许多研究在比较时依赖于牛的参考值，这些比较也被纳入讨论中。

在矿物质方面，钙和磷的研究最为广泛。多数研究发现，性别对钙和磷浓度的影响较小。例如，Zaugg等（1993）和Wo?k和Józefczak（1988）的研究表明，北美野牛和欧洲野牛中，雄性和雌性的血清钙浓度没有显著差异。然而，Klich等（2021, 2023）的研究则指出，雄性在肝脏中钙浓度可能略高于雌性，这可能是由于雌性在泌乳期间对钙的需求增加。这些结果表明，虽然性别可能不是影响钙和磷浓度的关键因素，但某些生理状态，如泌乳，可能会影响雌性野牛体内钙的分布。

年龄对钙和磷浓度的影响也存在一定的差异。多数研究显示，钙浓度在不同年龄段的野牛中保持稳定，而磷浓度则随着年龄增长而变化。例如，Zaugg等（1993）发现，北美野牛幼牛的血清磷浓度高于成年野牛和母牛。Wo?k和Józefczak（1988）和Vestweber等（1991）的研究也观察到，年轻野牛的磷浓度高于成年野牛。然而，也有研究发现，成年野牛的钙浓度在某些组织中略高于幼牛。这些结果表明，虽然年龄可能对钙和磷浓度产生影响，但这种影响可能因组织类型和研究方法的不同而有所变化。

饮食对钙和磷浓度的影响也存在一定的复杂性。研究发现，草饲和谷饲野牛在钙含量上没有显著差异，但磷浓度在不同部位有所变化。例如，Marchello和Driskell（2001）的研究表明，草饲北美野牛的钙含量与谷饲野牛相似，但磷浓度在不同部位存在差异。此外，Ko?la等（2010）的研究发现，圈养欧洲野牛的血清和毛发中的钙和磷浓度高于放牧的欧洲野牛，这表明自然牧草可能对钙的生物利用度具有重要影响。然而，Wolk和Krasinska（2004）的研究则指出，冬季欧洲野牛血清钙浓度较低，这可能是由于其栖息地（如比亚沃维亚森林）中钙含量较低的牧草所致。此外，Ko?la（1993）的研究发现，尽管欧洲野牛的饮食中钠含量较低，但它们的毛发钠浓度较高，这可能是因为补充饲料（如干草）对钠摄入的补偿作用。因此，饮食对钠和磷浓度的影响可能因组织类型和饲养条件而有所不同。

钠和钾的浓度变化也受到多种因素的影响。某些研究发现，雄性和雌性野牛的钠和钾浓度没有显著差异，但其他研究则指出，不同组织和采样方法可能导致钠和钾浓度的变化。例如，Klich等（2021）的研究发现，欧洲野牛雌性的肝脏钾浓度高于雄性，这可能与生理差异或采样方法有关。此外，Zaugg等（1993）的研究发现，雄性野牛的血清钾浓度高于雌性，但这一差异可能是由于应激（如动物处理）引起的暂时性变化，而不是生理差异。因此，进一步研究需要控制应激因素，以更准确地理解钠和钾浓度的性别差异。

在健康和疾病方面，研究发现，钠和钾的浓度在健康和患病个体之间变化不大。例如，Durkalec等（2018）的研究发现，圈养和放牧的欧洲野牛肝脏钠浓度均高于标准参考值，这表明钠缺乏不是常见健康问题。此外，D?bska等（2005）的研究发现，患有阴囊炎的欧洲野牛与健康个体的血清钠和钾浓度没有显著差异，但某些疾病（如肺部寄生虫感染）可能导致钾浓度升高，这可能与肾功能障碍或其他健康问题有关。因此，尽管钠和钾的浓度在健康状况下相对稳定，但进一步研究仍需关注钾在疾病病理学中的作用。

镁的研究显示，性别对镁浓度的影响较小。多数研究发现，雄性和雌性野牛的毛发和肝脏镁浓度没有显著差异。然而，Klich等（2023）的研究指出，雌性野牛的肝脏镁浓度可能略低于雄性，这可能是由于某些生理因素，如激素水平的变化。年龄对镁浓度的影响也存在一定的差异，例如，Kosla等（2012）的研究发现，幼牛的毛发和蹄子镁浓度高于成年野牛，而其他组织（如肌肉、肝脏和肾脏）的镁浓度则没有显著变化。这表明，镁浓度可能在不同组织中表现出年龄相关的差异。

饮食对镁浓度的影响也较为复杂。例如，Marchello和Driskell（2001）的研究发现，草饲和谷饲北美野牛的镁浓度没有显著差异，但不同部位的镁浓度存在变化。此外，Ko?la（1993）的研究发现，欧洲野牛的血清镁浓度在牛参考范围内，但毛发镁浓度较低，这可能与自然牧草的镁含量有关。因此，饮食类型和特定部位可能对镁浓度产生影响，但这种影响可能因物种和饲养条件而异。

硒的研究显示，性别对硒浓度的影响较小。多数研究发现，雄性和雌性野牛的毛发和肝脏硒浓度没有显著差异。然而，Kosla等（2019）的研究指出，幼牛的毛发硒浓度可能略高于成年野牛，这可能与生长阶段有关。年龄对硒浓度的影响较为有限，仅有一项研究探讨了这一问题，发现幼牛的硒浓度可能略高于成年野牛。饮食对硒浓度的影响也存在一定的差异，例如，草饲野牛的肌肉组织中硒浓度可能高于谷饲野牛，这可能与土壤中的硒含量有关。此外，某些研究发现，圈养欧洲野牛的肝脏硒浓度可能低于放牧个体，这可能是由于圈养环境中硒摄入不足。

锰的研究显示，性别对锰浓度的影响较小。多数研究发现，雄性和雌性野牛的毛发和肝脏锰浓度没有显著差异。然而，Klich等（2023）的研究指出，某些组织（如蹄子）可能表现出性别差异，但这些差异并不显著。年龄对锰浓度的影响也较为有限，仅有一项研究探讨了这一问题，发现老年野牛的肾脏和肝脏锰浓度可能略高于幼年个体。饮食对锰浓度的影响存在一定的差异，例如，草饲野牛的某些部位（如蹄子）可能表现出更高的锰浓度，而谷饲野牛的其他部位则可能有较低的锰浓度。此外，某些研究发现，圈养野牛的锰浓度可能低于放牧个体，这可能是由于自然觅食可能提供更丰富的锰来源。

锌的研究显示，性别对锌浓度的影响较小。多数研究发现，雄性和雌性野牛的毛发和肝脏锌浓度没有显著差异。然而，Kosla等（2004）的研究指出，雄性野牛的肝脏锌浓度可能略高于雌性，这可能与某些生理因素有关。年龄对锌浓度的影响也较为有限，仅有一项研究探讨了这一问题，发现老年野牛的肾脏和肝脏锌浓度可能略高于幼年个体。饮食对锌浓度的影响存在一定的差异，例如，草饲野牛的某些部位（如蹄子）可能表现出更高的锌浓度，而谷饲野牛的其他部位则可能有较低的锌浓度。此外，某些研究发现，圈养野牛的锌浓度可能低于放牧个体，这可能是由于自然觅食可能提供更丰富的锌来源。

其他矿物质的研究显示，性别和年龄对某些元素的浓度影响较小。例如，Durkalec等（2018）的研究发现，雄性和雌性野牛的肝脏中，某些元素（如银、镉、汞和铅）的浓度没有显著差异，但银和钼的浓度在雄性中可能略高。年龄对某些元素的浓度影响较为有限，例如，Klich等（2023）的研究发现，肝脏中的镉和镍浓度可能与年龄相关，而其他元素（如钒和锶）的浓度在不同年龄段的野牛中可能有所不同。饮食对某些元素的浓度影响显著，例如，Wlostowski等（2006）的研究发现，欧洲野牛肝脏和肾脏中的镉浓度高于牛，这可能是由于野牛食用的牧草中镉含量较高。此外，某些研究发现，不同地理区域的土壤成分可能影响野牛体内微量元素的浓度。

维生素的研究显示，性别对维生素A和E的浓度影响较小。多数研究发现，雄性和雌性野牛的肌肉组织中维生素A和E的浓度没有显著差异。然而，某些研究指出，维生素A和E的浓度可能与饮食中的脂肪含量有关。例如，Galbraith等（2006）的研究发现，维生素A的浓度在不同部位有所变化，但性别并未影响其浓度。此外，Driskell等（1997）的研究发现，草饲野牛的肌肉组织中维生素A的浓度可能高于谷饲野牛，这可能是由于草饲牧草中维生素A含量较高。维生素E的浓度可能与饲料类型有关，但性别并未对其产生显著影响。

综述还指出，关于野牛维生素的研究存在较大的空白。目前的研究主要集中在维生素A和E，而其他维生素（如维生素C和B族维生素）的研究较少。此外，关于维生素与健康状况之间的关系的研究也较为有限，这可能是因为测量维生素生物利用度和与其他营养素的相互作用较为复杂。因此，未来的研究需要进一步探讨维生素在野牛不同组织中的浓度，以及其与健康状况、性别和年龄之间的关系。

综述的局限性包括：未专注于单一野牛物种，涵盖了北美和欧洲野牛；文献中术语使用不一致，导致部分研究被排除；不同研究的采样方法和分析标准存在差异，可能影响结果的可比性；采样偏倚问题，特别是对于欧洲野牛，由于其受保护状态，样本往往来自偶然死亡的个体，而非有计划的研究设计。此外，研究中对管理实践的描述存在不一致，如“自由放牧”、“圈养”、“封闭式饲养”和“牧场饲养”等术语的使用可能影响结果的解读。

综述的结论指出，目前关于野牛矿物质和维生素浓度的研究仍存在较大的空白。维生素研究主要集中在可食用产品中，而非不同组织中的浓度。此外，关于微量元素的研究也较为有限，尽管已有研究探讨了草饲与谷饲对微量元素浓度的影响，但缺乏对健康状况、性别和年龄的深入研究。此外，血清矿物质浓度随时间或季节的变化研究较少，这可能与野牛主要生活在放牧环境中有关，而放牧环境中的营养物质供应可能随季节变化。因此，未来的研究需要关注季节性和长期性研究，以更全面地了解野牛矿物质和维生素浓度的变化趋势。同时，研究应更加平衡地关注北美和欧洲野牛，以提供更全面的营养数据。