鉻的生物學功能及應用效果

007畜牧

　　鉻元素是人和動物必需微量元素之一，它在體內含量少，但是作用大。鉻主要通過影響糖代謝、脂代謝及蛋白質代謝等，調節機體生長繁殖性能及免疫功能。本文就鉻的生物學功能及應用效果等做一簡要綜述。
　　

1、必需微量元素鉻的發現
　　鉻首先發現于 1797 年，此后較長時間內都被認為是有毒有害元素。直到 1954 年，uran 發現鉻可以提高大鼠肝臟合成膽固醇和脂肪酸的能力，并提出是動物必需微量元素的假說。1957 年，Schwarz和 Mertz 等人從啤酒酵母中分離出葡萄糖耐受因子 GTF) 后，進一步研究證實鉻是 GTF 的活性組成部 分。1959 年， 鉻 被 確 定 為 人 和動物的必需微量元素。隨后的一系列研究表明，鉻參與糖、蛋白質、脂的代謝，影響動物生長、繁殖、免疫功能。
　　
2、鉻分類及主要特性
　　鉻分為無機鉻和有機鉻。無機鉻包括氯化鉻 (CrCl·6H2O)，三氧化二鉻 (Cr2O3)，無機鉻吸收利用率低，只有 1% ～ 3%(Anderson 等，1988)。有機鉻包括酵母鉻、蛋氨酸鉻 ((C5H10NO2S)3·Cr) 和吡啶甲酸鉻 (Cr(C6H4NO2)3) 等。有機鉻利用率可達到 10% ～ 25%(Seerley 等，1993)，甚至更高。因此，生產中通常選用有機鉻。但是生產工藝決定不同有機鉻的質量和使用效果不同。其中，酵母鉻的生產采用啤酒酵母在富含無機鉻的培養基中發酵，再分離得到。其生產方式可能導致產品中混入無機鉻。而且，酵母鉻的無機鉻結構復雜，其大分子結構未被確定，因此，酵母鉻的有效含量無法通過科學可靠的方法檢測。使用者無法有效評估酵母鉻產品的含量和質量 ( 姜海波等 )。氨基酸螯合鉻，其螯合工藝復雜，成本高。而且，氨基酸螯合鉻在腸道內或酸性條件下很容易聚合在一起而影響吸收 ( 姜海波等 )。由于吡啶酸根是生化反應中常見基團，有大量相關的酶可以用來轉移利用吡啶酸根，三價鉻也在不同的組織內通過不同的生化反應發揮自身的作用。因此，生產中主要選用吡啶甲酸鉻作為鉻源。
　　

3、鉻的吸收及分布
　　鉻主要在小腸通過主動和被動兩種方式吸收。影響鉻吸收的因素較多。江波濤等 (2004) 報道，Cr5+的吸收要比 Cr3+ 高 3 ～ 5 倍，Cr3+的吸收受鐵離子、鋅離子及其它一些陰離子的影響，其中，草酸鹽提高鉻的吸收，植酸阻礙鉻吸收。Hunt等 (1996) 發現，氨基酸、維生素 C、高水平糖及阿司匹林對鉻的吸收有促進作用，而抗酸藥物能降低血液和組織中鉻的水平。
　　鉻吸收進入動物和人體后，主要分布于肝、腎、脾和骨中，肝臟和骨組織中鉻含量最高 (Borgs，1997)，在魚體，鉻主要富集于鰓、肝臟、肌肉。其中，肝中積累最多，其次為鰓，最少為肌肉。鉻在腎臟中不能被重吸收，體內的鉻大部分從尿中排出，少量由膽汁、糞便、毛發和乳汁中排出 (Borgs，1997)。
　　

4、鉻的生物學功能
　　4.1 鉻參與糖代謝
　　早在 1966 年，Mertz 就報道鉻 可以有效改善糖尿病者耐糖量，降低對外源性胰島素的需求量。Steel等 (1981) 研究發現，鉻可以促進肝 臟對葡萄糖的吸收。潘慶等 (2002)在奧尼羅非魚日糧中添加 2mg/kg有機鉻，結果表明，添加吡啶甲酸 鉻能夠促進羅非魚對葡萄糖的利 用。鉻參與糖代謝，主要作用于細 胞上的胰島素敏感部位 ( 李高任譯，1986)，提高細胞表面胰島素數量或激活胰島素和膜受體之間的二硫鍵，加強兩者之間的協同作用，從而刺 激外周組織對葡萄糖的攝取，增加 葡萄糖的吸收，加快血清中葡萄糖 向外周組織的轉運，維持血糖的正 常水平，增強動物體對葡萄糖的耐 受性 (Anderson，1987)。
　　4.2 鉻與蛋白質代謝
　　鉻能夠保護 RNA 避免受熱變 性，對維持其分子構型起一定的作 用 (Jacques，1993)。還能與染色質 結合使組織位點增加，導致 RNA 合成和蛋白質凈生成量增加 (Sazzad)。Mcoradiant 和 Morley(1987) 認為，鉻可能是通過啟動胰島素與細胞膜受體的二硫鍵鏈接而促進氨基酸進入細胞、并在激素及生長激素及類 胰島素生長因子 -I 作用下，促進蛋 白質合成。另有報道認為，鉻能夠 促進胰島素由血液向周圍組織轉移， 特別是能夠使肌肉細胞對胰島素的 內化作用增強，進而促進蛋白質的 合成代謝。
　　4.3 鉻與脂類代謝
　　Lindemann 等 (1995) 報道 ,日糧中添加 200μg/kg 的吡啶羧 酸鉻能明顯降低胴體的脂肪率。鉻 主要通過兩條途徑改善脂類代謝。 首先，通過增加胰島素活性，胰島 素有助于調節脂類代謝，從而改善 血脂狀況，第二，通過增強卵磷脂 膽固醇酰基轉移酶 (LCAT) 和肝內 皮細胞酯酶 (HEL) 活性以及加強 心臟脂肪組織和骨骼肌等與蛋白質 脂酶的作用，從而促進高密度脂蛋 白的生成，改善體內脂類代謝 ( 謝小利等，2008)。
　　

5、鉻應用效果
　　5.1 抗應激
　　研究發現，在斷奶仔豬飼糧中添加 400μg/kg 有機鉻能緩減斷奶仔豬應激綜合征，降低腹瀉率，提高仔豬平均日增重和飼料轉化率 ( 馮濤等，2003)。高溫環境下 (21 ～ 37℃，相對濕度 62% ～ 92%)，奶牛日糧中添加吡啶甲酸鉻 300μg/kg 精料，42d 后，奶牛泌乳量提高 16.1%。蛋雞飼糧中補充 0.2mg/kg 和 0.4mg/kg 鉻，結果表明，蛋雞血清尿酸水平極顯著低于對照組 ( 常娟等，2006)。應激使血清皮質醇含量升高，糖皮質激素含量隨之升高。糖 皮質激素抑制細胞分裂素和抗體產 生，抑制淋巴細胞功能和白細胞增 殖。因此，應激可降低動物生產性 能，增加動物易感性。微量元素鉻 能降低血清皮質醇，減弱糖皮質激 素對免疫系統的抑制作用，提高動 物免疫力。對雞而言，鉻通過增強 蛋白質合成代謝，尿酸被利用作為 氨基酸、蛋白質合成的氮源，從而 降低血清尿酸水平，提高血清總蛋 白含量，起到緩解高溫應激的作用(Amoikon，1995)。
　

　5.2 提高生產繁殖性能
　　育肥豬的研究發現，鉻能夠增加機體對胰島素的敏感性，降 低血液膽固醇含量，提高養分吸收 率和沉淀率，從而提高其生產性能(Knegag 等，1997)。 對 母豬 的 研究則表明，在飼糧中添加 200μg/kg 有機鉻，母豬繁殖性能提高，表現為繁殖周期縮短，母豬產仔數提高，仔豬生長發育改善，抗病毒力增強 ( 黃志堅等，2001)。在蛋雞日糧中添加 0.4mg/kg 鉻 ( 吡啶甲酸鉻 )，顯著提高產蛋量 (Sahin 等，2002)。以上研究結果均表明，補鉻能夠提高畜禽生產繁殖性能。研究發現，鉻能夠提高機體細胞受體對胰島素的敏感性，可以影響下丘腦 - 垂體 - 卵巢內分泌軸，增加促性腺激素釋放激素的釋放頻率，增加促黃體激素和促卵泡激素的釋放。促性腺激素作用于卵巢，促進卵泡發育，提高排卵數及孕激素水平，有助于胚胎附植和發育，從而有助于提高產仔數和產蛋率。但是，過量鉻則通過影響其他養分的吸收而影響動物生產性能。郭艷麗等1996) 研究證實，高劑量鉻會降低產蛋率，因為高劑量鉻在腸道可能會通過干擾鐵、鋅等其他養分的吸收，從而降低產蛋率。因此，只有適宜的鉻水平才能改善動物生長生產性能。
　　

5.3 改善肉品質
　　1993年，美國動物營養學家Page首次發現，在生長肥育豬日糧中以吡啶羧酸鉻形式添加200μg/kg 鉻，可以提高胴體瘦肉率和背最長肌面積，降低第十肋骨背膘厚。隨后的研究還發現，給生長豬添加酵母鉻能有效降低滴水損失率，改善肉色和肌肉大理石紋( 黃 志 堅，2002)。 肥育豬日糧中添加 200μg/kg 有機鉻能夠有效提高眼肌面積和瘦肉率 ( 陳代文，2002)，降低體脂肪，改善胴體品質 ( 夏中生，2002)。3 周齡肉雞日糧中添加 200μg/kg 吡啶甲酸鉻有增加胴體蛋白質含量和減少脂肪含量的趨勢 (Ward 等，1993)。鉻通過調控脂肪代謝，降低脂肪合成，促進蛋白質合成，提高瘦肉率。此外，動物在運輸、轉群及屠宰過程中發生應激反應后，機體分泌大量的腎上腺素，分解體內肝糖原和肌糖原，從而影響屠宰后肉品的酸化速度和程度，對肉品質產生不利影響。補充鉻能降低肌肉糖原消耗，減少乳酸生產，防止 PSE 肉的發生，改善肉品質。
　　

6 鉻需要量
　　1980 年美國 RAD 建議人的鉻安全攝入量為 0.05 ～ 0.2mg/d，而 NRC 對畜禽沒有提供鉻的推薦用量。1996 年，美國食品與藥物管理局首次批準可在豬全價料中添加不超過 0.2mg/kg 的三價有機鉻。Sazzad 和 Hossain(1998)指出，植物原料所含鉻極少，大多數畜禽日糧是由低鉻植物性飼料組成。據分析，常用的植物性飼料中鉻含量為 ：牧草0.1 ～ 0.55mg/kg，谷物籽實0.017 ～ 0.5mg/kg，葉草類0.035 ～ 0.182mg/kg，根芽類 0.022 ～ 0.277mg/kg，水生植物 0.02 ～ 0.5mg/kg( 禹愛兵，2006)。因此，有必要在畜禽飼糧中補充鉻，特別是動物處于斷奶、運輸、高溫、感染、創傷等應激中，只有充足的鉻才能保證動物較高的生產繁殖性能。
　　

      7 小結
　　微量元素鉻是人和動物必需微量元素之一。它能夠通過 GTF 調節機體糖代謝、脂代謝、蛋白質代謝等。缺鉻將導致動物生長受阻，繁殖性能下降。鑒于以植物性飼料為主的多數豬、雞飼糧中鉻含量不足，建議飼糧中添加適量的鉻，以改善動物生長性能、提高免疫功能、增強抗應激能力，從而提高經濟效益。（文章來源：吉隆達集團技術中心　作者：羅曉蓉）


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謝子佚

謝謝樓主  。。。。。。