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秦开田 温氏食品集团桂林公司 随着对铬的研究的不断深入,铬在参与三大物质代谢、改善动物胴体品质、促进生长以及增进动物免疫机能方面的作用越来越为人们所认同。
1．铬源及铬的吸收 自然界的铬有不同的化合形态，已证实六价铬对动物有很高的毒性而三价铬则无毒性（周保学，1999）；铬以有机和无机两种形式表现时，其在动物体内的吸收率不同，有机铬的吸收率为10%-25%(Seerley,1993),无机三价铬的吸收率为1%-3%(Anderson,1985)。常用作饲料添加的铬化合物有吡啶羧酸铬、酵母铬、烟酸铬和氯化铬等。 铬在动物体内以被动扩散的形式主要在小肠中部被吸收，其次在回肠和十二指肠(Chen,1973)。影响铬吸收的因素主要有（丁文军等，1997）： ① 螯合剂的存在。体内体外的试验表明，草酸盐可以提高铬的吸收，肌醇六磷酸则明显降低铬的吸收，柠檬酸和EDTA则对铬的吸收无影响（Chen,1973）。 ② PH值的影响。铬均是以其阴离子的水合形成存在的，随PH值的不同阴离子的水合形式会有不同的变化，其溶解度也会产生不同的变化。 ③其它金属离子的影响。铁、铜、锌的存在对铬吸收有影响。铬参与运铁蛋白上与铁间的位点竞争（朱莲珍，1994）；铬与铜、锌的代谢有协同作用。 ④不同价态的铬吸收率也不同。 铬的排泄主要是通过尿液排出来的，尿铬的排泄量是检样验铬代谢的一个重要指标。 2．铬的生理功能 铬最主要的生理功能是组成葡萄糖耐量因子（GTF），参与对胰岛素的调节作用（Mertz,1997），由此而作用于三大物质代谢过程。 2.1 葡萄糖耐量因子（GTF） Mertz91969)把GTF描述为具有下列特征的饲粮因子：能增强胰岛素的活性；在肠道中的吸收率远远大于其他铬化合物；GTF中铬必须能与体内铬代谢库中的铬交换；GTF必须容易地通过胎盘，并进入胎儿组织。 符合这些特征的单一物质在自然界并不多见，人们从动物的组织中分离并纯化出一些复合物具备了这样的物性。Toepfer（1977）和Tuman(1978)从 酒酵母中提纯的GTF含有两分子的烟酸和两分子的氨基酸，可能是谷光甘肽与铬螯合；U.K.Patent Application(GB2 026 498A.1978)则认为GTF是由钴、烟酸和谷光甘肽相结合的复合物；Yamamoto(1988)从牛初乳中分离出的低分子量铬结合物M-LMWCR，该物质含有天门冬氨酸、谷氨酸、甘氨酸和胱氨酸，其结构比例为5：4；2：1；也有从动物肝脏分离出来的分子量铬结合物LMWCR，其结构中每分子含有四个铬离子，该寡肽分子中一半以上的氨基酸是谷氨酸和天冬氨酸。与M-LMWCR不同的只是铬与末端氨基剩余量的比利不同，前者为0.25:1,后者为4:1。 概括而言GTF与胰岛素间的表观互作表现为：通过提高扩散常数增进葡萄糖进入细胞的数量；通过与葡萄糖运输有关、作为辅助因子的载体蛋白的作用，增强胰岛素与相关目标组织的结合；在葡萄糖运输中加强了巯基的氧化作用。GTF只对胰岛素敏感组织产生作用。 2.2 铬与糖代谢 铬对糖代谢的影响是通过胰岛素实现的。Xinfu Guan（2000）在给猪静脉注射高铬酵母的早期反应为，增加外周血浆中胰岛素的浓度，进而通过胰岛素敏感器官，刺激葡萄糖的吸收，并加速达到瞬间的低血糖的反应；补铬的后期反应为，通过胰岛素敏感器官，提高血浆胰岛素的清除率，降低葡萄糖的吸收，避免造成长期的低血糖。 2.3 铬与脂肪代谢 单胃动物补铬可以加强脂蛋白酶和卵磷脂-胆固醇酰基转移酶的活性,加速胆固醇酯化作用,使血浆中的HDL颗粒变小,含量升高,最终使血清胆固醇浓度降低(Mertz,1993；Lien，1998)。Abraham(1980；1991)补铬的动物其主动脉上胆固醇沉积减少，主动脉粥样硬化好转，主动脉脂和主动脉斑减少。 2.4 铬与蛋白质代谢 铬影响蛋白质合成作用的机理目前还不十分清楚，但可通过两方面的研究证明铬能促进蛋白质的合成。Mooradian(1987)认为，铬可能通过启动胰岛素与其受体细胞膜的二硫键连接而促使葡萄糖和氨基酸进入细胞，并在生长激素和类胰岛素生长因子（IGF—I）作用下，促进细胞内的蛋白质合成。加铬后单胃动物尿氮或尿酸的减少或血液循环中尿素氮含量减少从另一侧面表明蛋白质合成作用增强（Lindemann，1993；罗绪刚，1999）。Moonise(1993),用肉牛所作的试验，在加铬后7天、21天时血浆中蛋白质含量增高，表明铬通过胰岛素作用于肝脏，促进了氨基酸的合成。 也有学者认为铬进入机体后，结合到细胞染色体核仁的DNA上使DNA启动点增加，从而促进核糖核酸（RNA）的合成（Okada，等，1984；Ohba等，1986），保护RNA的完整性，免受热变性（Anderson，1987）。细胞核中沉积的铬还有改变和调节基因的功能（Anderson，1987）。 3．铬在生产中的应用 作为添加剂的铬在生产中表现的效果不一，可能受年龄、营养水平、环境条件等因素的影响，但多数试验支持有机铬的作用比无机铬的作用明显，铬在促进动物生长、改善胴体品质、增强动物抗应激能力和提高动物免疫力方面有积极的作用。 3.1 铬对动物生长性能和胴体组成的影响 罗绪刚（1999）和王丹莉（1999）用肉鸡所作的试验表明，按0.4mg/Kg—0.6mg/Kg日粮添加有机酵母和无机氯化铬，均可使肉鸡的日增重和饲料转化率得到提高，腹脂率在42天、肝脂率在21天时加铬表现出明显的下降。Terry L.ward(1997)在生长肥育猪的试验中，用吡啶羧酸铬按0.4mg/Kg日粮添加，当日粮赖氨酸水平为NRC的80%时，可改善日增重和饲料效率；当日粮赖氨酸水平为NRC120%时，加铬则无显著效果。Linde-mann(1995)在用100%和120%的赖氨酸水平，不同的粗蛋白质水平时，按0.2mg/Kg日粮添加吡啶羧酸铬，结果表明饲喂低蛋白质组日粮的猪饲料效率有显著改善。这种作用机理不太确切，但当日粮中赖氨酸水平不足时，加铬可以有效地降低血浆中非必须脂肪酸（NEFA）的含量，而当日粮中赖氨酸水平充足时，加铬可以有效地增加血浆中NEFA的含量(Tetty L.ward，（1997），因此当日粮中赖氨酸的水平处于临界状态时，铬的添加才可发挥最大的作用(Lindemann，1993)。 不同于其他的营养再分配剂，如来克多巴胺是通过B-脂肪细胞受体，猪生长激素是通过IGF-I起作用的，即通过钝化胰岛素对葡萄糖吸收和脂肪合成的刺激作用，直接用于脂肪组织(Stanly,1991；Walton,1986)。而吡啶羧酸铬则主要是通过增强胰岛素的作用来发挥效果的。Page(1993)和Lien(1998)在用40kg以下的小猪所做的试验表明，以200up/kg吡啶羧酸铬添加量，可以改善眼肌面积、降低背膘厚度；而Boleman(1995)和Mooney(1995)在用20-109kg的猪以200up/kg吡啶羧酸铬添加量，则可以改善胴体肌肉重量和提高生长率，抑制胴体脂肪生长，不能降低背膘厚度和增大眼肌面积。Mooney(1995)认为吡啶羧酸铬影响胰岛素的内活性是通过增加受体细胞的合成或影响膜的流动性，易化胰岛素受体复合物通过血细胞膜的通道；加铬同时可以增加胰岛素在肌肉细胞位点上的作用，因此其改善胴体品质可能是通过增强肌肉对葡萄糖和氨基酸的吸收来实现的。吡啶羧酸铬改善胰岛素的敏感性的机理可能是降低胰岛素对肝细胞膜的束缚，降低肝脏对葡萄糖的储存，增强其他组织对葡萄糖的利用(Ward1994)。Yamamoto(unpublised data)认为，吡啶羧酸铬可以提高胰岛素对对猪离体脂肪细胞的结合能力和与红细胞膜的亲合力。但这种改变只对胰岛素敏感的组织。铬对物质代谢重分配具有组织特异性。 3.2 铬对繁殖性能的影响 Lindemann(1995)在怀孕母猪日粮中添加吡啶羧酸铬可以改善母猪的增重和初产仔猪的重量。监测母猪体内胰岛素水平的变化，对了解母猪的代谢状况非常重要，因为内源胰岛素可以增加限制饲养的小猪黄体素的分泌频率，增加排卵率。添加铬通过胰岛素可以增强组织的敏感性，对下丘-垂体-卵巢轴以及新一轮的生殖循环有有益的作用（Lindemann，1995）。 3.3 铬对应激的作用 早在1975年，应激和疾病可以增加尿铬的排泄从而加剧临界状态铬的缺乏症已被人们所认识（Pekarek等，1975），然而直到近二十年后人们才在长途运输的肉牛(Chang and Mowat,1992；Moon-sie等，1993)、高产泌乳奶牛和新生的犊牛（Burton等，1993，1994）、热应激状态下的单胃动物（张敏红等，1998；呙于明等，1988；罗绪刚等，1999）饲料中添加铬的化合物来减缓应激。在冷热应激（Ssaki and Weekes,1986；Christison等，1972；张敏红等，1988；及运输应激（Moonisie等，1993）中，血浆皮质醇浓度升高，从而导致蛋白质合成减少（Reillk and Black,1973），免疫功能下降Rothin and Kaeberle,1982）。加铬可以降低皮质醇浓度，可能是因为铬以GTF的形式加强胰岛素的作用，从而抑制了皮质醇的分泌（Chang and Mowat,1992）。 3.4 铬对免疫功能的影响 Kegley and Spears(1995)用每公斤消化能含0.4毫克铬，添加到体重为215公斤的应激肥育牛的日粮中，有机形式的酵母铬和烟酸铬对应激牛的体液免疫系统和细胞免疫系统均有改善作用，而无机形式的氯化铬则无作用；Moonise-Shageer and Mowat(1993)用不着1mg/kg的铬以酵母铬的形式添加到达36kg的肉牛饲料中，加铬可以显著的改善体液免疫功能，提高接种疫苗的效价；Burton等（1993，1996）在产前和产后奶牛的饲料中以每只奶牛每天0.5kg铬添加，结果表明加铬能显著地改善细胞免疫功能；罗绪刚等（1999）用肉仔鸡所作的试验表明，日粮中添加2mg/kg铬，无论氯化铬或酵母铬均对肉仔鸡的体液免疫功能有改善作用；呙于明等（1998）在肉仔鸡日粮中添加0.4mg/kg铬，可显著提高其免疫器官的重量。而Heugten and Spears(1997)在用周龄的断奶仔猪日粮中添加工厂0.2mg/kg铬，吡啶羧酸铬、烟酸铬和氯化铬均不能改善免疫功能。 铬对免疫反应的不一致性可能是由于多数试验是在应激条件下测定的，而应激状态的程度则很难一致。应激状态下，血浆皮质醇浓度升高，因而糖皮质激素浓度也升高（Roth and Kaeberle,1982；Munck等，1984）。糖皮质激素一般被认为是生长抑制剂（Sharpe等，1986），免疫抑制剂，可以抑制细胞间质和抗体的产量和活性，影响淋巴细胞的功能，抑制白细胞的群体数量（Reilly and Black，182；Munck等，1984）。加铬增强胰岛素的活性，降低了血浆皮质醇的浓度，从而降低了糖皮质激素的浓度，因而提高了机体的免疫能力。 综上所述，由于铬具有独特的生理功能和在改善应激、增强机体免疫力等方面的积极作用，铬的应用必将会得到越来越广泛的重视和推广。 |
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