有机铬制剂在养猪生产中的应用及研究进展

麦海因

冯涛 董亚维

西北农林科技大学动物科技学院 杨陵 712100

摘  要：铬元素是猪体内一种必需的微量元素。国内外大量试验数据表明：有机铬可以提高动物的生长性能，减轻应激反应，促进繁殖功能，提高机体免疫力。本文就有机铬的作用机理，添加效果做一全面阐述。
关键词：有机铬  养猪业   研究  应用
   


自从schwartz (1959) 首次从啤酒酵母中提取出含有铬的葡萄糖耐量因子(glucose tolerance factor) 并证实了cr3+是GTF的重要活性成分后，人们才开始认识到铬是动物所必需的微量元素。50年代末期，美国科学家Bunding在母猪日粮中添加无机铬后，铬制剂在养猪生产中的应用才悄然兴起。近年来，随着无机铬源生物学利用率低、毒性强、易产生应激等缺点的暴露。人们的目光逐步转移到有机铬的开发和利用。本文就有机铬的吸收与代谢、生物学功能、实践效果等事项做一探讨，旨在为有机铬的进一步研究发展提供参考。
1有机铬的吸收和代谢
目前在饲料中使用的有机铬主要为：甲基嘧啶铬(crp)，烟酸铬(crn)，螯合铬(chromium chelate)和高铬酵母(high-chromium yeast)。由于有机铬在体内以＋3的形式与配位体配位共价和离子键合而成，所以有机铬呈现惰性，不活泼。因此它不像可溶无机盐中的离子一样可被阴离子沉淀。这样，有机铬源比无机铬源在水溶液中较难解离。因而其具有较高的稳定性和较高的生物学利用率。
铬的吸收与其化学形式密切相关。Anderson等(1985)，Offenbucher等(1986) 报道，无机铬难以被吸收，其利用率仅为0.4％～3％，并且它的吸收率与日粮摄入量成反比。而Seeley (1993) 认为：有机铬较易吸收，其利用率可达10～25％，其中以GTF-Cr （三价铬以非毒性形式与谷氨酸、甘氨酸和胱氨酸配位并与两个分子烟酸结合而成）最易吸收。Anderson(1983)的研究表明，有机铬尤其是GTF中的铬吸收率约为15～20％。并且他认为，由于GTF是以氨基酸螯合物形式存在，故而避免了在小肠的吸收中与其它矿物元素相互竞争载体或吸收通道。促进了GTF在小肠的吸收，避免了日粮中其它养分和它们产生不利生化反应。
Polansky(1993)研究表明，有机铬与血浆中的β-球蛋白结合，并按生理需要量运至各组织，尤其是肝脏。铬进入组织后以不寻常的比例分布于亚细胞各组分中。其中4％的铬浓缩在核中，23％的铬在上清液中，其余2％的铬分布于线粒体中和微粒体中。
组织中铬的存留时间较长，血液进入体内的铬主要随尿液排出，部分随粪便和乳汁排出，也有少量铬随毛脱落而损失。但铬的主要排泄通道是尿液。当动物受到应激和日粮中糖含量升高时，铬的排泄量是正常值的10-300倍。因此在这两种情况下，应提高日粮中铬的水平。
2有机铬的生物学功能
2.1 铬、葡萄糖、和胰岛素之间的关系

自从GTF的概念提出后，研究人员就一直没有间断对生物活性铬的研究。Mertz（1974）首先分离出具有活性的GTF，它能维持动物血液中葡萄糖的正常水平。对胰岛素注射无反应的人在补加铬后产生反应（Jeebhoy等,1977），就此建立起葡萄糖、胰岛素以及铬之间的相互关系。铬是GTF 的主要活性组成部分，而GTF对胰岛素的低血糖功能即胰岛素的敏感性有重要作用（steele等,1997）。受损的葡萄糖耐量可以由铬的添加得到改善和修复。Steel等 (1981) 研究cr3+对肝脏利用葡萄糖的影响发现，Cr3+可以促进葡萄糖的吸收。Evock-clover等（1993）首先研究了生长肥育猪日粮中添加有机铬对葡萄糖胰岛素的影响，与对照组相比，日粮中添加铬确实可以降低血清胰岛素和葡萄糖浓度（p<0.05）。Amoikon等（1995）报道了铬可以促进猪体组织胰岛素敏感性。Gum（1997），Matthew等（1997）用丙酸铬同样证实了添加有机铬对生长肥育猪胰岛素的敏感性存在正面影响。Mertz也指出，动物体内缺铬将导致胰岛素过多的流通到血液并随之排出体外，若不及时补充将会引起胰岛素补偿能力的枯竭，从而使胰岛素依赖功能严重受损。此外还有些学者指出，Cr3+与Mg2+协同可以启动和增加葡萄糖磷酸变位酶的活性，促进葡萄糖的糖酵解供能（在 Ｍg2+缺乏时，Cr3+能单独发挥这一功能）。Mn2+可作为Cr3+的协同因子参与糖的有氧氧化，并且Cr3+在一定程度上可激活琥珀酸脱氧酶―细胞色素系统。

2.2
铬与脂类代谢的关系

David（1985）报道，大鼠饲喂低铬食物将引起血清胆固醇以及动脉脂升高，并出现动脉斑。Abahant等（1991）研究表明，动物脂肪代谢异常且铬摄入量不足导致动脉硬化时，在补给有机铬后，动脉硬化面积明显减小。Page等（1993）对饲喂玉米-豆粕日粮的生长肥育猪补充嘧啶羧酸铬，试验组猪的血清胆固醇水平明显低于对照组（P<0.05）。Wong等（1989）、Abraham等（1990）分别报道，动物日粮添加铬可降低血清三酰甘油和总胆固醇，而且还可增加已经沉积于主动脉胆固醇的清除率。Evock-clover（1993）指出，铬与生长激素有互补效应，血清总胆固醇及胆固醇与HDL之比升高时，补铬可降低胆固醇和胆固醇与HDL之比，并使血清总HDL含量升高。有学者认为，有机铬对脂类代谢影响的机理可能有两点：一是胰岛素可促进进入肝脏和脂肪、骨骼肌和脂肪细胞中的葡萄糖转化为甘油三脂（Fisher,1990），当日粮补充有机铬后会明显提高胰岛素活性，从而调节脂类活性（田晓华等，1994）。二是Cr3+可以增强脂类代谢酶的活性而直接参与机体代谢（Fero，1987），Cr3+在体外均能增强脂血症大鼠血浆卵磷脂胆固醇酰基转移酶（LCAT）和肝内皮细胞脂酶（HEL）的活性，且低、中浓度Cr3+能加强心脏、脂肪组织和骨骼肌脂蛋白酶（LPL）的作用（刘明等，1991）。而LCAT、HEL、LPL对于体内合成HDL有着重要作用。

2.3 铬与蛋白质代谢的关系
Mertz等（1969）报道，铬有促进氨基酸进入细胞从而影响蛋白质合成的能力。Mcoradiant和Morley（1987）也认为，铬可能是通过启动胰岛素与细胞膜受体的二硫键连接而促进葡萄糖与氨基酸进入细胞、并在激素及生长激素及类胰岛素生长因子I的作用下，促进蛋白质合成。补铬有利于肌肉和其它组织蛋白质的沉淀，能使肝脏中甘氨酸、丝氨酸和蛋氨酸等氨基酸利用合成蛋白质的能力增强，促进机体利用氨基酸合成蛋白质的效率。Goihl等（1997）对生长育肥猪进行补铬试验发现，日粮蛋白质缺乏或勉强满足需要时，补铬组猪群生长情况明显好于对照组猪群。Lindemann（1995）研究了不同水平氨基酸与不同水平铬源相互搭配使用对生长育肥猪的影响，结果发现铬与蛋白质有互作效应。补铬后，试验组各处理猪群的背膘下降，背最长肌面积增加。有机铬除了能提高氮的吸收和沉积，促进蛋白质合成以外，还可减少机体氨基酸代谢随尿排出体外氮的数量。Lindemann等（1993），Page等（1993）试验证实，在猪日粮中补烟酸铬可降低尿氮排出。Amoiken等（1985）的试验也证实，补铬使尿中氮含量降低。Komegay等（1997）的试验结果进一步证实了这一结论。
2.4 铬与核酸代谢的关系
铬在核酸代谢中起着重要作用。在Weser（1969）报道铬影响核蛋白合成之后，许多学者相继进行了进一步的研究。Okoda等（1983），Ohba等（1986）报道，铬进入机体后结合到细胞染色体的DNA上，可以增加DNA复制的启动点。加快DNA复制时的速度。此外研究还表明铬可以与应答性基因启动子序列中的起始点上游一个或几个金属反应元件作用，从而调控基因的转录，并进而保护RNA的结构完整性。Anderson（1987）报道认为，铬在细胞中的累积似乎揭示了铬可以调节和改变基因。但是这种基因改变对于动物来说是好是坏尚无定论，林慰慈和T.G.Rossomem（1992）就曾指出，高反应活性的三价有机铬可以引起DNA损伤。因此，有机铬如何进入宿主细胞及其致突变作用有待于进一步研究。
2.5 铬与应激反应的关系

铬是处在应激状态下的动物所必需的一种营养物质，补充有机铬可提高应激动物的生产性能，调节内分泌。应激一般可导致动物矿物质代谢、糖代谢紊乱及糖原酵解和异生作用加强，葡萄糖利用的加强会导致组织铬动员并排出体外（Anderson,1990）。Orr等（1990），Charg等（1990）试验进一步证实了Anderson的这一结果。由此可见应激可导致动物对铬的需要量进一步增加。张继红（2000）试验表明，给饲养在高温环境下的阉割公猪补充嘧啶羧酸铬可使猪血浆皮质醇不因高温而显著上升，总蛋白不因高温而显著下降。在实验期的后两周，补铬组猪群的日采食量提高了10.2%（p<0.05），日增重提高了38.1%（p<0.01），料肉比下降了20.5%（p<0.01）。这些数据表明，补充铬可以提高受高温应激猪群的生产性能，但铬这一作用的发挥需要一段时间。
2.6 铬与免疫功能的关系

近年来，许多学者对铬与畜禽免疫的关系进行了大量试验研究，证实了铬能有效地提高机体免疫水平。研究人员认为，猪在各种应激源作用下，血清皮质醇含量升高，糖皮质激素的含量也随之升高。糖皮质激素可以抑制细胞分裂素和抗体的产生，抑制淋巴细胞功能和白细胞增殖。日粮中补充铬可以明显降低血清中的皮质醇，减弱糖皮质激素对免疫系统的抑制作用，进而提高免疫效果。Wright等（1994）发现，使用疫苗和铬都使直肠温度下降，但铬与疫苗搭配使用时，铬可以促进疫苗的功效。免疫系统被铬激活后可以促进淋巴细胞的增生速度，产生大量T细胞和B细胞，并提高外周组织对葡萄糖的利用，加快乳酸和生糖氨基酸的糖原合成速度（Gronfeld等，1992）。Chung等（1992）认为免疫球蛋白的生产受到一系列以微量元素为中心的酶的调节，铬可能是参与酶调节而增强免疫球蛋白活性的微量元素，或是它影响铜和锌的代谢从而间接地参与了免疫球蛋白的合成。
3　有机铬在生产中的应用
3.1 断奶仔猪

目前关于有机铬在断奶仔猪上应用的报道不多。但是从已掌握的试验数据来看，有机铬在仔猪上的应用应该有巨大的发展空间。孙鎏国等（2002）的试验表明，添加嘧啶甲酸铬的试验组（添加量分别为5mg/kg、10mg/kg、20mg/kg、40mg/kg）平均日增重分别提高了11.02%、13.81%、13.92%、14.06%。腹泻率分别下降了9.52%、14/28%、15.48%、14.29%。中国农业大学（1999）的试验也表明，酵母铬（奥特奇公司产品）可提高断奶仔猪的生长速度（p<0.06），改善饲料转化率。该试验还发现酵母铬组猪群体内的猪瘟抗体OD值有上升的趋势。这表明酵母铬可提高猪瘟抗体水平。
3.2 生长肥育猪

很多学者认为，猪全期补铬不如育肥期补铬效果好，生长育肥期补铬的猪日增重和采食量都明显提高。Steele等（1982）在生长育肥猪日粮中添加10ug/kg和100ug/kg的铬提高了猪的生长速度和饲料报酬。Lindemann和Weed等（1993）的试验结果表明，在两种赖氨酸水平（100％、120％NRC）下添加200ug/kg铬，对日采食量（p<0.05）和饲料报酬（p<0.02）均有明显地影响。泰国Kaseteart大学进行的试验也表明，补铬的猪采食量显著提高了17.1%.日增重提高22.7%，每kg增重少耗料0.16kg，降低了4.6%。Savoini（1996）在所做的育肥猪试验中添加酵母铬也得到了相似的结果。Knegag等（1997）认为，育肥猪生产性能的提高可能是由于机体对胰岛素和添加铬的敏感性提高，同时血液中胆固醇的含量降低，从而导致养分吸收率和沉淀率提高的结果。

有机铬除了能提高育肥猪的生产性能外，在改善眮体品质上也有显著的效果。Page等（1993）在生长育肥猪日粮中添加嘧啶羧酸铬，结果显著提高了眼肌面积（19％）和瘦肉率（17％），并且使的第十肋骨背膘厚度由3.07cm降到2.39cm。Boleman（1995），Jon.tilley（1995）证实了这一结果。Mooney和Cron.well（1995）应激发现育肥猪日粮中添加200ug/kg有机铬提高了瘦肉率，降低铬眮体脂肪含量。最近有人用1000头PIC猪进行的试验结果表明，在饲喂玉米-豆粕日粮的条件下补铬，猪的瘦肉率比例从51.82％增加到53.28%。此外值得注意的是，嘧啶羧酸铬对生长性能和眮体组成的作用受日粮蛋白质水平的影响，日粮蛋白质水平较低时，生长肥育猪的第十肋骨处背膘厚度及眼肌面积对嘧啶羧酸铬的反应更为强烈。
3.3 繁殖母猪

日粮中的铬，可以通过提高窝均产子数和分娩率而提高母猪的繁殖性能。铬对母猪繁殖性能的影响是通过胰岛素的敏感性耐介导的。胰岛素是联系动物代谢和生产状况的关键激素，它作用与垂体，增强促性腺激素释放激素（GnRH）的释放频率，增加促黄体素（LH）和卵泡促激素（FSH）的释放，从而促进卵泡发育，最终提高排卵个数和血清中雌激素和孕激素水平。

Lindemann等（1995）发现，铬对提高窝均产子数和妊娠率有很大的作用。试验组1（200ug/kg甲基嘧啶铬）平均窝产子数由9.8头提高到11.82头；试验组2（500ug/kg甲基嘧啶铬）窝产子数仅提高了0.6头。Pnne农产品公司的Ken.porsor博士报道，在母猪日粮中添加200ug/kg有机铬，连续使用10个月，其窝产子数得到了提高，第1、2个繁殖周期的母猪分娩率从79％提高至92.4％。Compbell(1996)给母猪在单一产期补饲有机铬，产子数虽未提高，但是补铬的母猪分娩能力有了很大的改善（p<0.01）。莫清川等（1999）也发现了类似的结论。
4结语

虽然目前关于铬的研究报道越来越多，而且人们也逐渐认识到了铬的添加效果并且在生产中陆续使用。但是有关铬应用的研究仍然很不够深入。对于有机铬在猪不同生长阶段的最适添加量；以及如何确定日粮营养水平，以便更好的发挥有机铬的生物学功能。这些问题都需要我们进一步的研究探讨。

lwd2009

千篇一律

xiaobianzi

来学习下子

liuhuifang

哪个厂家的有机铬比较好啊？