镁 离 子 (Mg) 在 围 产 期 奶 牛 营 养 中 的 作 用

suo_bao

镁 离 子 (Mg)
在 围 产 期 奶 牛 营 养 中 的 作 用

刘庆平    博士

所 有 生 物 都 需 要 镁 离 子。 镁 离 子 是 机 体 内 第 七 大 元 素。 体 内 大 约 含 有 0.05% 的 镁 离 子， 其 中60％ 到70％ 储 藏 在 骨 骼 中。 其 余 存 在 于 软 组 织 和 体 液 中。 镁 离 子 在 体 细 胞 中 的 浓 度 位 居 第 二， 仅 次 于 钾 离 子 的 浓 度。 镁 离 子 在 体 内 具 有 极 其 重 要 的 功 能， 如 骨 骼 和 牙 齿 的 健 康，神 经 和 肌 肉 活 动，酶 的 激 活， 能 量、 蛋 白 和 脂 肪 的 代 谢。 而 且， 镁 离 子 与 其 他 矿 物 质 元 素 之 间 有 着 极 其 重 要 的 互 作 关 系（McDonld, 1992)。

镁 离 子 的 吸 收

反 刍 动 物 镁 离 子 的 主 要 吸 收 发 生 在 瘤、 网胃中， 其 平 均 吸 收 率 为25 到 31.2％
(McDowell, 1992, Hurley et al., 1990 and Zinn et al., 1996)。 不 同 来 源 的 镁 离 子， 它 们 对 反 刍 动 物 的 生 物 学 效 价 会 变 化 很 大。 Peeler (1972) 发 现 镁 离 子 的 可 利 用 率 为 饲 草
10 到25％，  谷 物30％ 到40％。 对 于 老 龄 反 刍 动 物，  饲 草 中 镁 的 真 实 利 用 率 在11％  到37％ 之 间 变 动（ARC，1980）。 无 机 来 源 的 镁 离 子， 以 氧 化 镁 为 例， 其 吸 收 率 为 50％ (Goff, 2000)。 在 奶 牛 日 粮 配 合 中， 一 般 认 为 菱 镁 矿 和 白 云 石 中 的 镁 离 子 是 不 可 消 化 和 吸 收 的。 在 正 常 瘤 胃pH 下， 矿 物 质 来 源 的 镁 离 子 如 氧 化 镁 的 溶 解 度 很 低。 而 硫 酸 镁 和 氯 化 镁 中 的 镁 离 子 溶 解 度 高， 因 此， 在 瘤 胃 中 的 吸 收 率 也 高
(Ammerman
et al., 1995 and Goff, 2000)。

瘤 胃
pH

Fenner (1979) 报 道 低 瘤 胃pH 情 况 下， 瘤 胃 中 的 有 机 酸 浓 度 高， 镁 离 子 的 溶 解 度 提 高， 因 此， 瘤 胃 镁 离 子 吸 收 率 也 提 高。 Goff (2000) 指 出 瘤 胃 pH 会 直 接 影 响 镁 离 子 的 溶 解 度。 当 瘤 胃 pH 提 高 到 6.5 以 上， 镁 离 子 的 溶 解 度 迅 速 下 降。 放 牧 的 反 刍 动 物 瘤 胃 pH 较 高， 因 为 牧 草 中 的 钾 含 量 高， 而 且 由 于 牧 草 的 刺 激，放 牧 动 物 的 唾 液 分 泌 多。 而 唾 液 的 缓 冲 能 力 很 强。 饲 喂 高 精 料 日 粮 的 反 刍 动 物， 瘤 胃 pH 通 常 低 于 6.5。 镁 的 溶 解 度 一 般 较 为 适 宜。

镁 皂 的 形 成

Palmquist (1980) 发 现 不 饱 和 脂 肪 酸 增 加 瘤 胃 中 钙 和 镁 的 皂 化 物 的 形 成， 因 此 降 低 它 们 的 吸 收 率，增 加 钙 和 镁 离 子 从 粪 便 中 的 排 泄。  而 且，Goff (2000)
报 道 牧 草 中 的 不 饱 和 脂 肪 酸 会 和 镁 离 子 形 成 不 溶 性 盐 类。

镁 与 其 他 离 子 之 间 的 互 作

早 期 的 研 究 表 明 (Talmage and Kraintz, 1956, Samiy et al., 1960 and Clark, 1968 and 1969)
日 粮 中 的 Mg
能 够 显 著 地 影 响 Ca 和
P
的 吸 收 和 排 泄， 因 此， 直 接 参 与 到 了 维 持 机 体
Ca 和 P 的 动 态 平 衡 。Samiy 等 (1960)
建 议 在 肾 小 管 中 Ca 和 Mg
的  重 新 吸 收 机 理 相 同。 因 此，Mg 离 子 的 浓 度 过 高 会 抑 制 Ca 离 子 的 重 新 吸 收。  但 是，Mg 离 子 的 影 响 程 度 于 日 粮 中 的 Ca 和 P 水 平 有 关。 Clark (1968 和 1969) 报 道 日 粮 中 添 加 Mg 盐 的 净 影 响 是 增 加Ca
和 P 在 肠 道 中 的 吸 收， 提 高Ca 和 P 的 正 平 衡。 但 是， 这 种 反 应 只 发 生 在 日 粮 中 Ca 和 P 的 浓 度 高 的 情 况 下。

研 究 发 现 产 褥 热 发 病 率 高 的 牛 群 中， 奶 牛 在 分 娩 前 的 血 液 镁 离 子 浓 度 低 于 正 常 水 平 (Sansom
等, 1983)，  而 且， 由 于 Mg
的 缺 乏 造 成 Ca
离 子 从 骨 骼 中 的 动 用 减 少。
Reddy
等（1973）、 Larvor
等（1978）和 Van de Braak 等 (1987) 报 道 在 干 奶 期 每 头 每 天 饲 喂 71 克 Mg 的 奶 牛， Ca
离 子 从 骨 骼 中 的 动 用 显 著 高 于 那 些  每 天 每 头 采 食 17克
Mg
的 奶 牛。
该 研 究 结 果 正 好 于 Cotreras 等 (1982) 的 发 现 相 吻 合。Cotreras 发 现 血 液 镁 浓 度 低 的 奶 牛， 在 通 过 静 脉 注 射 乙 二 胺 四 醋 酸（EDTA）来 螯 合 钙 离 子 并 引 发 低 血 钙 的 情 况 下，  动 用 骨 骼 钙 的 能 力 显 著 下 降。

Block (1994）指 出： 当 日 粮 的 阴 阳 离 子 平 衡 （DCAD）降 低 时，镁 离 子 在 改 进 钙 的 吸 收 中 起 着 非 常 重 要 的 作 用。 仅 仅 降 低 DCAD， 日 粮 钙 离 子 在 小 肠 中 的 吸 收 有 时 增 加， 而 有 些 研 究 表 明 没 有 任 何 提 高。 Block (1994） 同 时 指 出， 降 低 日 粮 酸 碱 平 衡（DCAD） 防 止 产 褥 热 的 机 理 离 不 开 肾 脏 和 骨 骼。 很 显 然， 奶 牛 具 有 很 好 的 平 衡 机 理 来 处 理 过 量 的 镁 离 子， 但 它 们 调 节 和 平 衡 低 镁 症 的 能 力 很 差 (Miller, 1975)。 因 此， 日 粮 镁 离 子 的 浓 度 因 误 差 偏 高 时 对 奶 牛 的 影 响 远 远 小 于 镁 离 子 缺 乏 造 成 的 影 响。 肾 脏 对 于 维 持 镁 离 子 的 平 衡 起 着 关 键 作 用， 但 它 的 作 用 仅 仅 局 限 于 低 血 镁 的 情 况 下。 如 果 日 粮 中 的 镁 浓 度 超 过 了 奶 牛 的 营 养 需 要， 血 浆 中 的 镁 浓 度 超 过 了 肾 脏 镁 离 子 重 新 吸 收 的 能 力， 过 量 的 镁 离 子 通 过 尿 液 排 出。 在 低 血 钙 的 情 况 下， 甲 状 旁 腺 素 的 分 泌 增 加，  因 此， 肾 脏 重 新 吸 收 钙 和 镁 的 上 限 提 高。 结 果， 在 低 血 钙 的 情 况 下， 如 果 日 粮 中  镁 的 吸 收 正 常， 镁 离 子 在 血 液 中 的 浓 度 将 会 提 高。

       于 骨 骼 钙 不 同， 在 低 血 镁 的 情 况 下， 骨 骼 镁 的 动 用 不 是 一 个 重 要 镁 离 子 来 源。 维 持 正 常 的 血 液 镁 离 子 浓 度 几 乎 完 全 依 赖 于 稳 定 的 日 粮 镁 源 (Goff, 2000)。

日 粮 镁 需 求

(Beede, 1993, Hutjens, 1999 和 Goff, 2000)

•
泌 乳: 每 公 斤 初 乳 含 有 0.4克 Mg，而 每 公 斤 牛 奶 含 有 0.12 到 0.15 克 Mg

• 在 没 有 阴 离 子 添 加 时，围 产 期 奶 牛 日 粮 镁 浓 度 推 荐 量：为 日 粮 的 0.2%

• 饲 喂 含 阴 离 子 日 粮 时， 围 产 期 奶 牛 的 日 粮 镁 浓 度 推 荐 量： 最 小 为 日 粮 的 0.4%

部分参 考 文 献

Ammerman, C. B., D. H. Baker, and
A. J. Lewis. 1995. Acad. Pr.
Agricultural Research Council. 1980. Slough, U.K.

Beede, D. K. 1993. Fl. Rum. Nutr. Symp.

Block, E. 1994. MN. Nutr. Conf.

Clark, I. 1968. Am. J. of
Phys. 214: 348-356.

Clark, I. 1969. Am. J. Physiol. 217: 871-878.