铬的生物学功能及应用效果

007畜牧

　　铬元素是人和动物必需微量元素之一，它在体内含量少，但是作用大。铬主要通过影响糖代谢、脂代谢及蛋白质代谢等，调节机体生长繁殖性能及免疫功能。本文就铬的生物学功能及应用效果等做一简要综述。
　　

1、必需微量元素铬的发现
　　铬首先发现于 1797 年，此后较长时间内都被认为是有毒有害元素。直到 1954 年，uran 发现铬可以提高大鼠肝脏合成胆固醇和脂肪酸的能力，并提出是动物必需微量元素的假说。1957 年，Schwarz和 Mertz 等人从啤酒酵母中分离出葡萄糖耐受因子 GTF) 后，进一步研究证实铬是 GTF 的活性组成部 分。1959 年， 铬 被 确 定 为 人 和动物的必需微量元素。随后的一系列研究表明，铬参与糖、蛋白质、脂的代谢，影响动物生长、繁殖、免疫功能。
　　
2、铬分类及主要特性
　　铬分为无机铬和有机铬。无机铬包括氯化铬 (CrCl·6H2O)，三氧化二铬 (Cr2O3)，无机铬吸收利用率低，只有 1% ～ 3%(Anderson 等，1988)。有机铬包括酵母铬、蛋氨酸铬 ((C5H10NO2S)3·Cr) 和吡啶甲酸铬 (Cr(C6H4NO2)3) 等。有机铬利用率可达到 10% ～ 25%(Seerley 等，1993)，甚至更高。因此，生产中通常选用有机铬。但是生产工艺决定不同有机铬的质量和使用效果不同。其中，酵母铬的生产采用啤酒酵母在富含无机铬的培养基中发酵，再分离得到。其生产方式可能导致产品中混入无机铬。而且，酵母铬的无机铬结构复杂，其大分子结构未被确定，因此，酵母铬的有效含量无法通过科学可靠的方法检测。使用者无法有效评估酵母铬产品的含量和质量 ( 姜海波等 )。氨基酸螯合铬，其螯合工艺复杂，成本高。而且，氨基酸螯合铬在肠道内或酸性条件下很容易聚合在一起而影响吸收 ( 姜海波等 )。由于吡啶酸根是生化反应中常见基团，有大量相关的酶可以用来转移利用吡啶酸根，三价铬也在不同的组织内通过不同的生化反应发挥自身的作用。因此，生产中主要选用吡啶甲酸铬作为铬源。
　　

3、铬的吸收及分布
　　铬主要在小肠通过主动和被动两种方式吸收。影响铬吸收的因素较多。江波涛等 (2004) 报道，Cr5+的吸收要比 Cr3+ 高 3 ～ 5 倍，Cr3+的吸收受铁离子、锌离子及其它一些阴离子的影响，其中，草酸盐提高铬的吸收，植酸阻碍铬吸收。Hunt等 (1996) 发现，氨基酸、维生素 C、高水平糖及阿司匹林对铬的吸收有促进作用，而抗酸药物能降低血液和组织中铬的水平。
　　铬吸收进入动物和人体后，主要分布于肝、肾、脾和骨中，肝脏和骨组织中铬含量最高 (Borgs，1997)，在鱼体，铬主要富集于鳃、肝脏、肌肉。其中，肝中积累最多，其次为鳃，最少为肌肉。铬在肾脏中不能被重吸收，体内的铬大部分从尿中排出，少量由胆汁、粪便、毛发和乳汁中排出 (Borgs，1997)。
　　

4、铬的生物学功能
　　4.1 铬参与糖代谢
　　早在 1966 年，Mertz 就报道铬 可以有效改善糖尿病者耐糖量，降低对外源性胰岛素的需求量。Steel等 (1981) 研究发现，铬可以促进肝 脏对葡萄糖的吸收。潘庆等 (2002)在奥尼罗非鱼日粮中添加 2mg/kg有机铬，结果表明，添加吡啶甲酸 铬能够促进罗非鱼对葡萄糖的利 用。铬参与糖代谢，主要作用于细 胞上的胰岛素敏感部位 ( 李高任译，1986)，提高细胞表面胰岛素数量或激活胰岛素和膜受体之间的二硫键，加强两者之间的协同作用，从而刺 激外周组织对葡萄糖的摄取，增加 葡萄糖的吸收，加快血清中葡萄糖 向外周组织的转运，维持血糖的正 常水平，增强动物体对葡萄糖的耐 受性 (Anderson，1987)。
　　4.2 铬与蛋白质代谢
　　铬能够保护 RNA 避免受热变 性，对维持其分子构型起一定的作 用 (Jacques，1993)。还能与染色质 结合使组织位点增加，导致 RNA 合成和蛋白质净生成量增加 (Sazzad)。Mcoradiant 和 Morley(1987) 认为，铬可能是通过启动胰岛素与细胞膜受体的二硫键链接而促进氨基酸进入细胞、并在激素及生长激素及类 胰岛素生长因子 -I 作用下，促进蛋 白质合成。另有报道认为，铬能够 促进胰岛素由血液向周围组织转移， 特别是能够使肌肉细胞对胰岛素的 内化作用增强，进而促进蛋白质的 合成代谢。
　　4.3 铬与脂类代谢
　　Lindemann 等 (1995) 报道 ,日粮中添加 200μg/kg 的吡啶羧 酸铬能明显降低胴体的脂肪率。铬 主要通过两条途径改善脂类代谢。 首先，通过增加胰岛素活性，胰岛 素有助于调节脂类代谢，从而改善 血脂状况，第二，通过增强卵磷脂 胆固醇酰基转移酶 (LCAT) 和肝内 皮细胞酯酶 (HEL) 活性以及加强 心脏脂肪组织和骨骼肌等与蛋白质 脂酶的作用，从而促进高密度脂蛋 白的生成，改善体内脂类代谢 ( 谢小利等，2008)。
　　

5、铬应用效果
　　5.1 抗应激
　　研究发现，在断奶仔猪饲粮中添加 400μg/kg 有机铬能缓减断奶仔猪应激综合征，降低腹泻率，提高仔猪平均日增重和饲料转化率 ( 冯涛等，2003)。高温环境下 (21 ～ 37℃，相对湿度 62% ～ 92%)，奶牛日粮中添加吡啶甲酸铬 300μg/kg 精料，42d 后，奶牛泌乳量提高 16.1%。蛋鸡饲粮中补充 0.2mg/kg 和 0.4mg/kg 铬，结果表明，蛋鸡血清尿酸水平极显着低于对照组 ( 常娟等，2006)。应激使血清皮质醇含量升高，糖皮质激素含量随之升高。糖 皮质激素抑制细胞分裂素和抗体产 生，抑制淋巴细胞功能和白细胞增 殖。因此，应激可降低动物生产性 能，增加动物易感性。微量元素铬 能降低血清皮质醇，减弱糖皮质激 素对免疫系统的抑制作用，提高动 物免疫力。对鸡而言，铬通过增强 蛋白质合成代谢，尿酸被利用作为 氨基酸、蛋白质合成的氮源，从而 降低血清尿酸水平，提高血清总蛋 白含量，起到缓解高温应激的作用(Amoikon，1995)。
　

　5.2 提高生产繁殖性能
　　育肥猪的研究发现，铬能够增加机体对胰岛素的敏感性，降 低血液胆固醇含量，提高养分吸收 率和沉淀率，从而提高其生产性能(Knegag 等，1997)。 对 母猪 的 研究则表明，在饲粮中添加 200μg/kg 有机铬，母猪繁殖性能提高，表现为繁殖周期缩短，母猪产仔数提高，仔猪生长发育改善，抗病毒力增强 ( 黄志坚等，2001)。在蛋鸡日粮中添加 0.4mg/kg 铬 ( 吡啶甲酸铬 )，显着提高产蛋量 (Sahin 等，2002)。以上研究结果均表明，补铬能够提高畜禽生产繁殖性能。研究发现，铬能够提高机体细胞受体对胰岛素的敏感性，可以影响下丘脑 - 垂体 - 卵巢内分泌轴，增加促性腺激素释放激素的释放频率，增加促黄体激素和促卵泡激素的释放。促性腺激素作用于卵巢，促进卵泡发育，提高排卵数及孕激素水平，有助于胚胎附植和发育，从而有助于提高产仔数和产蛋率。但是，过量铬则通过影响其他养分的吸收而影响动物生产性能。郭艳丽等1996) 研究证实，高剂量铬会降低产蛋率，因为高剂量铬在肠道可能会通过干扰铁、锌等其他养分的吸收，从而降低产蛋率。因此，只有适宜的铬水平才能改善动物生长生产性能。
　　

5.3 改善肉品质
　　1993年，美国动物营养学家Page首次发现，在生长肥育猪日粮中以吡啶羧酸铬形式添加200μg/kg 铬，可以提高胴体瘦肉率和背最长肌面积，降低第十肋骨背膘厚。随后的研究还发现，给生长猪添加酵母铬能有效降低滴水损失率，改善肉色和肌肉大理石纹( 黄 志 坚，2002)。 肥育猪日粮中添加 200μg/kg 有机铬能够有效提高眼肌面积和瘦肉率 ( 陈代文，2002)，降低体脂肪，改善胴体品质 ( 夏中生，2002)。3 周龄肉鸡日粮中添加 200μg/kg 吡啶甲酸铬有增加胴体蛋白质含量和减少脂肪含量的趋势 (Ward 等，1993)。铬通过调控脂肪代谢，降低脂肪合成，促进蛋白质合成，提高瘦肉率。此外，动物在运输、转群及屠宰过程中发生应激反应后，机体分泌大量的肾上腺素，分解体内肝糖原和肌糖原，从而影响屠宰后肉品的酸化速度和程度，对肉品质产生不利影响。补充铬能降低肌肉糖原消耗，减少乳酸生产，防止 PSE 肉的发生，改善肉品质。
　　

6 铬需要量
　　1980 年美国 RAD 建议人的铬安全摄入量为 0.05 ～ 0.2mg/d，而 NRC 对畜禽没有提供铬的推荐用量。1996 年，美国食品与药物管理局首次批准可在猪全价料中添加不超过 0.2mg/kg 的三价有机铬。Sazzad 和 Hossain(1998)指出，植物原料所含铬极少，大多数畜禽日粮是由低铬植物性饲料组成。据分析，常用的植物性饲料中铬含量为 ：牧草0.1 ～ 0.55mg/kg，谷物籽实0.017 ～ 0.5mg/kg，叶草类0.035 ～ 0.182mg/kg，根芽类 0.022 ～ 0.277mg/kg，水生植物 0.02 ～ 0.5mg/kg( 禹爱兵，2006)。因此，有必要在畜禽饲粮中补充铬，特别是动物处于断奶、运输、高温、感染、创伤等应激中，只有充足的铬才能保证动物较高的生产繁殖性能。
　　

      7 小结
　　微量元素铬是人和动物必需微量元素之一。它能够通过 GTF 调节机体糖代谢、脂代谢、蛋白质代谢等。缺铬将导致动物生长受阻，繁殖性能下降。鉴于以植物性饲料为主的多数猪、鸡饲粮中铬含量不足，建议饲粮中添加适量的铬，以改善动物生长性能、提高免疫功能、增强抗应激能力，从而提高经济效益。（文章来源：吉隆达集团技术中心　作者：罗晓蓉）


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谢子佚

谢谢楼主  。。。。。。