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微量元素铬的营养概况

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微量元素铬的营养概况微量元素铬的营养概况 ?18?动物营养与饲料科学中国畜牧兽医2010年第37卷第7期 微量元素铬的营养概况 晏家友,张纯,张锦秀,邝声耀 (四川省畜科院动物营养研究所四川省饲料科技研发中一fl,,成都610066) 摘要:铬是动物机体必需微量元素之一,它可以作为葡萄糖耐受因子的组成成分,协助胰岛 素发挥生理功能.作者主要 综述了铬的理化性质,形式和代谢,营养生理作用及缺乏和毒性. 关键词:铬;营养;综述 中图分类号:$816.72文献标识码:B文章编号:1671—7236(2010)07—0018—03 19...
微量元素铬的营养概况
微量元素铬的营养概况 ?18?动物营养与饲料科学中国畜牧兽医2010年第37卷第7期 微量元素铬的营养概况 晏家友,张纯,张锦秀,邝声耀 (四川省畜科院动物营养研究所四川省饲料科技研发中一fl,,成都610066) 摘要:铬是动物机体必需微量元素之一,它可以作为葡萄糖耐受因子的组成成分,协助胰岛 素发挥生理功能.作者主要 综述了铬的理化性质,形式和代谢,营养生理作用及缺乏和毒性. 关键词:铬;营养;综述 中图分类号:$816.72文献标识码:B文章编号:1671—7236(2010)07—0018—03 1959年,Schwarz首次从啤酒酵母中分离出含 有铬的葡萄糖耐受因子,并通过小鼠试验证实,铬可 以促进胰岛素调节葡萄糖代谢和脂肪合成,由此掀 起了微量元素铬的研究热潮.近年来,关于铬在畜 禽生产上应用效果的研究报道日益丰富,大量研究 结果明,铬作为动物机体必需微量元素,具有促进 动物生长,增强免疫功能,提高胴体品质,改善繁殖 性能.但由于人们对铬的研究起步较晚,在配制动 物日粮时,通常忽略了动物对铬的营养需要.作者 主要就铬的理化性质,形式和代谢,营养生理作用, 缺乏和毒性进行了综述,为实际生产中,铬的进一步 开发和应用提供理论参考. 1铬的理化性质 铬属过渡元素,在元素周期表中位于第4周期, ,原子序数24,相对原子质量51.966.铬为 ?B族 收稿日期:2010—03一l1 作者简介:晏家友(】981一),男,四川人,硕士生,主要从事单胃 动物营养方面的研究. 银白色金属,质硬而软,密度7.2Og/cm.,熔点 (1857?20)?,沸点2672?.铬的化合物中,主要 有卤化物,氧化物和硫化物,常见的氧化态包括0, +2,+3,+6,并且随着价态升高,氧化性逐渐增强. 零价铬不能天然存在于地壳中,并且无生物活性. 二价铬(Cr抖)是一种很强的还原剂,在空气中容易 被氧化成三价铬(Cr).六价铬(Cr)在酸性介 质中是一种很强的氧化剂,容易与氧结合,形成具有 强氧化性的铬酸盐(CrOj一)或重铬酸盐(Cr.OF一). Cr极易穿过细胞膜,并与细胞中的蛋白质成分和 核酸发生反应,然后被还原成Cr抖.Cr抖是生物体 内最稳定的氧化态形式,也是生物体内铬的主要存 在形式.Cr抖容易形成多齿配位化合物,但Cr.不 容易穿过细胞膜,并且反应活性很低.因此,许多三 价铬化合物(如CrO.)常被用作养分消化率测定的 外源指示剂. 2铬的形式和代谢 铬可以分为有机形态的铬和无机形态的铬两种 形式.无机铬主要有Cl.?6HO,CrzO3,Crz(S04). Abstract:Theaimofthisexperimentwastostudytheeffectsof4kindsofcompoundadditivesonperformaneeandserum biochemicalindexinBlack—bonesilkyfow1.Onehundredandeightychickensattheageofthreehundreddayswereselectedand randomlyallocatedtOfivetreatmentgroupswiththreereplicates,fourdietscontainingsfourdifferentcompoundadditives (0.5,0.2,0.2%and0.2)andbasicdietweregiventofeedthesechickensfor78daysinorderto.Theresultsshowed thatlayingrateswereincreasedwithdietsofcompoundadditives.WhencomparedtOcontrolgroup,thelayingratesofgroup 1,2and4weresignificantlyincreasedby6.09,13.82and6.57(P<0.05),respectively.Thevaluesofaverageegg weightandthefeedconversationrateofgroup2weretheleastinthesetreatmentgroupsandweredecreasedby2.05and 12.5comparedtOcontrolgroup(P<O.05).Thecontentoftotalcholesterol(TC)andglucose(GLU)ofgroup1werede— creasedby21.24and8.93(P<0.05),andthecontentofcreatinekinase(CK)wasincreasedby32.73(P<0.05) comparedtOcontrolgroup.Therewerenodifferencebetweengroup2andcontrolgroupatalltheserumbiochemicalindex. Theconcentrationofmalona1dehyde(MDA)andCKofgroup3werelowerthanthatofcontrolgroup(P<O.05).Thecontent ofGLUofgroup4wasincreasedby13.97(P<0.05)andthecontentofTCwasdecreasedby13.72(P<O.05)eom— paredtocontrolgroup. Keywords:Black—bonesilkyfowl;productiveperformance;serumbiochemicalindex 中国畜牧兽医2010年第37卷第7期动物营养与饲料科学?19? 等;有机铬主要包括烟酸铬,吡啶甲酸铬,丙酸铬,氨 基酸螯合铬和酵母铬等.铬广泛分布于动物体组织 和器官中,其中肝脏,肺,肾脏,脾脏是动物体内的 “铬库”.饲料中的铬一般是以有机形态存在,并且 新鲜饲料的铬含量比干饲料更低.禾谷类,坚果,豆 类,植物油,奶制品,动物肝脏等是天然有机铬的主 要来源. Mertz(1969)认为,铬具有很强的形成配位化合 物的能力,它很可能以低分子有机铬配合物的形式, 通过肠黏膜吸收入血.无机铬在动物胃肠道中很难 被吸收,吸收率仅为0.4,3.0;而有机铬的吸 收率远高于无机铬,可达1O,25(Anderson, 1987;Sano等,1997).铬被吸收以后,主要经过肾 小球滤过作用,从尿液中排出,也有一小部分铬通过 毛发,汗腺和胆汁排泄.当动物处于应激状态时,体 内葡萄糖代谢加强,加速铬的动员,因而铬的排泄量 可能会增加10~300倍(Minoia等,1988). 3有机铬的营养生理作用 3.1促进动物生长大量研究结果表明,在动物 (尤其是猪和牛)日粮中补充有机铬,能够促进动物 生长,提高生产性能.Page等(1993)研究结果发 现,在生长肥育猪日粮中添加0.05或0.2mg/kg 吡啶甲酸铬,与对照组相比,分别提高仔猪日增重 4..9,7.81;分别降低料重比4.47,5.50. Lindemann等(20O8)研究结果发现,在生长猪日粮 中添加5mg/kg(美国FDA铬添加量0.2mg/ kg)吡啶甲酸铬,丙酸铬,蛋氨酸铬和酵母铬,与对 照组相比,可以提高仔猪日增重和日采食量,其中, 酵母铬可以提高仔猪日增重9.65,并达显着水 平;但Lien等(2005)研究结果却发现,0.2mg/kg 丙酸铬对断奶仔猪生产性能无影响,这可能与日粮 铬水平,仔猪机体铬含量,日粮氨基酸及其他营养素 水平有关.Moonsie—Shageer等(1993)研究结果发 现,在平均体重236kg的杂交牛日粮中添加0.2, 0.5和1.0mg/kg酵母铬,与对照组相比,分别提高 牛日增重27.27,6.06和27.27;降低料重比 12.50.Chen等(2001)研究结果发现,在火鸡日 粮中添加1mg/kg烟酸铬,与对照组相比,可以显 着提高火鸡(9,18周龄生长阶段)的日增重和采 食量. 3.2增强免疫功能有机铬可以增强动物机体的 免疫功能,并且在抵抗应激时,作用效果更加明显. VanHeugten等(1997)研究结果发现,在断奶仔猪 日粮中添加0.2mg/kg烟酸铬,与对照组相比,可 以显着增加仔猪绵羊红细胞抗体滴度(sheepred bloodcells,SRBC).Lien等(2005)研究结果也发 现,丙酸铬可以显着增加仔猪特异的绵羊红细胞抗 体滴度和血清球蛋白数量.Debski等(2004)研究 结果发现,在肉鸡日粮中添加0.2mg/kg酵母铬, 可以增强肉鸡免疫功能,降低死亡率.Burton等 (1993)研究结果发现,在奶牛日粮中添加0.5mg/ kg有机螯合铬,可以改善应激奶牛的特异性免疫功 能.Gatta等(2001)研究结果还发现,酵母铬能够 增强虹鳟鱼的免疫应答能力. 3.3提高胴体品质在动物(猪和鸡)日粮中补充 有机铬,可以提高动物胴体品质,增加瘦肉率.Van Mooney等(1997)研究结果发现,在生长猪日粮中 添加0.2mg/kg吡啶甲酸铬,与对照组和无机铬组 相比,可以降低生长猪胴体脂肪和第十肋背膘厚;提 高眼肌面积和瘦肉率.Debski等(2004)研究结果 发现,酵母铬可以提高肉鸡胸肌率,并降低肌内脂肪 和胆固醇含量;但关于有机铬对其他动物(牛或羊) 胴体品质的改善是否存在积极作用,目前尚未得到 一 致结论. 3.4改善繁殖性能有机铬可以改善动物繁殖性 能,提高生产效率.Lindemann等(2004)研究结果 发现,在母猪日粮中添加0,200,600,1000ng/g吡 啶甲酸铬,母猪的窝产仔分别为10.34,11.13, 11.76,11.11;产活仔数分别为9.49,9.82,10.94, 10.07.Bryan等(2004)研究结果发现,在奶牛日粮 中添加蛋氨酸铬(6.25mg/d),在奶牛配种后28d, 与对照组相比,可以显着提高奶牛妊娠率27.55. Devegowda等(1997)研究结果发现,在肉种鸡日粮 中添加0.2mg/kg酵母铬,可以显着提高种鸡孵化 率4.68.Anderson等(1981)研究结果还发现, 雄性小鼠日粮中铬含量不足(~100/,g/kg),将导致 精细胞数量减少50;繁殖性能下降25. 4铬的缺乏和毒性 动物缺铬将引起葡萄糖耐受量降低,而血液中 胰岛素水平增加,由此容易导致动物产生超高胰岛 素血症(hyperinsulinemia).铬的缺乏还可能会引 起机体血液参数发生变化(如血红蛋白,红细胞压 积,红细胞,白细胞和平均红细胞容积)和总蛋白浓 度增加.动物缺铬一般表现为生长受阻,繁殖性能 下降,甚至出现神经症状.三价铬的毒性很小,一般 ?20?动物营养与饲料科学中国畜牧兽医2010年第37卷第7期 低于铜,碘,锌,锰,尤其是硒.六价铬比三价铬更容 易吸收,毒性是三价铬的5倍以上(Barceloux等, 1999).动物铬中毒的特点是肺,肾脏和肝脏出现病 理变化,如肺充血,糜烂和呼吸系统黏膜层炎症.动 物铬中毒一般表现为接触性皮炎,鼻中隔穿孔,甚至 产生肺癌. 5结语 现有研究结果已表明,微量元素铬作为葡萄糖 耐受因子的重要活性成分,可以增强胰岛素活性,参 与碳水化合物,脂肪,蛋白质和核酸代谢.在动物日 粮中添加有机铬以后,它可以通过各种不同的作用 机制,进入到细胞当中,并最终被机体吸收利用,但 其中的某些生理,生化调节过程仍不清楚.由于人 们对铬的重视不够,甚至美国NRC等都尚未提出 各种动物对铬的营养需要量标准.因此,铬的各项 后续研究工作任重道远. 参考文献 1AndersonRA.ChromiumTraceElementsii3HumanandAni— malNutrition[M].一NewYork:AcademicPressNewYork, 1987,225,244. 2AndersonRA,PotanskyMM.Dietarychromiumdeficiency effectonspermcountandfertilityinrats[J].BiologicalTrace ElementResearch,1981,3:l,5. 3BarcelouxDG.Chromium口].ClinicalToxicology,1999,37: 173,194. 4BryanMA,SochaMT,TomlinsonDJ.Supplementinginten— sivelygrazedlate-gestationandearly,lactationdairycattlewith chromium[J].AmericanDairyScienceAssociation,2004,87: 4269,4277, 5BurtonJL,NonneckeBJ,ElsasserTH,eta1.Effectsofsup plementalchromiumonimmuneresponsesofperiparturientand earlylaetationdairycows[J].JournalofAnimalScience,1993, 71:1532,1539. 6ChenKL,LuJJ,LienTF,eta1.Effectsofchromiumnicoti— nateonperformance,carcasecharacteristicsandbloodchemistry ofgrowingturkeys[J].BritishPoultryScience,2001,42(3): 399,4O0. 7DebskiB,ZalewskiW,GralakMA,eta1.Chromium—yeast supplementationofchickenbroilersinanindustrialfarmingsys— tern[J].JournalofTraceElementsinMedicineandBiology, 2004,18(1):47,51. 8DevegowdaG,YeswanthKL.Effectofdietaryorganicchromi— umcontentionabdominalfatcholesteroIandhighdensitylipopro— teincontentofbroilers[D].Kentucky:Nicholasville,1997. 9GattaPP,ThompsonKD,SmullenR,eta1.Dietaryorganic chromiumsupplementationanditseffectontheimmuneresponse ofrainbowtrout(Oncorhynchusmykiss)口].FishandShellfish Immunology,2001,11(5):371,382. 】0LienTF,YangKH,LinkKJ.Effectsofchromiumpropionate supplementation0ngrowthperformance,serumtraitsandim— muneresponseinweanedpigsEJ].Asian—AustralasianJournal ofAnimalSciences,2005,18:403,408. 1】LindemannMD,CromwellGL,MonegueHJ,eta1.Effectof chromiumsourceontissueconcentrationofchromiuminpigs rJ].JournalofAnimalScience,2008,86:2971~2978. 12MertzW.Chromiumoccurrenceandfunctioninbiologicalsys— terns[J].PhysiologicalReviews,1969,49:2. 13MinoiaC,CavalleriA.Chromiuminurine,serumandredblood cellsinthebiologicalmonitoringofworkersexposedtodifferent chromiumvalencystates[J].ScienceoftheTotalEnvironment, 1988,71(3):323,327. 14MoonsieShageerS,MowatDN.Effectoflevelofsupplemental chromiumonperformance,serumconstituents,andimmunesta- tusofstressedfeedercalves[J].JournalofAnimalScience, 1993,71:232,238. 15PageTG,SouthernLL,WardTL,eta1.Effectofchromium pieolinateongrowthandserumandcarcasstraitsofgrowing—.fin’’ ishingpigs[J].JournalofAnimalScience,1993,71:656,662. 16SanoH,MowatDN,BallRO,eta1.Effectofsupplemental chromiumonwholebodykineticsofglucose,lactateandpropio— nateinramsfedahighgraindiet[J].ComparativeBiochemistry andPhysiology,1997.?8:117,121. 17VanHeugtenEV,SpearsJW.Immuneresponseandgrowthof stressedweanlingpigsfeddietssupplementedwithorganicorin— organicformsofchromium[J].JournalofAnimalScience, 1997,75:409,4l6. NutritionSituationofTraceElementChromium YANJia—you,ZHANGChun,ZHANGJin—xiu,KUANGSheng—yao (AnimalNutritionInstitute,SichuanAcademyofAnimalScience;Sichuan FeedScienceResearch&DevelopmentCenter,Chengdu610066,China) Abstract:Chromium,asoneoftheessentialtraceelements, whichcanpotentiateinsulinactivity.Thisarticlemainlyreviews physiologicalaction,deficiencyandtoxicityofchromium. Keywords:chromium;nutrition;review isanactiveconstitutentofglucosetolerancefactor(GTF), thephysicochemicalproperty,type,metabolism,nutrition
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