第26卷 第3期黄牛杂志V ol.26N o.3 2000年6月J o urnal of Yello w Cat tle Science Jun.2000
文章编号:1001-9111(2000)03-0058-04
铬的生物学作用及其在畜禽生产中的应用
杨学义1，曹斌云1，田 玮2
(1.西北农林科技大学动物科学与动物医学学院，陕西杨凌712100;2.河南农业大学牧医工程学院，河南郑州450002)
摘 要：本文叙述了铬的研究历史，铬的分类、不同类型的铬在动物及人体内的吸收情
况，铬的代谢分布情况；重点阐述了铬的生物学作用、铬对畜禽生产性能的影响及铬对动物免
七年级英语书上册疫、应激功能的影响，最后对铬的未来研究作了展望。
关键词：铬；生物学作用；畜禽生产
中图分类号:S852.2 文献标识码:A
铬是在1797年由法国化学家首次发现的一种过渡金属元素。1957年美国科学家M e rt z与Sch wa rz首次提出葡萄糖耐受因子(g luco to l-era nce fac to r,G T F)假说，并于1959年从啤酒酵母中分离出G T F，且证实了铬是G T F的主要活性成分。从而激起人们对铬的研究热忱。目前，铬已被公认为是人和动物的必需微量元素，它作为GT F的主要活性成分能促进胰岛素与细胞受体的结合，增强胰岛素活性，参与并影响糖类、脂类、蛋白质和核酸的代谢，不仅具有促进畜禽生长发育，提高其抗病应激能力的作用，而且对畜禽的胴体品质及繁殖机能也有一定影响，在畜禽生产上已得到了广泛应用。近年来，国内外学者对铬的生物学作用及其在畜禽生产中的应用做了比较深入的研究，并取得了许多新的进展。
1 铬的概述
1.1 铬的分类与吸收
铬按价态可分为：三价铬、六价铬，其中三价铬的生物学效应最为明显；从组成形式上铬可分为：有机铬和无机铬。无机铬主要是三氯化铬，三氧化二铬；有机铬主要是烟酸铬，吡啶甲酸铬、酵母铬、氨基酸螯合铬及蛋白质铬等。
以上不同类型的铬在动物及人体内的吸收率不同。无机铬的吸收率很低(0.4%—3%)且与日粮采食量呈反比(Ander so n,1988)，有机铬吸收率为10%—25%，其有效性是无机铬的10倍以上。动物的年龄、
日粮中氨基酸、维生素、高水平的糖、草酸盐及吡啶羧酸盐均可提高对铬的吸收(M OW A T,1997)，而微量元素锌、钡、铁可降低对铬的吸收。日粮中脂肪的过量添加，可增加家畜对铬的需要量。饲料中的植酸盐也不利于铬的吸收。
1.2 铬的代谢分布
A nderso n(1987)用同位素标记研究了铬的吸收和代谢的一些细节，证明了铬主要在大鼠小肠中被吸收。吸收后的Cr6+透过细胞膜并与血红蛋白中的球蛋白结合,Cr3+不能透过细胞膜，它可与血浆中α—球蛋白结合，由运铁蛋白运送到组织中去，进入组织的铬以不同的比例分布于亚细胞各组分中。Edwa rds等发现,49%的铬浓缩于核中,23%在上清液里，其余的等分于线粒体和微粒体中，在睾丸、胸腺、肾脏等细胞分化剧烈的组织中浓度极低(Sco tt,1992)。组织中铬的含量受日粮的影响,Seabom和Sto ecker(1989)的结果表明，淀粉日粮和葡萄糖日粮对于铬在肝脏、肾脏、睾丸中的浓度有显著影响。
铬一旦被动员，则不会被重新吸收，而由尿中排出(Ander son,1994)。动物处于应激状态时，由于葡萄糖代谢增强动员了机体中铬，因而使尿
⒇收稿日期:1999-10-10
作者简介：杨学义(1971-)，男，西北农林科技大学动物科学与动物医学学院九八级硕士研究生。
中铬的排出量增加(Bo rel等1984,Anderso n, 1988,Ander so n等1990,1991,M e rtz,1992)，因此，应激动物常会导致铬的缺乏。
2 铬的生物学作用
铬本身不具有代谢性和促生长作用，它是作为GT F的重要组成成分而发挥作用的。M er tz (1974)认为GT F是以烟酸—三价铬—烟酸为轴心，谷氨酸、甘氨酸和半胱氨酸为配体的物质。它可提高胰岛素与其特异性受体的亲和力，进而刺激组织对葡萄糖的摄取(Anderso n等,1977)。M er tz(1982)认为G T F通过胰岛素参与蛋白质和脂肪的代谢。猪胰中的β—细胞在阻止由葡萄糖刺激引起的胰岛素分泌过多时，也必须有铬的参与(Strifce r,1995)。
铬参与蛋白质合成及核蛋白与RN A的合成，是维持核酸结构的必需物质(O kada等1981, 1989)。而铬在细胞核中的积累似乎表明三价铬可改变和调节基因的功能(Anderso n,1987)。
Steele和Ro br ough(1981)用火鸡做实验表明，铬可以提高葡萄糖向乙酰CO A的转化率而促进脂肪的合成。但Abraham等(1980)证明铬不仅降低兔中胆固醇的沉积，还有助于对已沉积于主动脉上的胆固醇的清除。M er tz(1993)在综述了铬在人营养中的作用后，指出铬对脂肪代谢的影响，还有待进一步的研究和确认。此外,Lin-dema nn和T ro ut(1995)都报道Cr3+可协同胰岛素对下丘脑—垂体—性腺轴的作用，促进L H的释入。L H作用于卵巢，促进卵泡成熟，排卵，从而提高产仔数。翟桂玉(1992)
认为，牛、兔日粮缺铬可影响精液量，增加精子畸形率及母兔的产活仔数。
3 铬对畜禽生产性能的影响
早在1965年,Schro der等人就已发现，在日粮中添加铬会提高大鼠和小白鼠的生长速度。近三十年来，人们不仅对铬在促进家离生长性能和改善胴体品质方面已取得了很多研究成果，而且对铬在提高畜禽繁殖力上的研究也有一定的进展。
3.1 铬与猪
猪日粮中补充有机铬在我国还刚刚被认识，国内这方面研究较少，根据国外的研究报道及国内一些猪场的反映，基本上可以得出以下结论:①生长阶段猪日粮中添加200ppb有机铬，可提高猪的采食量、生长速度及饲料报酬(M oo ney等1995);②已经发现在生长阶段猪日粮中添加200ppb有机铬可以改善胴体品质。具体表现为：第十肋脂肪厚下降，眼肌面积和肌肉比例升高，但肉的嫩度不变(Bo lema n等1995);③在母猪生长阶段和繁殖阶段分别补充200ppb的有机铬，可提高母猪的繁殖性能，且效果明显优于仅在繁殖阶段补充了500ppb的有机铬，其主要表现为产活仔率和断奶活仔窝重的明显提高(Linde r-ma nn,1994)。
3.2 铬与禽
荞面凉粉来自家禽的研究表明，氯化铬可以提高火鸡的生长速度(Steele和Ro br ough,1979)，并增加火鸡的胸肌比例(Anderson,1989),Hossain、Bar re to等(1998)研究表明：铬对肉用仔鸡的胴体重、胸肌率有显著影响，胸肌增长率提高11%左右。王丹莉(1999)在艾维茵肉仔鸡中的试验也得到相似结论。美国路易斯安那州立大学农业和机械分院对32～36周龄的蛋鸡分组进行对比试验，结果表明在基础饲料中添加200ppb的有机铬能提高蛋鸡的产蛋量。
3.3 铬与牛
铬在肉牛上的添加效果在很大程度上依赖于动物当时所处的生理状态。用生长牛所作试验表明，在饲料中添加甲基吡啶铬(370ppb,Bunting 等1994)氯化铬、酵母铬和CrNic(含铬400ppb, Keg ley等,1995)对牛的生长性能没有影响，而使用螯合铬(M o wa r等,1993)，酵母铬(200ppb，或1000ppb,M o o nsie—Shag ge r等,1993)，甲基吡啶铬(400ppb,Chang等,1992)和螯合铬(140ppb, W righ t等1994)使经过长期运输的肉牛在到达育肥场后的日增重提高27%—30%,M ow at (1994)认为，应激通常导致铬的大量损失。因此，在应激期间补铬效果明显。一般在达到肥育场后4周补铬有明显效果,6周以后就没有多大影响。
4 铬对动物免疫应激功能的影响
4.1 铬与应激
集约化饲养的动物面临大量应激，如营养应激、环境应激、免疫应激、代谢应激。Anderso n (1990)认为应激导致动物代谢，矿物质代谢发生改变，使糖原分解和糖异生作用加强，葡萄糖利用的加强会导致组织铬动员增加，并最终排出体
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动力火车当第3期杨学义等：铬的生物学作用及其在畜禽生产中的应用
外。人和大鼠的试验结果表明，应激会导致铬排泄增加(Peekardk 等,1975,N ew man 等,1978,Bo r el 等1984,Ander so n 等1994)，受运输应激，禁食，呼吸道病毒感染的牛，尿铬排泄增加(O rr 等1990,No cke rs 等1990)。因此，应激导致铬的需要量增加。补铬可以降低受运输应激牛呼吸道疾病(BRD )发病率及由此引发的死亡率(M o wa t 等,1993)，增加免疫力(Chang 等1992)，改善内分泌(Chang 等1992)，减少其它矿物质元素(Zn 、Cu 、Fe 、M n)排泄(Sch ranzer 等,1986)。4.2 铬与免疫
自加拿大Guelph 大学首次报道了铬能够影响免疫反应(包括对疫苗的反应)以来，科学家对铬与机体免
疫机能的关系及作用机理进行了比较深入的研究。铬可以增强应激肉牛的特异性免疫反应。主要表现为：提高应激肉牛血清免疫球蛋白水平(Cha ng 等1992)，降低直肠温度、提高疫苗效价(M oo sie _Shg eer 等1992)。Cha ng 等(1994)通过日粮对应激肉牛补铬，发现铬有加强外周淋巴细胞增殖的作用。
关于铬提高机体免疫功能的机理,Bro th 和Kaeberte (1982)和M urch 等(1984)认为铬可能提高疫苗的有效性或者通过降低皮质醇或通过其它由免疫细胞设防的中间产物来实现的。Christy (1986)发现T 3使血浆中注入的皮质醇的清除率升高，而Thax to n 和Pa rdue (1984)发现抗坏血酸可能调节皮质类固醇的生成,W righ t 等(1994)把140ppb 的铬和疫苗一起使用发现血清中的皮质醇下降，而激离T 3与总T 3的比值及抗坏血酸浓度升高。因此，可推测铬可间接地影响皮质醇的代谢活动。Cha ng 等(1992)认为,G T F 增加胰岛素的功能，而又反过来抑制皮质醇分泌。皮质醇可以抑制细胞分裂素和抗体的产生，并阻碍其作用的发挥，抑制淋巴细胞的功能和白细胞的增殖。适量铬的摄入可以防止皮质醇的免疫抑制反应，从而激发抗体的免疫功能，促进动物生长。铬的添加使Ig M 和血中的总免疫球蛋白升高(Chang 等,1992)，研究者认为免疫球蛋白的生成受到一系列以微量元素为活性中心的酶的调节，最常见的是铜和锌(Fielden 和Rotilio,1984)，铬可能是另外一个参与酶调节而增加免疫球蛋白合成的微量元素，或是影响铜和锌和代谢而间接地参与免疫球蛋白的合成。
5 展望
铬是动物的必需微量元素之一。它作为G T F 的活性成分，参与糖类、脂肪、蛋白质和核酸的代谢过程，并影响矿物质的代谢。有关铬调节代谢的机理，虽有研究，但还不够深入。铬在动物生长性能和免疫调节方面的作用已越来越引起人们的重视，但是，对于铬在什么条件才能最大限度地发挥其生理作用，以及如何确定日粮的营养水平，以使铬实现其功能，还有待于深入的研究和探讨。参考文献:
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Biologic Function of Chromium and Its Application
in Animal Production
YAN G Xue-yi1,CAO B ing-yun1,TIAN Wei2
(1.College of Animal Science and Veterina ry Medicine,North west Sci-tech Univer s ity of
Agr iculture and Forestry,Yan gling,Shaanx i712100,China)
(2.College of Animal science and Veterina ry medicine Eng ineering Henan
university of Agr iculture,Zhengz hou,Henan450002)心理普查
Abstract:The rea rch histo ry,distribution and cla ssification,the abso rption and m etabolism of chr
omium in anim al and huma n body w ere discusd w ith focus o n the bi-olo gic function of chromium a nd effects of chromium o n a nimal perfo rmance,animal im-m unizatio n and stress etc.,the future rearch po ssibility w as also projected.
Key words:Chro mium;B iologic functio n;Anim al productio n徐艳芳
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万头奶牛大省，使人均年占有奶量由目前的不足10kg达到50～100kg。
2.2 按产业化的目标组织生产
优先建立奶品加工企业是顺利发展奶畜的前提。目前我省可充分利用现有50多个奶品加工厂的优势发展奶牛业。但同时必须把建立以超高温消毒奶为主体的新产品开发做为工作重点。建一个日产50吨的超高温奶生产车间大约需投入5～6千万元，但可以带动数县区奶畜业的快速发展，长远综合效益是可观的。
2.3 在市场驱动下抓好重点县区的发展示范
1头年产3000～4000kg奶的奶牛，年消耗精料约700～1000kg，消耗玉米秸秆5000多kg，可为农户增
为了能活着加净收入3000～4000元。如果建成一个万头奶牛基地县，饲料玉米种植可为农业转移耕地2万亩左右。这势必促进种植业布局及农作茬口的良性调整。为此，建议省上在关中灌区和塬区选数县，按“小麦—玉米—奶牛”产业带的模式抓好产业化示范。为农区产业结构调整、地方工业发展及经济、科技、社会发展树立榜样。
2.4 陕北三地市青绿饲料资源极为丰富，具有发展奶牛业的天然优势
陕北是我省饲养奶牛最早的地区，早在1940年，为了为中央首长和伤员补充营养，原边区光华农场(现定边种羊场)克服重重困难饲养奶牛40多头。然而时隔60年之后的今天，陕北两地市总共仅养奶牛5000多头。为此，建议省上和各地市要从战略高度广泛宣传，积极引导，正确组织，采取多种措施促进奶牛业的大发展，使奶牛业尽快上升到养牛业的主导产业的地位，为强省富民做出贡献。
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