有機(jī)鉻在斷奶仔豬生產(chǎn)中應(yīng)用的研究進(jìn)展
王浩，王曉翠，許麗
(東北農(nóng)業(yè)大學(xué)動物科學(xué)技術(shù)學(xué)院，黑龍江哈爾濱150030)摘要：鉻是動物機(jī)體必需的微量元素之一，近年來，國內(nèi)外營養(yǎng)學(xué)家展開了大量的研究，尤其在斷奶仔豬飼養(yǎng)方面，應(yīng)用效果較好。作者對有機(jī)鉻在動物體內(nèi)吸收、運(yùn)輸及排泄的特點(diǎn)，以及參與糖、脂類及含氮物質(zhì)代謝的生物學(xué)功能進(jìn)行了介紹;并就其對斷奶仔豬生長性能、抗腹瀉和免疫功能等方面的影響，以及在斷奶仔豬養(yǎng)殖中的應(yīng)用前景作一綜述。
關(guān)鍵詞：有機(jī)鉻、斷奶仔豬、應(yīng)用
中圖分類號：S816．72
文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A
文章編號：1671-7236(2012)08-0128-04
仔豬早期斷奶，在提高母豬繁殖性能的同時(shí)也對仔豬自身、環(huán)境及營養(yǎng)等方面造成了較大的應(yīng)激，引起仔豬消化不良、飼料利用率降低、腹瀉、抗病力下降，并導(dǎo)致其生長速度減緩。鉻作為一種微量過渡金屬元素，主要以Cr3+和Cr6+的形式存在，但大多數(shù)的Cr6+具有毒性，只有Cr3+才是動物所必需的，也是體內(nèi)最穩(wěn)定的形式。在動物營養(yǎng)領(lǐng)域的應(yīng)用研究起始于20世紀(jì)90年代，目前，得出其對動物機(jī)體的作用主要體現(xiàn)在作為葡萄糖耐受因子(glucosetolerancefactor，GTF)的重要組成部分，增強(qiáng)胰島素的活性，調(diào)節(jié)機(jī)體的內(nèi)分泌和物質(zhì)代謝(朱蓮珍，1994)。研究結(jié)果表明，仔豬日糧中合理補(bǔ)充鉻可增加機(jī)體的抗應(yīng)激能力，同時(shí)也提高采食量和生長速度;但不同形式的鉻對斷奶仔豬的利用效果影響較大，以有機(jī)鉻的形式添加效果較好。作者就有機(jī)鉻在機(jī)體內(nèi)的吸收、代謝的特點(diǎn)、生物學(xué)功能及其在斷奶仔豬飼養(yǎng)中的應(yīng)用效果作一綜述，旨在為有機(jī)鉻在斷奶仔豬飼養(yǎng)中的應(yīng)用提供科學(xué)依據(jù)。
1、有機(jī)鉻在機(jī)體內(nèi)吸收、代謝的特點(diǎn)
1．1有機(jī)鉻的吸收特點(diǎn)鉻具有很強(qiáng)的形成配位化合物的能力，以有機(jī)鉻和無機(jī)鉻兩種形式存在，吸收效果與其存在形式及飼料中其他營養(yǎng)成分密切相關(guān);其中有機(jī)鉻在動物體內(nèi)的吸收是借助肽或氨基酸的吸收途徑，以相對分子質(zhì)量較低的有機(jī)鉻配合物形式，通過腸道黏膜而進(jìn)入到機(jī)體內(nèi)，減少了與其他微量元素的吸收競爭。日糧中的氨基酸、維生素、草酸鹽、吡啶羧酸鹽和高水平的糖等養(yǎng)分還可提高機(jī)體對有機(jī)鉻的吸收(Mowat等，1997);而無機(jī)鉻(Cr(NO3)3、Cr2(SO4)3及CrCl3·6H2O)在胃腸道內(nèi)解離成Cr3+后與堿根作用生成難溶性的聚合物導(dǎo)致其吸收率低(呂宗友等，2011)。因此，有機(jī)鉻的吸收率遠(yuǎn)高于無機(jī)鉻，研究結(jié)果證明前者為10%～25%，而后者僅為1%～3%或更低(陽艷林等，2011)。有機(jī)鉻以有機(jī)螯合物的形式存在，具有良好的生物利用率(Lindemann等，2008)。對此，在農(nóng)業(yè)部1126公告《飼料添加劑品種目錄》中明確規(guī)定，允許在飼料中使用的有機(jī)鉻源為酵母鉻、煙酸鉻、蛋氨酸鉻、丙酸鉻及吡啶甲酸鉻5種形式，且都是Cr3+的化合物。
1．2有機(jī)鉻的運(yùn)輸及排泄特點(diǎn)在動物體內(nèi)Cr3+可與運(yùn)鐵蛋白的氨基端結(jié)合，由運(yùn)鐵蛋白運(yùn)往肝臟合成GTF，GTF再進(jìn)入血液協(xié)同胰島素調(diào)節(jié)血糖。血液中鉻周轉(zhuǎn)代謝較快，進(jìn)入體內(nèi)的鉻幾天內(nèi)就經(jīng)尿排出，少量通過糞排出，另外，毛發(fā)的脫落也會損失少量鉻。尿中排出的鉻含量可用于反映機(jī)體鉻的代謝和消耗，而動物的各種應(yīng)激導(dǎo)致葡萄糖代謝增加，從而加強(qiáng)體內(nèi)鉻的動員，體內(nèi)的鉻一旦被動員，就不會被重新吸收，只能由尿中排出(Anderson等，1988)，因此，尿中的鉻含量也與動物的應(yīng)激強(qiáng)度具有一定相關(guān)性。
2、有機(jī)鉻的生物學(xué)功能
有機(jī)鉻中的Cr3+是GTF的活性組成部分，主要通過GTF的形式協(xié)助、增強(qiáng)胰島素的作用，影響碳水化合物、脂類、蛋白質(zhì)及核酸等營養(yǎng)物質(zhì)的代謝，進(jìn)而提高動物的生長性能、抗應(yīng)激能力。
2．1參與糖代謝研究結(jié)果表明，Cr3+通過激活胰島素與細(xì)胞膜之間的二硫鍵，增強(qiáng)胰島素與特異性受體的結(jié)合力，進(jìn)而增強(qiáng)胰島素的敏感性，加快血液中葡萄糖的清除率(黃志堅(jiān)等，2002;Kegley等，2000)，降低血糖的水平(王敏奇等，2009)。郭時(shí)金等(2010)在日糧中添加0．2mg/kg甲基吡啶鉻對豬葡萄糖代謝的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，葡萄糖的消失率提高，半衰期縮短，并提高了組織對胰島素的敏感性。當(dāng)畜禽采食富含有機(jī)鉻的飼料后，增強(qiáng)了胰島素的功能，加快了血液中葡萄糖的遷移速率，即可快速被組織利用;但鉻并不能取代胰島素，只能使引起相同生理反應(yīng)所需的胰島素量減少。
2．2參與脂類代謝在飼料中合理添加有機(jī)鉻可降低血清總膽固醇和甘油三酯的含量。目前研究得出以下2種調(diào)節(jié)代謝機(jī)制:①Cr3+增強(qiáng)胰島素的活性，通過增加低密度脂蛋白(LDL)受體數(shù)量，與血漿中的LDL形成LDL-受體復(fù)合物，通過胞飲作用進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)使LDL降解，水解形成的膽固醇則對胞內(nèi)膽固醇含量進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而改善高血脂的狀況(康忠漢等，1995;周順伍，1999);②Cr3+加強(qiáng)膽固醇脂酰基轉(zhuǎn)移酶(LCAT)和脂蛋白酶(LPL)的活性，LCAT以高密度脂蛋白(HDL)為運(yùn)載底物將游離膽固醇分子轉(zhuǎn)化為膽固醇參與肝臟代謝，并通過增強(qiáng)LCAT活性誘發(fā)血液中的HDL增多(袁林泉，1994);HDL通過膽固醇的逆向轉(zhuǎn)運(yùn)，把外周組織中衰老細(xì)胞膜上及血漿中的膽固醇運(yùn)回肝臟代謝，降低血液中膽固醇的含量(周順伍，1999);脂蛋白酶則會影響脂蛋白的分解，起到維持血液中膽固醇平衡的作用。Kim等(2010)研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在豬高脂日糧中添加1000或2000μg/kg(以鉻計(jì))吡啶羧酸鉻均能減弱高脂日糧對體脂沉積的影響，這在去勢公豬上表現(xiàn)的更加明顯。
2．3參與含氮物質(zhì)的合成鉻對氨基酸的作用主要是促進(jìn)氨基酸進(jìn)入細(xì)胞，增強(qiáng)肌細(xì)胞對亮氨酸、胱氨酸、絲氨酸、蛋氨酸等氨基酸和葡萄糖的攝取，進(jìn)而促進(jìn)機(jī)體對蛋白質(zhì)的合成代謝。孫曉剛(2002)在日糧中添加煙酸鉻，結(jié)果顯示谷丙轉(zhuǎn)氨酶(ALT/GPT)和谷草轉(zhuǎn)氨酶(AST/GOT)的活性顯著降低，并減少了氮的損失，顯著提高肌肉蛋白質(zhì)的含量;此外，進(jìn)入細(xì)胞的氨基酸，還參與核酸的穩(wěn)定和完善過程，進(jìn)而影響核蛋白(Werser等，1969)、RNA(Okada等，1983)的合成，保護(hù)RNA免受熱變性，維持核酸的結(jié)構(gòu)(Okada等，1981)。
3、有機(jī)鉻在斷奶仔豬生產(chǎn)中的應(yīng)用效果
3．1提高采食量及平均日增重，改善生長性能相對于育肥豬而言，斷奶仔豬因其特殊的生理階段，營養(yǎng)物質(zhì)在體內(nèi)的代謝及自身物質(zhì)的合成要弱。而Cr3+作為GTF的活性成分與胰島素在生理功能方面發(fā)揮生理協(xié)同作用，參與物質(zhì)的代謝，促進(jìn)肌肉、肝臟及脂肪組織中的同化作用，抑制異化作用，增強(qiáng)了蛋白質(zhì)合成，提高養(yǎng)分吸收率和沉淀率。研究結(jié)果表明，在日糧中合理補(bǔ)充有機(jī)鉻可以降低斷奶仔豬造成的不良影響，改善動物生產(chǎn)性能(Bunting等，2000;Lee等，2000)。孫鎏國等(2002)試驗(yàn)結(jié)果表明，在斷奶仔豬日糧中添加吡啶甲酸鉻可提高平均日增重，且在一定范圍內(nèi)(5～10mg/kg)與飼喂劑量呈正相關(guān)。趙有紅等(2007)在斷奶仔豬日糧中分別添加0、100、150、200μg/kg煙酸鉻(以Cr3+計(jì))，結(jié)果顯示，與對照組相比日增重分別提高8．2%、9．2%、8．2%，料重比分別提高了8．1%、9．2%、8．1%。萬成億等(2009)在斷奶仔豬日糧中添加煙酸鉻200μg/kg(以Cr3+計(jì))，結(jié)果表明，日增重提高8．2%，料重比提高8．1%。此外，閆祥洲等(2005)給平均體重為9．16kg的健康斷奶仔豬飼喂含酵母鉻200μg/kg(以Cr3+計(jì))的仔豬料，可顯著提高平均日增重，并有提高平均日采食量的趨勢。范明東等(2010)給28日齡斷奶仔豬飼喂添加200μg/kg(以鉻計(jì))有機(jī)鉻的日糧，結(jié)果發(fā)現(xiàn)仔豬血清中葡萄糖水平降低，且采食量增加。聶紅巖等(2008)在仔豬日糧中添加200mg/kg酵母鉻，結(jié)果表明，與對照組相比顯著降低血清中葡萄糖(GLU)的含量;其原因可能是鉻增強(qiáng)了仔豬對葡萄糖的耐受量，刺激組織對葡萄糖的攝取，加快血液中葡萄糖的清除速率，降低血液中的葡萄糖水平，從而使仔豬采食量增加。但Lien等(2005)研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，有機(jī)鉻對斷奶仔豬生產(chǎn)性能無顯著影響，這可能與仔豬機(jī)體鉻含量、鉻的添加形式和水平、日糧氨基酸及其他營養(yǎng)素水平有關(guān)。
3．2有效降低腹瀉率孫鎏國等(2002)在斷奶仔豬日糧中添加吡啶甲酸鉻，顯著降低腹瀉率。馮濤等(2003)對5周斷奶的仔豬飼喂有機(jī)鉻制劑，可大幅度地降低腹瀉，有利于斷奶仔豬的健康。根據(jù)以上兩個(gè)試驗(yàn)，不難看出在斷奶仔豬日糧中添加有機(jī)鉻，可降低仔豬的腹瀉率，其原因主要還是Cr3+作為胰島素的協(xié)同因子，通過調(diào)節(jié)糖類的代謝進(jìn)而影響脂類、含氮物質(zhì)的合成，使仔豬對斷奶后飼料適應(yīng)的時(shí)間縮短，減少新飼料對斷奶后仔豬的應(yīng)激影響，提高仔豬抗腹瀉能力。此外，體內(nèi)鉻的變化不僅影響機(jī)體本身，還會影響斷奶仔豬消化道內(nèi)微生物的增殖，減少一些致病菌毒素的產(chǎn)生，從病原因素上減少了腹瀉發(fā)生的幾率。
3．3增強(qiáng)仔豬的免疫功能，提高抵抗力大量的試驗(yàn)研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，有機(jī)鉻可增強(qiáng)機(jī)體免疫應(yīng)答的反應(yīng)能力(Kegley等，1996)，尤其在動物處于應(yīng)激狀態(tài)時(shí)，作用效果更加明顯，從而減少抗生素的使用。Heugean等(1997)在21日齡斷奶仔豬日糧中添加200μg/kg(以鉻元素計(jì))鉻化合物，結(jié)果顯示，甲基吡啶鉻可以增加淋巴細(xì)胞轉(zhuǎn)化率，煙酸鉻可以提高紅細(xì)胞抗體效價(jià)。Lee等(1997)將甲基吡啶鉻(鉻元素為400μg/kg)添加到仔豬日糧中，發(fā)現(xiàn)可提高4周齡斷奶仔豬的免疫機(jī)能，有機(jī)鉻提高了仔豬偽狂犬病病毒抗體的效價(jià)，同時(shí)協(xié)同植物凝集素(PHA)刺激淋巴細(xì)胞增殖及提高血液中IgG和IgM含量。Lien等(2005)在斷奶仔豬日糧中添加0．20mg/kg丙酸鉻研究對仔豬免疫功能的影響，結(jié)果顯示，添加有機(jī)鉻提高了血清抗體滴度，在大腸桿菌脂多糖應(yīng)激后提高了血清中白細(xì)胞、免疫球蛋白的水平。馬秀亮等(2006)在日糧中補(bǔ)充200mg/kg吡啶甲酸鉻(日糧中鉻的測定值為374μg/kg)使仔豬血清中的球蛋白濃度提高，緩解斷奶仔豬的應(yīng)激，糾正體內(nèi)代謝紊亂，有助于提高體液免疫能力，這與Lee等(2000)的研究結(jié)果是一致的。Van等(2002)在母豬日糧中添加200μg/L有機(jī)鉻，結(jié)果顯示，乳汁中免疫球蛋白的含量顯著增加，并增強(qiáng)了仔豬抵抗力。通過以上研究結(jié)果可以看出，合理的補(bǔ)充有機(jī)鉻可提高斷奶仔豬免疫能力，提高抵抗力。同時(shí)，皮質(zhì)醇是一種抑制機(jī)體生長和免疫功能的類固醇激素，使免疫系統(tǒng)受到抑制。Kim等(2009)在斷奶仔豬日糧中添加1000或2000μg/kg(以鉻計(jì))吡啶甲酸鉻，結(jié)果顯示，在高溫環(huán)境下仔豬的血漿皮質(zhì)醇濃度減少;此后，Kim等(2010)研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，高濃度吡啶羧酸鉻能夠抑制腎上腺皮質(zhì)細(xì)胞合成皮質(zhì)醇;而接下來的研究卻顯示了不同的結(jié)果，Kim等(2010)對體重為26kg的豬注射內(nèi)毒素進(jìn)行免疫應(yīng)激試驗(yàn)，同時(shí)，補(bǔ)充1000或2000μg/kg(以鉻計(jì))吡啶甲酸鉻，結(jié)果顯示，血漿皮質(zhì)醇濃度增加，補(bǔ)充吡啶甲酸鉻未能改善免疫應(yīng)激對豬產(chǎn)生的影響。
4、有機(jī)鉻在斷奶仔豬生產(chǎn)中的應(yīng)用前景
斷奶后的仔豬面臨著飼喂形式、營養(yǎng)及外界環(huán)境等變化所產(chǎn)生的應(yīng)激，是豬生長及養(yǎng)豬生產(chǎn)的一個(gè)重要時(shí)期。合理應(yīng)對可減少對仔豬生產(chǎn)性能的影響，避免畜牧業(yè)主遭受經(jīng)濟(jì)損失。鉻作為畜禽生長必需的微量礦物元素之一，在斷奶應(yīng)激狀態(tài)下合理補(bǔ)充鉻，對仔豬而言可在很多方面減少應(yīng)激對仔豬生產(chǎn)性能的影響，提高經(jīng)濟(jì)效益:①補(bǔ)充有機(jī)鉻可保護(hù)仔豬不致于因應(yīng)激而過多的損失鋅、銅、鐵和錳等微量元素;②鉻通過改善機(jī)體內(nèi)糖類、脂類的代謝而減少了斷奶仔豬的應(yīng)激反應(yīng)，提高了仔豬的生長速度;并通過促進(jìn)免疫球蛋白的產(chǎn)生顯著增強(qiáng)免疫力，提高仔豬對斷奶應(yīng)激的抵抗能力，有助于克服抗生素濫用的現(xiàn)象，從根本上改善畜產(chǎn)品的安全性;③從經(jīng)濟(jì)角度上分析，根據(jù)美國、加拿大和澳大利亞等畜牧業(yè)發(fā)達(dá)的國家，使用有機(jī)鉻所帶來的經(jīng)濟(jì)效益分析得出，應(yīng)用有機(jī)鉻的投入與產(chǎn)出比在1∶3左右(鄺聲耀等，2011)。到目前為止，鉻作為一種必需微量礦物元素在仔豬斷奶飼養(yǎng)階段的應(yīng)用受到更多關(guān)注，將會給養(yǎng)豬業(yè)帶來可觀的經(jīng)濟(jì)效益。
參考文獻(xiàn)：37篇（略）
【本文刊登于《中國畜牧獸醫(yī)》，2012（8）：128-131】
