摘要：鋅是動物必需的重要微量元素，在機體代謝過程中起到重要的作用。作者綜述了鋅在動物繁殖、免疫、生長和脂肪代謝等方面的國內外最新研究進展。
關鍵詞：鋅；繁殖；免疫；脂肪代謝
鋅是動物機體代謝所必需的重要微量元素。近年來，在鋅的分子生物學功能方面做了很多研究，本文就鋅在動物繁殖、免疫、生長和脂肪代謝等方面展開論述。
1 鋅的吸收和轉運
鋅轉運蛋白（ZnT）－1的表達與血清鋅濃度直接相關，鋅的攝入增加時，金屬硫因蛋白（MT）降低鋅的吸收率（Davis等，1998）。ZnT－1和ZnT－4能在機體的所有部位表達，但ZnT－2只能在小腸、腎和胎盤表達，有時也可在肝臟表達。飼料中鋅含量小于1mg／kg時，小腸和腎中 ZnT－2mRNA明顯低于 30 mg/kg組，補充鋅時（180mg／kg）， ZnT－1和ZnT－2 mRNA明顯增加，但ZnT－4無變化（Juan等，2001）。
富含半胱氨酸的腸道蛋白（CRIP）是細胞內的鋅轉運蛋白，在鋅的跨膜轉運中與鋅結合，MT競爭性地與鋅結合抑制鋅的吸收，鋅缺乏小鼠腸道MT濃度較低，鋅的吸收率較高（James，1992）。糖皮質激素和白細胞介素一6（IL－6）促進肝臟對鋅的攝取，調節肝細胞內的游離鋅水平。
2 鋒與金屬硫因蛋白（MT）
MT富含半胱氨酸，對金屬離子具有很強的親和力，金屬離子的濃度調節其合成（Andrews，1990）。鋅能誘導胎兒MT的表達（Mengheri等，1993）。若母體缺鋅，胎兒出生時體內鋅蓄積較少，增加快速生長時對鋅的需要量（Prasad,1996）。MT－I和MT一Ⅱ可以保護動物免受鋅缺乏和過多的危害（Edward，1996）。胰腺MT濃度是鋅缺乏的最敏感指示物，鋅缺乏時，含鋅MT為機體提供鋅（Timdalton，1996），是大鼠重要的鋅來源（Dalton，1996）。骨髓MT對于骨髓細胞的發育很重要，骨髓和肝臟MT的表達日糧鋅直接相關（Kirsten，1993）。鋅攝入增加時，MT在骨髓中促紅細胞生成素敏感的前體細胞中合成（Huber，1993）。
金屬結合轉錄因子（MTF）獲得鋅后，與調節基因轉錄的金屬反應元素（MRE）結合促進轉錄，MTF識別MT啟動子的特異序列，MRE與DNA結合，啟動轉錄，通過MRE－MTF或次級調節產物調控基因表達。母鼠日糧中補充鋅會明顯增加子鼠小腸中 MT mRNA和 MT（Hempe，1991）。小鼠日糧鋅含量超過 100 mg／kg時，腸道MT升高，回腸MT比腸道的其它部位高40％，鋅的含量比其它部位高20％。Zn和MT分布在腸道細胞底部，回腸中濃度最高。鋅含量超過400mg從g時，才能提高腸道部膜細胞質Zn和MT含量，回腸除外。因為細胞質鋅地影響粘膜的保護和修復功能。MT的提高說明治療腸道疾病的鋅口服量充足（Tran－CD， 1999）。 Robert（1992）認為，鋅的攝入量與MT的表達有關，但不改變胸腺和肺中MT mRNA水平。
與鋅結合的MT是鋅代謝的調節因子，能清除羥自由基，MT合成增多時，促進鋅在細胞內的結合，控制游離的Zn2+。補充鋅時，紅血球、單核細胞和周邊血液中單核細胞（PBMC）的MT水平提高（Jiayin，2000）。單核細胞MT mRNA和紅細胞MT濃度的變化，可以作為評定鋅的生物有效性的標準（Sullivan，1998）。
3鋅與繁殖
鋅缺乏降低青年大鼠睪丸中血管緊張素轉化酶（ACE）濃度，明顯降低成年大鼠體重、單丸重量、血清和奉丸的鋅濃度、睪丸ACE活性和ACE mRNA水平（Lala，1997）。睪丸中乳酸脫氫酶、蘋果酸脫氫酶、乙醇脫氫酶以及硫辛酰酸胺脫氫酶的活性下降，精子生成過程的能量供應受到抑制，谷氨酰胺合成酶的活性降低，2一硫代巴比妥酸的生成減少，8－OXO一脫氧鳥苷濃度提高，8－OXO一脫氧鳥苷是DNA氧化性損傷的副產物（Patricia，1995）。Aesonom（1996）認為鋅缺乏時降低循環系統中促黃體生成素和睪酮濃度，改變肝臟類固醇代謝，調節性類固醇受體水平，是雄性動物生殖機能退化的發病機理。
懷孕期間輕微缺鋅，母親的發病率提高，懷孕期延長，危及胎兒的健康，還會引起流產（Prasad，1996）．MT－Ⅰ和MT－Ⅱ的表達可以改善懷孕母鼠的繁殖狀況（Glen，1999）。
4 鋅與免疫
鋅調節淋巴細胞前體的死亡過程，鋅缺乏時，骨髓中T和B細胞前體大量減少，導致淋巴細胞的減少和淋巴系統的不可恢復性破壞，淋巴細胞減少和胸腺萎縮是鋅缺乏的早期癥狀（Fraker，2000），T淋巴細胞的表達與血清和股骨鋅濃度成負相關（Lynne等，1999）。鋅缺乏損害T一細胞對抗原的增殖反應，抑制T一細胞的功能，減少白細胞介素一4（IL－4）和IL－5的生成（Shi，1998）。羊羔嚴重缺鋅（3．7 mg／kg）時，采食量、日增重、血清堿性磷酸酶和鋅濃度降低，周邊血液淋巴細胞減少（Droke，1993）。缺鋅抑制淋巴細胞的增殖和免疫球蛋白的分泌，適量的鋅促進奶牛的免疫反應。CD4是一類糖蛋白，是免疫球蛋白超家族的成員，鋅缺乏時耗盡 CD4＋，補充鋅增強老人對感染的抵抗力（Mocchegiani，1999）。缺鋅小鼠體內寄生蟲數量明顯高于鋅充足的小鼠，對胃腸道線蟲的保護性免疫降低，脾臟細胞和腫瘤壞死因子減少（Serushago，1995）。脾臟中僅存的淋巴細胞能夠完成很多基本的免疫。Endre（1993）認為胸苷激酶活性的降低是細胞免疫缺陷的重要原因。
5 鋅與生長
鋅缺乏引起的生長抑制與DNA的合成抑制有關，缺鋅時，小鼠結合胸腺嘧啶的能力降低（Ruth，1998）。對鋅的螫和導致成熟胸腺細胞DNA的斷裂和細胞死亡。胸腺肽是血漿中的一種含9個氨基酸的多肽，能刺激細胞發育，其結構和活性的維護可能需要鋅。也有人認為補充鋅可以增強RNA聚合酶的活性。鋅缺乏明顯抑制胰島素樣生長因子Ⅰ（ IGF－Ⅰ）的表達（ AMYD，1995）。降低羔羊血清胰島素和IGF－Ⅰ，提高血清生長激素濃度（Elizabeth，1993）。
鋅還是核受體蛋白的一部分，能使其結構穩定在結合靶基因的狀態。鋅缺乏影響核受體生長激素的表達（Sciaudone等，2000）。Freake（1993）認為甲狀腺素受體的生物學功能與鋅有關。Maria（2000）用螫合劑抑制鋅的活性，甲狀腺素的活性增強，促進GH3垂體腫瘤細胞生長激素mRNA的表達。鋅水平與促甲狀腺素（TSH）濃度成反比，Hypozincaemic患者TSH水平較高，補充6個月鋅后，改善了甲狀腺的功能（Bucci，1999）。
缺鋅時，膠原蛋白的合成、骨鈣素含量和堿性磷酸酶活性明顯減少，抑制體外培養的大鼠成骨細胞的增殖和分化，補充鋅能促進骨的發育和鈣化。缺鋅時，機體對產毒細菌或腸道毒更加敏感，激活鳥苷酸和腺苷酸環化酶，刺激氯化物的分泌，引起腹瀉，減少營養物質的吸收（Wapnir，2000）。
鋅可能是細胞凋亡的一種調節劑，一定濃度的鋅抑制細胞凋亡，體外試驗結果表明，高鋅抑制糖皮質激素誘導的細胞凋亡，但超過一定濃度也可誘導細胞凋亡。
6 鋅與動物的采食量
鋅對于維持內皮細胞的完整性很重要，特別是血管內皮的阻礙功（Bernhard，1992）。鋅缺乏抑制嗅覺上皮支持細胞谷胱甘肽S一轉移酶（GST）的表達，但不影響受體細胞的增殖和維持（Hideaki，2000），Ross（1992）認為是改變了膜框架蛋白的組成。
甘丙肽液度受脂肪攝入量的控制（Kennedy，1998），缺鋅大鼠的甘丙肽濃度較低，鋅攝食充足和喜食脂肪的大鼠，甘丙肽濃度高于喜食碳水化合物的大鼠。肝臟丙酮酸激酶（PK）mRNA濃度與喜食碳水化合物有關，而與鋅水平無關，因為PK主要由胰島素調節，鋅缺乏可能會降低胰島素活性，因此，缺鋅大鼠較難分解碳水化合物，這是缺鋅大鼠從喜食碳水化合物轉向脂肪的原因（Kathleen等，1998）。缺鋅時，為了達到正常的攝食量，刺激食欲的神經肽（NPY）水平提高，NPY受體與NPY結合，具有開胃的效果（Lee，1998）。縮膽囊素過度表達，對胰腺和唾液分泌有調節作用，胰腺功能異常和壓食似乎與編膽囊素的過度表達有關。
7 鋅與脂肪代謝
Vicki（1998）認為，青年男子補充鋅能提高單核細胞和血紅細胞脂蛋白mRNA濃度，單核細胞和血紅細胞脂蛋白mRNA是檢測機體鋅水平和鋅化合物生物有效性的指標。
載脂蛋白（apoB）的編輯是轉錄后特殊位點的胞嘧啶脫氨反應，哺乳動物的小腸和一些動物的肝臟中存在apoB48，該反應由一種酶調控，該酶含有催化亞基apobec－Ⅰ，此亞基是依賴鋅的胞嘧啶脫氨酶（FATIHA，等，1996）。鋅缺乏抑制肝臟apoA－Ⅰ的表達（Wu等，1998），降低血漿apoB－48和 apobec－1mRNA，影響肝臟 apoB mRNA的編輯，日糧鋅水平也可能影響apoB的代謝（Scott等，1999）
