長(zhǎng)期以來(lái)，微量元素鉻被認(rèn)為是重要的化工原料，因其在印染、制革、冶金行業(yè)發(fā)揮了巨大作用。然而自從schwartz(1959)首次從啤酒酵母中提取出含有鉻的葡萄糖耐量因子并證實(shí)Cr3+是GTF的重要活性成分后，人們才開(kāi)始認(rèn)識(shí)到鉻是動(dòng)物所必需的微量元素。五十年代末期，美國(guó)科學(xué)家Bunding在母豬日糧中添加無(wú)機(jī)鉻后，鉻制劑在動(dòng)物生產(chǎn)中的應(yīng)用才悄然興起.近年來(lái)，隨著無(wú)機(jī)鉻源生物學(xué)利用率低、毒性強(qiáng)、易產(chǎn)生應(yīng)激等缺點(diǎn)的暴露，人們的目光逐步轉(zhuǎn)移到有機(jī)鉻的開(kāi)發(fā)和利用。本文旨在為有機(jī)鉻的進(jìn)一步研究發(fā)展提供參考。
1 鉻的代謝
1.1 鉻的吸收與轉(zhuǎn)運(yùn)
鉻主要經(jīng)腸道吸收。腸道對(duì)鉻的吸收機(jī)理尚不清楚，人們推測(cè)，鉻很可能以低分子量的有機(jī)鉻配合物通過(guò)腸道粘膜進(jìn)入體內(nèi)。因?yàn)殂t具有很強(qiáng)的形成配位化合物的能力(Mertz等，1969)，鉻的吸收與其化學(xué)形態(tài)密切相關(guān)。有機(jī)鉻的吸收率為10％～25％，無(wú)機(jī)鉻為1％～
3％或更低。
1.2 鉻的排泄
經(jīng)口攝入的鉻大部分隨糞便排出，被吸收的鉻主要隨尿液排出，少量經(jīng)過(guò)汗液和膽汁排出，毛發(fā)的脫落也損失少量的鉻。各種形態(tài)的應(yīng)激都能增加鉻的消耗，由于鉻不能在腎中被重吸收，因而使尿鉻含量明顯上升，而應(yīng)激的強(qiáng)度與排出的尿鉻量相關(guān)。當(dāng)動(dòng)物受到應(yīng)激和日糧中血糖含量升高時(shí)，鉻的排出量是正常的得10～ 300倍(Anderson，1994)。
2 鉻的生物學(xué)功能
目前，對(duì)于鉻發(fā)揮生物學(xué)功能和營(yíng)養(yǎng)作用的機(jī)理仍未明了。一般認(rèn)為，三價(jià)鉻作為葡萄糖耐量因子(Glucose Tolerate Factor)的活性成分，其通過(guò)增強(qiáng)胰島素的功能而起作用。鉻的生理生化功能表現(xiàn)為以下幾個(gè)方面。
2.1 鉻與糖代謝
三價(jià)鉻可激活胰島素與細(xì)胞膜間的二硫鍵，提高胰島素與特異受體的結(jié)合力，促進(jìn)葡萄糖運(yùn)輸和肝糖元的合成。另外，鉻具有增加人體胰島素功能，預(yù)防糖尿病，控制冠心病和高血壓，促進(jìn)人體健康和預(yù)防近視眼等作用。
2.2 鉻與脂類代謝
鉻對(duì)脂類代謝的作用主要是維持血液中膽固醇平衡。實(shí)驗(yàn)表明，給兔子喂高膽固醇的日糧，兔子就會(huì)出現(xiàn)動(dòng)脈粥樣硬化斑。如給兔子補(bǔ)鉻，動(dòng)脈粥樣硬化斑縮小，膽固醇含量也顯著下降。一般認(rèn)為鉻可能通過(guò)兩個(gè)機(jī)制調(diào)節(jié)脂類代謝。一方面機(jī)體缺鉻，胰島素活性降低，并通過(guò)糖代謝誘發(fā)脂類代謝紊亂。而補(bǔ)鉻后可以增加胰島素活性，調(diào)節(jié)脂類代謝，從而改善血脂狀況。另一方面，鉻可以加強(qiáng)LPL(脂蛋白酶)和LCAT(卵磷脂膽固醇酰基轉(zhuǎn)移酶)的活性(這兩種酶參與HDL合成)使血中HDL增多，脂合成加強(qiáng)。
2.3 鉻與蛋曰質(zhì)、核酸代謝
三價(jià)鉻可維持核酸結(jié)構(gòu)的完整性和穩(wěn)定性，有助于甘氨酸、絲氨酸、蛋氨酸等氨基酸在組織中的貯存；增強(qiáng)蛋白的合成作用；三價(jià)鉻對(duì)某些酶的活性有促進(jìn)作用，參與機(jī)體膽固醇的平衡調(diào)節(jié)。
2.4 鉻與免疫及內(nèi)分泌的關(guān)系
三價(jià)鉻可增強(qiáng)機(jī)體免疫功能和抗應(yīng)激能力，并可刺激機(jī)體的造血功能。加拿大Guelpn大學(xué)首次報(bào)道鉻能影響體液免疫反應(yīng)，補(bǔ)鉻可以提高應(yīng)激中的血清免疫球蛋白水平，降低生長(zhǎng)肉牛血清皮質(zhì)醇的含量(Wright，1994；Chang，1992)，降低直腸溫度，提高了抗體效價(jià)。Bwton(1993)、Kogley(1996)證實(shí)，肉牛飼喂鉻提高了傳染性牛鼻氣管炎弱毒苗免疫的抗體滴度，并指出泌乳早期奶牛補(bǔ)加有機(jī)鉻，對(duì)各種抗原具有較高的抗體反應(yīng)，而且體外試驗(yàn)細(xì)胞有絲分裂原對(duì)細(xì)胞介導(dǎo)免疫反應(yīng)表現(xiàn)出更高促進(jìn)作用；補(bǔ)鉻提高了牛淋巴細(xì)胞對(duì)刀豆球蛋白的母細(xì)胞化反應(yīng)及對(duì)卵清蛋白的抗體水平；但是Arithington等(1997)報(bào)道，對(duì)于接種牛皰疹病毒的牛，補(bǔ)充鉻并未改善其應(yīng)激反應(yīng)。Heugten等(1997)試驗(yàn)表明，補(bǔ)充鉻對(duì)于注射ACTH前后豬的淋巴細(xì)胞，細(xì)胞化反應(yīng)并無(wú)影響，對(duì)豬的免疫應(yīng)激無(wú)益。因此有必要強(qiáng)調(diào)的是，鉻并非對(duì)所有的免疫反應(yīng)均有效，其作用具有一定的范圍，其細(xì)節(jié)有待于進(jìn)一步研究。
2.5 鉻與應(yīng)激反應(yīng)的關(guān)系
鉻是處在應(yīng)激狀態(tài)下的動(dòng)物所必需的一種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，補(bǔ)充有機(jī)鉻可提高應(yīng)激動(dòng)物的生產(chǎn)性能，調(diào)節(jié)內(nèi)分泌。應(yīng)激一般可導(dǎo)致動(dòng)物礦物質(zhì)代謝、糖代謝紊亂，及糖原酵解和異生作用加強(qiáng)，葡萄糖利用的加強(qiáng)會(huì)導(dǎo)致組織鉻動(dòng)員并排出體外(Anderson，1990)。0rr等(1990)、charg等(1990)試驗(yàn)，進(jìn)一步證實(shí)了Anderson的這一結(jié)果。由此可見(jiàn)，應(yīng)激可導(dǎo)致動(dòng)物對(duì)鉻的需要量進(jìn)一步增加。張繼紅(2000)試驗(yàn)表明，給飼養(yǎng)在高溫環(huán)境下的閹公豬補(bǔ)充吡啶羧酸鉻可使豬血漿皮質(zhì)醇不因高溫而顯著上升，總蛋白不因高汲而顯著下降。在實(shí)驗(yàn)期的后2周，補(bǔ)鉻組豬群的日采食量提高了10.2%(P＜0.05)，日增重提高了38.1%(P＜0.01),料肉比下降了20.5%（P＜0.01）。這些數(shù)據(jù)表明，補(bǔ)充鉻可以提高受高溫應(yīng)激豬群的生產(chǎn)性能，但鉻這一作用的發(fā)揮需要一段時(shí)間。
3 鉻對(duì)胴體品質(zhì)作用
有資料報(bào)道，鉻對(duì)改善肉用動(dòng)物的胴體品質(zhì)有積極作用。Britton等(1968)報(bào)道，補(bǔ)鉻增加羔羊的氮存留。以CrCL3·6H20形式補(bǔ)鉻可增加火雞的胸肉產(chǎn)量(Anderson，R．A．1989)。由吡啶羧酸鉻補(bǔ)鉻促進(jìn)執(zhí)行健身計(jì)劃的人的肌肉增長(zhǎng)和體脂減少(Evans，G．W．，1989)。Page及其合作者(1992)在豬飼料中添加吡啶羧酸鉻，結(jié)果胴體眼肌面積增大，瘦肉率提高，第10肋處脂肪厚度減小，血清脂肪含量下降.
4 鉻對(duì)動(dòng)物的影響
盡管多數(shù)營(yíng)養(yǎng)學(xué)家認(rèn)為，鉻為動(dòng)物最佳平衡營(yíng)養(yǎng)所必需，但配制飼糧時(shí)，卻基本未對(duì)鉻含量給以關(guān)注。各國(guó)對(duì)動(dòng)物鉻的需要量還未有標(biāo)準(zhǔn)，現(xiàn)有的資料顯示， 動(dòng)物對(duì)鉻的需要量大致為0.1～2 mg/（kg 飼料）。有關(guān)畜禽鉻營(yíng)養(yǎng)需要的研究資料還較少，這多因尚未證實(shí)采食實(shí)用日糧的動(dòng)物會(huì)患鉻缺乏證。NRC(1980)推薦，成人安全和適當(dāng)?shù)你t攝入量為50～290 μg/d。但也有人指出，大多數(shù)由植物性原料配成的豬日糧通常含鉻量低(Schroeder，197l，Giri等，1990)。Steele等(1982)報(bào)道，日糧中分別添加10和200 ppb的Crg3+可提高生長(zhǎng)肥育豬的增重速度和飼料效益。另有報(bào)道指出，以CrCl3·6H2O形式補(bǔ)鉻改善了幼齡火雞(Steele等，1979)和采食低蛋白日糧的大鼠(Mertz等，1969)的生長(zhǎng)速率。但過(guò)量添加會(huì)帶來(lái)不利影響。Page等(1993)以吡啶羧酸鉻的形式對(duì)生長(zhǎng)肥育豬分別補(bǔ)飼400和800μg/kg的鉻，結(jié)果增重降低，采食量下降。可見(jiàn)，動(dòng)物實(shí)用日糧中補(bǔ)飼一定量的鉻是有必要的。
1 鉻的代謝
1.1 鉻的吸收與轉(zhuǎn)運(yùn)
鉻主要經(jīng)腸道吸收。腸道對(duì)鉻的吸收機(jī)理尚不清楚，人們推測(cè)，鉻很可能以低分子量的有機(jī)鉻配合物通過(guò)腸道粘膜進(jìn)入體內(nèi)。因?yàn)殂t具有很強(qiáng)的形成配位化合物的能力(Mertz等，1969)，鉻的吸收與其化學(xué)形態(tài)密切相關(guān)。有機(jī)鉻的吸收率為10％～25％，無(wú)機(jī)鉻為1％～
3％或更低。
1.2 鉻的排泄
經(jīng)口攝入的鉻大部分隨糞便排出，被吸收的鉻主要隨尿液排出，少量經(jīng)過(guò)汗液和膽汁排出，毛發(fā)的脫落也損失少量的鉻。各種形態(tài)的應(yīng)激都能增加鉻的消耗，由于鉻不能在腎中被重吸收，因而使尿鉻含量明顯上升，而應(yīng)激的強(qiáng)度與排出的尿鉻量相關(guān)。當(dāng)動(dòng)物受到應(yīng)激和日糧中血糖含量升高時(shí)，鉻的排出量是正常的得10～ 300倍(Anderson，1994)。
2 鉻的生物學(xué)功能
目前，對(duì)于鉻發(fā)揮生物學(xué)功能和營(yíng)養(yǎng)作用的機(jī)理仍未明了。一般認(rèn)為，三價(jià)鉻作為葡萄糖耐量因子(Glucose Tolerate Factor)的活性成分，其通過(guò)增強(qiáng)胰島素的功能而起作用。鉻的生理生化功能表現(xiàn)為以下幾個(gè)方面。
2.1 鉻與糖代謝
三價(jià)鉻可激活胰島素與細(xì)胞膜間的二硫鍵，提高胰島素與特異受體的結(jié)合力，促進(jìn)葡萄糖運(yùn)輸和肝糖元的合成。另外，鉻具有增加人體胰島素功能，預(yù)防糖尿病，控制冠心病和高血壓，促進(jìn)人體健康和預(yù)防近視眼等作用。
2.2 鉻與脂類代謝
鉻對(duì)脂類代謝的作用主要是維持血液中膽固醇平衡。實(shí)驗(yàn)表明，給兔子喂高膽固醇的日糧，兔子就會(huì)出現(xiàn)動(dòng)脈粥樣硬化斑。如給兔子補(bǔ)鉻，動(dòng)脈粥樣硬化斑縮小，膽固醇含量也顯著下降。一般認(rèn)為鉻可能通過(guò)兩個(gè)機(jī)制調(diào)節(jié)脂類代謝。一方面機(jī)體缺鉻，胰島素活性降低，并通過(guò)糖代謝誘發(fā)脂類代謝紊亂。而補(bǔ)鉻后可以增加胰島素活性，調(diào)節(jié)脂類代謝，從而改善血脂狀況。另一方面，鉻可以加強(qiáng)LPL(脂蛋白酶)和LCAT(卵磷脂膽固醇酰基轉(zhuǎn)移酶)的活性(這兩種酶參與HDL合成)使血中HDL增多，脂合成加強(qiáng)。
2.3 鉻與蛋曰質(zhì)、核酸代謝
三價(jià)鉻可維持核酸結(jié)構(gòu)的完整性和穩(wěn)定性，有助于甘氨酸、絲氨酸、蛋氨酸等氨基酸在組織中的貯存；增強(qiáng)蛋白的合成作用；三價(jià)鉻對(duì)某些酶的活性有促進(jìn)作用，參與機(jī)體膽固醇的平衡調(diào)節(jié)。
2.4 鉻與免疫及內(nèi)分泌的關(guān)系
三價(jià)鉻可增強(qiáng)機(jī)體免疫功能和抗應(yīng)激能力，并可刺激機(jī)體的造血功能。加拿大Guelpn大學(xué)首次報(bào)道鉻能影響體液免疫反應(yīng)，補(bǔ)鉻可以提高應(yīng)激中的血清免疫球蛋白水平，降低生長(zhǎng)肉牛血清皮質(zhì)醇的含量(Wright，1994；Chang，1992)，降低直腸溫度，提高了抗體效價(jià)。Bwton(1993)、Kogley(1996)證實(shí)，肉牛飼喂鉻提高了傳染性牛鼻氣管炎弱毒苗免疫的抗體滴度，并指出泌乳早期奶牛補(bǔ)加有機(jī)鉻，對(duì)各種抗原具有較高的抗體反應(yīng)，而且體外試驗(yàn)細(xì)胞有絲分裂原對(duì)細(xì)胞介導(dǎo)免疫反應(yīng)表現(xiàn)出更高促進(jìn)作用；補(bǔ)鉻提高了牛淋巴細(xì)胞對(duì)刀豆球蛋白的母細(xì)胞化反應(yīng)及對(duì)卵清蛋白的抗體水平；但是Arithington等(1997)報(bào)道，對(duì)于接種牛皰疹病毒的牛，補(bǔ)充鉻并未改善其應(yīng)激反應(yīng)。Heugten等(1997)試驗(yàn)表明，補(bǔ)充鉻對(duì)于注射ACTH前后豬的淋巴細(xì)胞，細(xì)胞化反應(yīng)并無(wú)影響，對(duì)豬的免疫應(yīng)激無(wú)益。因此有必要強(qiáng)調(diào)的是，鉻并非對(duì)所有的免疫反應(yīng)均有效，其作用具有一定的范圍，其細(xì)節(jié)有待于進(jìn)一步研究。
2.5 鉻與應(yīng)激反應(yīng)的關(guān)系
鉻是處在應(yīng)激狀態(tài)下的動(dòng)物所必需的一種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，補(bǔ)充有機(jī)鉻可提高應(yīng)激動(dòng)物的生產(chǎn)性能，調(diào)節(jié)內(nèi)分泌。應(yīng)激一般可導(dǎo)致動(dòng)物礦物質(zhì)代謝、糖代謝紊亂，及糖原酵解和異生作用加強(qiáng)，葡萄糖利用的加強(qiáng)會(huì)導(dǎo)致組織鉻動(dòng)員并排出體外(Anderson，1990)。0rr等(1990)、charg等(1990)試驗(yàn)，進(jìn)一步證實(shí)了Anderson的這一結(jié)果。由此可見(jiàn)，應(yīng)激可導(dǎo)致動(dòng)物對(duì)鉻的需要量進(jìn)一步增加。張繼紅(2000)試驗(yàn)表明，給飼養(yǎng)在高溫環(huán)境下的閹公豬補(bǔ)充吡啶羧酸鉻可使豬血漿皮質(zhì)醇不因高溫而顯著上升，總蛋白不因高汲而顯著下降。在實(shí)驗(yàn)期的后2周，補(bǔ)鉻組豬群的日采食量提高了10.2%(P＜0.05)，日增重提高了38.1%(P＜0.01),料肉比下降了20.5%（P＜0.01）。這些數(shù)據(jù)表明，補(bǔ)充鉻可以提高受高溫應(yīng)激豬群的生產(chǎn)性能，但鉻這一作用的發(fā)揮需要一段時(shí)間。
3 鉻對(duì)胴體品質(zhì)作用
有資料報(bào)道，鉻對(duì)改善肉用動(dòng)物的胴體品質(zhì)有積極作用。Britton等(1968)報(bào)道，補(bǔ)鉻增加羔羊的氮存留。以CrCL3·6H20形式補(bǔ)鉻可增加火雞的胸肉產(chǎn)量(Anderson，R．A．1989)。由吡啶羧酸鉻補(bǔ)鉻促進(jìn)執(zhí)行健身計(jì)劃的人的肌肉增長(zhǎng)和體脂減少(Evans，G．W．，1989)。Page及其合作者(1992)在豬飼料中添加吡啶羧酸鉻，結(jié)果胴體眼肌面積增大，瘦肉率提高，第10肋處脂肪厚度減小，血清脂肪含量下降.
4 鉻對(duì)動(dòng)物的影響
盡管多數(shù)營(yíng)養(yǎng)學(xué)家認(rèn)為，鉻為動(dòng)物最佳平衡營(yíng)養(yǎng)所必需，但配制飼糧時(shí)，卻基本未對(duì)鉻含量給以關(guān)注。各國(guó)對(duì)動(dòng)物鉻的需要量還未有標(biāo)準(zhǔn)，現(xiàn)有的資料顯示， 動(dòng)物對(duì)鉻的需要量大致為0.1～2 mg/（kg 飼料）。有關(guān)畜禽鉻營(yíng)養(yǎng)需要的研究資料還較少，這多因尚未證實(shí)采食實(shí)用日糧的動(dòng)物會(huì)患鉻缺乏證。NRC(1980)推薦，成人安全和適當(dāng)?shù)你t攝入量為50～290 μg/d。但也有人指出，大多數(shù)由植物性原料配成的豬日糧通常含鉻量低(Schroeder，197l，Giri等，1990)。Steele等(1982)報(bào)道，日糧中分別添加10和200 ppb的Crg3+可提高生長(zhǎng)肥育豬的增重速度和飼料效益。另有報(bào)道指出，以CrCl3·6H2O形式補(bǔ)鉻改善了幼齡火雞(Steele等，1979)和采食低蛋白日糧的大鼠(Mertz等，1969)的生長(zhǎng)速率。但過(guò)量添加會(huì)帶來(lái)不利影響。Page等(1993)以吡啶羧酸鉻的形式對(duì)生長(zhǎng)肥育豬分別補(bǔ)飼400和800μg/kg的鉻，結(jié)果增重降低，采食量下降。可見(jiàn)，動(dòng)物實(shí)用日糧中補(bǔ)飼一定量的鉻是有必要的。
