所有生物都需要鎂離子。鎂離子是機體內第七大元素,體內大約含有0.05%的鎂離子,其中60%~70%儲藏在骨骼中,其余存在于軟組織和體液中.鎂離子在體細胞中的濃度位居第二,僅次于鉀離子的濃度。鎂離子在體內具有極其重要的功能,如維持骨骼和牙齒的健康,神經和肌肉的活動,酶的激活,能量、蛋白質和脂肪的代謝等都離不開鎂離子。鎂離子與其他礦物質元素之間還有著極其重要的互作關系(McDonld,1992)。
1 鎂離子的吸收
反芻動物鎂離子的吸收主要發生在瘤網胃中,其吸收率為25%~31.2%(McDowell,1992;Hudrley等,1990;Zinn等,1996)。不同來源的鎂離子對反芻動物的生物學效價變化很大。Peerler(1972)發現鎂離子的利用率為:飼草10%~25%,谷物30%~40%。對于老齡反芻動物,飼草中鎂的利用率在11%~37%之間變動(ARC,1980)。無機來源的鎂離子,以氧化鎂為例,其吸收率為50%(Goff,2000)。在奶牛日糧配合中,一般認為鎂離子如氧化鎂的溶解度很低,而硫酸鎂和氯化鎂中的鎂離子溶解度高,因此在瘤胃中的吸收率也高(Ammerman等,1995;Goff,2000).
2 瘤胃pH
Fenner(1979)報道,低瘤胃pH情況下,瘤胃中的有機酸濃度高,鎂離子的溶解度提高,因此瘤胃鎂離子吸收率也提高。Goff(2000)指出,瘤胃pH會直接影響鎂離子的溶解度。當瘤胃pH提高到6.5以上,鎂離子的溶解度迅速下降。放牧的反芻動物瘤胃pH較高,因為牧草中的鉀含量高,而且由于牧草的刺激使放牧動物的唾液分泌多,而唾液的緩沖能力很強.飼喂高精料日糧的反芻動物瘤胃pH通常低于6.5,鎂的溶解度一般較為適宜。
3 鎂皂的形成
Palmquist(1980)發現,不飽和脂肪酸增加瘤胃中鈣和鎂的皂化物的形成,因此降低了鈣、鎂的吸收率,增加了鈣和鎂離子隨糞便的排泄。Goff(2002)報道,牧草中的不飽和脂肪酸會與鎂離子形成不溶性鹽類。
4 鎂與其他離子的互作
早期的研究表明,日糧中的鎂能夠顯著影響鈣和磷的吸收和排泄,直接參與維持機體鈣和磷的動態平衡(Talmage和Kraintz,1956;
Samiy等,1960;Clark,1968、1969)。Samiy等(1960)認為,在腎小管中鈣和鎂的重新吸收機理相同,因此鎂離的濃度過高會抑制鈣離子的重新吸收,但鎂離子的影響程度與日糧中鈣和磷水平有關.Clark(1968、1969)報道,日糧中添加鎂鹽可增加鈣和磷在腸道中的吸收,提高鈣和磷的正平衡。但是,這種反應只發生在日糧中鈣磷的逍度高的情況下。
研究發現,產褥熱發病率高的牛群中,奶牛在分娩前的血液鎂離子濃度低于正常水平(Sansom等,1983),而且由于鎂的缺乏造成鈣離子從骨骼中的動用減少Braak等(1987)報道,在干奶期每頭每天飼喂71
g鎂的奶牛,鈣離子從骨骼中的動用顯著高于那些每天每頭采食17g鎂的奶牛,在通過靜脈注射乙二胺四醋酸(EDTA)來螯合鈣離子并引發低血鈣的情況下,動用骨骼鈣的能力顯著下降。Block(1994)指出:當日糧的陰陽離子平衡(DCAD)降低時,鎂離子在改進鈣的吸收中起著非常重要的作用。僅僅降低DCAD,日糧鈣離子在小腸中的吸收有時增加,而有些研究表明沒有任何提高。Block(1994)同時指出,降低日糧酸堿平衡防止產褥熱的機理,離不開腎臟和骨骼。很顯然,奶牛具有很好的平衡機理來處理過量的鎂離子,但它們調節和平衡低鎂癥的能力很差(Miller,1975)。因此,日糧鎂離子的濃度偏高時對奶牛的影響遠遠小于鎂離子缺乏造成的影響。腎臟對于維持鎂離子的平衡起著關鍵作用,但僅局限于低血鎂的情況下。如果日糧中的鎂濃度超過了奶牛的營養需要,血漿中的鎂濃度超過了腎臟鎂離子重新吸收的能力,過量的鎂離子通過尿液排出。在低血鈣的情況下,甲狀旁腺素的分泌增加,因此腎臟重新吸收鈣和鎂的上限提高,結果在低血鈣的情況下,如果日糧中鎂的吸收正常,鎂離子在血液中的濃度將會提高。
與骨靜鈣不同,在低血鎂的情況下,骨骼鎂的動用不是鎂離子的重要來源,維持正常的血液鎂離子濃度幾乎完全依賴于穩定的日糧鎂源(Coff,2002).日糧鎂需求(Beede,1993;Hutjens,1999;Goff,2000)為:1)在沒有陰離子添加時,圍產期奶牛日糧鎂濃度推薦量為日糧的0.2%;2)飼喂含陰離子日糧時,圍產期奶牛的日糧鎂濃度推薦量最小為日糧的0.4%。