鉻對(duì)家禽生長(zhǎng)性能的影響及其分子機(jī)理研究

汪宴廷，趙晶晶，范秀華

（1.四川省樂(lè)山市市中區(qū)畜牧食品局，四川 樂(lè)山 614000；2.四川農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物科技學(xué)院，四川 雅安 625014）

1 鉻的生物學(xué)功能

1.1 參與糖代謝 鉻作為動(dòng)物葡萄糖耐量因子（GTF）的主要活性成分，其作用就是協(xié)助和增強(qiáng)胰島素的功能。鉻作用于細(xì)胞上的胰島素敏感部位，提高細(xì)胞表面胰島素受體的數(shù)量或激活胰島素和膜受體之間的二硫鍵而加強(qiáng)胰島素與受體位點(diǎn)間的結(jié)合，從而刺激外周組織對(duì)葡萄糖的利用，維持血糖的正常水平。

1.2 參與脂類(lèi)代謝 鉻對(duì)脂類(lèi)代謝的作用主要是維持血液中的膽固醇平衡。補(bǔ)鉻可通過(guò)調(diào)節(jié)各種脂蛋白含量和膽固醇的代謝而對(duì)機(jī)體的脂類(lèi)代謝產(chǎn)生有益的調(diào)節(jié)和改善作用。

1.3 參與蛋白質(zhì)和核酸的合成 鉻對(duì)氨基酸的作用主要是促進(jìn)氨基酸進(jìn)入細(xì)胞，從而提高蛋白質(zhì)合成能力鉻可促進(jìn)胰島素由血液向周?chē)M織轉(zhuǎn)移，特別是使肌肉細(xì)胞對(duì)胰島素的內(nèi)化作用加強(qiáng)，同時(shí)增強(qiáng)肌細(xì)胞對(duì)葡萄糖及亮氨酸等氨基酸的攝取，進(jìn)而促進(jìn)機(jī)體對(duì)蛋白質(zhì)的合成代謝。鉻促進(jìn)氨基酸進(jìn)入細(xì)胞，影響核蛋白、RNA和核酸的合成，保護(hù)RNA免受熱變性，維持核酸的結(jié)構(gòu)。

1.4 其他

1.4.1 鉻與礦物質(zhì)代謝 鉻作為堿性磷酸酶（AKP）的激活離子之一，對(duì)骨鹽的沉積和骨骼生長(zhǎng)有重要作用。許多研究表明，鉻會(huì)影響Zn2+和Mn2+吸收，鉻與鎂協(xié)同能促進(jìn)糖代謝，鉻與錳在調(diào)節(jié)糖代謝上有相互促進(jìn)的作用，鉻可降低釩對(duì)雞的毒性，鉻可影響鋅吸收。

1.4.2 鉻與機(jī)體免疫、應(yīng)激反應(yīng)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。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。

2 鉻發(fā)揮生物學(xué)作用的機(jī)理

2.1 胰島素 胰島素是一種多肽激素，由胰臟蘭氏小島的B細(xì)胞分泌，通過(guò)調(diào)節(jié)外周組織的葡萄糖攝取和代謝而對(duì)體內(nèi)葡萄糖的平衡起著關(guān)鍵作用，同時(shí)也對(duì)脂肪、蛋白質(zhì)的代謝，核酸的合成和某些基因的表達(dá)起著調(diào)節(jié)作用，胰島素在細(xì)胞水平的作用是由胰島素與靶細(xì)胞膜胰島素受體結(jié)合所啟動(dòng)的。

2.2 胰島素受體 （IR） 胰島素受體廣泛分布于全身各組織細(xì)胞膜，每個(gè)細(xì)胞約有1000～300 000個(gè)受體，大多數(shù)含1萬(wàn)個(gè)受體。胰島素受體是糖蛋白，由2個(gè)α亞基及2個(gè)β亞基即α2β2構(gòu)成，α亞基及β亞基通過(guò)一個(gè)氫鍵相連。β亞基具有酪氨酸蛋白激酶活性，又可分為三區(qū)：胞外結(jié)構(gòu)域、跨膜區(qū)及胞質(zhì)結(jié)構(gòu)域，在胰島素受體信號(hào)傳遞中發(fā)揮重要作用。

2.3 胰島素受體底物1（IRS-1） 胰島素受體底物（IRSs）是能夠被激活的胰島素受體酪氨酸激酶作用的底物，其上具有十幾個(gè)酪氨酸殘基可被磷酸化，磷酸化的IRSs能夠結(jié)合并激活下游效應(yīng)物。IRSs在被胰島素受體磷酸化以后，如同一塊“磁鐵”與那些具有SH2結(jié)構(gòu)域的蛋白結(jié)合，根據(jù)所結(jié)合蛋白的具體結(jié)構(gòu)產(chǎn)生不同的效應(yīng)，如激活SH2蛋白的酶活性、改變蛋白質(zhì)構(gòu)型并同另外的蛋白結(jié)合或者引起蛋白質(zhì)從細(xì)胞的一個(gè)部位轉(zhuǎn)移到另一個(gè)部位。

2.4 IR和IRS-1介導(dǎo)的胰島素信號(hào)傳遞途徑 IR分布于細(xì)胞膜上，但I(xiàn)RS-1分布于細(xì)胞漿內(nèi)，不含跨膜結(jié)構(gòu)，故細(xì)胞膜上無(wú)IRS-1。實(shí)驗(yàn)中可能發(fā)現(xiàn)有極少量IRS-1連接在細(xì)胞膜上，可能是胰島素刺激后IRS-1與IR相互結(jié)合所造成的。胰島素與IR結(jié)合后，被一起吞入細(xì)胞漿，進(jìn)入一個(gè)局部酸性環(huán)境中，此時(shí)胰島素與其受體解離，胰島素和部分IR被分解，部分IR則再轉(zhuǎn)回到細(xì)胞膜上。胰島素受體的胞內(nèi)轉(zhuǎn)移一方面解除了胰島素的持續(xù)刺激，另一方面使IR能夠與胞漿內(nèi)的IRS-1充分結(jié)合。

3 在家禽上的應(yīng)用

3.1 鉻對(duì)蛋雞生產(chǎn)性能及雞蛋品質(zhì)的影響 許多研究表明，鉻能顯著提高蛋雞產(chǎn)蛋率，并使卵黃膽固醇水平顯著下降和哈夫單位上升。李海峰等報(bào)道，在120日齡的羅曼褐蛋雞日糧中分別添加0、400、500、600、700mg/kg鉻，發(fā)現(xiàn)在600、700mg/kg濃度時(shí)產(chǎn)蛋率顯著提高（P<0.05），卵黃膽固醇含量顯著降低（P<0.05）。劉平祥等的研究表明：對(duì)80只23周齡的海蘭褐蛋雞進(jìn)行補(bǔ)鉻試驗(yàn)，結(jié)果0、5、50mg/kg的鉻添加水平對(duì)雞的采食量、殼厚、蛋殼密度及蛋形指數(shù)均無(wú)顯著影響；而5mg/kg鉻添加水平有利于早期蛋增重的提高、高哈夫單位的維持以及產(chǎn)蛋率的提高和產(chǎn)蛋高峰的持久（90%）。

3.2 鉻對(duì)肉雞生產(chǎn)性能及胴體品質(zhì)的影響 鉻具有促進(jìn)肉雞生長(zhǎng)、改進(jìn)胴體品質(zhì)的作用。郭松林等進(jìn)行了肉仔雞日糧補(bǔ)鉻試驗(yàn)，以CrCl3·6H2O為鉻源，日糧補(bǔ)鉻量為20mg/kg，經(jīng)49 d試驗(yàn)，結(jié)果表明補(bǔ)鉻組的肉仔雞體增重提高了3.9%（P<0.05）。

3.3 鉻對(duì)家禽繁殖性能的影響 大量試驗(yàn)結(jié)果表明，鉻對(duì)家禽的繁殖性能有明顯的改善作用。張宏馨等在飼糧中添加 0、0.2、0.4、0.8、1.0、2.0mg/kg 酵母鉻，提高了產(chǎn)蛋高峰末期蛋種雞的血清胰島素、LH、孕酮和雌二醇的濃度，延長(zhǎng)了蛋種雞的使用時(shí)間，且日糧中添加1.0mg/kg酵母鉻的效果最佳。Sahin在肉種雞飼糧中添加0.2mg/kg酵母鉻后，產(chǎn)蛋量從76.36%上升到 77.56%（P<0.05），孵化率從 78.05%提高到81.70%（P<0.05）。

3.4 鉻對(duì)家禽應(yīng)激及免疫的影響 李素芬等報(bào)道，飼糧中添加鉻顯著提高了熱應(yīng)激蛋雞的蛋重、蛋殼強(qiáng)度和蛋黃顏色，也顯著提高了淋巴細(xì)胞轉(zhuǎn)化率和牛血清白蛋白的抗體效價(jià)。但鉻并非對(duì)所有的免疫都有強(qiáng)化作用，其作用有一定的范圍，這一機(jī)制有待于進(jìn)一步研究。

4 影響鉻應(yīng)用效果的因素

4.1 飼糧營(yíng)養(yǎng)水平 Shelton等指出，基礎(chǔ)飼糧中添加200μg/kg鉻，提高了豬背最長(zhǎng)肌面積、腿肉重和胴體總瘦肉重，但在低凈能日糧中，以上指標(biāo)均降低。在滿(mǎn)足NRC建議量80%賴(lài)氨酸的基礎(chǔ)飼糧中，補(bǔ)鉻提高了平均日增重和飼料效率，而在120%賴(lài)氨酸飼糧中補(bǔ)鉻則降低了平均日增重和飼料效率。說(shuō)明飼糧中的能量和蛋白質(zhì)水平直接影響鉻的添加效果。

4.2 鉻的添加水平與形態(tài) 從現(xiàn)有報(bào)道來(lái)看，家禽飼糧中鉻的添加水平差異較大，有機(jī)鉻和無(wú)機(jī)鉻對(duì)畜禽的添加效果也報(bào)道不一。且在以有機(jī)鉻為鉻源的大量研究中，均未指明有機(jī)鉻配合物的穩(wěn)定性強(qiáng)度。

4.3 飼糧中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì) 飼糧中的許多營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)會(huì)影響到畜禽對(duì)鉻的吸收和利用。例如，氨基酸促進(jìn)鉻的吸收；脂類(lèi)會(huì)增加鉻的需要量；鋅、鐵、釩等則會(huì)抑制鉻的吸收。

4.4 環(huán)境因素 主要受溫濕度、飼養(yǎng)條件等的影響。應(yīng)激狀態(tài)下，機(jī)體動(dòng)員體內(nèi)鉻參與物質(zhì)代謝，從而增加機(jī)體對(duì)鉻的需要量，所以應(yīng)激狀態(tài)下補(bǔ)鉻效果更為明顯。

4.5 其他因素 動(dòng)物品種、生長(zhǎng)階段以及動(dòng)物體內(nèi)的激素水平等均會(huì)對(duì)鉻的應(yīng)用效果產(chǎn)生影響。

5 結(jié)語(yǔ)

鉻是動(dòng)物必需的微量元素之一，是動(dòng)物葡萄糖耐量因子（GTF）中的活性成份，含三價(jià)鉻的復(fù)合物為胰島素的增強(qiáng)劑，能明顯促進(jìn)胰島素與細(xì)胞受體的結(jié)合，進(jìn)而刺激機(jī)體組織對(duì)葡萄糖的攝取。鉻也參與蛋白質(zhì)的合成和核酸、脂肪的代謝，降低機(jī)體脂肪含量，提高瘦肉率。具有生物活性的Cr3+還可以增強(qiáng)動(dòng)物免疫力、繁殖力、提高機(jī)體對(duì)不良狀況與應(yīng)激的抵抗力。相信在不久的將來(lái)，更多鉻制劑將被開(kāi)發(fā)并廣泛應(yīng)用于畜禽生產(chǎn)中。

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