一、必需微量元素
微量元素是機體內(nèi)含量極微的元素。其數(shù)量的大小程度和生理功能的發(fā)現(xiàn)，與檢驗方法的靈敏度發(fā)展密切相關(guān)。早期的分析
技術(shù)無法對其存在的濃度進行精確測定。因此，人們把這種為動物所需但含量難以定量的元素稱為痕量元素。到20世紀(jì)50年代，原子吸收分光光度法的出現(xiàn)，大大提高了微量元素測定手段上的精密度，尤其極大地方便了其定量的研究。
現(xiàn)已查明，幾乎所有的已知化學(xué)元素均存在于生物體內(nèi)，也有人認為生物體內(nèi)存在60多種元素。
前蘇聯(lián)學(xué)者根據(jù)這些元素在體內(nèi)的含量將它們分為三大類：
含量為0.01%(100mg/kg)以上者稱為大量元素或常量元素(Majorelement，Macrocomponent);
含量為0.00001%～0.01%(0.1mg/kg 100mg/kg)者稱為微量元素(Microelement or Traceelement)：
0.00001%(0.1mg/kg)以下者稱為超微量元素(Ultraceelement)。
有的學(xué)者則將其分為兩大類，即大量元素(生物體內(nèi)含量大于0.0l%)和微量元素(生物體內(nèi)含量低于O.01%)。
實際上，我們習(xí)慣將微量元素和超微量元素都統(tǒng)稱為微量元素。微量元素的分類因其標(biāo)準(zhǔn)不同而不同。有的按機體內(nèi)微量元素含量劃分，有的按微量元素對動物器官和組織的親和性劃分。但由于這種分類方法不能反映微量元素對生命機體的重要性，因而實際意義不大。因此，現(xiàn)在一般是依其在動物體的生物學(xué)作用，將微量元素分為三類，即必需微量元素、可能必需微量元素與未知微量元素。
必需微量元素(Essentialtrace element)對動物體具有特殊的功能，并且是動物體內(nèi)進行正常生理生化過程所必需的，目前已被公認的必需微量元素有16種，其中對鐵、錳、銅、鋅、鈷、鉬、碘、氟、硒等9種微量元素的生理功能了解較多;對其余的7種微量元素鉻、鎳、釩、錫、砷、鍶等的有關(guān)
知識了解較少，故這7種元素又稱為新7種必需微量元素。
非必需微量元素有無害和有害之分。目前已知的非必需微量元素主要包括鋁(AI)、鋇(Ba)、溴(Br)等30多種無害元素和鉍(Bi)、銻(Sb)、鎘(Cd)等6種有害元素。
可能必需微量元素則介于必需微量元素和非必需微量元素之間。從實際生理生化上發(fā)現(xiàn)它們具有作用。但其具體生理功能尚未搞清，有待于進一步研究。
在必需微量元素這一領(lǐng)域中，對“必需”的含義理解有很大的差異，但一般認為，必需微量元素主要是指動物體內(nèi)不能合成，只能依賴于外源性飼料、水等食物提供的礦物質(zhì)元素，動物缺乏這種元素就不能生存，但生產(chǎn)上可表現(xiàn)為生長緩慢、生產(chǎn)和繁殖性能下降和經(jīng)濟效益降低等現(xiàn)象。將微量元素進行分類只是限于目前入們對這些元素韻認識水平而作出的。隨著現(xiàn)代分析手段和實驗技術(shù)的提高，人們對微量元素的研究還將進一步深入，上述分類方法必然會不斷德到完善和修訂。
二、必需微量元素在動物體內(nèi)的主要生理功能
1.鐵(Fe)
Fe廣泛分布于動物體各組織并在動物體內(nèi)發(fā)揮著重要的生理功能。主要表現(xiàn)在如下幾個方面：
(1)Fe是動物體內(nèi)物質(zhì)氧化供能過程所需多種化含物的組成成分，并與一些酶的活性有關(guān)。例如Fe參與血紅蛋自、肌紅蛋白的構(gòu)成，擔(dān)負體內(nèi)運輸氧和二氧億碳的作用：參與細胞色素氧化酶、過氧化物酶及觸酶的合成，并可維持或增強乙酰輔酶A、細胞色素還原酶的活性，以保證體內(nèi)的三羧酸循環(huán)能夠正常進行。缺Fe或Fe的利用不良，上述這些成分的形成和活性即受到嚴(yán)重的影響，從面導(dǎo)致體內(nèi)氧的運輸、貯存、二氧化碳的運輸及釋放、過氧化物的氧化還原過程等發(fā)生紊亂。
(2)Fe能影響動物體內(nèi)的蛋自質(zhì)合成和免疫機能。動物體內(nèi)含F(xiàn)e量處于正常水平時，磷即可按正常速度進入肝細胞的DNA內(nèi)，從而維持肝臟組織的正常發(fā)育和更新。若缺Fe，群內(nèi)DNA的合成就會因為磷的缺乏而受到抑制，肝細胞及其他組織細胞內(nèi)的線粒體和微粒體異常。從而影響蛋白質(zhì)的合成及能量的利用率，動物出現(xiàn)貧血，體重下降。
(3)Fe與能量代謝之間的關(guān)系。 Fe作為細胞色素的組成成分參與動物細胞內(nèi)的氧化還原供能過程。細胞色素先從三羧酸循環(huán)中間途徑中得到一個使其中的低價Fe原子氧化為高Fe原子，離開線粒體膜后，在細胞色素氧化酶的健化作用下，高價Fe轉(zhuǎn)變?yōu)槎䞍rFe，而脫下的電子再交給從三羧酸循環(huán)中脫下的氫原子，并與由血紅蛋白從肺運來的氧化合成水，釋放出的能量用以形成高能磷酸健供肌肉收縮和機體其他代謝過程的需要。
2.銅(Cu)
自從20世紀(jì)初確定Cu是動物體必需元素后，人們對Cu的研究和認識出現(xiàn)了很大的飛躍，特別是近幾十年來，在研究Cu對動物體的作用方面進行的更加細致和具體。
(1)Cu與動物體的造血功能。Cu與機體的造血過程具有密切的關(guān)系。動物缺Cu后出現(xiàn)低色素小細胞性貧血。研究表明，Cu是通過影響Fe的吸收、釋放、運送和利用來參與造盤過程的。適量的Cu可以健迸腸道鐵的吸收，促進體內(nèi)靜Fe出貯存場所進入骨髓，使無機Fe變?yōu)橛袡CFe，完成三價Fe與二價Fe之間的互換，從而有利予Fe的運輸及利用。
(2)Cu與動物體內(nèi)的酶活性。Cu是體內(nèi)許多酶的組成成分，如酪氨酸酶、抗壞血酸氧化酶、尿酸酶和半乳糖酶的組成中均含有Cu。這些酶在過氧化物陰離子游離基轉(zhuǎn)變成O2和H2O2的過程中起著重要的催化作用。另外Cu也是過氧化物歧化酶和單胺氧化酶系統(tǒng)的重要成分。這些酶主要存在于體內(nèi)的彈性及組織中，催化彈性蛋白肽鏈中賴氨酸殘基轉(zhuǎn)變?yōu)槿┗�，并通過與分子間另一肽鏈的類似醛基或氨基進行醛醇縮合或醛胺縮合，進而形成彈性蛋白纖維之間的共價交聯(lián)結(jié)構(gòu)。使彈性纖維變成不溶性狀態(tài)，以維持組織的韌性及彈性。缺Cu后，細胞色素的呼吸代謝和分裂過程不能正常地進行。
(3) Cu與動物生殖。近年來的許多研究均證明，Cu與動物的生殖存在著極為密切的關(guān)系。繁殖活動比維持正常的生命活動需要更多的Cu。Cu量正常時，可以維持動物的妊娠過程正常進行，缺Cu后，常發(fā)生胚胎死亡和被吸收，導(dǎo)致繁殖率下降。
(4)Cu與動物體內(nèi)的調(diào)節(jié)機制。Cu在機體內(nèi)的調(diào)節(jié)機制中具有廣泛的作用。首先Cu在維護中樞神經(jīng)系統(tǒng)和正常功能方面具有特殊功能。無論是Cu過少或過多，都會使大腦及腦干部位發(fā)生病理變化。缺Cu時，可致腦組織萎縮，灰質(zhì)和自質(zhì)發(fā)生退行性變化。Cu過多時，腦組織及神經(jīng)細胞發(fā)生病變，引起共濟動物失調(diào)和精神變化。其次，Cu還能影響機體內(nèi)分泌腺體的功能，從而達到廣泛地調(diào)節(jié)機體各種活動的目的。
(5)Cu與動物機體的免疫反應(yīng)。 Newbeme等于1968年報道說Cu與機體的免疫功能有著密切的關(guān)系。Komegay等(1989)研究了添加生物素和Cu對斷奶
仔豬生產(chǎn)性能和對溶菌酶、植物血凝素及綿羊紅細胞的免疫反應(yīng)的影響。結(jié)果是添加生物素可以提高仔豬對綿羊紅細胞的免疫反應(yīng)，卻不能提高對溶菌酶的滴定度：而添加Cu則趨向于降低了對溶菌酶和植物血凝素的免疫反應(yīng)，卻不影響列綿羊紅細胞的免疫反應(yīng)。
3. 鋅(Zn)
在動物的生命活動中，Zn主要是通過動物體內(nèi)的某些酶類直接發(fā)揮作用。Zn在動物體內(nèi)不僅參與DNA、RNA、蛋白質(zhì)、糖類及脂類的代謝，且與胰島素、前列腺素、促性腺素等激素的功能和活性有關(guān)。因此，Zn對動物的生長發(fā)育和繁殖活動等都有著極重要的影響。
(1)Zn對動物體內(nèi)多種酶合成和活性的影響�，F(xiàn)代動物組織化學(xué)的理論研究發(fā)現(xiàn)，Zn至少有兩個途徑來參與動物體內(nèi)的物質(zhì)代謝和生命活動過程：其一是通過參與某些酶的構(gòu)成和對某些酶的激活作用;其二是影響某些酶有機分子配位體的構(gòu)型。由于在動物體內(nèi)有80多種酶的結(jié)構(gòu)或活性與Zn有關(guān)，因此前一途徑則是Zn對機體產(chǎn)生影響的主要方式。
(2)Zn可促進動物的生長發(fā)育。Zn可以影響動物細胞的分裂、生長和再生，這對處于生長發(fā)育旺盛時期的幼年動物更具有重要的生理營養(yǎng)意義。Zn是體內(nèi)多種酶和激素的組成成分，尤其是構(gòu)成DNA聚合酶和胸腺嘧啶核苷激酶的成分，因而與動物體內(nèi)核酸及蛋白質(zhì)的合成關(guān)系密切。另外，動物腦組織的正常發(fā)育和組織創(chuàng)傷的再生能力等也與動物體海Zn的營養(yǎng)狀況有關(guān)。
(3)Zn對碳水他合物、脂肪和能量代謝靜影響。胰島素是動物體內(nèi)調(diào)節(jié)血糖濃度、促進脂類代謝的一個極為重要的激素。Zn雖不參與胰島索的形成，但其具有穩(wěn)定胰島素分子活性，保護它不被胰島素酶所破壞，延長胰島索作用時間的功能，因而有強化胰島素酶致低血糖的作用。Zn對動物體內(nèi)糖、脂肪和能量代謝的影響，主要是通過某些酶發(fā)揮作用。
(4)Zn與動物生殖。 Zn通過影響性腺活動和性激素的分泌麗對動物的性器官正常發(fā)育、性機能的正常發(fā)揮等表現(xiàn)出重要的生理意義。早在1940年就有人得到Zn有增強腦下垂體促性腺激素的結(jié)果，給休情期的母畜注射Zn鹽，可刺激其產(chǎn)生發(fā)倩行為和使子宮增重。另一方面，精子成熟的最后階段也必須得到足夠的Zn以大量組合到精液中以保持其上皮的完整，精子的分化的最后完成。
(5) Zn與動物味覺及食欲。動物的味覺和食欲也與Zn的營養(yǎng)有著密切的關(guān)系，其作用機制可能是Zn以唾液內(nèi)一種臺有兩個Zn離子的唾液蛋白——味覺素(gusfin)作為介質(zhì)影響味覺和食欲。近年來，已從實驗和f盜床上證睨：動物缺Zn后昧覺及食欲均減退，補充Zn后可以得到改善。
4.錳(Mn)
Mn是動物生長和繁殖過程所必囂的微量元索，在動物體內(nèi)的重要作用已被近年來的研究所充分證實。
(1)Mn與三大營養(yǎng)物質(zhì)的代謝。早在許多年前就已知道在體內(nèi)的脂肪代謝過程中與膽堿的協(xié)同關(guān)系。在缺Mn的飼稂中補充Mn，能使豬減少脂肪沉著和降低其脂肪層厚度。但關(guān)于Mn降低體脂貯存的機制，目前還缺少足夠的研究。Mn在碳水化合物代謝過程中，主要是在三羧酸循環(huán)的多個環(huán)節(jié)中，超著酶激活劑的作用。Mn對動物體內(nèi)氮平衡的影響，因日趨嚴(yán)重的蛋白質(zhì)
飼料缺乏而越來越引起人們的重視，但是目前有關(guān)這方面的研究尚需作深入的探索。
(2)Mn參與機體的造血與凝血過程。 Mn對動物體內(nèi)造血功能的影響在其胚胎的早期就已發(fā)揮作用。據(jù)報道，12-15天的胚胎肝臟中已具備了富集Mn的能力。而此期的肝臟也正是造血的主要器官。給貧血的動物施以小劑量的Mn熱或Mn蛋白復(fù)合物后，可使血紅蛋自、中幼紅細胞(嗜多色性成紅細胞)、紅細胞量及循環(huán)血增多。Mn與凝血過程也存在密切關(guān)系。動物的凝血過程必須要有凝血酶的存在，凝血酶是出凝血酶元經(jīng)Ca++激活后轉(zhuǎn)化而來，而凝血酶元是一種糖蛋白，它的合成受Mn的影響。
(3)維持骨骼的正常生長和保證骨結(jié)構(gòu)的正常。 Mn與粘多糖中硫酸軟骨素的合成有關(guān)，而硫酸軟骨素是軟骨及骨組織的重要成分。缺Mn之后硫酸軟骨素的合成受阻，從而導(dǎo)致軟骨生長受損，骨骼發(fā)生畸形。
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