微量元素釩的營養(yǎng)研究近況

1、微量元素釩的營養(yǎng)研究近況          動(dòng)物科學(xué)與動(dòng)物醫(yī)學(xué) 劉雨田1 廖忠群2 (1.江西農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物科學(xué)技術(shù)學(xué)院，江西 南昌 330045;2江西石城縣小松鎮(zhèn)人民政府 342706) 中圖分類號:S816.72 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1008-9381(2001)03-0042-03 1975年，Char等在馬骨骼肌中提取商品ATP時(shí)發(fā)現(xiàn)Na-K-ATP酶的抑制物，1997年Josephosn和C

2、antley證實(shí)該抑制物是釩酸鹽，隨后又成功地證明了釩酸鹽是鈉泵的強(qiáng)抑制劑。由于Na-K-ATP酶是廣泛存在于真核生物體的重要酶，且維系細(xì)胞膜電勢差及質(zhì)膜鈉離子濃度，因此這一發(fā)現(xiàn)極大地激發(fā)了人們研究釩(V)的興趣。近二十年來，科研工作者對釩進(jìn)行了一系列的檢測和研究，并取得了一定的進(jìn)展。 1 釩的理化性質(zhì)  釩(Vanadium)于1830年由瑞典科學(xué)家N.g.sefstrom發(fā)現(xiàn)。釩位于周期表第四周期和第VB族，原子量509.41，密度6.19g/cm3(20)，溶點(diǎn)19.9，沸點(diǎn)3400。自然界中V的同位素有兩種，一種是50V，另一種為51V。釩是一種

3、過渡金屬，有多種價(jià)態(tài)，其中有生物學(xué)意義的有+2、+3、+4、+5。中性和堿性溶液的三價(jià)釩極易被氧化。四價(jià)釩在溶液中通常以氧釩離子(V02)形式存在。五價(jià)釩在溶液中以釩離子、正釩酸根離子、偏釩酸根離子、焦釩酸根離子等多種形式存在。在生理?xiàng)l件下，釩以多種氧化態(tài)形式存在，且各種氧化態(tài)還可發(fā)生氧化還原反應(yīng)。通常情況下，細(xì)胞外面的釩是以釩酸根(5)的形式存在，而細(xì)胞內(nèi)是釩(4)。  釩在動(dòng)物體內(nèi)的分布及含量 釩以極低的濃度廣泛存在于動(dòng)物體內(nèi)，主要分布于肺、肝、腎、脾、骨骼以及其他組織和器官中，其中骨中釩含量最高，肝、腎次之。雞體內(nèi)各組織中釩的濃度明顯高于其他動(dòng)物。動(dòng)物各組織

4、中釩含量一般為0.020.06mg/kg,豬、牛、雞等部分動(dòng)物各器官中釩含量見表。 表 常見動(dòng)物器官釩含量動(dòng)物 器官 釩的濃度gf/g 動(dòng)物 器官 釩的濃度gf/g豬骨2040 豬牛 肝 210 豬 骨髓 1 牛 腦 13 豬 脂肪 12 牛 骨骼細(xì)胞 114雞 干骨 370760 雞 心 59雞 肝 38&

5、#160;雞 蛋白12 雞 心 59 雞 蛋黃 221 3 釩在飼料中含量 據(jù)報(bào)道:一半以上的牧場草料試樣釩含且為3070g/kg干重。燕麥谷料含釩為60g/kg。Bery報(bào)道:玉米、大豆粗粉及鮮魚粉中分別含釩50g/kg、80g/kg及2700g/kg。植物中釩的含量與土壤中釩的含量有關(guān)，因此，不同種類、不同地區(qū)植物中釩含量不同。有資料表明:豆科植物比其它植物量高。而有關(guān)動(dòng)物飼料中釩含量的材料有限。 4 釩的吸收與代謝 4.1 機(jī)的吸收 釩主要

6、通過呼吸道、皮膚和胃腸等途徑進(jìn)入動(dòng)物體機(jī)有實(shí)驗(yàn)表明動(dòng)物對釩的吸收比較快，給大鼠注射釩，發(fā)現(xiàn)釩在510分鐘內(nèi)進(jìn)入血液，30分鐘后在時(shí)、腎、肺、肌肉、骨酪、腦及心臟等組織內(nèi)發(fā)現(xiàn)釩，在6小時(shí)以內(nèi)釩的濃度達(dá)最高峰。 動(dòng)物胃腸道對釩的吸收程度與其化合物的溶解度有關(guān)。一般說來，水溶性陽離子釩較容易吸收，吸收量可達(dá)攝人量的10%，而陰離子釩從胃腸道的吸收量只有攝人量的0.1%1%。 4.2釩的中間代謝 不管釩以何種形式給予動(dòng)物，在動(dòng)物血漿和體液中最終都轉(zhuǎn)變?yōu)檠踱C基運(yùn)鐵蛋白和氧釩基鐵蛋亂體外試驗(yàn)表明：釩通過磷酸鹽或其它陰離子傳遞系統(tǒng)以釩酸鹽形式進(jìn)入細(xì)胞。體外試驗(yàn)也表明釩酸鹽在紅細(xì)

7、胞及脂肪細(xì)胞內(nèi)被谷胱甘肽定量緩慢地還原成氧釩基。在紅細(xì)胞內(nèi)氧釩基與血紅蛋白結(jié)合，而脂肪細(xì)胞內(nèi)氧釩基則與谷胱甘肽構(gòu)成復(fù)合物。 4.3釩的排泄 經(jīng)飲食攝取的釩主要由腸道排出，靜脈注射的釩則主要由腎臟排出。據(jù)報(bào)道:經(jīng)腸道排出的釩約為2mg/d尿內(nèi)為0.0l5mg/d。當(dāng)血漿中釩含量過高時(shí)，膽汁可促進(jìn)釩在腸道的釋放。在注射五價(jià)的釩6小時(shí)后:腎臟的排出量是膽汁排出量的510倍。 5釩的生理功能 微量元素釩在動(dòng)物體內(nèi)的含量雖然不高，但在動(dòng)物的生命活動(dòng)中卻起著非常復(fù)雜而又十分重要的作用。如:抑制膽固醇的合成、刺激造血功能、類胰島素作用，以及釩對動(dòng)物某些腫瘤具有治療作用

8、等等。 5.1影響膽固醇代謝 不少試驗(yàn)表明:釩可明顯地抑制肝臟內(nèi)膽固醇的合成，并降低肝臟內(nèi)磷脂和膽固醇的含量。家兔飼料中添加100g/g的五氧化二釩后，肝內(nèi)膽固醇和磷含量有所下降，但血漿中膽固醇含量變化不大。當(dāng)釩的含量改為50g/g(飼料)，即使飼料中含有1%的膽固醇，血漿膽固醇含量也不升高，肝臟內(nèi)磷脂含量明顯降低。 5.2刺激造血功能 當(dāng)動(dòng)物食用葡萄糖酸釩后，可使動(dòng)物的網(wǎng)織紅細(xì)胞和紅細(xì)胞的數(shù)量明顯增多。每天給家兔飼喂0,30.5g/g釩，40天后發(fā)現(xiàn)網(wǎng)織紅細(xì)胞和紅細(xì)胞明顯增多，停用以后網(wǎng)織紅細(xì)胞迅速恢復(fù)正常，而紅細(xì)胞仍緩慢增加。釩對血紅蛋自的影響較小。

9、臨床實(shí)踐表明，用釩對出血性貧血，敗血病患者進(jìn)行治療后，紅細(xì)胞數(shù)目增多，而對再生障礙性貧血就沒什么效果。機(jī)理可能是由于釩阻礙體內(nèi)氧化一還原系統(tǒng)，引起缺氧，從而刺激骨髓的造血作用。 5.3 對心血管系統(tǒng)的作用 釩有類似強(qiáng)心甙的作用，較高濃度的釩酸鹽能通過NADH一V03一氧化一還原酶的調(diào)節(jié)對心肌的收縮產(chǎn)生影響。釩酸鈉(501000mol/l)能使高體心臟的心室收縮力增強(qiáng)，從而使心房收縮力有所降低。1912年Tackson證明釩酸鹽對血管有收縮作用，能增加各種血管床的阻力;動(dòng)物靜脈內(nèi)灌注釩酸鹽，發(fā)現(xiàn)肺、腎、冠狀動(dòng)脈阻力增加，動(dòng)物血壓明顯升高。 5.4 

10、;類胰島素作用 1985年Herliger在I型和II型糖尿病動(dòng)物模型中證明了釩的類胰島素作用。許多實(shí)驗(yàn)表明釩酸鹽不能刺激糖尿病動(dòng)物胰島素分泌增加，卻能引起正常動(dòng)物胰島素分泌減少。目前認(rèn)為釩酸鹽的胰島素樣作用可能是通過受體后水平實(shí)現(xiàn)的。 5.5其它 動(dòng)物實(shí)驗(yàn)表明:飼料中缺釩動(dòng)物骨骼發(fā)育不正常、生長緩慢、生殖功能受損，并使小動(dòng)物死亡率上升。另外由于動(dòng)物攝人的釩主要由尿液排出，且釩元素在腎小管細(xì)胞內(nèi)有積累作用，因此釩酸鹽對腎臟有一定的不良影響。 6 釩的缺乏及過量 6.1釩的缺乏癥 雞:生長抑制，繁殖機(jī)能降低及脂肪代謝紊亂。當(dāng)小

11、雞日糧中釩的食量低于0.01g/g時(shí)，雞翅膀和尾巴的羽毛生長明顯減緩;當(dāng)日糧中釩的含量達(dá)到了3g/g，雞增重明顯加快。 反芻家畜，母畜懷孕率下降，流產(chǎn)率顯著增加。山羊在缺釩時(shí)，其產(chǎn)乳量顯著減少量壽命也明顯縮短，出生后大約有50%小山羊在泌乳期間死亡。另外，缺釩時(shí)，山羊生長發(fā)育受阻，死亡率增加，脾腫大，蛋白質(zhì)代謝紊亂，紅血球的滲透脆性增加。 6.2釩的過量 有實(shí)驗(yàn)表明:30g/g的釩就能導(dǎo)致小雞的生長速度明顯降低，200g/g對雞的死亡率大大增加。飼喂高釩日糧時(shí)可使雞增重減緩，體重和產(chǎn)蛋量下降，嚴(yán)重影響雞的生產(chǎn)性能和生長發(fā)育。有學(xué)者指出:為了維持家禽的正常生長，某日

12、糧釩的供給量在0.050.5mg/kg為宜。 據(jù)報(bào)道:綿羊飼料中添加80Omg/kg體重的亞釩酸鹽后，綿羊停止采食，而且飼喂1天后有腹瀉癥狀。當(dāng)給綿羊喂以含釩酸銨4Omg/kg體重的日糧，80小時(shí)后死亡，屠宰時(shí)發(fā)現(xiàn)腎、肝、骨、肺和肌肉中的釩含量增加。在羔羊飼料中添加2OOmg/kg體重的釩酸銨時(shí)，脊椎骨和骨灰分中釩含量都增加。據(jù)報(bào)道:反芻動(dòng)物對釩的最高耐受量為5Omg/kg。 由此可見。釩是一種毒性較大的微量元素。對急性釩中毒的動(dòng)物可用大劑量的維生素C和依地酸二鈉鈣加高滲葡萄糖靜脈滴注，抗感染及對癥治療，同時(shí)用NH4Cl酸化尿液促進(jìn)釩的排出。 7釩與其它營養(yǎng)傷質(zhì)的

13、關(guān)系 對釩的代謝影響最大的是鉻。釩酸鹽和鉻酸鹽的陰離子間有相互拮抗作用。高劑量釩導(dǎo)致雞蛋哈夫單位降低，但在添加釩時(shí)同時(shí)添加鉻，則未發(fā)現(xiàn)此現(xiàn)象。另外，由于谷胱甘肽、抗壞血酸、NADH、亞甲藍(lán)、丙瞇嗪胺能將V03還原為活性較低的VO+2，所以這些物質(zhì)都能影響釩的生物學(xué)作用。有學(xué)者研究表明，釩可促進(jìn)鐵的作用，能抑制Na引起細(xì)胞潴留，可與鈣競爭使鈣呈游離狀態(tài)。釩還可能與元素鉆、銅、錳有協(xié)同作用促進(jìn)造血。還有報(bào)道:用20%的棉籽餅代替日糧中大豆餅?zāi)芊乐褂捎阝C含量過高而引起產(chǎn)蛋量和體重下降，加4倍或8倍于釩濃度的EDTA對釩毒性沒有拮抗性影響。 8結(jié)語 與Se元素一樣釩元素也對機(jī)體具有二重性，一方面屬環(huán)