淺談動(dòng)物機(jī)體微量元素鈣和磷的作用機(jī)理

胡順勇，胡勝超，郭均友，紀(jì)雙慧

淺談動(dòng)物機(jī)體微量元素鈣和磷的作用機(jī)理

胡順勇1，胡勝超2，郭均友2，紀(jì)雙慧2

（1.山東省莒南縣嶺泉鎮(zhèn)動(dòng)物防疫檢疫所，山東 莒南 276600；2.山東省莒縣小店畜牧獸醫(yī)站，山東 莒縣）

鈣、磷是動(dòng)物體內(nèi)含量較大的礦物質(zhì)元素，在動(dòng)物體內(nèi)分布廣泛且作用多樣。除構(gòu)成機(jī)體組織之外，還參與很多生化反應(yīng)。鈣、磷作為必需微量元素，配比在1~1.5:1為宜[1]。缺乏或者過(guò)量都會(huì)對(duì)機(jī)體產(chǎn)生不利的影響，所以在日糧中對(duì)鈣、磷的補(bǔ)充必須要適當(dāng)，要根據(jù)動(dòng)物的生長(zhǎng)狀況而定。鈣、磷的吸收和代謝也會(huì)受多種因素的影響，因此掌握因鈣磷引起的異常以及合理控制飼料中鈣、磷的飼喂極為重要。

1 鈣、磷的作用與主要分布

1.1 成骨 絕大多數(shù)鈣、磷存在于骨骼和牙齒中，起支持和保護(hù)作用。骨骼為調(diào)節(jié)細(xì)胞外液游離鈣磷恒定的鈣庫(kù)和磷庫(kù)[2]。

1.2 凝血 鈣、磷共同參與凝血過(guò)程。血漿Ca2+作為血漿凝血因子IV，在激活因子IX、X、XII和凝血酶原等過(guò)程中不可缺少；血小板因子3和凝血因子Ⅲ的主要成分是磷脂，它們?yōu)槟^(guò)程幾個(gè)重要鏈?zhǔn)椒磻?yīng)提供“舞臺(tái)”。

1.3 Ca2+的其他生理功能 調(diào)節(jié)細(xì)胞功能的信使，細(xì)胞外Ca2+是重要的第一信使；調(diào)節(jié)酶的活性Ca2+是許多酶(例如脂肪酶、ATP酶等)的激活劑，Ca2+還能抑制1α-羥化酶的活性，從而影響代謝；維持神經(jīng)-肌肉的興奮性與Mg2+、Na+、K+等共同維持神經(jīng)-肌肉的正常興奮性。Ca2+可降低毛細(xì)血管和細(xì)胞膜的通透性，防止?jié)B出，控制炎癥和水腫[3]。

1.4 磷的其他生理功能 調(diào)控生物大分子的活性、酶蛋白及多種功能性蛋白質(zhì)的磷酸與脫磷酸化是機(jī)體調(diào)控機(jī)制中最普遍而重要的調(diào)節(jié)方式，與細(xì)胞的分化、增殖調(diào)控有著密切的關(guān)系[4]；參與機(jī)體能量代謝的核心反應(yīng)ATP=ADP+Pi= AMP+Pi。磷是構(gòu)成核酸、磷脂、磷蛋白等遺傳物質(zhì)、生物膜結(jié)構(gòu)，重要蛋白質(zhì)(各種酶類等)等基本組分的必需元素[5]。磷酸鹽(HPO42-/H2PO4-)是血液緩沖體系的重要組成成分，細(xì)胞內(nèi)的磷酸鹽參與許多酶促反應(yīng)，如磷酸基轉(zhuǎn)移反應(yīng)、加磷酸分解反應(yīng)等。

2 飼料中影響鈣、磷利用的因素

2.1 小腸中的酸堿度 鈣、磷大部分在小腸的上段吸收，當(dāng)腸道內(nèi)容物呈酸性時(shí)有利于鈣和磷的吸收，酸性條件下可阻止磷酸鈣的形成。

2.2 飼料中鈣和磷的比例 鈣和磷的比例在1~1.5:1吸收效率比較高。當(dāng)鈣過(guò)多，磷酸根的形成量不足以溶解磷酸鈣而阻礙磷的吸收[6]；反之，磷酸根過(guò)多與鈣結(jié)合不利于鈣的吸收。

2.3 維生素的D的補(bǔ)充 維生素D可以使小腸的酸度提高，促進(jìn)鈣、磷的吸收。

2.4 飼料中草酸、植酸的含量 飼料中的草酸與鈣結(jié)合形成沉淀物，不易被單胃動(dòng)物吸收，豬能部分利用植酸磷但不足以滿足自身需求，所以要在飼草中添加適量的植酸酶[7]。

2.5 其他因素 鎂過(guò)多時(shí)與消化道內(nèi)的磷酸根結(jié)合形成難以吸收的磷酸鎂，同時(shí)鎂鹽與鋁鹽會(huì)在腸壁上形成非溶性的鹽類表面，而抑制了腸道對(duì)于其他為微量元素的影響，同時(shí)鈣磷的吸收也會(huì)受到一定程度地抑制。

3 鈣、磷的缺乏與過(guò)量引起的疾病

3.1 鈣、磷缺乏癥 食欲不振或廢絕，缺磷時(shí)更為明顯?；夹笙?、生長(zhǎng)停滯、母豬不發(fā)情或?qū)遗洳辉?、可?dǎo)致永久性不育、產(chǎn)畸胎、死胎、產(chǎn)后泌乳量減少、公豬性機(jī)能降低、精子發(fā)育不良、活力差、豬喜歡啃食泥土、石頭等異物、相互舔食被毛或咬耳朵、母豬吃仔豬、幼年動(dòng)物患佝僂癥、出現(xiàn)異食癖等癥狀。

3.2 鈣、磷過(guò)量的危害 鈣磷過(guò)量直接造成中毒的情況少見(jiàn)，但超過(guò)一定限度會(huì)降低動(dòng)物的生產(chǎn)性能。當(dāng)食入過(guò)量鈣時(shí)，脂肪消化率下降，磷、鎂、鐵、錳和碘等代謝紊亂[8]。生長(zhǎng)豬鈣量超過(guò)需要量的50%時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生不良后果；磷過(guò)多，使血鈣降低。為了調(diào)節(jié)血鈣，刺激副甲狀腺分泌增多而引起副甲狀腺機(jī)能亢進(jìn)，致使骨中磷大量分解，易產(chǎn)生跛行或長(zhǎng)骨骨折。豬對(duì)于每千克日糧中鈣、磷的最大耐受量為1%和1.5%。超出其耐受量就會(huì)產(chǎn)生中毒現(xiàn)象。

4 鈣、磷的排泄

4.1 鈣的排泄 由腸道排出的鈣約占鈣總排出量的80%，20%由腎排出。腸道排出的鈣主要是飼料和消化液中未被吸收的鈣，其排出量隨食入的鈣量和鈣的吸收狀況而變動(dòng)。血漿鈣經(jīng)腎小球?yàn)V過(guò)。但其中絕大部分被腎小管重吸收，少部分隨尿排出。每日從尿排出的鈣量比較穩(wěn)定，受飼料的鈣量影響不大，但與血鈣水平有關(guān)。血鈣高則尿鈣排出增多，反之，血鈣下降則尿鈣排出減少。

4.2 磷的排泄 磷排泄與鈣相反，主要由腎排出，尿磷排出量占總排出量的60%~80%。由糞排出的約占總排出量的20%~40%。當(dāng)血磷濃度降低時(shí)，腎小管對(duì)磷的重吸收增強(qiáng)。由于磷主要由腎排出，故當(dāng)腎功能不全時(shí)，可引起高血磷。

5 血漿鈣、磷水平的調(diào)節(jié)

每日鈣、磷的攝入量與排泄量取得動(dòng)態(tài)平衡，血鈣、血磷水平維持相對(duì)穩(wěn)定，這有賴于3種激素的協(xié)同作用，即甲狀旁腺激素、降鈣素及1, 25-二羥膽鈣化醇[1, 25-(OH)2-D3]。

5.1 甲狀旁腺激素 （1）甲狀旁腺激素維持血鈣水平的機(jī)制，是調(diào)節(jié)血鈣水平的主要內(nèi)分泌素。切除甲狀旁腺后，血鈣很快下降，當(dāng)降至每100ml血漿7mg以下時(shí)，豬機(jī)體出現(xiàn)抽搐，嚴(yán)重時(shí)可導(dǎo)致死亡(由于呼吸肌痙攣而喪失肺通氣的能力)。若給豬注射甲狀旁腺激素，則血鈣上升。血鈣水平對(duì)甲狀旁腺激素的分泌起負(fù)反饋的調(diào)節(jié)作用，當(dāng)血鈣超過(guò)每100ml 12mg時(shí)，甲狀旁腺激素的分泌極少；反之，當(dāng)血鈣低于每100ml 4mg時(shí)，甲狀旁腺激素的分泌水平達(dá)到高峰。血鈣刺激甲狀旁腺激素的分泌是直接作用，無(wú)需其他激素的介入。甲狀旁腺激素通過(guò)對(duì)骨和腎的影響來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)血鈣的調(diào)節(jié)。（2）甲狀旁腺激素對(duì)腎臟排磷的調(diào)節(jié)作用較對(duì)鈣重吸收的調(diào)節(jié)更明顯。甲狀旁腺激素刺激腎小管上皮細(xì)胞產(chǎn)生環(huán)腺苷酸(cAMP)。它增加鈣的重吸收，而抑制磷的重吸收，因此甲狀旁腺激素增加時(shí)可引起高血鈣與低血磷。

5.2 降鈣素 （1）甲狀腺的濾泡旁細(xì)胞 (C細(xì)胞)分泌一種可降低血鈣水平的激素，叫做降鈣素。用含高濃度鈣的溶液對(duì)甲狀腺-甲狀旁腺區(qū)進(jìn)行局部灌流，導(dǎo)致外周血鈣水平降。血中降鈣素的濃度與血鈣水平密切相關(guān)，當(dāng)血鈣水平在9.5mg每100mg以下時(shí)，用現(xiàn)有的方法測(cè)不出血中的降鈣素。當(dāng)血鈣水平界于13~21mg100mg之間時(shí)，降鈣素的分泌量與血鈣水平成正比關(guān)系，而甲狀旁腺激素與血鈣的關(guān)系恰與降鈣素相反。（2）降鈣素的生理作用是降低血鈣與血磷的水平，但對(duì)血鎂水平無(wú)影響。降鈣素直接抑制骨質(zhì)溶解，使釋放入血的骨鹽減少，同時(shí)骨骼仍繼續(xù)從血漿中攝取鈣，從而起到降低血鈣和血磷水平的作用。降鈣素可抑制腎小管對(duì)鈣、磷的重吸收，因而使尿鈣、尿磷增加，而使血鈣、血磷減少。降鈣素也可抑制腎臟中25-(OH)-D3-1-羥化酶的作用。因此，抑制25-(OH)-D3轉(zhuǎn)化成1, 25-(OH)2-D3，而后者能增加腸道對(duì)鈣的吸收，故降鈣素抑制腸道對(duì)鈣的吸收是間接的。

5.3 1, 25-二羥膽鈣化醇 體內(nèi)的維生素D3(膽鈣化醇)可來(lái)自食物，也可經(jīng)紫外線的作用將皮膚(哺乳動(dòng)物)中的7-脫氫膽固醇轉(zhuǎn)變成D3。D3本身無(wú)代謝活性，只有在肝內(nèi)轉(zhuǎn)變成25-(OH)-D3，再在腎內(nèi)轉(zhuǎn)化成1, 25-二羥膽鈣化醇[1, 25-(OH)2-D3]，才具有高的代謝活性。動(dòng)物實(shí)驗(yàn)表明，將D3，25-(OH)-D3及1，25-(OH)2-D3分別灌注到小腸內(nèi)，小腸對(duì)鈣吸收的高峰分別在16，10及8h出現(xiàn)，說(shuō)明D3發(fā)揮作用需時(shí)間長(zhǎng)。在活性強(qiáng)度上1, 25-(OH)2-D3較D3大8~10倍，25-(OH)-D3約大2倍。

6 小結(jié)

鈣、磷在動(dòng)物機(jī)體中起著重要作用。一方面是動(dòng)物機(jī)體的組成成分，另一方面是參與機(jī)體內(nèi)很多重要的生化反應(yīng)，如神經(jīng)興奮的傳導(dǎo)，酶促反應(yīng)等。體內(nèi)過(guò)多或者缺少都會(huì)對(duì)機(jī)體造成不利的影響。因此，在日常的飼養(yǎng)管理中，了解動(dòng)物體內(nèi)鈣、磷含量異常造成的病變以及選擇合理的補(bǔ)充制劑，并采取合理的補(bǔ)充方法顯得極為重要。

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（2020–07–17）

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