摘 要 錳是毒性較小的一種微量元素，是動(dòng)物生長(zhǎng)和合成骨組織過(guò)程中所必需的物質(zhì)。錳參與骨骼形成、機(jī)體代謝以及性激素和某些酶的合成，直接影響動(dòng)物的繁殖性能。錳還對(duì)中樞神經(jīng)系統(tǒng)和免疫系統(tǒng)發(fā)生作用?，F(xiàn)主要綜述了錳的生物學(xué)功能、錳缺乏對(duì)動(dòng)物造成的影響以及有機(jī)態(tài)錳的應(yīng)用效果，分析了飼料中影響錳利用率的主要因素，同時(shí)展望了錳營(yíng)養(yǎng)研究的發(fā)展前景。
關(guān)鍵詞 錳；生物學(xué)功能；有機(jī)態(tài)錳；應(yīng)用；缺乏癥
中圖分類號(hào)：S816.72 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1004-0084（2004）01-0007-03
錳是元素周期表Ⅶ族的元素，在自然界中沒(méi)有發(fā)現(xiàn)游離狀態(tài)的錳，一般以化合物的形式存在于動(dòng)物和植物中。自問(wèn)對(duì)年Orent與Kemmer等先后發(fā)現(xiàn)錳是動(dòng)物所必須的微量元素后，大量的研究表明，錳在動(dòng)物機(jī)體中有重要營(yíng)養(yǎng)作用。它是精氨酸激酶、丙酮酸竣化酶的重要組成部分，也是部分激酶、轉(zhuǎn)移酶、水解酶等的激活劑；錳具有促進(jìn)生長(zhǎng)、增強(qiáng)免疫和提高動(dòng)物繁殖性能等作用。
1 錳的生物學(xué)功能
1.l 酶的組成成分
錳是機(jī)體中精氨酸酶、脯氨酸肽酶、丙酮酸坡化酶。RNA多聚酶、超氧化物歧化酶等酶的組成成分。近年的研究發(fā)現(xiàn)，哺乳動(dòng)物的衰老，可能與Mn－SOD減少所引起的抗氧化作用減弱有關(guān)，錳作為金屬輔基為Mn－SOD活性所必需[1］。錳離子還有激活多種酶的作用，是部分水解酶、脫坡酶。磷酸化酶、核化酶等的激活劑。錳與多糖聚合酶和半乳糖轉(zhuǎn)移酶的活性有關(guān)。若缺錳則這兩種酶的活性均降低，缺錳會(huì)使軟骨生長(zhǎng)受到損害，導(dǎo)致骨骼出現(xiàn)廣泛畸形。
1．2 錳與脂肪代謝
錳具有特殊的促脂肪動(dòng)員作用，促進(jìn)機(jī)體內(nèi)脂肪利用，并有抗肝臟脂肪變性的功能。據(jù)報(bào)道減少豬背膘厚的方法之一是在飼料中添加錳。
1．3 錳與免疫系統(tǒng)
錳可以提高某些動(dòng)物體內(nèi)抗體的效價(jià)和增加非特異性抵抗因子的量。錳與嗜中性細(xì)胞和巨嗜細(xì)胞之間的相互作用已被證實(shí)。增加錳可以提高非特異性免疫中酶的活性，從而增強(qiáng)巨嗜細(xì)胞的殺傷力。鈣是補(bǔ)體的激活劑，對(duì)免疫系統(tǒng)有多種作用，鈣與錳在激活淋巴細(xì)胞作用上有協(xié)同作用。錳影響嗜中性白細(xì)胞對(duì)氨基酸的吸收。錳缺乏會(huì)造成白細(xì)胞機(jī)能障礙，機(jī)體特定免疫力下降。
1.4 錳與生殖
錳是促進(jìn)動(dòng)物性腺發(fā)育和內(nèi)分泌功能的重要元素之一。缺錳時(shí)雄性動(dòng)物事丸的曲精細(xì)管發(fā)生退行性變化，精子數(shù)量減少，性欲減退或失去配種能力；雌性動(dòng)物的性周期紊亂。受胎率降低、發(fā)情期延遲和患不育癥等。錳可刺激機(jī)體中膽固醇的合成，缺錳所引起的不育癥是由于影響了以膽固醇為原料的性激素合成的結(jié)果。
1．5 錳與造血及其他
錳與造血功能密切相關(guān)，在胚胎早期肝臟里就聚集了多量的錳，胚胎期的肝臟是重要的造血器官。若給貧血?jiǎng)游镅a(bǔ)充小劑量的錳或錳與蛋白質(zhì)的復(fù)合物，就可以使血紅蛋白、中幼紅細(xì)胞、成熟紅細(xì)胞及循環(huán)血量增多。錳還可以改善機(jī)體對(duì)銅的利用，銅可調(diào)節(jié)機(jī)體對(duì)鐵的吸收利用以及紅細(xì)胞的成熟與釋放。錳還與葉琳的合成有關(guān)。錳具有刺激胰島素分泌、促甲狀腺和促紅細(xì)胞生成的作用。缺錳則動(dòng)物的胰腺發(fā)育不全，胰島中的β細(xì)胞和胰島素分泌均減少，致使機(jī)體中葡萄糖的利用率降低。錳可以與氨基酸形成螫合物參與氨基酸代謝。骨骼和肝中貯存大量的錳，這些錳在機(jī)體需要時(shí)可以穩(wěn)定地釋放出來(lái)，胎盤(pán)也可以穩(wěn)定快速地轉(zhuǎn)運(yùn)錳來(lái)滿足胎兒的發(fā)育。
2 畜禽對(duì)錳的需要量及缺乏癥
2.1 畜禽需要量
家禽由于自身的生理特點(diǎn)，對(duì)錳的需要量較哺乳動(dòng)物為高；種畜的需要量高于肉畜；公畜的需要量高于母畜。畜禽的錳需要量（干物質(zhì)中含量）見(jiàn)表l。
表1 畜禽的錳需要量（ mg/kg）*
犢牛 發(fā)育牛 肉牛 乳牛 山羊和綿羊 仔豬 肥豬 公雞 成熟母雞
30～80 30～40 20 50 20～50 30 20 55 40
注：＊每4.4g MnSO4?5H2O含錳1g(向濤，1989)。
2．2 錳缺乏癥
2.2.1 禽
家禽缺錳會(huì)導(dǎo)致骨骼異常，啄癌現(xiàn)象加重。雛雞表現(xiàn)為“滑腿癥”，運(yùn)動(dòng)失調(diào)，難以覓食和飲水，逐漸消瘦以致死亡。母雞表現(xiàn)為產(chǎn)蛋量下降，蛋殼變薄，無(wú)殼蛋發(fā)生率增加，種蛋受精率和孵化率明顯降低[2]。周明等試驗(yàn)表明，AA肉仔雞(1～7周齡)采食低錳（23～24 mg/kg）飼糧，可產(chǎn)生較典型缺錳癥，主要表現(xiàn)為腿異常。組織生化分析表明，缺錳雞血清、心、肝、胰、胸肌中錳含量和含錳酶Mn～SOD活性都低，導(dǎo)致雞生長(zhǎng)速度下降，雞體重較小。雞缺錳還特異地影響胸肌生長(zhǎng)發(fā)育，表現(xiàn)為胸肌纖維直徑較小。Hossailn等[3]服道，當(dāng)雞的日糧中錳水平高于NRC（1994）規(guī)定的需要量（20mg／kg）時(shí)，產(chǎn)蛋率和蛋重增加：日糧中錳含量為 50 mg/kg時(shí)，產(chǎn)蛋率達(dá)高峰；錳含量為75mg／kg時(shí)，蛋重達(dá)最高峰。
2.2.2 豬
缺錳的幼豬及生長(zhǎng)豬表現(xiàn)為生長(zhǎng)遲緩，骨質(zhì)疏松，運(yùn)動(dòng)失調(diào)，關(guān)節(jié)腫大；母豬則出現(xiàn)發(fā)情周期不正常，流產(chǎn)及死仔數(shù)增加，泌乳量低；公豬睪丸退化，喪失生殖能力[4]。
2.2.3反芻家畜
奶牛日糧中錳缺乏將表現(xiàn)出脂肪合成代謝受阻、骨骼變態(tài)、伴有無(wú)繁殖機(jī)能。懷孕牛流產(chǎn)和新生犢牛骨骼變態(tài)等癥狀[5]。Ahke等人試驗(yàn)證明，錳能加強(qiáng)胚胎的著床，提高產(chǎn)仔數(shù)；缺錳時(shí)往往使奶牛發(fā)情不明顯，且導(dǎo)致雌性胎兒死亡，致使其后代的性比移位，出生的公犢增加，并因此而推斷雌性胎兒對(duì)錳的需要量較大。錳缺乏將會(huì)導(dǎo)致牛生長(zhǎng)緩慢，犢牛和母牛的毛色不齊，囊性卵巢的發(fā)病率增加。正常奶牛卵巢中錳的含量高于患有囊性卵巢病奶牛卵巢中的錳含量。有人報(bào)道，錳可以改變母牛雌激素和孕酮等性激素的合成，影響卵巢黃體的代謝，降低高產(chǎn)奶牛產(chǎn)乳熱的發(fā)病率。Wilson(1966）錳缺乏羊表現(xiàn)為關(guān)節(jié)疼痛，運(yùn)動(dòng)困難，身體失調(diào)。
3 飼料中影響錳利用率的因素
3．1 錳與鐵、鉆
錳與鐵、鉆在家禽機(jī)體吸收動(dòng)力學(xué)過(guò)程中，共同競(jìng)爭(zhēng)其相同的結(jié)合部位，往往是一種金屬對(duì)另一種金屬的吸收起抑制作用。高錳飼料能抑制豬的血紅蛋白形成，推測(cè)是由于鐵的吸收減少。相反，高鐵能加重小雞雞骨的畸形癥發(fā)生，這可能是由于降低了錳的吸收所致。據(jù)報(bào)道，錳的吸收機(jī)制分兩步進(jìn)行，首先由腸腔攝取錳，然后通過(guò)腸新膜細(xì)胞轉(zhuǎn)移，這兩個(gè)動(dòng)力過(guò)程同時(shí)進(jìn)行。在這兩個(gè)過(guò)程中，錳和鐵、鉆爭(zhēng)奪共同的給合部位，因此，其中的一種金屬抑制其他金屬的吸收。
3．2 錳與鈣、磷
飼料中鈣、磷水平的上升使家禽對(duì)錳需要量上升。鈣能影響錳的代謝，主要影響錳的吸收以及已吸收錳的貯留。Wedekind等（1991）試驗(yàn)表明，過(guò)量磷是小腸吸收錳的強(qiáng)抑制劑，過(guò)量鈣對(duì)錳的利用無(wú)影響。但另外的一些試驗(yàn)印提出了相反的結(jié)論，在這些試驗(yàn)中，過(guò)量鈣明顯提高雞滑鍵癥發(fā)病率，而過(guò)量磷影響不明顯。
3．3 錳與鎂、鋅
一般認(rèn)為，鋅與錳有協(xié)同作用，鋅可促進(jìn)錳在雞體內(nèi)的沉積；當(dāng)面酮酸鹽核化酶中的錳被鎂部分取代時(shí)，該酶的催化性質(zhì)幾乎不受影響，錳與鎂之間存在一定程度的互相替代性。
3．4 錳與粗纖維
粗纖維與錳的利用率呈明顯的負(fù)相關(guān)。其原因可能是粗纖維加快了微生物活動(dòng)，使含錳的膽鹽復(fù)合物迅速降解，錳最終隨膽汁排出體外，而不能被機(jī)體有效吸收利用。
3．5標(biāo)與植酸及其他
植酸可與錳結(jié)合形成難溶單鹽或螫合物。許多試驗(yàn)表明，植酸影響錳的吸收利用。一般來(lái)說(shuō)，隨著植酸水平的增加，肉仔雞對(duì)錳吸收顯著下降。李杰（1992）試驗(yàn)指出，飼料中植酸水平為0.8％時(shí)，足以使全雞及勝骨中錳含量極顯著地下降。此外，某些抗生素（如維吉尼霉素）和有機(jī)配體可促進(jìn)錳的吸收利用；飼料中蛋白質(zhì)缺乏時(shí)，膠骨的錳濃度提高；日糧中的煙酸、生物素、氯化膽堿的含量和平衡情況對(duì)錳的代謝有一定的協(xié)同促進(jìn)作用。特別是煙酸，當(dāng)煙酸不足時(shí)，患脫健癥的雛雞，其日糧中的錳濃度在基礎(chǔ)日糧的水平上再增加50mg／kg，也不能完全治愈。此時(shí)補(bǔ)足煙酸，則病情明顯改善。
4 有機(jī)態(tài)錳在動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)中的作用
許多試驗(yàn)結(jié)果表明，使用有機(jī)微量元素可以減少日糧中超量微量元素對(duì)環(huán)境的污染；可以提高微量元素的生物利用率、促進(jìn)生長(zhǎng)、提高家禽免疫功能、調(diào)控代謝過(guò)程、改善酮體品質(zhì)、降低維生素礦物質(zhì)預(yù)混料中維生素的分解。尤其是在高品質(zhì)日糧中使用有機(jī)微量元素的益處十分明顯。
4．l 禽
Henry等（198）對(duì)小雞試驗(yàn)表明，MnO和蛋氨酸錳相對(duì)與MnSO4。（100%）的平均生物利用率分別為90％和120％。黃玉德等（1996）用氨基酸螫合錳飼喂種雞試驗(yàn)結(jié)果表明，種雞的產(chǎn)蛋率、蛋殼質(zhì)量、受精率、孵化率、健雛率均優(yōu)于未添加錳的對(duì)照組和無(wú)機(jī)錳鹽組。Smith等（1995）在兩種溫度下分別測(cè)量蛋白錳、硫酸錳與氧化錳在肉仔雞上的相對(duì)生物利用率，發(fā)現(xiàn)在高溫環(huán)境下蛋白錳相對(duì)于硫酸錳（100％）高達(dá)145％，高溫促使小腸錳吸收增加，并增加骨錳濃度，這說(shuō)明高溫環(huán)境下，蛋白錳更易于被吸收。
4．2 豬
在繁殖母豬飼料中使用有機(jī)態(tài)錳，可以提高利用率，降低添加水平，但關(guān)于錳的有機(jī)態(tài)對(duì)母豬繁殖作用的特殊效果研究還很少，也不深入。Fehse和Close（1999）在高產(chǎn)母豬的標(biāo)準(zhǔn)飼料中添加含錳的復(fù)合有機(jī)微量元素，結(jié)果發(fā)現(xiàn)母豬的生產(chǎn)性能比對(duì)照組有了提高，窩均產(chǎn)仔數(shù)提高了0.3頭，活仔數(shù)提高了0.4頭，斷奶頭數(shù)提高了0.5頭。同時(shí)母豬的生產(chǎn)年限延長(zhǎng)，淘汰率下降。試驗(yàn)中沒(méi)有對(duì)母豬和仔豬的生理生化指標(biāo)進(jìn)行測(cè)定，因此也不能確定有機(jī)態(tài)錳在其中發(fā)揮什么樣的作用。
4．3反芻動(dòng)物
Spears等（1991）報(bào)道，犢牛和雜種育肥牛飼喂蛋氨酸鋅和蛋氨酸錳，可使?fàn)倥ＩL(zhǎng)率及母牛受股率顯著提高，免疫力增強(qiáng)。Uchida等（1999）研究氨基酸錳、氨基酸鋅和氨基酸銅的復(fù)合物對(duì)荷斯坦奶牛的生產(chǎn)性能和繁殖機(jī)能的影響。結(jié)果表明，飼喂該混合物后荷斯坦奶牛的受胎率較對(duì)照組受胎率有明顯的提高，且奶牛在泌乳階段提前懷孕，并沒(méi)有影響產(chǎn)奶量、奶中的脂肪和蛋白含量以及機(jī)體健康狀況。Chirase等（1998）用有機(jī)鋅和有機(jī)錳飼喂?fàn)倥＝Y(jié)果表明，犢牛對(duì)在運(yùn)輸中產(chǎn)生的應(yīng)激和牛傳染性鼻氣管炎病毒（IBRV）的抵抗力明顯優(yōu)于相應(yīng)無(wú)機(jī)鹽組。同時(shí)也表明，蛋氨酸鋅錳復(fù)合物（ZnMnMet）飼喂?fàn)倥?，?duì)IBRV的抵抗力要比氧化鋅錳復(fù)合物（ZnMnO）高20.4％，且可降低直腸溫度(RT)和增加體重（BW）。
5 微量元素錳的應(yīng)用前景
