微量元素钴的生物学效应及其在畜禽生产中的应用

王艳辉，吴学军（黑龙江职业学院，黑龙江　双城　150111）

微量元素钴的生物学效应及其在畜禽生产中的应用

王艳辉，吴学军
（黑龙江职业学院，黑龙江双城150111）

摘要：微量元素钴是畜禽营养代谢中必不可少的物质之一，钴在畜禽的生长、繁殖、免疫、造血等过程中的重要影响已在畜禽生产中得以证实。文章对钴的生物学效应及其在畜禽生产中的应用作以论述。

关键词：钴；代谢；生物学功能；缺乏；过量；应用

1　钴的理化性质

钴（Co）位于元素周期表第4周期、第Ⅷ族，原子序数为27，原子量为58.9332，密排六方晶体，银白色铁磁性金属，表面抛光后有淡蓝光泽，常见化合价为+2、+3。钴在水及空气中稳定，易溶于硝酸，逐渐溶于稀盐酸和硫酸，容易被氨水和氢氧化钠侵蚀[1]。钴的同位素有57Co、58Co，人工激发的同位素钴为60Co，使用也最广。自然界中的钴主要以砷化物、氧化物和硫化物形式存在，通常钴以<1%的浓度存在于铜、铁、铝、镍和银矿中，大多数钴产品是生产铜或镍时的副产品。

2　钴的代谢

虽然钴离子很容易被小肠吸收，但钴离子对动物并无生理意义，无论单胃动物还是反刍动物都不能通过钴来合成维生素B12。回肠是钴吸收的主要部位，机体缺铁时会增加对钴的吸收，肠道吸收的钴盐进入血液后的运输机制与铁相似，钴与运钴蛋白结合，然后经门静脉进入肝脏并被运送至全身[1-2]。吸收的钴绝大部分通过尿液，少数通过粪便、肠道、毛发、乳汁和汗腺等排出体外，极少量被保留下来，但排钴的比例依钴的性质不同而存在一定差异。有研究报道，泌乳母牛随粪便排出的钴占总排泄量的86% ～87.5%，随乳排出的占11.5% ～ 12.5%，随尿排出的占0.9%～1.0%。在用57Co注射入大鼠体内，24 h后经尿液回收30%的57Co，6 d内回收注入量的63%，同期从粪便中收回的钴仅占12%。

3　钴的生物学功能

3.1在造血功能方面的作用

钴在动物胚胎时期就参与机体的造血过程。钴可以治疗多种贫血，特别是对低色素红细胞性贫血效果较好，研究认为钴增强机体造血功能的渠道可能有：直接刺激作用，钴能促进胃肠道内铁的吸收和加速贮存铁的动员，使铁易于进入骨髓被利用；间接刺激作用，钴能抑制细胞内如细胞色素氧化酶、琥珀酸脱氢酶、触酶、胆碱脱氢酶等很多重要的呼吸酶的活性，这样就在一定范围内损伤了细胞内氧的代谢，引起细胞缺氧，从而使促红细胞生成素的合成量增加，产生代偿造血功能亢进。给动物补饲钴盐后，在24 h及3～7 d内，体内血红蛋白及红细胞的数量出现两次增加，第1次增加是由于钴刺激血库组织将有形成分释放出来并动员贮存铁释放的结果，第2次增加则是由于钴刺激了骨髓的造血功能。

3.2在维生素B12生理功能方面的作用

维生素B12是a-（5, 6-二甲基苯并咪唑）-钴胺酞胺-氰化物，亦称氰钴胺素，化学通式为C63H88N14O14PCo。维生素B12是一种咕啉多环化合物，其中钴是以三价形式的钴啉核组成维生素B12的核心成分，钴啉核是维生素B12的化学结构中相对分子质量最大、化学结构最为复杂的一个部分[3]。维生素B12（氰钴胺素）的氰离子可被甲基取代氰离子形成甲钴胺素，或被5-脱氧腺苷取代形成5-脱氧腺苷钻胺素，这两种被取代的维生素B12在动物体内主要作为甲基丙二酰CoA变位酶和5-甲基四氢叶酸甲基转移酶等多种酶的辅酶，参与动物蛋白质、脂肪和丙酸代谢、叶酸转化、蛋氨酸和核酸合成等多种生物化学反应[3-4]。缺钴就不能合成维生素B12，维生素B12缺乏从而影响畜禽机体一系列与维生素B12参与的生化反应。

4　在畜禽生产中的应用

4.1单胃动物

钴可提高单胃动物的生产性能、免疫力，降低死亡率等。有研究报道，在肉用仔鸡配合饲料中添加钴0.5～2.5 mg·t-1对肉用仔鸡的存活率和增重均有良好作用。王安等研究表明，在肉仔鸡日粮中添加钴0.3 mg·kg-1可提高肉仔鸡的生产性能[5]。李庆云报道，北京鸭可以利用日粮中外源添加钴合成维生素B12，改善机体造血机能，提高肉鸭血浆总蛋白、白蛋白、球蛋白含量，提高红细胞免疫功能，降低死亡率[6]。刘汉中等报道，日粮添加钴0.1 mg·kg-1可提高生长肉兔的生产性能，添加钴0.5 mg·kg-1可显著提高肌肉嫩度（P<0.05）[7]。李南等研究发现，氯化钴可以增加缺血肢体骨骼肌的HIF-1a的表达，有望用于治疗肢体动脉闭塞症[8]。

1985年前苏联推荐生长猪和种母猪钴的需要量分别为1和1.5 mg·kg-1。1989年法国（AEC）推荐生长猪和种母猪钴的需要量分别为0.5～0.75和0.5 mg·kg-1。王安等在猪用矿物质添加剂调查报告中报道，在所调查的样本中，大多数都有添加钴，添加量最高为1.08 mg·kg-1；在我国17个厂家的禽用矿物质添加剂的成分调查报告中显示，全价料中最多添加量为2.33 mg·kg-1[5]。

虽然钴在单胃动物生产中起到重要的作用，但王安在调研时发现，当时市场上所销售的鸡和猪料中大多数都没有添加微量元素钴，其原因可能是大多数研究者认为，对单胃动物来说具有生物活性的维生素B12似乎比钴更为重要。当动物采食仅含少量甚至不含维生素B12的全植物性饲粮时，需要一些钴以便肠道微生物合成维生素B12，但这并不能满足生长猪和鸡对维生素B12的需要[5]。所以，在单胃动物的饲粮中，钴应该以维生素B12的形式供给。

4.2反刍动物

4.2.1在反刍动物生产中的应用

在反刍动物饲料中添加微量元素钴可提高动物生产性能、消化机能和繁殖机能等。杨文平等研究表明，在晋中绵羊日粮中添加不同水平锌、铁和钴，与对照组相比，极显著提高了绵羊的日增重（P<0.01），同时发现添加钴可促进瘤胃代谢，以0.675 mg·d-1·只-1饲喂，饲喂效果较好[9]。穆秀梅等研究发现，在4月龄断奶的波尔山羊羔羊基础日粮中添加钴0.4 mg·kg-1有利于断奶羔羊的生长发育，体重极显著提高（P<0.01）[10]。史小为试验发现，饲料中添加一定量的钴和维生素B12能改善牛的采食量，显著提高牛日增重（P<0.05），能改善牛的毛色及生长发育情况[11]。莫芳等研究发现，在3月龄小尾寒羊羔羊精饲料基础上添加钴0.4 mg·kg-1能极显著增加日增重（P<0.01）[12]。穆秀梅等试验证明，饲料中添加钴和维生素B12有利于断奶羔羊的生长发育，增加羔羊的日增重[10]。蔡令波研究发现，给经产母牛补充氯化钴可提高窝产仔数、产乳量[13]。

4.2.2钴与维生素B12

饲粮钴与反刍动物体内维生素B12水平之间具有密切的关系，有研究将20头母牛随机分为两组，对照组不添加钴，试验组每头每日给予硫酸钴5、10、20 mg，饲喂6个月后，试验组血液中维生素B12含量为315±49 pg·mL-1，而未处理组母牛血液中维生素B12含量为185±3 pg·mL-1。研究表明，钴可通过影响体内维生素B12的水平，进而影响内分泌控制活动中心。有关钴或维生素B12缺乏对山羊肾上腺皮质和排卵机能的影响的研究证明，缺钴使母山羊发情周期失常（22.6±6.8 d，最大偏差12～38 d），而钴正常日粮组的山羊发情周期为18±0.3 d（最大偏差为16～21 d）。根据血样检测发现，缺钴母羊血浆中皮质类固醇始终比对照组羊高，而垂体促黄体素却比对照组羊低。

反刍动物本身对钴的需要量很低，但由于其瘤胃微生物的生长繁殖以及瘤胃中维生素B12的合成需要有钴的存在和参与，所以饲料中钴的含量也就决定了瘤胃微生物区系的繁衍程度和维生素B12的合成量，当饲料中钴含量较低时，瘤胃微生物的生长繁殖将受到影响，从而导致动物的消化功能严重紊乱。当瘤胃液中钴含量<51 μg·L-1时，所合成的维生素B12则大幅减少。

4.2.3钴与非蛋白氮

微量元素特别是钴对于尿素氮的利用程度也有影响。钴是维生素B12的组成成分，如果饲粮缺钴，维生素B12的合成将减慢，影响饲粮中含氮物质的利用。钴能促进饲喂以非豆科干草的牛对尿素的利用和对纤维素的消化，并能提高牛的生长速度。有研究报道，在含有尿素的奶牛日粮中添加钴，试验组奶牛在试验期内多产奶981 L，饲料消耗降低。

5　钴的缺乏与过量

5.1钴的缺乏

动物饲养中钴缺乏主要是由日粮钴供给不足引起的，主要发生于反刍动物，幼龄时期对缺钴反应较为敏感。缺钴临床主要表现为营养代谢障碍和贫血的慢性疾病症状。早期症状是生长迟缓、消瘦、体重下降，严重症状是肝中脂肪降解、极度贫血、免疫力下降、嗜中性粒细胞功能受损，造成营养性不孕或孕牛流产。治疗方法：可应用氯化钴5～30 mg制成水溶液灌服，也可应用维生素B12（100～200 μg）肌肉注射[14]。当成年反刍动物日粮缺钴时，其肝中贮存的维生素B12足够持续数周，而幼龄反刍动物肝脏中维生素B12的贮量较低，所以幼龄的反刍动物对钴缺乏非常敏感。反刍动物补充钴的方法除饲料添加剂外，还可在牧场施用含钴化肥；采用盐块形式饲喂绵羊或牛来补充钴；口服或灌服钴盐溶液，如果剂量充足，完全可以防止或治疗动物缺钴症状；若经常口服或灌服，工作量大，而使用钴弹或钴丸可克服这些缺点。

5.2钴的过量

苏静怡研究发现，过量钴能刺激促红细胞生成素的产生，进而引起动物的红细胞增生[15]。过量的钴可能引起幼猪食欲减退、腿僵直、弓背、运动失调、肌肉震颤和贫血。断奶仔猪对日粮钴的最大耐受水平<150 mg·kg-1。硒、维生素E和半胱氨酸对防止钴因过量产生毒性有一定作用，但铜却可加剧钴中毒引起的生长阻抑。有研究报道，日粮中钴含量为125 mg·kg-1时会引起肉仔鸡血红蛋白浓度升高，并影响腹水综合征的发生率。肉仔鸡饮含钴80 mg·L-1的水时可诱发肉仔鸡红细胞增生，进而使血液黏度升高，最终导致右心肥大腹水综合征。有研究发现，生长鸡日粮中添加钴（CoCl2·6H2O）200 mg·kg-1时，鸡出现钴中毒，表现为生长减慢。

6　小结

在畜禽生产中，确保畜禽饲料营养且全价是首要也是重要的条件，虽然在畜禽生产中微量元素钴需要量较少，但无论是钴自身还是通过维生素B12参与机体营养物质的消化、代谢以发挥其生物学作用，钴都是动物一种必需微量矿物质元素[16]。大量试验证明，钴具有提高动物生产性能、消化机能、繁殖能力、免疫力、降低动物死亡率等重要作用，所以在动物生产中特别是在反刍动物营养中起到十分重要的作用，现已对钴的生物学效应及其在畜禽生产中的应用有了初步的了解，但还有一些方面亟待研究：在动物不同生理阶段钴的添加量；钴与其他矿物质及维生素之间的相互作用。

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前沿科技摘编

Biological Effect of Trace Element Cobalt and Application in livestock and Poultry Production

WANG Yanhui, WU Xuejun
（College of Heilongjiang Polytechnic, Shuangcheng 150111, Heilongjiang China）

Abstract:Cobalt is one of the substances essential for livestock and poultry nutrition metabolism, an important effect of cobalt in livestock and poultry growth, breeding, immunity, hematopoiesis and other processes has been con⁃firmed in livestock and poultry production. In this paper, its application in livestock and poultry production were dis⁃cussedthroughthe biological effect of cobalt.

Key words:Co; metabolism; biological function; deficiency; excessive; application

作者简介：王艳辉（1981-），女，黑龙江齐齐哈尔人，硕士，讲师，主要从事动物营养与饲料研究。

收稿日期：2015-03-27

中图分类号：S816.72；S815

文献标志码：A

文章编号：1001-0084（2015）05-0010-04