硼对动物健康及生产的关键作用(综述)(续2)

韩浩月

摘  要：硼（Boron，B）在植物和动物的生物学、机体代谢和生理过程中具有多种有益功能。它在维持动物健康和预防营养失调方面发挥着至关重要的作用。硼缺乏会导致免疫功能低下以及骨质疏松症的高发，这会增加死亡风险。硼过量则会导致人类和多种动物的细胞损伤和毒性。在过去几年中，人们对明确硼的多效性予以了关注，包括免疫反应的激活、抗氧化解毒活性、影响骨代谢、提高动物生产性能和调节多种机体系统的作用。此外，硼作为抗热应激剂在植物中的作用已经得到证实，并且研究人员也提议在动物上进行研究。研究表明，日粮中添加硼后，奶牛的肝脏代谢有显著改变。同样，向动物饲料中添加硼可以增強动物的骨密度、加快伤口愈合速度和促进胚胎发育。此外，硼对许多矿物质和酶的代谢具有潜在影响。基于以上硼的益处，高或低水平的硼均值得关注。同样，还需要对硼的影响进行更深入的研究，并调整不同动物物种对硼的需求。

关键词：硼;特性;作用机理

中图分类号：S816 文献标志码：C 文章编号：1001-0769（2019）02-0057-03

7  硼与血液生化组分

日粮中补充硼的试验组大鼠（5 mg/kg～ 40 mg/kg）的血清丙氨酸氨基转氨酶（Alanine Aminotransferase，ALT）水平较低，这表明硼有促进肝脏健康的作用。Bhasker等表明，在日粮中添加硼可以提高大鼠营养物质的消化率，提高生长性能，降低血清中甘油三酯、高密度脂蛋白胆固醇和丙氨酸转氨酶的水平。Kucukkurt等报道，大鼠血清中的非酯化脂肪酸（Non-Esterifid Fatty Acids，NEFA）和β-羟基丁酸（β-Hydroxybutyric Acid，β-HBA）含量不受日粮中硼砂和/或硼酸的影响。但是，Kabu等的研究表明硼会对奶牛的许多血液学指标产生短期影响。硼会降低血浆脂质浓度。向14日龄后的大鼠日粮中添加两种不同来源的硼，会降低大鼠胆固醇、甘油三酯和血清低密度脂蛋白（Low-Density Lipoprotein，LDL）的水平。此外，两种来源的硼均会抑制LDL的结合，进入成纤维细胞、肝脏和主动脉细胞，并刺激高密度脂蛋白（High-Density Lipoprotein，HDL）结合和肝细胞衰退。日粮中添加硼酸（2 mg/d）14 d后，大鼠的总胆固醇、总甘油三酯和LDL浓度均降低。此外，在奥地利西门塔尔（Fleckvieh）奶牛日粮中添加硼砂，会增加其总蛋白质含量，降低HDL和尿酸水平。此外，血清β-HBA、总胆固醇（Total Cholesterol，TC）和血尿素氮（Blood Urea Nitrogen，BUN）浓度增加（P<0.05）。分娩后，两个处理组血清NEFA浓度均下降（P<0.05）。14周后，对照组和处理组奶牛的产奶量无显著差异。

Armstrong等在第一项试验中发现仅甘油三酯的值发生了变化，但在第二项试验中发现，与对照组（硼含量为0.52 mmol/L）相比，添加15 mg/kg硼的处理组（硼含量为0.69 mmol/L），其甘油三酯值更高（P<0.05）。据报道，与对照组相比，硼处理动物的炎症应激生物标志物——血浆纤维蛋白原、血清C-反应蛋白和红细胞沉降率显著提高。令人惊讶的是，硼处理组（3 mg/d）动物的血清C-反应蛋白和血浆纤维蛋白原含量的提高最为显著。这些惊人的发现还需要进一步谨慎地对照研究，以便证实或支持其结果，最好由其他研究小组进行。

8  能量状态

奶牛日粮中补充硼具有增脂效应，并且可以改善产后能量状态。据报道，日粮添加  40 mg/kg的硼可以降低雏鸡胰腺中原位胰岛素释放的峰值，维持血浆葡萄糖水平，并降低血清中甘油三酯含量，这些结果与先前的报道一致。一些研究表明硼对能量底物（甘油三酯和葡萄糖）有影响。

9  脱毒功能

在围产期奶牛的日粮中补充硼可有效预防代谢紊乱并缓解氟中毒。据报道，与对照组相比，重金属会增加姐妹染色单体互换（Sister Chromatid Exchange，SCE）和微核（Micronuclei，MN）的发生率，增加氧化应激标记物——丙二醛的血浆含量，降低抗氧化酶的活性以及谷胱甘肽的总浓度。5 mg/kg～ 20 mg/kg的硼化合物可以显著降低由低水平重金属刺激导致的遗传毒性影响。早先的报道表明，50 mg/kg和20 mg/kg的硼可分别缓解大鼠因氟毒性和马拉硫磷毒性引起的肾脏病理学变化。进一步的研究也表明了日粮硼在调节由马拉硫磷、四氯化碳诱导的毒性中的作用，缓解了大鼠肝细胞癌的严重程度。硼酸盐可抑制黄曲霉毒素B1诱导形成微核和姐妹染色单体互换。此外，硼酸可防止铅毒性和镉毒性导致的DNA链断裂和微核生成。硼酸还可保护用尼古丁处理的人原发性肺泡上皮细胞中的染色体结构。

后续评估和临床诊断试验提出，硼与其他有用的营养元素共同作用，具有中和多种重金属毒性影响的潜在生物学功能。此外，Elsair等的研究指出，日粮中高水平的硼可以缓解氟化物诱导产生的兔子高钙血症、甲状旁腺功能亢进、低磷血症和磷吸收缓慢等，这表明硼具有矿物质调节功能，这些矿物质对保证机体免于重金属中毒有重要作用。先前的研究表明硼与几种矿物质相互作用可以缓解水牛氟中毒。当摄入更多的氟化物时，肯定会引起机体不适，因为这会导致磷和碱性磷酸酶（Alkaline Phosphatase，ALP）活性增强，同时导致钙浓度降低。然而，与氟化物中毒对照组的结果相反，摄入硼可以改善血清矿物质的组成。

日粮中钾、钙、碘和其他矿物质的缺乏会导致动物对有毒放射性成分摄入量增加。若这些营养元素在日粮中的含量适当，机体便能够代谢排出这些毒素。硼去除有毒放射性成分的具体机制尚不清楚，其机制可能与其能够帮助机体减少重金属的摄入并助其排出体外有关。当日粮中缺钙时，硼可增加动物体内的钙含量。钙的功能可能是阻止有毒物质的吸收和增加有毒物质的排出，这很容易被大家所理解和接受。最近的研究证实，硼补充剂可以用于治疗严重的镉中毒。研究结果显示硼彻底消除了镉引起的毒性，这可以保护肾脏和肝脏免受严重损伤。硼还具有调节生物系统的功能，因为其亲和细胞膜上的顺式-OH和拮抗镁依赖性酶反应。

综上所述，硼摄入量的范围很广，可缓解毒性物质的影响，因此硼对DNA、细胞膜和增强矿物质的吸收均有益。

10 抗氧化功能

硼是一种天然矿物质。除了传统的保健作用外，硼还广泛应用于农业、工业和化妆品领域。此外，硼是生命周期中不可或缺的元素。研究人员开展大量研究，降低硼在哺乳动物生命代谢周期各种组织中的功能和生物学作用。通过这种方式，大量证据表明营养适量和营养过量的硼对人类和动物的健康和福利均有益。硼对机体不同组织的炎症和氧化应激的调节作用仍在持续研究中，炎症和氧化应激最终会影响病理状态（如关节炎、癌症、骨质疏松症和心血管疾病）的易感性和/或严重性。

最近的研究发现，氧化应激可能会诱发葡萄糖中毒引起的β细胞功能障碍，进而导致组织损伤。细胞抗氧化会调节其对氧化损伤的易感性，并且时常在氧化应激情况下进行转化。细胞抗氧化状态决定了机体对氧化损伤的易感性，并且通常随氧化应激的改变而改变。因此，最近对于体内存在高氧化应激的糖尿病人而言，许多抗氧化剂都用来避免其体内的氧化损伤。

抗氧化剂的种类繁多，如酶（过氧化氢酶、超氧化物歧化酶、谷胱甘肽过氧化物酶）、维生素E和维生素C、矿物质（硒、锌、硼），均已被用于保护细胞免受DNA损伤和脂质过氧化反应，DNA损伤和脂质过氧化反应是造成许多病理性疾病的原因。许多研究已经证实硼有抗氧化性、保肝作用和抗原毒性。Ince等认为硼可以通过增加体内谷胱甘肽的储存并抑制其他活性氧的生成来减少氧化损伤。此外，Turkez等发现，低剂量硼化合物可以增加人体血液中的抗氧化酶活性。同样，有研究人员提出，白细胞中ROS的产生可以通过硼对6-磷酸葡萄糖酸脱氢酶（磷酸戊糖途径中的成分）的抑制作用而降低。

可靠的数据表明，硼补充剂在很大程度上可以通过一种保护措施来改善大鼠体内由肝细胞癌、四氯化碳和马拉硫磷诱导的氧化应激，这是通过增强超氧化物歧化酶（Superoxide Dismutase，SOD）的活性而达成的。此外，Bhasker等发现，日粮中的硼可以调节大鼠体内SOD的基因表达。

印度研究人员发现，SOD的活性随着日粮中补充的硼含量的增加而增加，如前文所述，日粮中额外添加硼可显著提高红细胞SOD含量、SOD活性和总抗氧化活性（Total Antioxidant Activity，TAA），并可显著提高脾脏中的SOD活性（P<0.05）。与之相反，口服硼（4 mg/kg）的大鼠血液中的TAA、红细胞SOD活性和肝组织指标保持不变。此外，Kurtoglu等报道谷胱甘肽过氧化物酶（Glutathione Peroxidase，GPx）作为特异性抗氧化酶指标，其含量在硼补充组显著提高（P<0.001）。然而，在雄性小鼠的饮水中加入硼（0.10 mg/d、0.20 mg/d和0.30 mg/d），60 d后，谷胱甘肽还原酶和脂质过氧化物浓度未发生显著变化。

大鼠日粮缺钙时添加硼可使SOD活性升高，可能是因为氧化应激条件下释放了内源性抗氧化因子。硼可在生化和分子水平上同时调节和增强两种SOD同工酶mRNA表达水平，进而增强机体的抗氧化和免疫功能。

综上所述，硼可以缓解DNA损伤，这可能归因于他们的抗氧化特性和细胞保护活性。Coban等表明，硼的抗氧化作用可能与其增强抗氧化防御系统、抑制DNA损伤、保护糖尿病大鼠细胞增殖的作用有关。之前的研究表明，超營养日粮中添加硼砂和/或硼酸（100 mg/kg）可增强大鼠体内的抗氧化酶活性，减少氧化应激，减少脂质过氧化和DNA损伤。

（待续）