硼對動物健康及生產(chǎn)的關(guān)鍵作用(綜述)(續(xù)2)

韓浩月

摘? 要：硼（Boron，B）在植物和動物的生物學(xué)、機(jī)體代謝和生理過程中具有多種有益功能。它在維持動物健康和預(yù)防營養(yǎng)失調(diào)方面發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。硼缺乏會導(dǎo)致免疫功能低下以及骨質(zhì)疏松癥的高發(fā)，這會增加死亡風(fēng)險。硼過量則會導(dǎo)致人類和多種動物的細(xì)胞損傷和毒性。在過去幾年中，人們對明確硼的多效性予以了關(guān)注，包括免疫反應(yīng)的激活、抗氧化解毒活性、影響骨代謝、提高動物生產(chǎn)性能和調(diào)節(jié)多種機(jī)體系統(tǒng)的作用。此外，硼作為抗熱應(yīng)激劑在植物中的作用已經(jīng)得到證實，并且研究人員也提議在動物上進(jìn)行研究。研究表明，日糧中添加硼后，奶牛的肝臟代謝有顯著改變。同樣，向動物飼料中添加硼可以增強(qiáng)動物的骨密度、加快傷口愈合速度和促進(jìn)胚胎發(fā)育。此外，硼對許多礦物質(zhì)和酶的代謝具有潛在影響?；谝陨吓鸬囊嫣?，高或低水平的硼均值得關(guān)注。同樣，還需要對硼的影響進(jìn)行更深入的研究，并調(diào)整不同動物物種對硼的需求。

關(guān)鍵詞：硼;特性;作用機(jī)理

中圖分類號：S816 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：C 文章編號：1001-0769（2019）02-0057-03

7? 硼與血液生化組分

日糧中補(bǔ)充硼的試驗組大鼠（5 mg/kg～ 40 mg/kg）的血清丙氨酸氨基轉(zhuǎn)氨酶（Alanine Aminotransferase，ALT）水平較低，這表明硼有促進(jìn)肝臟健康的作用。Bhasker等表明，在日糧中添加硼可以提高大鼠營養(yǎng)物質(zhì)的消化率，提高生長性能，降低血清中甘油三酯、高密度脂蛋白膽固醇和丙氨酸轉(zhuǎn)氨酶的水平。Kucukkurt等報道，大鼠血清中的非酯化脂肪酸（Non-Esterifid Fatty Acids，NEFA）和β-羥基丁酸（β-Hydroxybutyric Acid，β-HBA）含量不受日糧中硼砂和/或硼酸的影響。但是，Kabu等的研究表明硼會對奶牛的許多血液學(xué)指標(biāo)產(chǎn)生短期影響。硼會降低血漿脂質(zhì)濃度。向14日齡后的大鼠日糧中添加兩種不同來源的硼，會降低大鼠膽固醇、甘油三酯和血清低密度脂蛋白（Low-Density Lipoprotein，LDL）的水平。此外，兩種來源的硼均會抑制LDL的結(jié)合，進(jìn)入成纖維細(xì)胞、肝臟和主動脈細(xì)胞，并刺激高密度脂蛋白（High-Density Lipoprotein，HDL）結(jié)合和肝細(xì)胞衰退。日糧中添加硼酸（2 mg/d）14 d后，大鼠的總膽固醇、總甘油三酯和LDL濃度均降低。此外，在奧地利西門塔爾（Fleckvieh）奶牛日糧中添加硼砂，會增加其總蛋白質(zhì)含量，降低HDL和尿酸水平。此外，血清β-HBA、總膽固醇（Total Cholesterol，TC）和血尿素氮（Blood Urea Nitrogen，BUN）濃度增加（P<0.05）。分娩后，兩個處理組血清NEFA濃度均下降（P<0.05）。14周后，對照組和處理組奶牛的產(chǎn)奶量無顯著差異。

Armstrong等在第一項試驗中發(fā)現(xiàn)僅甘油三酯的值發(fā)生了變化，但在第二項試驗中發(fā)現(xiàn)，與對照組（硼含量為0.52 mmol/L）相比，添加15 mg/kg硼的處理組（硼含量為0.69 mmol/L），其甘油三酯值更高（P<0.05）。據(jù)報道，與對照組相比，硼處理動物的炎癥應(yīng)激生物標(biāo)志物——血漿纖維蛋白原、血清C-反應(yīng)蛋白和紅細(xì)胞沉降率顯著提高。令人驚訝的是，硼處理組（3 mg/d）動物的血清C-反應(yīng)蛋白和血漿纖維蛋白原含量的提高最為顯著。這些驚人的發(fā)現(xiàn)還需要進(jìn)一步謹(jǐn)慎地對照研究，以便證實或支持其結(jié)果，最好由其他研究小組進(jìn)行。

8? 能量狀態(tài)

奶牛日糧中補(bǔ)充硼具有增脂效應(yīng)，并且可以改善產(chǎn)后能量狀態(tài)。據(jù)報道，日糧添加? 40 mg/kg的硼可以降低雛雞胰腺中原位胰島素釋放的峰值，維持血漿葡萄糖水平，并降低血清中甘油三酯含量，這些結(jié)果與先前的報道一致。一些研究表明硼對能量底物（甘油三酯和葡萄糖）有影響。

9? 脫毒功能

在圍產(chǎn)期奶牛的日糧中補(bǔ)充硼可有效預(yù)防代謝紊亂并緩解氟中毒。據(jù)報道，與對照組相比，重金屬會增加姐妹染色單體互換（Sister Chromatid Exchange，SCE）和微核（Micronuclei，MN）的發(fā)生率，增加氧化應(yīng)激標(biāo)記物——丙二醛的血漿含量，降低抗氧化酶的活性以及谷胱甘肽的總濃度。5 mg/kg～ 20 mg/kg的硼化合物可以顯著降低由低水平重金屬刺激導(dǎo)致的遺傳毒性影響。早先的報道表明，50 mg/kg和20 mg/kg的硼可分別緩解大鼠因氟毒性和馬拉硫磷毒性引起的腎臟病理學(xué)變化。進(jìn)一步的研究也表明了日糧硼在調(diào)節(jié)由馬拉硫磷、四氯化碳誘導(dǎo)的毒性中的作用，緩解了大鼠肝細(xì)胞癌的嚴(yán)重程度。硼酸鹽可抑制黃曲霉毒素B1誘導(dǎo)形成微核和姐妹染色單體互換。此外，硼酸可防止鉛毒性和鎘毒性導(dǎo)致的DNA鏈斷裂和微核生成。硼酸還可保護(hù)用尼古丁處理的人原發(fā)性肺泡上皮細(xì)胞中的染色體結(jié)構(gòu)。

后續(xù)評估和臨床診斷試驗提出，硼與其他有用的營養(yǎng)元素共同作用，具有中和多種重金屬毒性影響的潛在生物學(xué)功能。此外，Elsair等的研究指出，日糧中高水平的硼可以緩解氟化物誘導(dǎo)產(chǎn)生的兔子高鈣血癥、甲狀旁腺功能亢進(jìn)、低磷血癥和磷吸收緩慢等，這表明硼具有礦物質(zhì)調(diào)節(jié)功能，這些礦物質(zhì)對保證機(jī)體免于重金屬中毒有重要作用。先前的研究表明硼與幾種礦物質(zhì)相互作用可以緩解水牛氟中毒。當(dāng)攝入更多的氟化物時，肯定會引起機(jī)體不適，因為這會導(dǎo)致磷和堿性磷酸酶（Alkaline Phosphatase，ALP）活性增強(qiáng)，同時導(dǎo)致鈣濃度降低。然而，與氟化物中毒對照組的結(jié)果相反，攝入硼可以改善血清礦物質(zhì)的組成。

日糧中鉀、鈣、碘和其他礦物質(zhì)的缺乏會導(dǎo)致動物對有毒放射性成分?jǐn)z入量增加。若這些營養(yǎng)元素在日糧中的含量適當(dāng)，機(jī)體便能夠代謝排出這些毒素。硼去除有毒放射性成分的具體機(jī)制尚不清楚，其機(jī)制可能與其能夠幫助機(jī)體減少重金屬的攝入并助其排出體外有關(guān)。當(dāng)日糧中缺鈣時，硼可增加動物體內(nèi)的鈣含量。鈣的功能可能是阻止有毒物質(zhì)的吸收和增加有毒物質(zhì)的排出，這很容易被大家所理解和接受。最近的研究證實，硼補(bǔ)充劑可以用于治療嚴(yán)重的鎘中毒。研究結(jié)果顯示硼徹底消除了鎘引起的毒性，這可以保護(hù)腎臟和肝臟免受嚴(yán)重?fù)p傷。硼還具有調(diào)節(jié)生物系統(tǒng)的功能，因為其親和細(xì)胞膜上的順式-OH和拮抗鎂依賴性酶反應(yīng)。

綜上所述，硼攝入量的范圍很廣，可緩解毒性物質(zhì)的影響，因此硼對DNA、細(xì)胞膜和增強(qiáng)礦物質(zhì)的吸收均有益。

10 抗氧化功能

硼是一種天然礦物質(zhì)。除了傳統(tǒng)的保健作用外，硼還廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)、工業(yè)和化妝品領(lǐng)域。此外，硼是生命周期中不可或缺的元素。研究人員開展大量研究，降低硼在哺乳動物生命代謝周期各種組織中的功能和生物學(xué)作用。通過這種方式，大量證據(jù)表明營養(yǎng)適量和營養(yǎng)過量的硼對人類和動物的健康和福利均有益。硼對機(jī)體不同組織的炎癥和氧化應(yīng)激的調(diào)節(jié)作用仍在持續(xù)研究中，炎癥和氧化應(yīng)激最終會影響病理狀態(tài)（如關(guān)節(jié)炎、癌癥、骨質(zhì)疏松癥和心血管疾病）的易感性和/或嚴(yán)重性。

最近的研究發(fā)現(xiàn)，氧化應(yīng)激可能會誘發(fā)葡萄糖中毒引起的β細(xì)胞功能障礙，進(jìn)而導(dǎo)致組織損傷。細(xì)胞抗氧化會調(diào)節(jié)其對氧化損傷的易感性，并且時常在氧化應(yīng)激情況下進(jìn)行轉(zhuǎn)化。細(xì)胞抗氧化狀態(tài)決定了機(jī)體對氧化損傷的易感性，并且通常隨氧化應(yīng)激的改變而改變。因此，最近對于體內(nèi)存在高氧化應(yīng)激的糖尿病人而言，許多抗氧化劑都用來避免其體內(nèi)的氧化損傷。

抗氧化劑的種類繁多，如酶（過氧化氫酶、超氧化物歧化酶、谷胱甘肽過氧化物酶）、維生素E和維生素C、礦物質(zhì)（硒、鋅、硼），均已被用于保護(hù)細(xì)胞免受DNA損傷和脂質(zhì)過氧化反應(yīng)，DNA損傷和脂質(zhì)過氧化反應(yīng)是造成許多病理性疾病的原因。許多研究已經(jīng)證實硼有抗氧化性、保肝作用和抗原毒性。Ince等認(rèn)為硼可以通過增加體內(nèi)谷胱甘肽的儲存并抑制其他活性氧的生成來減少氧化損傷。此外，Turkez等發(fā)現(xiàn)，低劑量硼化合物可以增加人體血液中的抗氧化酶活性。同樣，有研究人員提出，白細(xì)胞中ROS的產(chǎn)生可以通過硼對6-磷酸葡萄糖酸脫氫酶（磷酸戊糖途徑中的成分）的抑制作用而降低。

可靠的數(shù)據(jù)表明，硼補(bǔ)充劑在很大程度上可以通過一種保護(hù)措施來改善大鼠體內(nèi)由肝細(xì)胞癌、四氯化碳和馬拉硫磷誘導(dǎo)的氧化應(yīng)激，這是通過增強(qiáng)超氧化物歧化酶（Superoxide Dismutase，SOD）的活性而達(dá)成的。此外，Bhasker等發(fā)現(xiàn)，日糧中的硼可以調(diào)節(jié)大鼠體內(nèi)SOD的基因表達(dá)。

印度研究人員發(fā)現(xiàn)，SOD的活性隨著日糧中補(bǔ)充的硼含量的增加而增加，如前文所述，日糧中額外添加硼可顯著提高紅細(xì)胞SOD含量、SOD活性和總抗氧化活性（Total Antioxidant Activity，TAA），并可顯著提高脾臟中的SOD活性（P<0.05）。與之相反，口服硼（4 mg/kg）的大鼠血液中的TAA、紅細(xì)胞SOD活性和肝組織指標(biāo)保持不變。此外，Kurtoglu等報道谷胱甘肽過氧化物酶（Glutathione Peroxidase，GPx）作為特異性抗氧化酶指標(biāo)，其含量在硼補(bǔ)充組顯著提高（P<0.001）。然而，在雄性小鼠的飲水中加入硼（0.10 mg/d、0.20 mg/d和0.30 mg/d），60 d后，谷胱甘肽還原酶和脂質(zhì)過氧化物濃度未發(fā)生顯著變化。

大鼠日糧缺鈣時添加硼可使SOD活性升高，可能是因為氧化應(yīng)激條件下釋放了內(nèi)源性抗氧化因子。硼可在生化和分子水平上同時調(diào)節(jié)和增強(qiáng)兩種SOD同工酶mRNA表達(dá)水平，進(jìn)而增強(qiáng)機(jī)體的抗氧化和免疫功能。

綜上所述，硼可以緩解DNA損傷，這可能歸因于他們的抗氧化特性和細(xì)胞保護(hù)活性。Coban等表明，硼的抗氧化作用可能與其增強(qiáng)抗氧化防御系統(tǒng)、抑制DNA損傷、保護(hù)糖尿病大鼠細(xì)胞增殖的作用有關(guān)。之前的研究表明，超營養(yǎng)日糧中添加硼砂和/或硼酸（100 mg/kg）可增強(qiáng)大鼠體內(nèi)的抗氧化酶活性，減少氧化應(yīng)激，減少脂質(zhì)過氧化和DNA損傷。

（待續(xù)）