锗在养禽业中的应用前景
锗在养禽业中的应用前景
沈阳农业大学畜牧兽医学院
袁缨 温萍
1887年德国化学家Winkler首次合成了一种有机锗（四乙基锗）和几种无机锗化合物，各国学者相继研究合成了多种锗化合物。1967年吉川浩等以及浅井一彦以三卤化锗烷为基料，合成了水溶性良好，具有广泛药理作用的β-羧乙基锗倍半氧化物（Carboxyethyl germanium Sesquioxide, CEG，简称Ge-132），揭开了锗及有机锗化合物的医学研究和应用的新纪元。近十几年来，对有机锗化合物的生物活性，引起了世界各国学者的极大兴趣。
锗化合物具有广泛的有益生物学效应，如促进动植物生长、刺激造血系统功能、提高免疫力、治疗癌肿、消炎抗菌等。近几年来，我国畜牧兽医学者把它们用作禽类的微量元素添加剂，对其在养禽业方面的生物学效应进行了广泛细致的研究，并且取得了显著的成绩，而国外在这方面的报道却很少。
1 锗化合物在养禽业的研究现状
近几年来，东北农业大学动物医学系的唐兆新、陈越、史言等对Ge-132在鸡的营养、免疫、生理生化等方面进行了一系列卓有成效的研究，另外李建凡等人研究了无机锗化合物（GeO2和GeCl4）的促生长效应及其毒性。因国外至今未见有这方面的报道，所以本文就我国养禽业应用锗化合物的研究情况做一简述。
1.1 作为饲料添加剂中微量元素成分之一的可行性研究 目前大多数试验研究结果表明，锗化合物做为鸡的饲料添加剂是可行的，但并非所有的锗化合物都能用做添加剂。杨志强等（1992）用无机锗粉饲喂7周龄鸡，发现添加10mg/kg和20mg/kg锗，对鸡生长有明显的促进作用，提高了饲料报酬和屠宰率，而未见任何异常变化。李建凡等（1994）研究了GeO2和GeCl4，对0～35日龄罗斯肉鸡的促生长作用及毒性，结果发现10mg/kg GeO2具有促进鸡生长作用，与未加GeO2鸡组比，提高饲料转化率7.5%（p<0.05）和日增重11%（p<0.05），而同浓度的GeCl4却不能促进鸡的生长，从而证实了不同锗化合物具有不同的生理功能。
对于有机锗的研究，主要是用Ge-132做为商品蛋鸡、蛋种鸡和肉仔鸡的饲料添加剂，试验结果表明，50mg/kg Ge-132可轻度提高产蛋率（P<0.05），提高饲料报酬和降低每枚蛋的耗料量和料蛋比，而对于其他有机锗化合物的研究却未见报道。
1.2 Ge-132对肉雏鸡免疫功能的影响研究 陈越、史言等首先研究了Ge-132对健康及人工接种vMDV雏鸡细胞免疫功能的影响，结果是Ge-132对健康及人工接种vMDV雏鸡血液T淋巴细胞数量未见明显影响，但能使加锗组的B淋巴细胞数量高于相应的对照组，尤其是10～20d时，Ge-132能明显增强人工接种vMDV雏鸡T淋巴细胞转化率，从而证实了Ge-132能在一定程度上增强机体细胞免疫功能。其次Ge-132能够增强人工感染vMDV雏鸡的抗氧化功能。与健康对照组相比，人工感染vMDV雏鸡全血GSH-Px和血清SOD活性明显降低，而血清丙二醛含量则显著增多；且人工感染vMDV雏鸡中加锗组，比未加锗组的全血GSH-Px和血清SOD活性高，血清丙二醛含量低。另外Ge-132能明显提高初生雏鸡的抗体水平。试验结果证实了富锗钏蛋孵出的雏鸡，其血清IgG、IgM水平明显高于普通雏鸡，尤其是1周龄阶段更为显著。
1.3 Ge-132对雏鸡免疫器官发育的影响研究 通过给富锗雏鸡和普通雏鸡饲喂Ge-132和MD疫苗接种，观察结果显示，富锗雏鸡30日龄后，免疫器官增重明显快于普通雏鸡，胸腺指数、法氏囊指数和脾脏指数富锗鸡组，都大于普通雏鸡（p<0.05）；当饲料中继续添加Ge-132后，这种效果尤为显著，并且对30日龄后雏鸡增重亦呈良好效果。
1.4 Ge-132能明显增强鸡体抗氧化系统功能 以不同剂量Ge-132饲喂35周龄海兰蛋种鸡，结果处理组鸡血锗含量比对照组显著增多（p<0.01）；处理组鸡血清SOD和全血GSH-Px活性比对照组明显增强，而血清LPO显著降低（p<0.01）；血锗含量与血清SOD和全血GSH-Px活性呈正相关（r=0.463和0.529），而与血清LPO含量呈强负相关（r=-0.751）。另外通过比较0～28日龄富锗雏鸡与普通雏鸡，14日龄前富锗雏鸡血液SOD和GSH-Px活性，明显高于普通雏鸡，而LPO含量则显著低于普通雏鸡。种蛋中的锗，可以明显增强初生雏鸡抗氧化系统功能，而且这种影响能持续到1～2周龄。
1.5 清除自由基 适量Ge-132能有效地清除鸡体组织和血液中的自由基。对于健康及人工感染vMDV雏鸡，免疫器官自由基代谢的影响研究结果表明：人工感染vMDV雏鸡胸腺、法氏囊及脾中自由基含量，均比健康对照组显著增多，Ge-132能使人工感染vMDV雏鸡免疫器官中自由基含量降低。Ge-132对蛋鸡血液和肝、肾、心组织自由基含量影响研究表明，处理组鸡血锗含量比对照组显著增多（p<0.01）；血液与肝、肾、脾、心的自由基含量，处理组均显著低于对照组（p<0.01）；血锗含量与血液自由基之间，呈显著的负相关，而血液自由基与肝、肾、脾及心肌组织自由基之间，呈良好的正相关。并且Ge-132对于子代雏鸡的自由基代谢，有明显的影响，这种影响可持续到10日龄阶段。唐兆新等试验表明，1日龄富锗雏鸡血液、肝、肾、心肌、胸腺、法氏囊自由基含量，明显低于普通雏鸡，且10日龄检测结果与1日龄基本相同。
1.6 锗在蛋中的生物富集作用 唐兆新等用添加Ge-132研究了锗在鸡蛋中的生物富集作用，结果全蛋锗含量在43.1701～98.3506μg之间，且与血锗浓度呈明显的正相关性（r为0.730）。另据浙江粮食科学研究所许仁溥介绍，1984年日本有数篇专利报道，将水溶性无机锗化合物，适量添加蛋鸡饲料中，按800mg/kg加入，无机锗化合物可在家禽体内转化为有机锗化合物，其所产的鸡蛋富含有机锗化合物，为人类提供保健蛋。
1.7 影响鸡的繁殖性能 有机锗添加添既可提高种蛋的受精率和孵化率，又能增强子代初生雏鸡的抗病力。试验观察结果表明，富锗种蛋的受精率明显高于普通种蛋，并对入孵孵化率产生极为显著的影响；在育雏期间，富锗雏鸡的发病率和成活率，分别低于和高于普通雏鸡。
1.8 影响脂类代谢 饲粮中添加适量的Ge-132，可在一定程度上改变鸡体的脂类代谢，并影响到鸡蛋蛋黄中胆固醇的含量，能生产富锗的低胆固醇蛋。史言等通过定期检测蛋鸡血锗含量、血清总脂、甘油三脂、总胆因醇、高密度胆固醇脂蛋白和鸡卵黄中胆固醇含量以及蛋中含锗量，结果表明，伴随血锗和蛋锗含量的增高，处理组鸡自饲后5d开始，血总脂、甘油三酯含量明显降低，与对照组相比差异显著；自第10d开始血中胆固醇含量开始降低，血清高密度胆固醇脂蛋白含量变化不明显，蛋黄中胆固醇含量，自饲后第10d起下降且低于对照组。
2 存在问题及研究展望
经过20年来的大量研究，证明锗化合物在养禽业确实具有一定的生物学活性、药理作用及医疗效能，然而尽管如此，到目前为止，尚未能证明锗是动植物体组成成分及必需营养物质，未见有任何动物出现锗缺乏症的报道。世界卫生组织和各国微量元素学术团体也从未承认锗是一种必需微量元素，而且有机锗也不是法定药物。这说明锗化合物在养禽业中的应用、开发尚存在问题，对锗化合物的基础研究和应用研究，还应深入地开展下去。
2.1 目前关于锗化合物的基础代谢所知甚少，至于正常动物体内含锗量、分布情况、锗在体内存在的形式、吸收机制、吸收部位、吸收形式、影响因素以及在血液中运输机制等均不明了，极需尽快详尽研究。
2.2 由于生物样品含锗量甚微，因此要测得准确数据，应研究如何选用高强度浓集方法，使锗富集以利于准确分析。如何用适当方法灰化以防止消化时锗的丢失和挥发，如何用灵敏、稳定的仪器分析以求得准确可靠的数据等均需要研究。当今锗的检测方法还没有标准化、规范化，以至于同一样品用不同方法测得的结果相差甚大。现在人们较常用的是原子吸收分光光度法，对检测锗化合物的方法还将继续深入地研究。
2.3 近年来，虽然锗化合物在医药、化学等方面引起了各国学者的极大关注，并取得了可喜的成绩，但在养禽业方面的研究甚少。锗化合物的毒性虽很小，但仍不可忽视，人类直接食用难免会出现蓄积中毒现象，而转化成富锗动物产品之后，食用就比较安全。锗化合物做为鸡的饲料添加剂，可行性已被证明，可利用其生物富集作用，生产富锗保健蛋。另外锗的最适添加量还未做为标准规定下来，这仍需要研究探索。
2.4 对微量元素的研究已从单个元素孤立的研究，发展到多种元素相互作用，以及多种元素在体内处于平衡状态的重要性研究，而锗与其他微量元素或常量元素的关系，同样值得人们去研究。已有报道，Zn能拮抗Ge的毒性，Ge对Se的毒性有拮抗作用，由于Ge、Zn、Se都具有抗氧化抗衰老效应，它们之间是否具有协同作用仍需要坦步验证。
2.5 锗化合物在家禽营养方面的生理生化活性，已经引起了动物营养界和动物医学界的关注。因此锗化合物与动物机体内蛋白质、氨基酸、维生素、内分泌系统代谢有无关系及怎样相互影响，有待于大量的研究探讨，以期为锗的生物学活性、临床应用和代谢规律奠定基础。
2.6 目前不少学者利用构效关系，设计合成了不同类型的有机锗化合物，进一步加强了有机锗免疫、抗癌、抗衰等功能的研究。今后还要从分子水平、电子水平探索其药理机理，可以预期随着有机锗药理作用及其机理的进一步研究，在用其防治人类和动物疾病方面必将有重大的突破。
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