微量元素间的协同与拮抗作用

动物体对食物中微量元素的摄入、消化和吸收与多种因素有关，其中最主要的是饲粮中微量元素的含量、种类组成及元素间的协同与拮抗作用。同时，微量元素具有不稳定和易结合的特点，因此发生相互作用的可能性要比其他物质大很多。元素间的相互作用影响加入到饲粮中的微量元素的使用效价，这些作用可发生在饲料中，在消化道组织和组织细胞代谢过程中。因此，对微量元素间的协同拮抗作用进行充分分析，才能制定出更为合理、利用效果更好的微量元素配比。
 （一）协同与拮抗作用的定义 
     协同作用：是依赖于某些元素的作用而加强另一元素的生物学功能, 或使该元素的有效水平增加。例如与造血有关的微量元素有铜、铁、钴、锰等多个元素, 它们分别作用于造血的不同环节, 相互配合, 共同完成造血功能。
    拮抗作用：是指在动物消化道中，元素之间互相抑制其吸收作用；对各自在动物体内的生理生化功能，互相产生相反的影响。拮抗作用多表现为单方面的，但也可以是双方面的。
（二）协同作用的分类
1、微量元素在消化道内的协同作用：
（1）元素间的直接协同作用，吸收水平决定于食糜和饲料中各元素的比例。如日粮中钙与磷、钠与氯、锌与钼的协同作用等。
（2）通过肠壁中磷酸化过程的中间产物和消化酶的作用发生间接协同作用。如磷、锌、钴等，可以调节肠壁内的磷酸化过程，影响某些消化酶的活性从而影响饲料中元素的释放以及其他元素在消化道内的吸收。碘和硒的互作也是表现为相关酶、激素的影响。
（3）微量元素与反刍动物前胃及肠道内微生物区系之间的相互作用，促使其生长和活动发生间接的协同作用。如钴在刺激微生物生长的同时，能使生物合成过程增强。
2、微量元素在组织细胞水平代谢上的协同作用：
（1）在结构形成过程中直接的协同作用
     在动物骨骼组织的重要成分羟基磷灰石（用于骨组织修复）的形成过程中，Fe和Cu协同参与血红蛋白的合成；在肝脏RNA分子构型中，Mn和Zn的相互作用。
（2）同时参与酶活性中心的元素（黄嘌呤和醛氧化酶中的Fe和Mo，细胞色素氧化酶中的Cu和Fe）。
（3）在酶系的激活和合成强化过程中需要微量元素参与合成过程。
（三）、拮抗作用的分类
1、微量元素在消化道内的拮抗作用
（1）元素间发生简单的化学反应。 例如日粮内镁过多，在消化道内可形成磷酸镁，从而阻碍磷的吸收。硫与铜可发生作用产生硫化铜，降低铜的吸收利用率。
（2）被胶体颗粒吸附。 例如铁与锰可固定于非溶性的镁盐或铝盐表面，从而使铁与锰在消化道的吸收减少。
（3）离子在肠壁上竞争载体。例如铜与锌等的竞争性拮抗作用。
2、微量元素在组织和细胞代谢过程中的拮抗作用
（1）简单无机离子与络合无机离子直接相互拮抗。例如铜与钼的关系，提高一元素在日粮中的含量，就会引起另一元素在组织中含量的下降。
（2）离子间共同竞争酶系统的活性中心，产生拮抗作用。例如，在碱性磷酸酶的金属酶络合物中，镁离子与锰离子的竞争。
（3）血液中多种元素与同一载体结合产生的拮抗作用。例如，铁和锌可竞争性地与血浆中转铁蛋白结合。
（三）微量元素间的相互作用
1、铜
铜与锌
铜与锌的吸收部位均在小肠，二者在肠粘膜或金属硫蛋白中可互相竞争结合部位，从而互相抑制吸收。当饲喂高水平的锌时，导致血清，肝中的铜水平下降，铜的吸收率降低，血浆铜蓝蛋白的活性降低，产生缺铜性贫血。铜和锌还能诱导肠粘膜合成一种金属硫蛋白，可与多个金属离子结合，且铜结合能力强于锌，因而铜与金属硫蛋白结合更稳定。这使得铜离子被束缚在肠道表面，阻断了其向细胞外的转运，最终随肠上皮细胞的脱落排入粪便中，也就阻止并降低了铜的吸收。有人发现，当Zn/Cu＞10时，可引起营养障碍。当饲喂过量铜的时候，会抑制锌的摄取。当Cu/Zn＞1时，也会导致营养障碍。例如，避免铜锌比例不平衡给奶牛造成的经济损失，建议Zn/Cu=4:1较为适宜。因此适当的铜锌比例才能权衡两者的吸收和利用。