王麗萍譯
摘 要:鈣對骨骼完整性、肌肉收縮等機體功能具有重要的作用,但過量的日糧鈣不僅會占用配方的寶貴空間,還會對其他營養(yǎng)物質的消化率和飼用酶的功效產生不利影響。日糧中添加天然來源的生物活性形式維生素D3可促進低礦物質日糧中的鈣吸收,不影響鈣參與的生理功能。
關鍵詞:日糧鈣;鈣穩(wěn)態(tài);1,25-二羥基維生素D3;天然來源
中圖分類號:S816 文獻標志碼:C 文章編號:1001-0769(2023)03-0034-04
宏量營養(yǎng)素鈣(Ca)因其在骨骼礦化和骨骼強度中的關鍵作用而聞名。動物機體中99%的鈣儲存在骨骼中,是骨骼的基材。鈣除了維持骨骼的完整性,在肌肉收縮、神經元傳遞、細胞內信號傳導和許多其他功能方面也發(fā)揮重要的作用(圖1)。
在腸道中,日糧鈣通過不同轉運體的跨細胞主動轉運和細胞旁被動轉運被吸收(圖2)。在給定的時間內,哪種途徑占主導地位取決于動物的年齡、腸道部位、鈣需求量和日糧中鈣含量。
細胞外的鈣濃度比細胞內的鈣濃度高 ?10 000倍,細胞內高水平的鈣濃度具有細胞毒性。
結合鈣作用的敏感性,例如在心臟功能方面,密切控制鈣水平至關重要。
因此,血清鈣保持在狹窄的范圍內,循環(huán)中的鈣穩(wěn)態(tài)受位于甲狀旁腺和腎臟中的鈣感應受體監(jiān)測。
這些受體高度敏感,能夠檢測到與正常血清鈣的微小偏差,并作出反應。
這種偏差會引發(fā)重建鈣穩(wěn)態(tài)的反應,這涉及腎臟、腸道和骨骼。
這個過程中的關鍵角色是甲狀旁腺激素(parathyroid hormone,PTH)和1,25-二羥基維生素D3。
1 ?維生素D3代謝和鈣穩(wěn)態(tài)
1,25-二羥基維生素D3是維生素D3的代謝活性形式。它由維生素D3經過兩個羥基化步驟產生。
肝臟中的25-羥化酶負責第一步,將維生素D3轉化為其主要的循環(huán)形式,即25-羥基維生素D3。第二步主要是在腎臟中由1α-羥化酶進行調控。
1α-羥化酶的活性受PTH、血清鈣和1,25-二羥基維生素D3本身的控制,從而將維生素D代謝與鈣代謝聯(lián)系起來。基本上,血清鈣水平的下降會增加PTH的分泌。
增加血清中1,25-二羥基維生素D3的濃度,會增加腸道對鈣的吸收,減少尿鈣排泄,增加鈣從骨骼中的轉移,直到血清鈣恢復。如果血清鈣水平升高,降鈣素的分泌就會增加,從而降低PTH的分泌。這將會減少腸道中1,25-二羥基維生素D3和鈣的吸收。
同時,尿鈣排泄和鈣在骨骼中沉積增加,使血清鈣恢復到穩(wěn)態(tài)(圖3)。
2 ?鈣缺乏和過量的后果
鈣缺乏的影響顯而易見,如由于產后低鈣血癥引起的佝僂病或牛骨軟病。亞臨床鈣缺乏較難發(fā)現(xiàn),因為其通常不影響動物生長性能。
鈣缺乏會影響生長中動物骨骼的完整性。鈣缺乏對生長豬的影響比對育肥豬的影響更明顯。低鈣日糧對生長豬骨骼的不利影響在一個月內就可以看到。然而,如果生長豬日糧中的鈣含量較低,而在育肥豬日糧中補充高水平的鈣,會導致代償性骨骼礦化。
就鈣而言,“越多越好”的說法并不恰當。在某種程度上,額外添加日糧鈣沒有更多的益處。相反,除了占用配方中的寶貴空間外,過量的日糧鈣會對其他營養(yǎng)物質的消化率和飼用酶的功效產生不利影響。
鈣可以在腸腔內形成復合體,“捕獲”營養(yǎng)物質,如礦物質、氨基酸和脂肪酸,從而使它們無法被消化。就磷和氮而言,消化率降低會增加這些營養(yǎng)物質的排泄,從而增加環(huán)境負荷。日糧鈣過量的另一個副作用是其較高的緩沖能力。
特別是在即將禁止使用治療水平的氧化鋅的情況下,需要采取其他替代方法來減少斷奶后腹瀉的風險。
避免攝入過多的日糧鈣來限制緩沖能力是一種手段。
緩沖能力的降低有助于維持胃內容物的pH。這會增加胃對病原體的屏障功能,提高蛋白質的消化率。此外,這還能減少鈣與其他營養(yǎng)物質形成復合體的風險。由于鈣和磷代謝之間有密切的聯(lián)系,日糧中鈣含量不理想的影響可以減輕或加劇,這取決于鈣和磷兩種礦物質的比例和利用率。
3 ?天然來源的生物活性形式維生素D3的益處
減少日糧中的鈣含量以降低緩沖能力,避免鈣的抗營養(yǎng)作用,同時不影響骨骼發(fā)育,這是一條微妙的界線。人們努力提高對各種飼料中鈣含量和利用率的認識。
然而,如果鈣不能被吸收,這些努力是徒勞的。一種方法是支持維生素D的代謝,例如,可以使用天然來源的代謝活性形式的維生素D——1,25-二羥基維生素D3來實現(xiàn),以植物來源的糖苷形式提供。
試驗選擇72頭28日齡、體重8.1 kg的大白豬,分別飼喂常規(guī)日糧(鈣0.75%,二磷酸鹽0.35%)和低礦物質日糧(鈣0.50%,二磷酸鹽0.25%),為期5周。日糧含有500 FTU/kg植酸酶和1 000 IU/kg的維生素D3。日糧中直接添加1 mg/kg 1,25-二羥基維生素D3(對照組)或添加與其等量的琉球柳(試驗組)。
在試驗結束時,對于飼喂低礦物質豬,試驗組豬的脛骨斷裂強度高于對照組豬的(圖4)。
這表明在礦物質供應有限的情況下,琉球柳對礦物質代謝具有有益的影響。
對于飼喂常規(guī)日糧的豬,對照組和試驗組的脛骨斷裂強度之間沒有顯著的差異(圖4),這些表明日糧的礦物質含量達到或超過要求。
原題名:Getting the balance right: the underestimated weight of dietary calcium(英文)
原作者:Kathrin Bühler、Katia Pedrosa和Jan Dirk van der Klis