1、铬的特性及其在体内的代谢
1.1理化特性：铬系过渡元素，在自然界中广泛存在于动、植物体内。化合价有+2、+3、+6等，以Cr3+、Cr6+为主。Cr6+主要以铬酸盐、重铬酸盐等形式存在（在体内易还原成Cr3+）。Cr3+是动物体内常见的铬形态，具有很强的形成配位化合物的能力。铬（Cr3+）的络合物具有高生物活性，能起到促进畜禽生长、提高畜禽生产性能及改善畜禽健康的作用。
1.2吸收、分布、排泄：铬主要经过肠道吸收，Cr3+的吸收率很低，Cr6+的吸收率高于Cr3+；无机铬的吸收率一般不超过0.5%，有机铬的吸收率多在10～25%。由于铬元素的有机形态比无机形态吸收利用率高很多，因此目前铬在动物上的应用主要以有机铬为主。铬的吸收受多种因素的影响：如化学形式、添加水平、组织中的铬含量等。饲粮中氨基酸、抗坏血酸等可促进铬的吸收，植酸等影响铬吸收。铬的吸收机理目前尚不清楚，据推测可能是以低分子的有机铬螯合物形式通过肠道粘膜的。
吸收入血的铬由血液中运铁蛋白转运，广泛分布于机体各组织器官中，以肝、肾、脾较高，肌肉、皮肤、血液中较低（血铬不稳定）。铬在体内经短时间储存后，大部分（约80%）经肾随尿排出体外，少量经粪便、乳汁、毛发、汗中排出。动物遭受应激和日粮中糖含量升高时，尿中铬排出量增加，可达到正常状态时的10～300倍。
2、铬的生物学功能及其作用机理
2.1铬与碳水化合物的代谢
迄今为止，铬在碳水化合物代谢中所起的作用多由GTF介导。虽然GTF的化学结构尚未完全确定，但目前普遍认为它是一种铬的烟酸盐，其主要成分有Cr3+、烟酸、谷氨酸、甘氨酸和半胱氨酸等，其中Cr3+是GTF活性中心的组成部分，影响其活性的发挥。现有的众多研究都说明了Cr3+与糖代谢关系密切：胰岛素能促进糖元合成，降低血糖浓度，增强机体对葡萄糖的耐受性，而铬的作用就是协助和增强胰岛素的功能。对于铬的作用机制目前有三方面的内容：铬提高细胞表面胰岛素受体的数量或激活胰岛和膜受体之间的二硫键而加强两者之间的合作，或两者作用兼而有之；使胰岛素机能形态稳定化：铬可以保护正常胰脏细胞对葡萄糖之敏感度及对胰岛素的制造有所补益。
2.2铬与脂类代谢
铬与脂类代谢的关系，国内外都做过广泛的研究：补铬可通过调节各种脂蛋白含量和胆固醇的代谢而对机体的脂类代谢产生有益的调节和改善作用；动物日粮补铬可降低血清甘油三酯和总胆固醇的含量，并提高高密度脂蛋白（HDL）的含量。铬可能通过两种机制调节脂类代谢，一是日粮补铬可提高胰岛素活性（缺铬时活性降低，并通过糖代谢诱发脂类代谢紊乱），调节脂类代谢、改善机体血脂状况，因而和人类冠心病、高脂血症及动脉硬化等的发生有关；二是铬可加强脂蛋白酶（LPL）和卵磷脂胆固醇酰基转移酶（LCAT）的活性，LPL和LCAT对于合成HDL有重要作用，机体缺铬则HDL的合成减少，含量下降。
2.3铬与蛋白质代谢
铬有促进氨基酸进入细胞，从而影响蛋白质合成的能力。铬可促进胰岛素由血液向周围组织转移，特别是可使肌肉细胞对胰岛素的内化作用加强，同时可增强肌细胞对葡萄糖及亮氨酸等氨基酸的摄取，进而促进机体对蛋白质的合成代谢。Cr3+在动物蛋白质代谢方面有重要作用，但机制还需进一步研究。
2.4铬与矿物质代谢
铬是动物的必需微量元素，在动物体内矿物质代谢中有重要作用。铬作为碱性磷酸酶（AKP）的激活离子之一，对骨盐的沉积和骨骼生长有重要作用，但太高的铬会影响Zn2+、Mn2+等的吸收。许多研究已表明：铬与镁协同能促进糖代谢；铬与锰在调节糖代谢上有相互促进作用；铬可降低钒对鸡的毒性；铬可影响锌吸收。
2.5铬对动物体内激素的影响
铬能增加组织对胰岛素的亲合力，并且可能由于胰岛素对下丘脑-垂体-卵巢轴的影响，改变了促性腺激素释放激素（GnRH）的释放频率，增加了促黄体素（LH）和促卵泡素（FSH）的释放，使母猪排卵增加，因而提高母猪的繁殖性能，提高产仔数。研究发现补铬使猪下丘脑、腺垂体和脂肪组织中环一磷酸腺苷（CAMP）含量显著增加。还有研究发现铬和猪生长激素（PST）同时使用能提高猪内源性GH的分泌，尤以肥育后期效果好。
2.6铬在抗应激和提高免疫功能方面的作用
糖皮质类激素是生长抑制性激素，抑制机体的免疫功能，应激使血清糖皮质激素的含量增加，糖皮质激素释放量的增加导致动员组织中的蛋白质和脂肪参与分解，以提供糖异生的原料，葡萄糖利用率的增加导致动员组织中铬参与代谢，并最终导致铬随尿排出。应激导致铬的需要量增加，同时应激也使锌、铜、铁、锰等微量元素排出增加。补铬可提高动物抗应激的能力，其机制可能是：各种应激均可增加血清皮质醇的含量，皮质醇抑制淋巴细胞增殖。皮质激素有抑制机体免疫系统和生长，拮抗产奶的作用。补铬可通过降低动物血清糖皮质激素浓度而提高动物的抗应激能力。现代畜牧养殖中，由于气候、疾病、饲养密度等的影响，应激无处不在，故近来铬制剂的使用越来越普遍，取得了较好的效果。
3、铬制剂在鱼类养殖生产中的应用
3.1铬制剂对鱼类糖代谢的影响。鱼类等水产动物在糖代谢能力上与畜禽等陆生动物相比是非常低的，一方面是由于鱼类自身相关糖消化酶的量和活性都很低，另一方面是由于鱼类自身胰岛素的量和活力也很低。因而在日粮中补充铬制剂提高了鱼体内胰岛素的水平与活力，增强了鱼体外周组织对葡萄糖的有效利用。潘庆（2002）在日粮中添加有机铬研究对奥尼罗非鱼生长的影响，结果表明有机铬能显著促进罗非鱼对葡萄糖的利用。蒋伟明等（2004）在日粮中分别添加0.75，1.50，2.25，3.00mg/kg的烟酸铬来饲养奥尼罗非鱼，试验结果表明各试验组均能降低血糖浓度，其中添加1.75mg/kg烟酸铬组的效果较好。Shiau和Lin (1993)的试验也证实了CrCl3 能促进糖原和脂肪合成，显著提高高罗非鱼对葡萄糖的利用能力，延迟摄食后2～3小时葡萄糖吸收高峰的到来。同样， Hertz 等(1989)、Shiau 和 Chen(1993)、Shiau 和 Liang (1995) 、Bureau 等（1995）、蔡春芳（1999）、蔺玉华等（2000）分别以不同的铬制剂在不同种类的鱼研究中均证实了补铬能促进鱼机体对葡萄糖的吸收利用率。
3.2铬制剂对鱼类生产性能和饵料系数的影响。
日粮中补充铬，铬增强了鱼体外周组织对葡萄糖的有效利用，减少了蛋白质的降解。而鱼类在新陈代谢的分解供能时，通常是优先分解蛋白质供能。因此，补铬可使蛋白质最大限度地用于体储和生长，从而起到促进生长、降低饵料系数的作用；另一方面，铬通过GTF协同和增强胰岛素的作用，增强胰岛素的分泌，提高鲤鱼对碳水化合物（葡萄糖）的利用率，达到降低饵料系数的作用。蔺玉华（2000）探讨了饲料中添加铬盐后对鲤鱼的饲喂效果，添加0.5mg/kg铬盐的饲料饲养1龄鲤65d，其相对生长率高于对照组13.79%, 饲料转化率提高21.83%。周兴华（2002）研究了日粮中添加不同水平的吡啶甲酸铬对5g左右的团头鲂的生长性能的影响。其添加水平分别为0、300、600、900ug/kg（以Cr3+ 计），经过60d的投喂饲养后发现，基础饲料中添加（Cr3+）的吡啶甲酸铬时能显著提高鱼的生长率。Qing Pan等（2002）研究了葡萄糖饲料和淀粉饲料中添加2mg/kg有机铬对初始体重约1.4g的奥尼罗非鱼鱼种生长的影响。经过8周饲养，添加烟酸铬和吡啶羧酸铬的葡萄糖组罗非鱼特定生长率显著高于对照组(P<0.05)，饲料效率在添加烟酸铬和吡啶羧酸铬的葡萄糖组和淀粉组均显著高于对照组(P<0.05)。蒋伟明等（2004）在日粮中添加不同铬化合物饲养奥尼罗非鱼，结果表明：添加甘氨酸铬和烟酸铬组的鱼增重效果较好，适当添加铬化合物，有助于鱼的生长和消长，降低饲料系数，每养成1kg鱼体重，可节约成本0.23~0.86元。同样，Shiau 和 Lin(1993) ，Jain等（1994），Shiau 和 Liang (1995)，Shiau（1998），潘庆等（2002）也得出类似的结果。
3.3铬制剂对鱼类抗应激反应的影响。
铬有提高鱼类抗应激能力的作用，目前关于铬对鱼类抗应激方面的研究主要集中在提高鱼类抗长途运输应激能力方面。鱼在长距离运输时，应激导致机体葡萄糖代谢增加，机体增加葡萄糖利用导致机体铬动员增加，而铬一旦被动员就不能被再次吸收而是由尿中排出。日粮中提供了充足的有生物活性的铬，被机体积储，就能抵抗应激对铬的消耗，从而提高运输成活率。鱼在运输应激过程中，肌糖元分解增加，其胴体重下降。铬通过改变皮质醇产量和胰岛素功能而影响动物对应激的反应。日粮中添加足够的生物活性铬，使鱼在运输中保持更平静与温顺；另一方面它可强化胰岛素的功能从而增加肌糖元的储存，减少运输损耗。另外，在运输时鱼体表粘液容易脱落，如果不能及时得到补充，失去了体表的保护层，出现“干甲”或“糙甲”现象，在暂养时容易受细菌感染，从而引起死亡，降低暂养成活率。在运输应激状态下，鱼体表柱状上皮细胞线粒体能否及时合成粘糖蛋白，决定了能否及时分泌粘液补充。在运输应激时，铬提高外周组织对葡萄糖的利用，加快乳酸和生糖氨基酸的糖元合成速度，从而加快了粘糖蛋白的合成，保障了粘液的及时合成与分泌。邓国彬（1999）在日粮中添加3％的酵母铬研究对鲤鱼长途运输的影响，结果发现：酵母铬组运输成活率明显高于啤酒酵母组，差异显著；铬酵母组运输后暂养成活率明显高于啤酒酵母组，差异极显著；铬酵母组运输损耗率低于啤酒酵母组，差异显著。周兴华（2002）以吡啶羧酸铬喂团头鲂，结果表明：在0～600µg/Kg范围内，随着吡啶甲酸铬添加量增加，团头鲂的运输成活率、运输后暂养成活率均有所提高；与邓国彬的研究结果相吻合，说明铬制剂表现出良好的抗应激效果。
4、铬制剂应用的安全性
4.1三价铬与六价铬。铬系过渡元素，在自然界中广泛存在于动、植物体内。化合价有+2、+3、+6等，以Cr3+、Cr6+为主。Cr6+主要以铬酸盐、重铬酸盐等形式存在（在体内易还原成Cr3+）。Cr3+是动物体内常见的铬形态，具有很强的形成配位化合物的能力。Cr6+可进入红细胞，在Cr6+还原为Cr3+过程中，谷胱甘肽还原酶的活性受抑制，使血红蛋白变为高铁血红蛋白，引起缺氧。Cr6+等还扰乱机体免疫机能，可引起肺癌，还具有致突变作用和细胞遗传毒性。而环境中Cr3+不易进入细胞，因而被认为基本无毒，也不具有明显的致突变性和致畸性（丁双阳等，2003）。中国农业大学沈建忠等（2002）对吡啶羧酸铬的毒性进行了研究，结果表明：吡啶羧酸铬对wistar大鼠的口服半致死量（LD50）大于5000mg/kg BW，表明其毒性极低，使用安全。NRC（1980）规定饲料中铬盐的最大添加量为：Cr2O3，3000ppm；Crcl3，1000ppm；均远大于目前动物对Cr3+的需要量0.2～2ppm。一般认为动物Cr3+ 的中毒剂量是其生物有效量的3000～5000倍，其毒性低于铁、铜、锰，特别是硒等微量元素。
4.2铬制剂的使用情况。美国FDA（1996）已经批准在饲料养殖中应用铬制剂，韩国、印度、马来西亚、菲律宾等国家也均允许在饲料养殖生产中使用铬。中国农业部318号公告（2003年）也将吡啶羧酸铬、烟酸铬、酵母铬、蛋氨酸铬等四种有机铬列入《饲料添加剂品种目录》，允许在饲料中添加使用，进一步表明了有机铬制剂在饲料畜牧养殖业中应用的有效性及安全性。
5、结语
自上世纪九十年代以来，铬的营养研究成为世界范围的热点，许多研究业已表明：铬在动物的糖、脂类、蛋白质、核酸等代谢方面都有重要作用。在畜禽养殖业生产中，铬制剂的应用已相对广泛，在抗应激、改善胴体品质、提高繁殖性能、增强免疫力等方面表现出了独特而显著的效果。但在鱼类等水产动物上的研究应用相对较少，关于铬对水产动物的生长、营养物质的利用、免疫功能、抗应激能力等方面的研究都极为有限，特别是对水产动物肉体品质的改善、繁殖能力的提高等方面，几乎还未见报道。相信随着研究的深入，铬对水产动物的作用及机理等会更加清楚，将能更好地服务于水产养殖业。
