5-ALA作为叶绿素前体对植物的作用，其实除此之外它也可以作为饲料、杀虫剂等农业产品的添加剂。本期内容将主要讲述5-ALA用于动物体内铁代谢调控方面的一些原理和应用研究。

【科普知识】：要讲铁元素的调控首先需要了解铁元素在动物体内的作用，那么，铁的作用是什么呢？

铁是动物体必需的营养素之一，在机体氧化代谢、细胞生长与增殖、氧的运输和贮存中均有重要作用。铁元素参与血红蛋白、肌红蛋白的合成，作为氧载体保证机体组织内氧的正常输送；铁离子以辅助因子的形式参与细胞色素、细胞色素氧化酶、过氧化物酶及触酶的合成，并与乙酰辅酶A、琥珀酸脱氢酶、黄嘌呤氧化酶、细胞色素还原酶的活性有密切关系；与能量代谢密切相关，三羧酸循环中有1/2以上的酶和因子含铁或在铁存在时才能发挥生化作用；铁还影响动物体内的蛋白质合成和免疫机能。

铁代谢调控这个概念又是如何被发现并重视的呢？

在自然生长环境下，谷物饲料及土壤中的铁足以满足畜禽铁的需要。近几十年来，畜牧业迅猛发展，动物养殖集约化程度和生产水平都得到很大提高。在集约化养殖环境中，畜禽几乎没有接触土壤的机会。日粮中必须添加铁元素以满足畜禽维持、生长及繁殖的需要。

以仔猪为例，从出生到断奶前后，母乳中铁含量难以满足其快速生长需要，集约化的饲养环境使其从土壤环境中获得铁营养的机会大大减少。在养猪生产中，出生3天内注射补铁针剂或灌服铁糊精已成为防止仔猪缺铁性贫血发生的常规手段，但该方法对仔猪造成较大的应激，并增加养殖成本。如何通过营养调控措施，提高母猪妊娠期铁贮存量和母乳铁含量，保障仔猪铁营养供给，是动物营养学界面临的挑战之一。

于是在将近十年内，高铜高锌日粮成为了国内肉猪饲料配制的通用技术，由于铁与铜、锌之间存在拮抗作用，一般在高铜高锌日粮中也大幅提高了铁的添加量。对于成年畜禽，日粮中添加的铁元素50%以上随粪便排出体外，因而，探索动物铁代谢调控途径，提高其吸收和利用效率对畜禽生产有重要意义。

铁代谢调控是如何与5-ALA联系到一起的呢？

在细胞线粒体内，由甘氨酸、琥珀酰辅酶A在5-氨基乙酰丙酸（5-ALA）合成酶的作用下生成ALA是血红素合成的起步反应。ALA进入胞液中，在5-氨基乙酰丙酸脱水酶作用下，2分子ALA脱水缩合成1分子卟胆原，随后经过系列酶反应转化为原卟啉IX，之后在亚铁螯合酶催化下和Fe2+结合生成血红素。在此系列酶反应中，5-氨基乙酰丙酸（5-ALA）合成酶体内生成较少为血红素合成的限速酶, ALA合成为血红素合成的限速反应。

据此推知，额外增加ALA会促进更多的血红素生成。该过程中，铁离子可以直接被转化为血红素铁，对动物机体具有更高的转化效率和利用效果。有专家学者分别用非洲蟾蜍的肾脏细胞和鼠的肝细胞进行体外试验证实，血红素的合成受可利用ALA数量的影响。

既然5-ALA对铁代谢调控有效果，那么在饲料方面有什么研究进展吗？

铁元素的吸收效率对于动物的铁营养状况至关重要，而影响铁吸收的2个较重要因素是铁储存和红细胞生成率。动物只吸收需要的量，而提高膳食铁的水平会提高铁吸收的总量，铁元素的营养状态是决定动物铁吸收后进行转化利用的因素。过多地吸收进入肠粘膜细胞的铁，若不被机体及时利用，只会在生成铁蛋白后随脱落的肠粘膜细胞经粪便排出体外。研究表明补充有机铁可改进断奶仔猪铁营养状态，但是对生长性能没有显著影响。由专家实验得知，日粮中铁含量在20~60mg/kg，肉鸡生长性能的增加到峰值，但进一步补充铁会抑制其生长。因此，就对动物生长性能的影响而言，可以认为提高细胞内铁的利用效率比增加肠道铁吸收量更重要。

ALA对动物机体不产生直接影响，通过参与血红素的合成，进而以血红蛋白或肌红蛋白的形式，在细胞内发挥催化和调节作用。额外添加5-ALA可促进吸收的铁离子由非血红素铁转化成具有更高生物学效价的血红素铁，从而提高铁的利用率。

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