第八章活性微量元素課件

1、第八章 活性微量元素一 硒(Selenium) （一）概述發(fā)現(xiàn): 硒元素于1817年在瑞士斯德哥爾摩由J.J.Berzellius發(fā)現(xiàn)。19世紀(jì)60年代，一些飼料污染過量的硒而導(dǎo)致急性中毒事件的發(fā)生。在這之后的100年間，關(guān)于硒生物作用的研究因此集中在其毒性方面。 20世紀(jì)50年代法國科學(xué)家施瓦茨（Schwarz）最早發(fā)現(xiàn)硒對肝臟有保護(hù)作用。他在研究引起肝壞死的病因時(shí)，發(fā)現(xiàn)含硒氨基酸和維生素E對肝臟都有保護(hù)作用，同時(shí)發(fā)現(xiàn)并與1957年5月17日測定結(jié)果，硒對肝臟有更強(qiáng)的保護(hù)作用。這是人類第一次證明硒具有動(dòng)物營養(yǎng)作用，是人類認(rèn)識硒的第一個(gè)里程碑。 20世紀(jì)70年代初聯(lián)合國衛(wèi)生組織肯定了硒的功效，

2、宣布了硒是動(dòng)物生命中必不可少的微量元素。這是人類認(rèn)識硒的第二個(gè)里程碑。20世紀(jì)60年代初發(fā)明了測定微量硒的方法的同時(shí)，逐步發(fā)現(xiàn)了硒可以緩解雛雞的維生素E缺乏癥，還發(fā)現(xiàn)家畜的白肌病是由缺硒引起的，硒又可以預(yù)防犢牛及羔羊的白肌病。羅卡爾克(Rotruck)在研究硒的作用時(shí)，發(fā)現(xiàn)了硒是谷胱甘肽過氧化物酶的構(gòu)成部分，在缺硒的情況下，這個(gè)酶的活性就不能充分表達(dá)。這些研究說明，硒是維持機(jī)體正常生命的必需物質(zhì)，于是在1973年，聯(lián)合國衛(wèi)生組織宣布，硒是人和動(dòng)物生命活動(dòng)中必不可少的微量元素。此后對硒與人體健康的關(guān)系的研究更加廣泛深入。 人類認(rèn)識硒的第三個(gè)里程碑，是中國人對硒與克山病關(guān)系的研究。中國科學(xué)家發(fā)現(xiàn)克

3、山病區(qū)缺硒，硒可以治療和預(yù)防克山病。這項(xiàng)科研成果是在1980年第二屆關(guān)于硒的國際會(huì)議上由中國預(yù)防醫(yī)學(xué)科學(xué)楊光圻教授宣布的。因?yàn)橛纱舜_證了硒是人體必需的微量元素。人應(yīng)該像每天必須攝取淀粉、蛋白質(zhì)和維生素一樣，也必須每天攝取適量的硒。 克山病亦稱地方性心肌病，是首先在中國發(fā)現(xiàn)的一種原因不明的心肌病，1935年冬在黑龍江克山縣發(fā)生急型暴發(fā)流行，引起注視，故稱為克山病。以后華北、西北、西南等地亦陸續(xù)被確認(rèn)。 經(jīng)長期大量的流行病學(xué)、病理學(xué)、臨床治療和預(yù)防以及實(shí)驗(yàn)室所研究的結(jié)果，證明克山病是一種獨(dú)立的地方性心肌病。 根據(jù)克山病在臨床上的心功能狀態(tài)和發(fā)病經(jīng)過，分為急型、亞急型慢型和潛在型克山病。前三者為心功

4、能失代償型，后者為心功能代償型。慢型在臨床上非常類似心肌病中的擴(kuò)張型心肌病?？松讲≡诹餍胁W(xué)上表現(xiàn)為明顯的地區(qū)性、時(shí)間性和人群發(fā)病特點(diǎn)。 克山病發(fā)生在我國由東北到西南的一條過渡地帶上，涉及到16個(gè)?。▍^(qū)、市）的32個(gè)縣（市、旗）。1.24億人口。河北省發(fā)生在2個(gè)市11個(gè)縣84鄉(xiāng)（鎮(zhèn)）105個(gè)村（屯），341萬人口。本病主要發(fā)生在自產(chǎn)自給的農(nóng)村。日本（1957年亦稱信州心肌?。┖统r北部地區(qū)（1954年）有過發(fā)病報(bào)告?？松讲≡跁r(shí)間分布上有明顯的多發(fā)年和多發(fā)季節(jié)。急型多發(fā)生在冬季，而亞急型多發(fā)生在夏秋季。多發(fā)年常受自然因素和社會(huì)經(jīng)濟(jì)因素影響。在人群分布上幾乎全部發(fā)生在病區(qū)自產(chǎn)自給的農(nóng)業(yè)人口，其中又

5、多發(fā)生在生育期婦女和斷奶后學(xué)齡前兒童，三分之一有家族發(fā)病史，病人集中或幾年之內(nèi)間斷的在同一家庭發(fā)病，而這些又常是當(dāng)?shù)厣罾щy的農(nóng)業(yè)戶及新遷入的病區(qū)的困難農(nóng)業(yè)戶，在東北、華北、西南等病區(qū)還同時(shí)存在大骨節(jié)病、地方性甲狀腺腫。 WHO公布的資料表明，全球有40多個(gè)國家，我國有72%的縣(市)屬于低硒和缺硒地區(qū)，黑龍江、內(nèi)蒙古、甘肅、青海、四川等嚴(yán)重缺硒地區(qū)有克山病、大骨節(jié)病發(fā)生，一些癌癥高發(fā)區(qū)（如江蘇啟東市）也屬低硒區(qū)。恩施市是迄今全球發(fā)現(xiàn)的唯一高硒區(qū)。 一、水土 經(jīng)調(diào)查病區(qū)與非病區(qū)的水源和植物，發(fā)現(xiàn)兩者的某些化學(xué)元素，如硒、鋁、鎂等有差別，特別是硒缺乏與克山病發(fā)病的關(guān)系較密切。 二、感染認(rèn)為可能由

6、嗜心肌病毒所引起。近年來，在西南地區(qū)已從病人的血液和組織分離出一些病毒，經(jīng)鑒定是以柯薩奇、埃可等腸道病毒為主。 三、中毒可能與生物堿、二氧化硅、重金屬等中毒有關(guān)。 四、營養(yǎng)缺乏可能缺乏心肌代謝所需要的某些微量元素、氨基酸或維生素。 （二）硒的性質(zhì)、吸收與代謝 硒是一種稀有元素，元素符號為Se。1972年國外學(xué)者證實(shí)硒是谷胱甘肽過氧化物酶（GSH-Px）的活性成分，1984年 第三屆硒國際討論會(huì)上把“硒元素作為人體必需的微量元素”得到各國學(xué)者的公認(rèn)。1988年中國營養(yǎng)學(xué)會(huì)將硒列入人體必需的15種營養(yǎng)元素之一，硒作為人體必需的微量元素在人體內(nèi)共含有1421mg。 硒有-2價(jià)（硒化物）、0價(jià)（單質(zhì)硒

7、）、+4價(jià)（亞硒酸及鹽類）和+6價(jià)（硒酸及鹽類）等存在形式。在大部份的植物中至少有總量50的硒是以硒甲硫胺酸(selenomethionine)的型式存在 Name: Selenium Symbol: Se Atomic Number: 34 Atomic Mass: 78.96 amu Melting Point: 217.0 C (490.15 K, 422.6 F) Boiling Point: 684.9 C (958.05005 K, 1264.8201 F) Number of Protons/Electrons: 34 Number of Neutrons: 45 Classif

8、ication: Non-metal Crystal Structure: Hexagonal Density 293 K: 4.79 g/cm3 Color: gray Generalised chemistry of selenium in soils and weathering sediments (Allaway, 1968) 硒主要通過胃腸道進(jìn)入生物機(jī)體內(nèi)，并被腸道（主要是十二指腸）所吸收。一般認(rèn)為，硒酸鈉、亞硒酸鈉之類可溶性的無機(jī)含氧酸鹽，以及硒代蛋氨酸、硒代胱氨酸之類硒代氨基酸最易吸收。硒在機(jī)體組織中的分布隨硒攝入量的不同而異，與硒的化學(xué)形式關(guān)系不大。一般來說，腎臟（尤其是腎皮

9、質(zhì)）、肝臟、胰腺、垂體和毛發(fā)中的硒濃度較高。肌肉、骨骼和血液中的濃度相對較低，脂肪組織中的濃度最低。被吸收的外源性硒主要與蛋白質(zhì)結(jié)合，這觀點(diǎn)已被廣泛接受。關(guān)于硒具體的存在形式，較早的研究認(rèn)為主要是以硒代蛋氨酸和硒代胱氨酸形式存在；新的觀點(diǎn)認(rèn)為硒代三硫化物也有重要作用。進(jìn)入體內(nèi)的硒代謝后大部分通過腎臟排出體外，尿硒因此成為衡量機(jī)體硒水平高低的一種指標(biāo)，也有少量通過糞便和汗排出。Metabolism of Selenium Compounds （三）硒的生理功能1。硒是某些酶的重要組成成分1957年，Mills等人首次發(fā)現(xiàn)谷胱甘肽過氧化物酶(GSH-Px)。1971年Rotruck最先確立了它與硒

10、的關(guān)系。硒是谷胱甘肽過氧化物酶(GSH-Px)的必需組成因子，每1mol 純酶中約含4mol的硒。GSH-Px是生物體內(nèi)第一個(gè)被公認(rèn)的含硒酶。Human Plasma Glutathione peroxidase 通過GSH-Px的作用，清除自由基、分解過多的H2O2，減少過氧化物、保護(hù)細(xì)胞膜、保護(hù)細(xì)胞敏感分子（DNA、RNA）The Glutathione Oxidation Reduction (Redox) CycleThis image illustrates the electrostatic field (yellow) around an active site (red) of

11、 the enzyme superoxide dismutase, which controls oxygen toxicity by converting the superoxide radical to less dangerous forms.據(jù)研究發(fā)現(xiàn)，哺乳動(dòng)物中至少有 13 種含硒蛋白或亞單位，目前有 5 種硒蛋白得到較為詳細(xì)的研究。 磷脂氫過氧化物谷胱甘肽過氧化物酶（PHG-PX），以一種單體形式存在，活性中心為硒代半胱氨酸（Se-Cys）。該酶催化過氧化物類和硫基化合物類。該酶主要催化親脂性過氧化物的還原，與 V E 有協(xié)同作用。 PHG-PX 存在于所有含硒和非硒 GSH-P

12、X 存在的組織中，說明 PHG-PX 和 GSH-PX 及其他過氧化硒酶組成一個(gè)還原各種過氧化物的多級酶系統(tǒng)。 PHG-PX 與 GSH-PX 的作用機(jī)制一樣。 血漿谷胱甘肽過氧化物酶（PGSH-PX）是人類從哺乳動(dòng)物體內(nèi)發(fā)現(xiàn)的第三個(gè)酶，是一種糖蛋白。從硒的存在形式上看， PGSH-PX 與 GSH-PX 一樣，均以硒代半胱氨酸的形式存在，金屬離子對這兩個(gè)酶的活性均有抑制作用。但對不同的金屬離子，它們之間也存在著一定的差別。 I 型碘甲狀腺素5脫碘酶（IT45D）是存在于細(xì)胞膜的含硒蛋白。 IT45D 使四碘甲腺原氨酸（又稱甲狀腺素）（T4）轉(zhuǎn)變?yōu)榛钚詮?qiáng)的三碘甲腺原胺酸（T3），其活性對甲狀腺

13、素的生理作用十分重要，在 IT45D 中硒以硒代半胱氨酸的形式存在，硒為該酶性中心所必需。體內(nèi) IT45D 的活性隨體內(nèi)硒水平下降而降低，缺硒與甲狀腺疾病如粘液水腫型克汀病密切相關(guān)。 硒蛋白 P 是一種血漿蛋白。該蛋白質(zhì)中硒的形式為硒代半胱氨酸（Se-Cys）硒蛋白 P 是一種轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白，該蛋白含有很多個(gè)巰基和硒，有很強(qiáng)的還原能力，該蛋白可能也是一種氧化還原酶。 2。 非酶硒化物的清除自由基功能存在于含硒酶中的硒約占人體總硒量的1/3，其余2/3硒的存在形式及生理功能也倍受人們的關(guān)注。硒化合物對脂質(zhì)過氧自由基（RCOO.）有很強(qiáng)的清除能力，有機(jī)硒化合物的清除效果優(yōu)于無機(jī)硒化合物，幾種硒化合物清除

14、效果的順序?yàn)椋篠e(CH2CH2COOH)2Se(CH2CH2CN)2Se(CH2COOH)2SeO23。有效地提高機(jī)體的免疫力缺硒會(huì)降低機(jī)體的體液免疫反應(yīng)，補(bǔ)硒能消除這些影響，刺激機(jī)體產(chǎn)生較高水平的免疫球蛋白M(IgM)和免疫球蛋白G(IgG)，同時(shí)能抵消像甲基汞之類抑制劑所引起的免疫抑制。缺硒會(huì)導(dǎo)致巨噬細(xì)胞數(shù)量的減少、巨噬細(xì)胞與中性粒細(xì)胞殺傷力的降低，甚至影響后代的免疫能力。（四）硒與腫瘤 動(dòng)物試驗(yàn)表明，硒可明顯抑制許多已知致癌劑的致癌病變。例如，能抑制3-甲基-4-二甲基氨基偶氮苯(DAB)、2-乙酰氨基芴(AAF)或二乙基亞硝胺(DEN)的誘發(fā)肝癌病變；1、2-二甲基肼(DMH)或甲基

15、氧化偶氮甲醇醋酸鹽(MAM)的誘發(fā)結(jié)腸癌病變；7、12-二甲基并蒽(DMBA)的誘發(fā)乳腺癌病變，以及3-甲基膽蒽(MCA) 、7、12-二甲基苯并蒽(DMBA) 、巴豆油和苯并芘 的誘發(fā)皮膚癌病變等。Source: Clark et al, JAMA 1996 276:1957-63; study of 1312 patients over 4-5 years（200 mcg of Selenomax High Selenium Yeast ）（五）硒的食物來源和供給量1。食物來源 海產(chǎn)品、動(dòng)物內(nèi)臟肝、腎等及肉類為硒的良好來源。糧谷類中隨該地區(qū)土壤含硒量而異。硒來源于石煤，石煤經(jīng)燃燒和分化進(jìn)入

16、土壤和水，植物根系和葉片吸收后將無機(jī)硒轉(zhuǎn)化為有機(jī)硒。 恩施市硒資源具有分布廣、儲(chǔ)量大、埋藏淺 .恩施市的富硒生物資源豐富。富硒茶是補(bǔ)硒的最佳途徑，含硒量0.372.77ppm。富硒農(nóng)作物主要有玉米、小麥、黃豆、油菜籽、蕓豆、大米、花生等，硒含量0.3310.8ppm，這些物產(chǎn)既可作富硒糧食食用，更可作富硒新產(chǎn)品的原料糧進(jìn)行深加工，提取硒蛋白和重要酶類。富硒藥材主要有板黨、窯歸、雞爪黃連、黃芪、杜仲、貝母、貫葉連翹等，含硒量均值為當(dāng)歸7.45ppm、杜仲1.46ppm、黨參0.73ppm、黃芪14.47ppm、絞股蘭1.44ppm、貝母1.14ppm、淫羊霍6.47ppm。 2。供給量 我國19

17、88年首次將硒列入供給量表中，兒童與少年為1550g，成人與老年人各年齡段皆為50g。Recommended Intakes RDAs: 70 g/day for adult males 55 g for adult females 65 g for adult females - pregnant 75 g for adult females - lactation 40 g for males ages 11 - 14 50 g for children ages 15 - 18 45 g for females ages 11 - 14 40 g for males ages 11 -

18、14 30 g for children ages 7 - 10 20 g for children ages 1- 6 15 g for infants 6 mo - 1 yr 10 g for infants 0-6 months Food Sources Seafoods, meats, grains, Brazil nuts 毒性大鼠硒中毒的劑量為Se（亞硒酸鈉 ） 3mg/kg, 硒蛋氨酸的毒性小于亞硒酸鈉,雌性大鼠對硒毒性更為敏感. （衛(wèi)生研究 JOURNAL OF HYGIENE RESEARCH 2004 Vol.33 No.6 P.700-703）1急性硒中毒 在工業(yè)生產(chǎn)中多

19、見急性硒化氫中毒，焙燒陽極泥時(shí)，吸人有硒塵釋放出的煙霧引起金屬煙霧熱?；颊哳^暈、頭痛、無力、嗜睡、惡心、嘔吐、腹瀉，呼吸和汗液有蒜臭味，上呼吸道和眼結(jié)膜有刺激癥狀。重者有支氣管炎、寒戰(zhàn)、高熱、出大汗、手指震顫以及肝腫大等表現(xiàn)。實(shí)驗(yàn)室檢查白細(xì)胞增高，尿硒含量不高，23日后癥狀逐漸好轉(zhuǎn)。誤服亞硒酸者，產(chǎn)生多發(fā)性神經(jīng)炎和心肌炎，應(yīng)與急性硒中毒鑒別診斷，以防誤診。 2慢性硒中毒 從事冶煉、加工、提取硒的工人，長期接觸小劑量硒化物的蒸氣和粉塵，一般23年后產(chǎn)生頭暈、頭痛、倦怠無力、口內(nèi)有金屬味、惡心、嘔吐、食欲不振、腹瀉、呼吸及汗液有蒜臭味，還可有肝腫大、肝功能異常，自主神經(jīng)功能紊亂，尿硒增高。（六）作

20、為功能性食品基料的富硒制品(1)微生物合成轉(zhuǎn)化法,如富硒酵母或富硒食用菌;(2)植物天然合成轉(zhuǎn)化法,如富硒茶葉;(3)植物種子發(fā)芽轉(zhuǎn)化法,如富硒麥芽或富硒豆芽。通過谷物種子發(fā)芽法轉(zhuǎn)化無機(jī)硒為有機(jī)硒,具有工藝簡單、生產(chǎn)穩(wěn)定、易于操作及成本低廉等優(yōu)點(diǎn),可制得具有良好特性的功能性富硒基料,用來生產(chǎn)富硒餅干、面條和面包等一系列食品,應(yīng)用前景廣闊。 人工轉(zhuǎn)化的補(bǔ)硒營養(yǎng)食品利用生物具有的轉(zhuǎn)化性富硒能力，將無機(jī)硒轉(zhuǎn)化為有機(jī)硒，以這種富集法生產(chǎn)的有機(jī)硒食品被稱為“人工轉(zhuǎn)化補(bǔ)硒營養(yǎng)食品”。該類產(chǎn)品中的硒是以類似天然食物的有機(jī)硒形式存在，如硒代半胱氨酸、硫代蛋氨酸，既可提高硒的生理活性與吸收率，又可降低其毒性，有

21、利機(jī)體吸收。更重要的是人們可利用當(dāng)?shù)馗晃参镔Y源和市場需求，開發(fā)適銷對路的系列富硒保健食品。 微生物富集法。產(chǎn)品主要有富硒酵母和富硒真菌。 富硒酵母是將酵母菌放入無機(jī)硒（如亞硒酸鈉）的培養(yǎng)基中培養(yǎng)而制得。富硒酵母無毒，直接食用安全，生物利用率高，能有效提高動(dòng)物或人體體內(nèi)的血硒水平，可作為一種硒源營養(yǎng)補(bǔ)充添加劑。在生產(chǎn)保健食品如抗肝化學(xué)性損傷、抗重金屬中毒、抗自由基方面有很高的應(yīng)用價(jià)值，而且它具有比亞硒酸鈉更高的生物活性和食用安全性。 富硒真菌主要是富硒食用菌。生產(chǎn)方法是在食用菌栽培基料中加入亞硒酸鈉等無機(jī)硒添加劑。湖北恩施農(nóng)科所生產(chǎn)的富硒蘑菇，有機(jī)硒含量在70ugg。 植物轉(zhuǎn)化法。用施硒肥和噴

22、硒氣霧劑的方法使糧食作物、茶葉、蔬菜和水果等植物增加硒含量，是改善機(jī)體低硒狀態(tài)的另一途徑。我國四大富硒地區(qū)(貴州，湖北恩施，陜西紫陽和安徽石臺 )利用當(dāng)?shù)匚Y源，大力開發(fā)富硒糧油、蔬菜、水果食品取得了長足的發(fā)展，如恩施的富硒玉米、富硒小麥、富硒大米、富硒魔芋、富硒茶、富硒天麻等已形成產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)格局。利用無機(jī)硒生產(chǎn)出富硒藻類等海洋植物富硒保健食品及添加劑。 動(dòng)物轉(zhuǎn)化法。用含硒量較高的飼料飼喂動(dòng)物，可生產(chǎn)富硒肉、蛋、奶、禽產(chǎn)品，如富硒蛋、富硒蜂蜜、富硒肉食制品（富硒乳豬、富硒火腿、香腸、牛肉干、皮蛋、板鴨、鵝腿等）。 利用高新技術(shù)研制開發(fā)富硒保健食品。如上海四通納米技術(shù)港有限公司研制的“硒旺膠囊”

23、，經(jīng)科學(xué)鑒定硒納米粒子尺寸介于20 60nm之間。天津產(chǎn)的“天馬康必硒”是運(yùn)用現(xiàn)代生物基因高新技術(shù)研制的功能食品。我國借助太空誘變技術(shù)，將天曲母菌經(jīng)太空誘變制成的“富硒他汀”，是他汀與硒的有機(jī)復(fù)合體。希神口服液（天然硒蛋白）（原名：生命露天然硒蛋白口服液）免疫調(diào)節(jié)、延緩衰老 衛(wèi)食健字1997第217號 福建三明希神生物技術(shù)開發(fā)有限公司鋅硒寶片（原名：體黃金）免疫調(diào)節(jié) 衛(wèi)食健字1997第737號 濟(jì)南高新開發(fā)區(qū)活力元素開發(fā)中心麥硒康（原名：麥硒康（無糖型）延緩衰老 衛(wèi)食健字1997第214號 北京力富科技發(fā)展公司維格爾維生素E加硒軟膠囊 補(bǔ)充維生素E、補(bǔ)硒 衛(wèi)食健字1997第252號 中外合資成

24、都通聯(lián)藥業(yè)有限公司希神片（天然硒蛋白）免疫調(diào)節(jié) 衛(wèi)食健字1997第358號 三明希神生物技術(shù)開發(fā)有限公司海?？抵畟H口服液（原名：海福硒多糖）免疫調(diào)節(jié)、抑制腫瘤衛(wèi)食健字1997第644號 青島華仁生物技術(shù)有限公司賽林補(bǔ)硒含嚼片（營養(yǎng)素補(bǔ)充劑）補(bǔ)硒 衛(wèi)食健字1997第672號 上海三株保健食品有限公司硒旺膠囊 免疫調(diào)節(jié)、延緩衰老 衛(wèi)食健字1998第134號 合肥經(jīng)濟(jì)技術(shù)學(xué)院麥硒康口嚼片 免疫調(diào)節(jié)、抗突變、延緩衰老 衛(wèi)食健字1998第161號 北京力富科技發(fā)展公司康必硒粉（原名：康必硒）免疫調(diào)節(jié) 衛(wèi)食健字1998第256號 中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院食品工業(yè)研究所復(fù)合蛋白硒片 免疫調(diào)節(jié) 衛(wèi)食健字1999第192

25、號 濟(jì)南開發(fā)區(qū)生太生物科技研究所硒利康膠囊 免疫調(diào)節(jié) 衛(wèi)食健字1999第230號 杭州民生實(shí)業(yè)總公司營養(yǎng)保健品廠富硒靈芝寶 免疫調(diào)節(jié)、輔助抑制腫瘤 衛(wèi)食健字1999第282號 中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)自然資源和農(nóng)業(yè)區(qū)劃研究所康硒膠囊 免疫調(diào)節(jié) 衛(wèi)食健字2000第118號 北京西健生物工程技術(shù)研究所希力牌硒肝寶膠囊 免疫調(diào)節(jié)、對化學(xué)性肝損傷有輔助保護(hù)作用 衛(wèi)食健字2000第135號 北京希力藥業(yè)有限公司二、鍺（Germanium）鍺（Germanium）是德國化學(xué)家Winkler于1896年2月最先從礦石中分離并命名的，原子序數(shù)為32，原子量為72.6。常見的氧化態(tài)形式有+2、+4、+6價(jià)。還有0和-

26、4價(jià)。與硒不同，迄今為止，尚無有力的證據(jù)可以證明鍺是人體必需的微量元素。因此在通常情況下，并沒有補(bǔ)鍺的必要。鍺的有益生物效應(yīng)與其存在形式關(guān)系甚大，無機(jī)鍺似乎并沒有明顯而有效的生理活性，只有部分有機(jī)鍺化合物才表現(xiàn)出顯著而又肯定的生理活性。1。鍺在機(jī)體內(nèi)的分布與代謝各種天然食物中均不同程度地含有鍺，成人每天的鍺攝入量為40003500ug。機(jī)體中的部分酶蛋白（如胍氨酸酶、細(xì)胞色素酶等）及大腦中的皮質(zhì)和灰質(zhì)中，均含有和痕量的鍺。人體中某些組織器官中的鍺的含量(mg/kg)為：血液0.2、頭發(fā)2.2(0.93.7)、腎臟9.1、肝臟0.04、肌肉 0.03、指甲0.4810.8和紅細(xì)胞650。鍺主要由

27、消化道迅速吸收，口服后3h血液濃度高達(dá)高峰值，24h幾乎全部排泄完，24-36h內(nèi)尿和糞中的總排泄量為100%，吸收后鍺大部分位于細(xì)胞外血漿中，小部分在血細(xì)胞里，口服3h后小腸濃度最高，分布在各臟器、甲狀腺內(nèi)濃度較高，腎和肝臟濃度也高，從尿和糞排出，吸收后的鍺經(jīng)血液分布到體內(nèi)各臟器，并經(jīng)腎排出，無明顯的蓄積作用。腎臟和肝臟殘留少量鍺。進(jìn)入機(jī)體內(nèi)的鍺對各組織沒有選擇性，可分布于各個(gè)器官中，主要是肝臟、肺臟、腎臟和脾臟等。由汗、糞和尿很快地排出體外，其中主要通過腎臟經(jīng)尿排出的占大部分。2。具有生理活性的有機(jī)鍺化合物1967年吉川浩等以及淺井一彥以三鹵化鍺烷為基料，合成了水溶性良好，具有廣泛藥理作用

28、的-羧乙基鍺倍半氧化物（Carboxyethyl germanium Sesquioxide, CEG，簡稱Ge-132），揭開了鍺及有機(jī)鍺化合物的醫(yī)學(xué)研究和應(yīng)用的新紀(jì)元。近十幾年來，對有機(jī)鍺化合物的生物活性，引起了世界各國學(xué)者的極大興趣。 3.鍺的生物學(xué)作用和生理功能 日本水島等對有機(jī)鍺Ge-132的免疫調(diào)節(jié)作用進(jìn)行了探討，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，有機(jī)鍺Ge-132不僅是一種免疫強(qiáng)化劑，而且還是一種免疫調(diào)節(jié)劑。證明了有機(jī)鍺Ge-132抗癌、抗高血壓、抗衰老作用是通過機(jī)體誘發(fā)干擾素及增強(qiáng)nk細(xì)胞的活性，巨噬細(xì)胞活化實(shí)現(xiàn)的。作者進(jìn)行有機(jī)鍺對矽肺鼠的免疫功能影響實(shí)驗(yàn)研究，結(jié)果表明胸腺細(xì)胞增殖反應(yīng)和脾細(xì)胞增殖

29、反應(yīng)有增加，矽肺病主要因?yàn)槊庖吖δ艿拖?，有機(jī)鍺對矽肺大鼠的免疫功能異常改善。4。有機(jī)鍺與腫瘤的關(guān)系 日本佐佐木研究所佐藤醫(yī)學(xué)博士等人在大鼠腹水型，肝癌及膀胱癌研究中，首先證實(shí)了有機(jī)鍺的抗癌作用. 日本應(yīng)用有機(jī)鍺Ge-132治療5萬多腫瘤患者取得明顯療效，包括肺癌、肝癌、生殖系癌和白血病。 美國和瑞典等國家進(jìn)行了試驗(yàn)表明，吉林延吉醫(yī)學(xué)院對有機(jī)鍺研究室報(bào)道，用有機(jī)鍺Ge-132治療各類晚期癌癥112例，病情好轉(zhuǎn)率達(dá)64%，無副作用。 上海報(bào)道對惡性腫瘤用有機(jī)鍺Ge-132治療與抗癌藥物合用提高療效，有效率60%-70%。 河南1992年合成有機(jī)鍺治療肺癌、肝癌、骨髓癌等，用有機(jī)鍺300mg，3次/

30、d口服，合并用其他抗癌藥物，療效可達(dá)到80%，沒有副作用。 至于治療各類腫瘤的有效劑量，有待繼續(xù)探討，通過實(shí)驗(yàn)研究證明有機(jī)鍺抗腫瘤效果是通過鍺調(diào)節(jié)免疫功能實(shí)現(xiàn)的。 目前,有機(jī)鍺已進(jìn)行大量 期和 期臨床試驗(yàn)在日本用Ge-132治療各種腫瘤5萬多例,對胃癌、肺癌、宮頸癌、乳腺癌、胰腺癌、多發(fā)性骨髓瘤及前列腺癌均有一定的療效。 有機(jī)鍺化合物抑制腫瘤活性的可能機(jī)制包括增強(qiáng)機(jī)體免疫力、清除自由基和抗突變等多個(gè)方面。一些學(xué)者認(rèn)為,Ge-132本身無直接細(xì)胞毒作用,其抗腫瘤作用主要通過宿主介導(dǎo)的免疫機(jī)理。另一在臨床試驗(yàn)研究較多且證實(shí)有確切抗癌作用的有機(jī)鍺是螺鍺。Rice和Hill認(rèn)為螺鍺的抗癌活性主要是由于

31、抑制蛋白以及DNA和RNA合成,屬直接細(xì)胞毒作用。Age and Life StageAI for Males(mcg/day)AI for Females(mcg/day)Infants 0-6 months0.20.2Infants 7-12 months5.55.5Children 1-3 years1111Children 4-8 years1515Children 9-13 years2521Adolescents 14-18 years3524Adults 19-50 years3525Adults 51 years and older3020Pregnancy 18 years

32、and younger-29Pregnancy 19 years and older-30Breastfeeding 18 years and younger-44Breastfeeding 19 years and older-45Organic Germanium stimulates the production of immune (gamma) interferon. Organic Germanium activates resting macrophages and converts them to cytoxic (killer) macrophages. Organic Ge

33、rmanium stimulates Natural Killer (NK) Cell activity. Organic Germanium stimulates the production of T suppressor cells. Organic Germanium augments decreased immunity and restores impaired immunoresponse in aged mice. Organic Germanium GE-132 250 mg 30 caps: GE 132 or GE132$62.96 5.鍺的毒性 以小鼠和大鼠口飼Ge-1

34、32,各實(shí)驗(yàn)室所得LD50不盡相同,但基本都有數(shù)克之多,范圍在6g/kg12g/kg之間;而螺鍺的LD50為75mg/kg;Ge401對大、小鼠LD50分別為10g/kg和5g/kg。 但有法國學(xué)者報(bào)道,用Wistar大鼠60只分2組,一組予1g/kgGe-132口飼,另一組對照。觀察1和6個(gè)月,未見中毒癥狀和行為障礙。但1個(gè)月時(shí),紅細(xì)胞數(shù)顯著減少,肌酐明顯增加,雄鼠腎功能輕度障礙,病解未見異常。6個(gè)月時(shí),血糖和總蛋白明顯減少,雄鼠白蛋白、總LDH、轉(zhuǎn)氨酶明顯減少。60%的大鼠出現(xiàn)中度腎損傷、尿管型、腎小管和管腔擴(kuò)大,并有絮狀沉淀。對照組未測出鍺在組織中的含量,但實(shí)驗(yàn)組可測出。提示有機(jī)鍺長期大

35、劑量使用具蓄積毒性。對Ge-132的長期毒性一直存在爭論。三、鉻（Chromium）鉻是法國科學(xué)家于1797年首次發(fā)現(xiàn)的。1959年從德國移居美國的科學(xué)家W.Mertz和K.Schwarz發(fā)現(xiàn)鉻能夠較正大白鼠異常的糖代謝，后來確認(rèn)它是胰島素正常工作的輔助因子。通過大量的研究確立了鉻是人體和動(dòng)物必不可少的一種微量元素，參與了機(jī)體的脂類代謝和糖類代謝。鉻有九種可能的氧化態(tài)，有實(shí)際意義的僅三種即+2價(jià)、+3價(jià)和+6價(jià)。+3價(jià)是人體必需的微量元素，可產(chǎn)生一系列化合物，如醋酸鹽、檸檬酸鹽和氯化物。相對不太穩(wěn)定的+2價(jià)鉻會(huì)迅速氧化成+3價(jià)，其他幾種形式的鉻沒有生物活性，其中+6價(jià)對人體有劇毒，可致腫瘤或致

36、死。1。鉻在人體中的分布與代謝成人體內(nèi)的+3價(jià)鉻總量為5100mg，廣泛分布于各個(gè)組織器官和體液中。人體對無機(jī)鉻的吸收率低于1%, 對有機(jī)鉻的吸收率可高達(dá)1025%。鉻主要由 腸道吸收，通過腸粘膜進(jìn)入血液，由運(yùn)鐵蛋白攜帶至各組織器官中，最后通過腎臟由尿排出。2。鉻的生物功能（1）是葡萄糖耐量因子的組成成分。（2）促進(jìn)機(jī)體糖代謝的正常進(jìn)行。（3）促進(jìn)機(jī)體脂代謝的正常進(jìn)行。（4）是核酸類物質(zhì)的穩(wěn)定劑和某些酶的激活劑。 “葡萄糖耐量”指的是經(jīng)口攝入或注射葡萄糖使血糖水平升高，由機(jī)體細(xì)胞從血液中帶走的糖，使得血糖濃度降回原來正常水平的速度。 葡萄糖耐量因子(Glucose tolerance fact

37、or, GTF) 可認(rèn)為是一種激素，能促進(jìn)升高的血糖降回到正常值。 已知它是一種水溶性的低分子含鉻配位物，由鉻和尼克酸組成，可能還含有谷氨酸、甘氨酸和含硫氨基酸。 當(dāng)血液中葡萄糖或胰島素含量明顯提高時(shí)，以GTF形式存在的鉻可以從肝臟、腎臟等貯存鉻的組織中釋放到血液中，GTF與胰島素一起使氨基酸、脂肪酸和葡萄糖能較容易地通過血液送到各組織細(xì)胞中。A Proposed Model for the Effect of Chromium on Insulin Action1) The inactive form of the insulin receptor (IR) is converted to the active form by binding insulin (I).2) The binding of insulin by the IR sti