铬与人体健康研究

铬与人体健康研究

郑　林　周　侃　翁本德　秦志荣　许荣年

(浙江省轻工业研究所,浙江　杭州　310009)

摘　要:对铬与人体健康关系作了综述,包括:铬作为人体必需微量元素的生理功能,葡萄糖耐

量因子定义和结构推测,以及与人体健康有关的生理临床作用研究进展状况,以引起更多的科技

工作者对这一领域的关注和重视。

关键词:葡萄糖耐量因子(GTF);铬;人体健康

中图分类号:R587.1;O614.611　　文献标识码:A

随着社会的发展与生活水平的不断提高,不良的饮食习惯产生了食物的精细化趋势,造成了人类由于营养元素缺乏或不平衡引起的多种疾患迅速增加,糖尿病就是其中一种。经过科学界的不断努力,1957年发现了具有恢复糖耐量作用的葡萄糖耐量因子(glucose tolerance factor,简称GTF)。进一步研究发现它是一种含铬的化合物,由于它同时又具有多种其它功能作用,从而在世界范围掀起了铬的研究热潮,化学、医学、营养学、食品工程学等学科的许多科学家、学者都投入了巨大的热情和精力,对含铬的GTF与疾病的关系进行了广泛的研究。

1　铬是必需的微量元素

铬作为金属元素是1797年被法国化学家Vauquel发现的。1957年德国移居美国的医学科学家Mertz和Schwarz发现大鼠摄入少量猪肾粉或啤酒酵母后,可恢复大鼠内源性糖耐量损伤。[1] 1959年Schwarz和Mertz进一步分析发现,有一种无机物质具有恢复大鼠糖耐量正常的作用,即具有GTF的活性。[2]1959年Schwarz等又对多种无机盐分析后认为,大多数三价铬化合物,具有GTF的活性,由此Mertz确认三价铬是组成GTF的必要成分。从而证实铬是人体必需的矿物元素。[3]

铬作为人体的营养素之一,已广泛被认为是人体必需的微量元素之一,尤其是糖尿病人和中老年人更为需要。铬在人体中以GTF形式发生作用,尽管目前已在探索GTF结构及功能作用上做了大量的工作,已证明GTF具有多方面的功能作用,但遗憾的是至今仍未能完全确定其结构形式。

(1)糖尿病:铬参与糖代谢,胰岛素是糖代谢紊乱的关键物质,胰岛素的分泌和发挥作用又必须有铬的参加。有实验报道,糖尿病患者血铬比正常人低,补充铬后即可加速血糖运转,从而使血糖下降,病情稳定。我国糖尿病的患病率为6.09%,北京最高。糖尿病是老年常见疾病,防治糖尿病必须补充足量的铬。[2]

(2)冠心病:铬的缺乏导致糖和脂肪代谢障碍,间接影响冠心病。现已证实,冠心病人血浆铬水平明显低于正常人,补充铬可降低胆固醇及总胆固醇水平,冠心病、心绞痛发病时头发中铬

收稿日期:2003-04-15明显降低,这提示铬的缺乏可能是导致冠心病危险因素之一。[2]

(3)其它:近年报道证明,孕妇、营养不良儿童、出生时体重过低的婴儿、原发性白血病、烧伤病等体内都有缺铬现象。表明适量补充铬能促进儿童发育。目前又将肥胖症与铬关系列为研究新课题。

鉴于此,世界各国都将铬列入每日摄入的营养素标准(RDA),我国、美国和日本的标准见表1。

表1　铬的每日摄入营养素标准(RDA)

2　铬的生理作用

2.1　吸　收[1]

(1)吸收的主要部位:主要在肠道吸收。[3]

(2)研究表明,饮食中摄入的无机铬吸收少于1%,而GTF中的铬吸收高达10%～25%。研究还表明,在一定条件下,人体中的简单铬转变成GTF是有限的。

(3)血液和肠内容物的pH值:碱环境利于吸收。

(4)螯合剂影响铬的吸收。其中,草酸盐增加吸收,植酸盐降低吸收。

(5)糖尿病人、老年人铬吸收相对提高。

(6)碳水化合物刺激铬排出。

(7)脂肪降低铬吸收。

(8)肠道中微生物促进铬吸收。

(9)大量补钙、铁、锌和镁可能影响铬吸收。

(10)妊娠期胎儿从母体中吸收较多的铬。

2.2　贮　存

肝和肾是人体铬的贮存器官,[1]糖尿病患者头发和肝里的铬只有正常健康人的三分之二。2.3　分　布

铬主要分布在肝、肾、肺、心、脑、脾等组织内,以脑的尾核含量最高。正常成人发铬:男性4.9±0.8ng/g;女性5.1±0.7ng/g。[2]

2.4　排　泄

内源性铬排泄主要通过尿液排出体外,健康成人24h平均排出7～10μg,也有报道11.3±

1.17μg(高糖饮食可加速尿铬的排泄)。[2]

2.5　作用机制

吸收进入体内的铬与胰岛素协同作用,稳定血糖。[3]

3　葡萄糖耐量因子的研究

GTF是一种含铬的化合物质,是一种能促进升高的血糖回到正常值的激素类物质。[3]

尽管目前还不能完全了解GTF完整的构成,但可肯定它含有铬,并可能含有尼克酸和氨基酸,如:甘氨酸、谷氨酸和半胱氨酸等。

推测作为能使血糖回到正常范围的含铬有机物质GTF可能是含铬的多组分、多形态的一类化合物,尽管其构成存在一定的差异,但在生物体中的生理作用将可能是相近的,而且不影响其临床上的应用。

由于食物中烤肝、酵母等GTF含量最高,也仅1×10-6左右,[1]所以从食物中提取无现实意义。因此,不少人想利用化学合成技术制备GTF,由于所形成的产物较复杂,迄今未见有GTF 化学合成的生产方法报道。另一途径是采用生物合成技术制备GTF,1982年Szalay介绍了利用啤酒酵母发酵制备高浓度GTF的方法,1999年郑林等利用麦芽生物转化过程制备高浓度GTF取得成功。

利用生物转化法来制取GTF将是最近及不久的将来制取GTF直接、安全和有效的方法。

至今,经过人们对铬的生物学作用与生理功能广泛的研究,证明铬在人体中有四大作用:稳定血糖,脂肪代谢,预防肿瘤,激活酶类。[1]

(1)铬是CTF的组成成分,促进机体糖代谢的正常进行,防止糖尿病的产生。

(2)铬参与脂肪代谢的正常进行,如:铬摄入量与人群心血管病死亡成负相关,缺铬易引起冠心病。

(3)铬是核酸类物质(RNA、DNA)的稳定剂。有人提出铬可防止细胞内的基因发生突变,即预防肿瘤的作用,但尚未得到证实。

(4)铬是一些酶类的活化剂,如:胰蛋白酶,但由于该酶也可为其它金属所活化,因而缺乏唯一性。

近年来,国内在铬及GTF与人体健康方面的主要研究结果有:

1994年陈清等的“北京成人血、发、脏器微量元素铬的参照值研究初报”,表明北京成人铬的营养状态大体为中等水平。[6]

1987年程南征等的“糖尿病病人和健康人的血铬和尿铬含量”,证明糖尿病病人血铬含量较正常人低,而尿铬较正常人高。[7]

1988年王卫星等的“高铬酵母治疗Ⅱ型糖尿病高脂血症的临床研究”,1988年梁荩忠等的“铬剂对糖尿病患者血糖、血脂影响的初步报告”,1994年田晓华等的“富铬酵母降低高血脂作用的研究”,1994年崔金山等的“全血铬与冠心病及血脂关系研究”,均证明补充富铬酵母对稳定血脂,降低冠心病发病率,治疗高脂血症有效。[8～11]

1991年吴一等的“富铬酵母治疗非胰岛素依赖型糖尿病的临床观察”,1991年潘性源等的“富铬酵母对实验性糖尿病的影响”,1997年邓莉等的“葡萄糖耐量因子在治疗Ⅱ型糖尿病中的应用”,均证明富铬酵母中的GTF对增加胰岛素活性,稳定血糖有效。[12～14]

参考文献:

[1]恩斯明格A H,等.美国食物与营养百科全书选辑(4)[M].北京:农业出版社,1988.226～231.

[2]苗健,等.微量元素与相关疾病[M].洛阳:河南医科大学出版社,1997.131～137.

[3]郑建仙.功能性食品[M].北京:中国轻工业出版社,1995.507～517.

[4]刘志皋,等.食品营养学[M].北京:中国轻工业出版社,1992.309～323.

[5]周秀琴,编译.日本人第六次修订日本人营养需要量[J].食品文摘,2000,(8):56～59.

[6]陈清,等.北京成人血、发、脏器微量元素铬的参照值研究初报[J].营养学报,1994,(4):373.

[7]程南征,等.糖尿病病人和健康人的血铬和尿铬含量[J].营养学报,1987,(9):265.

[8]王卫星,等.高铬酵母治疗Ⅱ型糖尿病高脂血症的临床研究[A].第五届全国营养会议论文汇编[C].

1988.112.

[9]梁荩忠,等.铬剂对糖尿病患者血糖、血脂影响的初步报告[J].华西医科大学学报,1988,19(4):413.

[10]田晓华,等.富铬酵母降低高血脂作用的研究[J].营养学报,1994(2):126～131.

[11]崔金山,等.全血铬与冠心病及血脂关系和研究[J].营养学报,1994(3):～91.

[12]吴一,等.富铬酵母治疗非胰岛素依赖型糖尿病的临床观察[J].中华内分泌代谢杂志,1991,(3):170.

[13]潘性源,等.富铬酵母对实验性糖尿病的影响[J].天津医药,1991,19(9):515.

[14]邓莉,等.葡萄糖耐量因子在治疗Ⅱ型糖尿病中的应用[J].中国农村医学,1997(9):29.Chromium and Human Health

ZHENG Lin,ZHOU Kan,WE NG B en-de,QI N Zhi-rong,XU Rong-nian

(Zhejiang Province Light Industry Institute,Zhejiang Hangzhou31009,China)

A bstract:A review with14references is given on the relationship between chromium and human health in-cluding physiological function of chromium and the research status about glucose tolerance factor.

Key words:glucose tolerance factor(GTF);chromium;human health

发铅与成人疾病

许多疾病的发生或发展影响头发中的铅含量,大多数疾病患者发铅含量升高,少数疾病发铅含量降低。对于同一种疾病,文献报道也有不一致的结果,例如,肺心病患者发铅含量虽均比冠心病低,但陈祥友报道前者比对照组高约8倍,而梁国荣报道则比对照组低35%;不同年龄鼻咽黏膜病变患者发铅均显著高于对照组,但鼻咽癌患者20岁组比对照组低(OR=0.33),40岁组比对照组高(OR=3.85);孔聘颜报道高血脂患者发铅比对照组高(OR=1.47),但秦俊法曾在长寿老人中观察到发铅与低密度脂蛋白-胆固醇、β脂蛋白、总胆固醇、甘油三酯和β球蛋白呈显著负相关。这些矛盾可能与分析的样本数或分析对象的年龄不同有关,也可能与身体状况和暴露环境等因素有关。此外,许多微量元素和其他饮食因子都会影响铅的体内平衡。