天然食物排鉛化學(xué)原理及應(yīng)用

齊婷婷，江元汝

（1. 西安建筑科技大學(xué)， 陜西 西安 710055； 2. 西安建筑科技大學(xué)， 陜西 西安 710055）

天然食物排鉛化學(xué)原理及應(yīng)用

齊婷婷1，江元汝2

（1. 西安建筑科技大學(xué)， 陜西 西安 710055； 2. 西安建筑科技大學(xué)， 陜西 西安 710055）

鉛毒對(duì)人體尤其是兒童生長(zhǎng)發(fā)育影響較大，一般排鉛藥物作用明顯但只適合應(yīng)急使用。探討了天然食物排鉛機(jī)理，如配位作用、吸附作用、沉淀作用、拮抗作用和抗氧化作用等。天然排鉛食品，如含有蛋白質(zhì)和氨基酸，果膠，微量元素，維生素，多酚類物質(zhì)，功能性多聚糖等物質(zhì)；為防止鉛蓄積及健康排鉛提供科學(xué)依據(jù)。

鉛；鉛毒；排鉛；天然食品

隨著工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)展，鉛污染日趨嚴(yán)重，近些年兒童血鉛事件頻發(fā)。鉛對(duì)人體造成危害主因是鉛極易富積，且進(jìn)入人體后排出極慢。妊娠婦女使用含鉛物品會(huì)使胎兒在母體時(shí)就蓄積可在代際之間傳遞的鉛，隨著年齡的增長(zhǎng)逐漸增多，時(shí)間可長(zhǎng)達(dá)約50年[1]。現(xiàn)在有一些常用的排鉛藥物，它們的排鉛作用雖然強(qiáng)，但需長(zhǎng)期靜脈注射，且會(huì)同時(shí)排出別的必需微量元素，造成相關(guān)酶生理活性降低甚至失活，只適合應(yīng)急使用。兒童由于比大人更易富積。為了降低兒童體內(nèi)的鉛含量，鉛中毒防治需要由臨床治療轉(zhuǎn)向家庭保健預(yù)防。天然食物中有很多排鉛的化學(xué)因子，可以平衡微量元素使鉛排出體外而不會(huì)造成元素缺乏癥；同時(shí)副作用小，形態(tài)也易為兒童所接受，服食簡(jiǎn)單；來源廣泛，成本低廉，可從根源上降低鉛中毒的幾率。

1 配位及吸附作用

1.1 蛋白質(zhì)、氨基酸

配位或吸附作用的排鉛機(jī)理在于排鉛功能物質(zhì)能在體內(nèi)與鉛產(chǎn)生強(qiáng)結(jié)合力，與血液、肝、腎、腦等靶器官中鉛形成復(fù)合物，隨排泄物排出體外，從而降低體內(nèi)血鉛水平。

富含硫氨基酸（如半胱氨酸這種低聚肽）的優(yōu)質(zhì)蛋白質(zhì)能降低體內(nèi)鉛濃度，且有利于增強(qiáng)機(jī)體解毒能力，促進(jìn)血紅蛋白合成。ZnMT（鋅硫蛋白）中富含的微量元素鋅和巰基（-SH），與鉛形成配合物的就是巰基，可與鉛離子形成低毒或無毒配合物，經(jīng)腎臟排出體外，起到消除毒害作用，保護(hù)細(xì)胞膜的作用，此外還可以釋放出鋅離子，對(duì)腎臟具有很好的保護(hù)作用[2]。

蛋氨酸是一種含硫氨基酸，在細(xì)胞內(nèi)可轉(zhuǎn)化為參與多種毒物解毒過程的谷胱甘肽。還原型谷胱甘肽是谷氨酸、半胱氨酸（N-葡萄糖基-L-半胱氨酸）和甘氨酸構(gòu)成的三肽化合物，通過消除自由基和其它活性代謝產(chǎn)物來保護(hù)和減輕細(xì)胞損害，增強(qiáng)機(jī)體免疫能力，同時(shí)通過與體內(nèi)的鉛結(jié)合形成水溶性的化合物，經(jīng)由腎臟排出體外以降低鉛的毒性。牛黃酸氨基乙磺酸是人體內(nèi)一種含量較高的游離含硫氨基酸，能拮抗鉛對(duì)中樞神經(jīng)系統(tǒng)的損傷，以及對(duì)鋅等微量元素和營(yíng)養(yǎng)素吸收利用[3-4]。Neal[5]等研究發(fā)現(xiàn)，牛黃酸可改善鉛誘導(dǎo)CHO細(xì)胞氧化應(yīng)激水平，顯著增加鉛暴露CHO細(xì)胞活力，降低細(xì)胞內(nèi)脂質(zhì)過氧化產(chǎn)物丙二醛（MDA）水平，增加細(xì)胞內(nèi)GSH水平，增強(qiáng)機(jī)體免疫能力，降低鉛毒作用。

金屬硫蛋白廣泛存在于哺乳動(dòng)物、魚類，最多的是動(dòng)物臟器；牛磺酸含量最豐富的是海魚、貝類；蛋氨酸多富含于芝麻、葵花子、乳制品、葉類蔬菜等食物中。經(jīng)常接觸鉛的人可以多食肉類、魚蝦以及豆制品，還能補(bǔ)充身體必需的蛋白質(zhì)。

1.2 果膠等水溶性膳食纖維及其衍生物

低甲氧基果膠由幾十個(gè)至幾百個(gè)脫水半乳糖醛酸組成，常與鈣、鋅或鎂形成巨大網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。果膠對(duì)鉛的強(qiáng)大選擇性大于其它微量元素，起取代鉛的作用，與鉛形成不溶、不吸收的復(fù)合物沉淀，曾被推薦給鉛作業(yè)工人作為保健食品。動(dòng)物實(shí)驗(yàn)證明，肝臟具有一個(gè)極活躍的代謝機(jī)制，體內(nèi)鉛向膽汁的排泄很明顯。蓄積在骨和組織中的鉛，隨著血液循環(huán)經(jīng)肝臟、膽汁排到腸道后排出大部分又被重吸收，但在腸內(nèi)如與果膠相遇，就能成為不溶物隨糞便排出體外[2-3]。多糖類等大分子如果膠、海藻酸和膳食纖維等，其糖鏈上豐富的游離基可與鉛配位，形成難以吸收的凝膠，有效地排除胃腸道的鉛。

水果如獼猴桃、棗、柑等富含果膠物質(zhì)。功能性低聚糖，如海帶、枸杞、當(dāng)歸、木耳等多糖能促進(jìn)有益菌雙歧桿菌在腸道內(nèi)大量繁殖，抑制有害菌，減輕肝臟排除體內(nèi)毒素的負(fù)擔(dān)，增強(qiáng)機(jī)體免疫力，降低鉛毒的損傷。食物中還有許多成分如植酸、磷脂、檸檬酸、蘋果酸、琥珀酸和多聚氨基酸等，都能與鉛形成配合物。血鉛超標(biāo)的人應(yīng)多食富含上述物質(zhì)的食物，以水果為佳，但水果要注意表皮中鉛的富集，建議去皮后再食。

2 沉淀作用

天然食品中的一些成分，如硒和硫，還有一些無機(jī)陰離子或酸根，如碘離子、磷酸根離子、鉬酸根離子等，它們都能與人體內(nèi)的鉛發(fā)生沉淀作用，使其直接從大便排出，阻擋鉛的富積，或降低其水溶性，使其不易吸收而排出體外。

硒是人體紅細(xì)胞和磷脂過氧化氫的谷胱甘肽過氧化物酶的組成成分，主要作用是參與酶合成，保護(hù)細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)和功能和免疫系統(tǒng)。在人體中，硒作為帶負(fù)電荷的非金屬離子，能夠與帶正電荷的鉛離子結(jié)合形成金屬硒-蛋白質(zhì)復(fù)合物，干擾鉛的吸收與蓄積，并在含硫氨基酸、Vc、Vb6等物質(zhì)的幫助下，將鉛離子直接或隨膽汁排除，有效地起到解排毒作用[6-7]。硫辛酸（LA）是幾種復(fù)合酶輔助因子，其還原形式是二羥基硫辛酸（DHLA），含有游離巰基基團(tuán)，和鋅配合，效果更佳。有機(jī)硒處理能顯著提高鉛毒大白鼠紅細(xì)胞SOD酶活性，抑制脂質(zhì)過氧化水平，且對(duì)鉛在骨、腎臟和肝臟中聚集也具有一定抑制作用。

一些食品中硒含量較高，如：蕨菜，云豆、魔芋、山藥、西蘭花、大蒜、食用菌、等，這些食物都對(duì)排鉛有很大好處，營(yíng)養(yǎng)學(xué)家也提倡補(bǔ)充有機(jī)硒。馬鈴薯、菠菜、花椰菜、番茄、紅蘿卜等蔬菜及肝臟等含有硫辛酸，其中菠菜最高。其他營(yíng)養(yǎng)素大多富含在蔬果中，有油菜、卷心菜、苦瓜、獼猴桃、棗、蘆柑等，它們都可以阻鉛降毒。

3 拮抗作用

機(jī)體所必需微量元素對(duì)鉛毒有著很大影響。當(dāng)體內(nèi)缺鈣時(shí)，鉛會(huì)隨鈣入血，致使血鉛上升。鉛抑制鈣、鋅、鐵的吸收，減少血紅素的合成，抑制體液和細(xì)胞免疫的能力。這是由于這些微量元素在腸道吸收過程中與鉛享用同一部位運(yùn)載蛋白，鉛-鈣、鉛-鐵、鉛-鋅等之間均有拮抗作用的關(guān)系，因此它們?cè)谙者^程中具有竟?fàn)幮砸种谱饔?。缺乏這些元素會(huì)導(dǎo)致鉛在血液中的富集，嚴(yán)重時(shí)就會(huì)血鉛中毒，但相反補(bǔ)充這些元素可以通降低人體對(duì)鉛吸收，降低體內(nèi)鉛積累，緩解鉛毒性，從而起到一定保護(hù)作用[1,8]。

鋅還能通過增加體內(nèi)酶系統(tǒng)的活性，加速鉛的排泄。鋅不但與鉛有竟?fàn)幮砸种谱饔?，還能防止巰基被羥自由基和超氧自由基氧化，促進(jìn)谷胱甘肽合成而降低鉛毒損傷。研究表明，鋅對(duì)鉛毒具有較佳輔助治療作用，且在鉛毒前補(bǔ)充鋅比鉛毒后效果要好得多。鋅與一些配位劑使用有協(xié)同效果，它能增強(qiáng)這些鰲合劑從血液、肝臟和腎中配位鉛的能力[8]。含鈣、鐵和鋅豐富的食物有：豆制品、海帶、動(dòng)物肝臟、香蕉、動(dòng)物血、肉蛋等，尤其是蝦皮，有利于降低血液和其它靶器官如肝、腎、腦等內(nèi)的含鉛量。

4 抗氧化作用

4.1 維生素

鉛會(huì)促進(jìn)Vc的氧化，機(jī)體吸收鉛會(huì)增加Vc消耗，長(zhǎng)期接觸會(huì)導(dǎo)致體內(nèi)Vc缺乏，適量補(bǔ)充可補(bǔ)足鉛造成的耗損，減緩鉛中毒癥狀。Vc結(jié)構(gòu)中含有烯二醇基團(tuán)可與鉛形成配位環(huán)，使鉛在體液中的溶解能力大大增加，便于隨尿液排出體外；還可在腸道與鉛結(jié)合成低溶解度的抗壞血酸鉛鹽，隨糞便排出體外。Vc與二巰基丁二酸合用，不但能使血鉛降低，還能去除沉積在腦組織中的鉛。

維生素的抗氧化性也是驅(qū)鉛的主要作用。Vc和Ve能調(diào)整超氧化物歧酶（SOD）和還原型谷胱甘肽（GSH）的活性與含量，明顯改善鉛毒造成的氧化應(yīng)激反應(yīng)，降低鉛對(duì)機(jī)體的氧化損傷。B族維生素如Vb1、Vb2、Vb6、Vb12、葉酸等對(duì)于改善鉛中毒癥狀和促進(jìn)生理功能恢復(fù)也有一定效果，Vb1是輔羥化酶的組成部分，可增強(qiáng)酶的活性，影響鉛在體內(nèi)的代謝，防止鉛在肝、大腦和坐骨神經(jīng)里的沉積。

圖1 Vc的排鉛原理圖Fig.1 Lead removing principle of Vc

4.2 多酚類物質(zhì)

多酚類物質(zhì)(也稱單寧類物質(zhì)或鞣酸)的分子中含有多個(gè)鄰位的酚羥基團(tuán)可作為多基配體，能起抗氧化作用，清除自由基，在酸性的條件下以兩個(gè)以上的配位原子和一個(gè)中心離子（鉛離子）絡(luò)合，恰恰與人體消化環(huán)境的條件相適應(yīng)，從而達(dá)到排鉛的作用。

茶多酚，主要由兒茶素類物質(zhì)組成，是一種天然的強(qiáng)抗氧化劑和重金屬絡(luò)合劑，有較強(qiáng)清除自由基、抗脂質(zhì)過氧化能力。對(duì)茶葉排鉛效果研究發(fā)現(xiàn)，茶葉制劑對(duì)鉛毒有較好預(yù)防和治療作用，能有效降低血鉛含量，增加尿鉛排出。茶葉對(duì)鉛毒的保護(hù)作用機(jī)制可能是兒茶素能改善鉛誘導(dǎo)細(xì)胞膜氧化損傷水平及調(diào)節(jié)谷胱甘肽還原酶活性。陳留記等[6]用

HepG2和PC12細(xì)胞研究茶兒茶素對(duì)鉛應(yīng)激細(xì)胞氧化損傷保護(hù)作用表明，適宜濃度茶兒茶素（EC）可很好保護(hù)細(xì)胞活性，顯著抑過氧化；對(duì)PC12細(xì)胞研究發(fā)現(xiàn)，茶兒茶素能有效抑制鉛誘導(dǎo)PC12細(xì)胞活力，對(duì)鉛毒具有一定拮抗作用，且對(duì)鉛誘導(dǎo)細(xì)胞內(nèi)活性氧有清除作用。茶兒茶素具有自由基清除及絡(luò)合金屬離子能力，能夠阻斷并逆轉(zhuǎn)鉛誘導(dǎo)的細(xì)胞氧化損傷，同時(shí)茶多酚能與鉛形成配合物而對(duì)肝臟的排鉛有顯著作用[8-9]。

5 結(jié) 語(yǔ)

鉛由于其蓄積性和難排性，對(duì)人體具有極大的毒性，進(jìn)入人體后會(huì)對(duì)多個(gè)系統(tǒng)產(chǎn)生危害。用天然食物是健康又長(zhǎng)期有效的排鉛方式，對(duì)于預(yù)防及治療低程度的血鉛毒性具有較好的效果。這些食物排鉛的化學(xué)原理主要有通過絡(luò)合及吸附作用與體內(nèi)的鉛形成配合物，隨排泄物排出體外；通過沉淀作用同體內(nèi)的鉛形成溶解度極小的復(fù)合物；利用拮抗作用的金屬離子間對(duì)負(fù)載蛋白的競(jìng)爭(zhēng)作用，攝入其他微量元素排擠鉛離子的結(jié)合使其排出體外；抗氧化作用等。人體的鉛蓄積是一個(gè)緩慢的過程，而排鉛則需要更長(zhǎng)的時(shí)間，而天然食物可以從根源上平衡人體的各種微量元素，使人體達(dá)到較佳的環(huán)境。這些天然食品具有上述的一種或多種排鉛原理，在適宜排鉛的食品中以蛋奶肉豆最為廣泛和基礎(chǔ)，水果中的獼猴桃效果最佳，蔬菜則為菠菜、番茄等，其他如海產(chǎn)品、堅(jiān)果、雜糧、綠茶等也是較為理想的排鉛食品，經(jīng)常食用它們將從平時(shí)就對(duì)大人及兒童體內(nèi)的含鉛量進(jìn)行管理，大大增強(qiáng)人們的健康指數(shù)，做到防患于未然。

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Chemistry Principle and Application of Lead Removing With Natural Foods

QI Ting-ting，JIANG Yuan-ru
（Xi’an University of Architecture and Technology, Shaanxi Xi'an 710055，China）

Lead poisoning has greater effect on human body, especially growth and development of children. Lead removing drugs have obvious effect, but it is only used for emergency. In this paper, mechanism of lead removing with natural foods was discussed, such as coordination, adsorption, precipitation, antagonism, antioxidant role and so on.Natural lead removing functional foods include materials containing large amounts of protein and amino acids, pectin,trace elements, polyphenols, functional polysaccharides. The paper can provide a scientific basis for preventing lead accumulation and lead removing.

Lead; Lead poisoning; Removing lead; Natural foods

TQ 134.3+3

A

1671-0460（2011）07-0759-03

2011-05-10

齊婷婷（1985-），女，陜西安康人，碩士學(xué)位，2007年畢業(yè)于西安建筑科技大學(xué)化學(xué)工程與工藝專業(yè)。E-mail：livelyfish2003@163.com。