钴和铬

钴和铬钴的生物学作用与临床一、钴的含量与分布二、钴的生物学作用与作用机制三、钴的吸收、运输与排泄四、钴的临床应用五、钴的毒性及防治一、钴的含量与分布1、地壳：23ppm2、海水：100ppm3、动物：0.05~0.2ppm4、人体：1.1~1.5mg二、钴的生物学作用及其机制二、钴的生物学作用及其机制1、刺激造血2、影响脂肪代谢3、影响蛋白质、氨基酸、辅酶及脂蛋白的合成4、改善锌的生物活性5、对甲状腺的作用二、钴的生物学作用及其机制1、刺激造血可能机制：①直接刺激作用:促进胃肠道内铁的吸收，加速贮存铁的动员，使之较易进入骨髓利用②抑制细胞内很多重要的呼吸酶，损伤氧代谢，促红细胞生成素合成量增加，产生代偿性造血功能亢进③增加血红蛋白含量与红细胞的数量④通过VB12参与RNA及与造血有关物质的代谢，作用于造血过程二、钴的生物学作用及其机制2、影响脂肪代谢①血清甘油三脂含量显著增多，胆固醇及游离脂肪酸增多（损伤胰腺的α细胞，使糖原缺乏，血脂合成代谢增强）②趋脂作用，防止脂肪在肝内沉着③钴对脂类的作用与施用途径及方法有关二、钴的生物学作用及其机制3、影响蛋白质、氨基酸、辅酶及脂蛋白的合成生长发育停滞，体重↓，血糖↑，肾上腺皮质增生，致卟啉尿症并损伤胰腺α细胞补充钴、铜、锰可加速生长发育，增强体质二、钴的生物学作用及其机制4、改善锌的生物活性补充钴可增加锌的吸收食物组成锌的吸收率（％）缺钴19.5含钴24补锌23.2二、钴的生物学作用及其机制5、对甲状腺的作用存在两种矛盾的研究结果：①抑制甲状腺功能②增强甲状腺功能：刺激甲状腺增生亢进，甚至肿大压迫气管致死，停用后可自愈三、钴的吸收、运输与排泄1、钴的吸收人类不能合成VB12，靠动物（如反刍动物）及细菌供给动物食品内的VB12易于吸收，长期素食者可能缺钴（VB12）食品精加工后含钴减少：精制加工前钴含量％精制加工后钴含量％面粉100（小麦粉）30（精面粉）三、钴的吸收、运输与排泄1、钴的吸收人类每天摄入钴300μg即可获得代谢平衡。摄入消化道的钴盐和VB12主要由十二指肠及回肠末端吸收。以VB12形式存在的钴入胃后和壁细胞分泌的粘蛋白(抗恶性贫血的“内因子”)结合，防止VB12(抗恶性贫血的“外因子”)被微生物破坏，协助和促进VB12的吸收。恶性贫血时VB12吸收率显著减少，胃切除、萎缩性胃炎及其他肠部疾病时均可减少VB12的吸收三、钴的吸收、运输与排泄2、钴的运输由肠道吸收的钴盐与运钴蛋白等结合后，经门静脉运至肝脏及全身VB12的运输是通过在胃内与内因子结合形成VB12复合物，入肠后与回肠上皮细胞的受体结合，然后吸收进入门静脉系统，经与特殊运输蛋白TCI-III结合运至肝脏、骨髓及全身三、钴的吸收、运输与排泄2、钴的运输TCI和TCIII在与VB12结合后，周转和清除速度均很慢，多数处于饱和状态，二者结合的VB12不到总量的10%。TCII的周转率很快，几乎均处于不饱和状态，因而担负着主要运输任务VB12的主要贮存器官是肝脏，大约占人体总量的30～60%，VB12含量较高的器官还有肾、脾和肺等三、钴的吸收、运输与排泄3、钴的排泄钴主要由尿排泄，其次为肠道，汗腺、头发及乳汁排出的较少尿、粪、汗及毛发的钴的排泄量每天分别为200、94、4及0.04μg钴一般不在人体内积累四、钴的临床应用钴盐：主要用于其他疗法无效或效果较差的肾病性贫血、炎症引起的贫血、传染病性贫血、赘生物贫血、地中海贫血和镰状细胞贫血VB12：主要用于恶性贫血和VB12缺乏症、婴幼儿及孕妇贫血四、钴的临床应用放射性钴：①用于放射疗法治疗癌肿及其他恶性肿瘤②由133Co、57Co和58Co合成的VB12，用于VB12的吸收、分布、运钴蛋白测定、贮存及排泄过程的研究四、钴的临床应用钴使用剂量、剂型与疗程：①生理及治疗剂量：10～15mg/d②剂型：片剂、糖浆剂口服及铁-钴复合静脉注射剂。钴与铁、铜、锰、肝浸膏及各种维生素制成复合制剂，更大限度地发挥协同效能③疗程：3～4周五、钴的毒性及防治钴的毒性：①急性毒性：紫绀、昏迷乃至死亡。鼠的最小半致死量LD50=170mg/kg（口服）、12.9mg/kg（腹腔注射）②慢性毒性：心肌病变综合症（心力衰竭、酸中毒、心源性休克为临床表现）③钴可引起严重的消化道反应、甲状腺肿大、皮炎、气管和肺部病变等④局部注射钴可引起肉瘤（鼠、兔肌肉,皮下,骨内注射）五、钴的毒性及防治钴中毒的预防与治疗：①预防：治疗用量不宜过大，疗程不宜太长；可多补充蛋白质、氨基酸和VC。②治疗：与金属中毒处理措施相似，此外需注意电解质平衡，防治心脏、甲状腺及胰腺的损害铬的生物学作用与临床一、铬的含量与分布二、铬的生物学作用与临床应用三、铬的吸收、运输与排泄四、铬的毒性与防治一、铬的含量与分布铬占地壳总量的0.02％，广泛存在于自然界。铬主要价态:Cr(Ⅲ)/Cr(Ⅵ),其中Cr(Ⅲ)最稳定。人体内含铬量甚微，一般成人体内含三价铬的总量仅为5～10mg。铬广泛地分布在体内的各个组织器官和体液中，并且是唯一随年龄增加而含量下降的金属二、铬的生物学作用与临床应用无机铬的生物活性很小，而且难以吸收(1％)Cr(Ⅲ)是人体必需的微量元素，具有重要的营养作用，而Cr(Ⅵ)对人体有毒害作用，可干扰酶活性，损伤肝、肾，诱发肺癌等恶性肿瘤。有机铬（GTF）具有强大的生物活性。二、铬的生物学作用与临床应用1、Cr(Ⅲ)与糖代谢2、Cr(Ⅲ)与动脉粥样硬化3、Cr(Ⅲ)与蛋白质核酸代谢4、Cr(Ⅲ)与免疫反应二、铬的生物学作用与临床应用1、Cr(Ⅲ)与糖代谢：胰岛素是糖代谢的核心物质，三价铬通过形成GTF，增加细胞表面胰岛素受体数量或启动胰岛素与细胞膜受体之间的二硫键形成以促进胰岛素与特定受体的结合，或二者同时作用，以刺激组织细胞对葡萄糖的摄取。铬还能够保护正常胰脏β细胞对葡萄糖的敏感度，且有益于胰岛素的合成二、铬的生物学作用与临床应用1、Cr(Ⅲ)与糖代谢：Levine(1968)等给糖尿病人补充Cr150～1000μg/日，15～120天后，50％病人的异常糖耐量获得改善Gurson(1971)为蛋白质－热量不足的婴儿补充Cr后，病儿的糖耐量显著改善。Liu(1978)进行糖耐量试验时，正常人与高血糖病人的血清铬含量均减少，后者减少幅度更大。补铬后，血清铬含量均增加。二、铬的生物学作用与临床应用2、Cr(Ⅲ)与动脉粥样硬化铬有维持正常血清胆固醇水平的作用，缺铬会影响脂肪酸和胆固醇的合成或清除。当血清胆固醇水平高时，铬(Ⅲ)能增强胆固醇的分解与排泄，使血中胆固醇下降，减少或避免了胆固醇在动脉壁上的沉着，从而减少动脉硬化的发生。铬能促进脂肪的消耗。目前美国专利报道了一些含有有机铬的减肥配方，在美国有人甚至把有机铬称为脂肪燃烧器。2、Cr(Ⅲ)与动脉粥样硬化美国人有普遍缺铬现象，美国人群中，高血压、动脉粥样硬化及冠心病的发病率及死亡率较其他国家高得多，50%的老人死于此类疾病。死于有动脉粥样硬化症状的冠状动脉疾病患者，主动脉组织内的含铬量极少，而其他疾病患者的主动脉内含有一定量的铬。补铬可以改善动脉粥样硬化病人的症状及病情，降低血胆固醇的含量。二、铬的生物学作用与临床应用二、铬的生物学作用与临床应用2、Cr(Ⅲ)与动脉粥样硬化铬可能通过两个途径调节脂类代谢:一方面当动物体缺铬时，胰岛素的生物学活性降低，糖耐量受损，通过糖代谢引发脂类代谢紊乱，补铬后胰岛素活性增强，降低主动脉上胆固醇的沉积，调节脂类代谢，从而改善血脂状况另一方面，铬能增强脂蛋白酶和卵磷脂胆固醇酰基转移酶的活性，从而增强了HDL的合成，动物体缺铬时，上述两种酶的活性降低，HDL合成减少，导致血液中HDL下降二、铬的生物学作用与临床应用3、Cr(Ⅲ)与蛋白质核酸代谢：铬(Ⅲ)与动物体血液中焦磷酸盐、核蛋白、蛋氨酸、丝氨酸等结合，对蛋白质代谢起到重要作用。实验证明，缺铬动物除糖耐量异常外，甘氨酸、丝氨酸、蛋氨酸等进人心肌的速度和数量均减少，生长发育迟缓，死亡率增高。而铬有延长小鼠寿命的作用。铬对血红蛋白的合成和造血过程具有良好的促进作用。二、铬的生物学作用与临床应用3、Cr(Ⅲ)与蛋白质核酸代谢：铬在与DNA或染色质共同孵化时，可兴奋DNA合成过程Wacker和Valley(1959)证实RNA中含有较高浓度的铬Okada等(1983，1984)研究发现，铬能刺激大鼠肝中RNA的合成，保护RNA免受热变性Anderson(1987)指出细胞核中累积的铬有改变和调节基因的能力Jacques等(1993)认为铬也是维持核酸结构必不可少的物质二、铬的生物学作用与临床应用4、Cr(Ⅲ)与免疫反应：动物试验表明：补充铬可显著减少其血清皮质醇，增加免疫球蛋白三、铬的吸收、运输与排泄1.Cr的吸收：试验表明：有机铬吸收率较高(10～25%)，无机铬的吸收率非常低（1%），必需得转化为有机铬方可被机体吸收铬以小分子量的有机铬复合物或其他铬化合物通过肠粘膜被小肠吸收Cr(Ⅵ)比Cr(Ⅲ)吸收好锌和钒对Cr吸收有拮抗作用三、铬的吸收、运输与排泄2、Cr的运输：Cr(Ⅲ)肠道吸收后进入血浆与运铁球蛋白结合（β-球蛋白），然后运送到肝脏及全身当运铁蛋白处于饱和状态时，铬无法与其结合而导致运输困难，可导致缺铬，引起原发性血色病伴发糖尿病三、铬的吸收、运输与排泄3、Cr的排泄：多数试验表明：进入人体的铬主要经尿排泄（95％），少量经皮肤和粪便排泄尿铬的变化特征：①昼夜周期性变化：临晨→子夜尿铬↑②年龄的影响：年龄↑→尿铬↓③饮食含糖量：糖↑→尿铬↑④病理：营养不良者/糖尿病人→尿铬↑四、铬的毒性与防治铬的毒性与其存在价态密切相关：金属铬没有毒性Cr(Ⅵ)比Cr(Ⅲ)的毒性高约100倍：铬酸盐致死剂量约为3g铬中毒造成胃粘膜充血溃疡、肾组织坏死、脑水肿及内脏出血铬具有较强的致突变性，且具有远期致癌作用