天然食物排铅化学原理及应用

齐婷婷，江元汝

（1. 西安建筑科技大学， 陕西 西安 710055； 2. 西安建筑科技大学， 陕西 西安 710055）

天然食物排铅化学原理及应用

齐婷婷1，江元汝2

（1. 西安建筑科技大学， 陕西 西安 710055； 2. 西安建筑科技大学， 陕西 西安 710055）

铅毒对人体尤其是儿童生长发育影响较大，一般排铅药物作用明显但只适合应急使用。探讨了天然食物排铅机理，如配位作用、吸附作用、沉淀作用、拮抗作用和抗氧化作用等。天然排铅食品，如含有蛋白质和氨基酸，果胶，微量元素，维生素，多酚类物质，功能性多聚糖等物质；为防止铅蓄积及健康排铅提供科学依据。

铅；铅毒；排铅；天然食品

随着工农业生产发展，铅污染日趋严重，近些年儿童血铅事件频发。铅对人体造成危害主因是铅极易富积，且进入人体后排出极慢。妊娠妇女使用含铅物品会使胎儿在母体时就蓄积可在代际之间传递的铅，随着年龄的增长逐渐增多，时间可长达约50年[1]。现在有一些常用的排铅药物，它们的排铅作用虽然强，但需长期静脉注射，且会同时排出别的必需微量元素，造成相关酶生理活性降低甚至失活，只适合应急使用。儿童由于比大人更易富积。为了降低儿童体内的铅含量，铅中毒防治需要由临床治疗转向家庭保健预防。天然食物中有很多排铅的化学因子，可以平衡微量元素使铅排出体外而不会造成元素缺乏症；同时副作用小，形态也易为儿童所接受，服食简单；来源广泛，成本低廉，可从根源上降低铅中毒的几率。

1 配位及吸附作用

1.1 蛋白质、氨基酸

配位或吸附作用的排铅机理在于排铅功能物质能在体内与铅产生强结合力，与血液、肝、肾、脑等靶器官中铅形成复合物，随排泄物排出体外，从而降低体内血铅水平。

富含硫氨基酸（如半胱氨酸这种低聚肽）的优质蛋白质能降低体内铅浓度，且有利于增强机体解毒能力，促进血红蛋白合成。ZnMT（锌硫蛋白）中富含的微量元素锌和巯基（-SH），与铅形成配合物的就是巯基，可与铅离子形成低毒或无毒配合物，经肾脏排出体外，起到消除毒害作用，保护细胞膜的作用，此外还可以释放出锌离子，对肾脏具有很好的保护作用[2]。

蛋氨酸是一种含硫氨基酸，在细胞内可转化为参与多种毒物解毒过程的谷胱甘肽。还原型谷胱甘肽是谷氨酸、半胱氨酸（N-葡萄糖基-L-半胱氨酸）和甘氨酸构成的三肽化合物，通过消除自由基和其它活性代谢产物来保护和减轻细胞损害，增强机体免疫能力，同时通过与体内的铅结合形成水溶性的化合物，经由肾脏排出体外以降低铅的毒性。牛黄酸氨基乙磺酸是人体内一种含量较高的游离含硫氨基酸，能拮抗铅对中枢神经系统的损伤，以及对锌等微量元素和营养素吸收利用[3-4]。Neal[5]等研究发现，牛黄酸可改善铅诱导CHO细胞氧化应激水平，显著增加铅暴露CHO细胞活力，降低细胞内脂质过氧化产物丙二醛（MDA）水平，增加细胞内GSH水平，增强机体免疫能力，降低铅毒作用。

金属硫蛋白广泛存在于哺乳动物、鱼类，最多的是动物脏器；牛磺酸含量最丰富的是海鱼、贝类；蛋氨酸多富含于芝麻、葵花子、乳制品、叶类蔬菜等食物中。经常接触铅的人可以多食肉类、鱼虾以及豆制品，还能补充身体必需的蛋白质。

1.2 果胶等水溶性膳食纤维及其衍生物

低甲氧基果胶由几十个至几百个脱水半乳糖醛酸组成，常与钙、锌或镁形成巨大网络结构。果胶对铅的强大选择性大于其它微量元素，起取代铅的作用，与铅形成不溶、不吸收的复合物沉淀，曾被推荐给铅作业工人作为保健食品。动物实验证明，肝脏具有一个极活跃的代谢机制，体内铅向胆汁的排泄很明显。蓄积在骨和组织中的铅，随着血液循环经肝脏、胆汁排到肠道后排出大部分又被重吸收，但在肠内如与果胶相遇，就能成为不溶物随粪便排出体外[2-3]。多糖类等大分子如果胶、海藻酸和膳食纤维等，其糖链上丰富的游离基可与铅配位，形成难以吸收的凝胶，有效地排除胃肠道的铅。

水果如猕猴桃、枣、柑等富含果胶物质。功能性低聚糖，如海带、枸杞、当归、木耳等多糖能促进有益菌双歧杆菌在肠道内大量繁殖，抑制有害菌，减轻肝脏排除体内毒素的负担，增强机体免疫力，降低铅毒的损伤。食物中还有许多成分如植酸、磷脂、柠檬酸、苹果酸、琥珀酸和多聚氨基酸等，都能与铅形成配合物。血铅超标的人应多食富含上述物质的食物，以水果为佳，但水果要注意表皮中铅的富集，建议去皮后再食。

2 沉淀作用

天然食品中的一些成分，如硒和硫，还有一些无机阴离子或酸根，如碘离子、磷酸根离子、钼酸根离子等，它们都能与人体内的铅发生沉淀作用，使其直接从大便排出，阻挡铅的富积，或降低其水溶性，使其不易吸收而排出体外。

硒是人体红细胞和磷脂过氧化氢的谷胱甘肽过氧化物酶的组成成分，主要作用是参与酶合成，保护细胞膜结构和功能和免疫系统。在人体中，硒作为带负电荷的非金属离子，能够与带正电荷的铅离子结合形成金属硒-蛋白质复合物，干扰铅的吸收与蓄积，并在含硫氨基酸、Vc、Vb6等物质的帮助下，将铅离子直接或随胆汁排除，有效地起到解排毒作用[6-7]。硫辛酸（LA）是几种复合酶辅助因子，其还原形式是二羟基硫辛酸（DHLA），含有游离巯基基团，和锌配合，效果更佳。有机硒处理能显著提高铅毒大白鼠红细胞SOD酶活性，抑制脂质过氧化水平，且对铅在骨、肾脏和肝脏中聚集也具有一定抑制作用。

一些食品中硒含量较高，如：蕨菜，云豆、魔芋、山药、西兰花、大蒜、食用菌、等，这些食物都对排铅有很大好处，营养学家也提倡补充有机硒。马铃薯、菠菜、花椰菜、番茄、红萝卜等蔬菜及肝脏等含有硫辛酸，其中菠菜最高。其他营养素大多富含在蔬果中，有油菜、卷心菜、苦瓜、猕猴桃、枣、芦柑等，它们都可以阻铅降毒。

3 拮抗作用

机体所必需微量元素对铅毒有着很大影响。当体内缺钙时，铅会随钙入血，致使血铅上升。铅抑制钙、锌、铁的吸收，减少血红素的合成，抑制体液和细胞免疫的能力。这是由于这些微量元素在肠道吸收过程中与铅享用同一部位运载蛋白，铅-钙、铅-铁、铅-锌等之间均有拮抗作用的关系，因此它们在消化吸收过程中具有竟争性抑制作用。缺乏这些元素会导致铅在血液中的富集，严重时就会血铅中毒，但相反补充这些元素可以通降低人体对铅吸收，降低体内铅积累，缓解铅毒性，从而起到一定保护作用[1,8]。

锌还能通过增加体内酶系统的活性，加速铅的排泄。锌不但与铅有竟争性抑制作用，还能防止巯基被羟自由基和超氧自由基氧化，促进谷胱甘肽合成而降低铅毒损伤。研究表明，锌对铅毒具有较佳辅助治疗作用，且在铅毒前补充锌比铅毒后效果要好得多。锌与一些配位剂使用有协同效果，它能增强这些鳌合剂从血液、肝脏和肾中配位铅的能力[8]。含钙、铁和锌丰富的食物有：豆制品、海带、动物肝脏、香蕉、动物血、肉蛋等，尤其是虾皮，有利于降低血液和其它靶器官如肝、肾、脑等内的含铅量。

4 抗氧化作用

4.1 维生素

铅会促进Vc的氧化，机体吸收铅会增加Vc消耗，长期接触会导致体内Vc缺乏，适量补充可补足铅造成的耗损，减缓铅中毒症状。Vc结构中含有烯二醇基团可与铅形成配位环，使铅在体液中的溶解能力大大增加，便于随尿液排出体外；还可在肠道与铅结合成低溶解度的抗坏血酸铅盐，随粪便排出体外。Vc与二巯基丁二酸合用，不但能使血铅降低，还能去除沉积在脑组织中的铅。

维生素的抗氧化性也是驱铅的主要作用。Vc和Ve能调整超氧化物歧酶（SOD）和还原型谷胱甘肽（GSH）的活性与含量，明显改善铅毒造成的氧化应激反应，降低铅对机体的氧化损伤。B族维生素如Vb1、Vb2、Vb6、Vb12、叶酸等对于改善铅中毒症状和促进生理功能恢复也有一定效果，Vb1是辅羟化酶的组成部分，可增强酶的活性，影响铅在体内的代谢，防止铅在肝、大脑和坐骨神经里的沉积。

图1 Vc的排铅原理图Fig.1 Lead removing principle of Vc

4.2 多酚类物质

多酚类物质(也称单宁类物质或鞣酸)的分子中含有多个邻位的酚羟基团可作为多基配体，能起抗氧化作用，清除自由基，在酸性的条件下以两个以上的配位原子和一个中心离子（铅离子）络合，恰恰与人体消化环境的条件相适应，从而达到排铅的作用。

茶多酚，主要由儿茶素类物质组成，是一种天然的强抗氧化剂和重金属络合剂，有较强清除自由基、抗脂质过氧化能力。对茶叶排铅效果研究发现，茶叶制剂对铅毒有较好预防和治疗作用，能有效降低血铅含量，增加尿铅排出。茶叶对铅毒的保护作用机制可能是儿茶素能改善铅诱导细胞膜氧化损伤水平及调节谷胱甘肽还原酶活性。陈留记等[6]用

HepG2和PC12细胞研究茶儿茶素对铅应激细胞氧化损伤保护作用表明，适宜浓度茶儿茶素（EC）可很好保护细胞活性，显著抑过氧化；对PC12细胞研究发现，茶儿茶素能有效抑制铅诱导PC12细胞活力，对铅毒具有一定拮抗作用，且对铅诱导细胞内活性氧有清除作用。茶儿茶素具有自由基清除及络合金属离子能力，能够阻断并逆转铅诱导的细胞氧化损伤，同时茶多酚能与铅形成配合物而对肝脏的排铅有显著作用[8-9]。

5 结 语

铅由于其蓄积性和难排性，对人体具有极大的毒性，进入人体后会对多个系统产生危害。用天然食物是健康又长期有效的排铅方式，对于预防及治疗低程度的血铅毒性具有较好的效果。这些食物排铅的化学原理主要有通过络合及吸附作用与体内的铅形成配合物，随排泄物排出体外；通过沉淀作用同体内的铅形成溶解度极小的复合物；利用拮抗作用的金属离子间对负载蛋白的竞争作用，摄入其他微量元素排挤铅离子的结合使其排出体外；抗氧化作用等。人体的铅蓄积是一个缓慢的过程，而排铅则需要更长的时间，而天然食物可以从根源上平衡人体的各种微量元素，使人体达到较佳的环境。这些天然食品具有上述的一种或多种排铅原理，在适宜排铅的食品中以蛋奶肉豆最为广泛和基础，水果中的猕猴桃效果最佳，蔬菜则为菠菜、番茄等，其他如海产品、坚果、杂粮、绿茶等也是较为理想的排铅食品，经常食用它们将从平时就对大人及儿童体内的含铅量进行管理，大大增强人们的健康指数，做到防患于未然。

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［2］江元汝.化学与健康[M].北京:科学出版社,2008.

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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

齐婷婷（1985-），女，陕西安康人，硕士学位，2007年毕业于西安建筑科技大学化学工程与工艺专业。E-mail：livelyfish2003@163.com。