沙丁胺醇在动物体内代谢残留规律及监管技术研究进展

张 凯，张军民，赵青余，汤超华，梁晓维，3

(1中国农业科学院北京畜牧兽医研究所/农业部华北动物遗传资源与营养科学观测实验站，北京 100193;2中国农业科学院世界农用林业中心农用林业与可持续畜牧业联合实验室，北京 100193;3甘肃农业大学动物科学技术学院，兰州 730070)

β-受体激动剂(β-兴奋剂)是一类肾上腺受体激动剂类化合物，早期主要用于治疗哮喘等支气管疾病，后来发现以5～10 倍的治疗剂量饲喂动物后，可改善动物生产性能、提高胴体瘦肉率［1-5］，但β-兴奋剂类药物易在畜禽组织器官中残留，人食用残留有β-兴奋剂的畜产品后会引起食物中毒。从20 世纪90年代开始，西班牙、法国、中国香港、上海、广州、北京、河南等地发生多起大规模“瘦肉精”中毒事件。2002年我国农业部颁发的193 号文件《食品动物禁用的兽药及其他化合物清单》明确规定严禁β-兴奋剂类药物用作饲料和饮水添加剂，但“瘦肉精”中毒事件仍屡禁不止。沙丁胺醇(Salbutamol，SAL)也是一种β-兴奋剂，与克伦特罗相比，其在畜禽体内消除快、残留时间更短，且国内外对克伦特罗研究较深入，监管体系较成熟，而对SAL 研究较少，监管技术较滞后。近年来发现国内存在养殖环节违法添加SAL 的现象:2010年7月在浙江省某生猪调运点检出13 头生猪尿液SAL 阳性;2012年5月《法制日报》报道，河南省新密市检察院在半个月内连续公诉了2 起“瘦肉精”案件;2013年4月《大众网》报道，青岛市畜牧兽医局组织的专项抽检发现某猪场生猪尿液SAL 阳性［6］。因此，综述SAL 理化特性、药代动力学、在动物组织器官中残留消除规律及监管技术，可为更好地监管SAL 在畜禽生产环节违法添加提供科学依据。

1 β-兴奋剂SAL 概述

1.1 分子结构及理化特性

β-受体激动剂是一类能够引起支气管平滑肌β-受体短暂或长效激活的化合物［7］，按照苯环上取代的基团不同可分为三大类:苯酚类、苯胺类和间苯二酚类。SAL属于苯胺类β-兴奋剂，分子式:C13H21NO3，化学名:4-羟基-5-羟甲基-a-(叔丁胺)甲基苯乙醇胺，其硫酸盐为白色或近白色的结晶型粉末，味微苦，易溶于水，微溶于乙醇，不溶于乙醚［8］。SAL 分子中有1 个手性碳原子，有S 型和R 型两种对映体，R 型对映体比S 型对映体药理学活性高［9］，R 型对映体几乎具有全部的治疗效应，S 型对映体对肺功能具有副作用［10］。

1.2 作用机理

SAL 通过与支气管或其他组织平滑肌上的β2受体结合，活化了G-蛋白，进而激活腺苷酸环化酶(CAMP)，增加了ATP 转化为CAMP 的速率，CAMP 是主要的第二信使，激活蛋白激酶A，进而引发一系列生理反应，如抑制脂肪酸合成过程中限速酶，活化了脂肪分解代谢途径的限速酶，既减少了脂肪的合成也加强了脂肪分解为脂肪酸和甘油的过程［8］，因而减少了脂肪在体内的积累。

1.3 毒副作用

SAL 是一种选择性的β-兴奋剂，不仅可以激动β2受体，还可作用于心肌β1受体，导致心跳加速，严重时可出现心悸、心肌梗死。Nagdeote 等［11］研究表明，SAL 可引起血浆中钾含量降低，引发低钾血症，严重时能导致心律失常、心肌梗死。Caccia 等［12］研究发现，SAL 可迅速通过血—脑屏障，并可在血—脑屏障外围蓄积(如垂体、松果体等)，脑中SAL 浓度可达到血浆浓度的5%，进而刺激神经中枢系统，引起恶心、头晕、呕吐等。此外，SAL 可加速糖原的分解，使血糖、丙酮酸升高，促进酮体产生，导致糖尿病人代谢紊乱。

2 SAL 代谢动力学

虽然SAL 已广泛用于治疗哮喘等支气管疾病，但SAL 在血浆中浓度较低，关于SAL 药代动力学研究较少。Morgan 等［13］给10 名健康人口服4 mg 的SAL 后，SAL 在人体全身生物利用度为50% ± 4%，血浆中SAL 原型药物和硫酸盐轭合态药物分别在1～4 h 和1～5.15 h 达到峰值分别为10～16.9 ng/mL 和49.6～120 ng/mL，尿液中SAL原型药物和硫酸盐轭合态药物的比例分别为31.8% ±1.9%和48.2% ± 7.3%，肾脏SAL 原型药物和硫酸盐轭合态药物的清除率分别为272 ±38 mL/min 和98.5±23.5 mL/min。Evans 等［14］给哮喘患者服用同位素标记的SAL，通过放射性检测发现，约76%的药物在用药后3 d 通过尿液排泄，其中大部分药物在用药后24 h 排出，3 d 内经粪便排出的药物仅占吸收的4%。Hindle 等［15］分别给健康志愿者口服和吸入4 mg 和400 μg 的SAL，结果发现，SAL在尿液中的消除半衰期分别为5.7±1.4 h 和6.1± 2.1 h。郭涛等［16］对家犬进行了SAL 药代动力学研究，结果发现，SAL 在家犬体内吸收快，1.5 h 血药浓度峰值，分布半衰期为0.7 h，消除半衰期为3 h。

3 SAL 在动物组织器官中残留消除规律

同其他β-兴奋剂在畜禽组织器官中残留规律相似，SAL 在肝脏、肾脏、肺脏、眼组织、毛发中残留时间较长;血液与尿液相比，SAL 在尿液中残留时间较长。Pou等［17］给犊牛连续10d 服用SAL ［10 mg/ (d·头)］，结果发现，不同于克伦特罗和莱克多巴胺，SAL 在血清中不存在时间累积效应，在停药后第4 d 血清中已检测不到SAL残留，停药6 d 后尿液中仍可检测到5 ng/mL 的SAL 残留。Montrade 等［18］给黑白花犊牛连续饲喂7 d 的SAL (1 mg/kg BW)，结果发现，停药7 d 后尿液中仍可检测到SAL 残留，此时肝脏、肾脏、肌肉、心脏、肺脏中SAL残留量分别为110、10、5、2、3，脾脏和脑组织中检测不到SAL 残留。Malucelli 等［19］给肉鸡连续饲喂含10 mg/kg 的SAL 饲料14 d，测得停药后不同时间点肉鸡血浆、组织器官中SAL 残留量(表1)，结果发现，在停药43 d 后仍可在羽毛中检测到165 ng/g 的SAL 残留。

近年来对小鼠的一些研究表明，与一些内脏器官相比，毛发中SAL 残留时间更久，更适合作为监管β-兴奋剂违法添加的靶标。Vulic'等［20-21］给不同品系的小鼠分别饲喂2.5 mg/kg BW 的SAL 28 d，测定停药后不同时间点肝脏、毛发中SAL 残留量(表2、附图)，结果发现，停药30 d 后，肝脏中几乎已经检测不到SAL，此时毛发中仍可检测到较高含量的SAL。

4 SAL 监管技术

4.1 相关标准及检测方法

为了保证我国畜产品质量安全和消费者健康，并使β-兴奋剂的监管有有据可依，农业部、国家质检总局颁发了动物源性食品、动物血液、尿液中β-兴奋剂检测的国家标准和行业标准(表3)［22-26］，对不同样品中SAL检出限做了规定。目前，我国尚未建立动物毛发中β-兴奋剂检测标准，国内外报道的有关动物毛发中β-兴奋剂的检测方法主要有两种:酶联免疫吸附法(ELISA)和液相色谱—质谱/质谱法(LC-MS/MS)。Pleadin 等［27-29］用ELISA 法测定了鼠毛发中SAL、克伦特罗、莱克多巴胺等3 种β-兴奋剂的含量，检出限分别为2.5、0.4、0.4 ng/g，定量限分别为3.8、0.8、2.8 ng/g。Li 和Tang 等［30，31］用LC-MS/MS 法分别测定了牛毛发中克伦特罗和莱克多巴胺含量，其中克伦特罗的检出限和定量限分别为0.32、0.36 ng/g。苏晓鸥等［32］用HPLC-MS/MS 研究了测定猪毛发中CL 残留的方法，该方法经优化后，毛发中CL 的检出限和定量限分别为0.05、0.2 μg/kg。李励军等［33］用LC-MS/MS 法，分别采用手工剪碎和液氮冷冻球型磨粉碎两种粉碎方式对肉牛毛发中克伦特罗检测，结果发现，两种处理结果存在显著差异(P＜0.05)，后者处理效果优于前者。

表3 国内对于SAL 的检测标准

4.2 畜禽养殖环节SAL 监管措施

SAL 等β-兴奋剂的监管包含畜禽养殖、贩运、屠宰、加工、肉制品进出口等多个环节，涉及农业部、工商局、食品药品监督局、商务部及质检总局等多个部门，存在多头监管、职能不清，在一定程度上降低了监管效率。中央编办2010年10月印发的《关于进一步加强“瘦肉精”监管工作的意见》［34］，由农业部牵头负责，各相关部门按职责分工，加强协调配合，共同做好“瘦肉精”监管工作。由于SAL 等β-兴奋剂是在畜禽饲养过程中摄入的，因此，应该对畜禽养殖环节进行重点监控，从源头上解决β-兴奋剂违法添加问题。养殖环节β-兴奋剂的监管主要是通过现场抽检血液、尿液，然而，SAL 在畜禽血液和尿中残留时间较短，停药一段时间后血液和尿液中已检测不到SAL 残留，现场监管工作面临巨大挑战。SAL 等β-兴奋剂在动物毛发中残留消除缓慢，停药后1 个月甚至数月后，毛发中仍可检测到较高含量的SAL 残留，因此，现场监管中将动物毛发作为监管靶标之一，在很大程度上弥补了血液、尿液作为监管靶标的弊端。

5 结论

虽然我国已明令禁止SAL 用作饲料添加剂，但“瘦肉精”中毒事件仍屡禁不止;除不法分子受经济利益驱使外，监管技术落后也是重要原因之一。SAL 在畜禽血液、尿液中消除快、监测窗短，而动物毛发中SAL消除缓慢，监测窗长达1 个月甚至数月，将毛发作为监管靶标可有效遏制SAL 等β-兴奋剂的违法添加行为，但毛发中SAL 高效前处理技术尚未建立，严重制约了毛发中SAL 快速检测技术的研究。因此，应尽快建立动物毛发中SAL 简单、快速的检测手段。

［1］Baker P K，Dalrymple R H，Ingle D L，et al.Use of a βadrenergic agonist to alter muscle and fat deposition in lambs［J］.Journal of Animal Science，1984，59(5):1256-1261.

［2］Miller M F，et al.Adipose tissue，longissimus muscle and anterior pituitary growth and function in clenbuterol-fed heifers ［J］.Journal of Animal Science，1988，66(1):12-20.

［3］Beermann D H，et al.Cimaterol-induced muscle hypertrophy and altered endocrine status in lambs ［J］.Journal of Animal Science，1987，65(6):1514-1524.

［4］Ricks C A，et al.Use of a beta-agonist to alter fat and muscle deposition in steers ［Clenbuterol］［J］.Journal of Animal Science，1984，59(5)，1247-1255.

［5］Jones R W，Easter R A，McKeith F K，et al.Effect of the beta-adrenergic agonist cimaterol (CL 263，780)on the growth and carcass characteristics of finishing swine ［J］.Journal of Animal Science，1985，61(4):905-913.

［6］王玉东.近年来我国生猪生产环节违法添加沙丁胺醇的原因分析［J］.中国动物检疫，2013，30(8):50-52.

［7］Mersmann H J.Overview of the effects of beta-adrenergic receptor agonists on animal growth including mechanisms of action ［J］.Journal of Animal Science，1998，76(1):160-172.

［8］刘宣兵，庞玉芳，侯玉泽，等.沙丁胺醇的毒副作用及其残留检测［J］.上海畜牧兽医通讯，2008 (4):83-85.

［9］Brittain R T，et al.Some observations on the β-adrenoceptor agonist properties of the isomers of salbutamol ［J］.British Journal of Pharmacology，1973，48(1):144-147.

［10］Chapman I D，Buchheit K H，Manley P，et al.Active enantiomers may cause adverse effects in asthma ［J］.Trends in Pharmacological Sciences，1992，13:231-232.

［11］Nagdeote A N，et al.The effect of oral salbutamol on the metabolism of electrolytes in asthmatic children ［J］.Journal of Clinical and Diagnostic Research，2011，5(2):176-178.

［12］Caccia S，Fong M H.Kinetics and distribution of the β-adrenergic agonist salbutamol in rat brain ［J］.Journal of Pharmacy and Pharmacology，1984，36(3):200-202.

［13］Morgan D J，et al.Pharmacokinetics of intravenous and oral salbutamol and its sulphate conjugate ［J］.British Journal of Clinical Pharmacology，1986，22(5):587-593.

［14］Evans M E，et al.The metabolism of salbutamol in man［J］.Xenobiotica，1973，3(2):113-120.

［15］Hindle M，Chrystyn H.Determination of the relative bioavailability of salbutamol to the lung following inhalation［see comments］［J］.British Journal of Clinical Pharmacology，1992，34(4):311-315.

［16］郭涛，隋因，周俭平，等.沙丁胺醇在家犬体内药代动力学研究［J］.中国药理学通报，2001，17(2):239-240.

［17］Pou K，Adam A，Lamothe P，et al.Serum and urinary levels of salbutamol after chronic oral administration in a calf［J］.The Canadian Veterinary Journal，1992，33(7):467.

［18］Montrade M P，et al.Analysis of β-agonists in urine and tissues by capillary gas chromatography-mass spectrometry:Invivo study of salbutamol disposition in calves ［J］.Food Additives ＆ Contaminants，1995，12(5):625-636.

［19］Malucelli A，Ellendorff F，Meyer H H.Tissue distribution and residues of clenbuterol，salbutamol，and terbutaline in tissues of treated broiler chickens ［J］.Journal of Animal Science，1994，72(6):1555-1560.

［20］Vulic' A，et al.Accumulation of β-agonists clenbuterol and salbutamol in black and white mouse hair ［J］.Journal of Analytical Toxicology，2011，35(8):566-570.

［21］Vulic' A，et al.Comparison of clenbuterol and salbutamol accumulation in the liver of two different mouse strains ［J］.Journal of Analytical Toxicology，2014，38(5):265-271.

［22］农业部1025 号公告-11-2008，猪尿中β 受体激动剂多残留检测液相色谱—串联质谱法.2008.［S］.

［23］农业部1031 号公告-3-2008，猪肝和猪尿中β.受体激动剂残留检测气相色谱—质谱法.2008.［S］.

［24］农业部1063 号公告-3-2008，动物尿液中11 种β-受体激动剂的检测液相色谱—串联质谱法.2008.［S］.

［25］GB/T 21313-2007，动物源性食品中β-受体激动剂残留检测方法液相色谱—质谱/质谱法.2007.［S］.

［26］SN/T 1924-2011，进出口动物源食品中克伦特罗、莱克多巴胺、沙丁胺醇和特布他林残留量的测定液相色谱—质谱/质谱法.2011.［S］.

［27］Pleadin J，et al.Accumulation of ractopamine residues in hair and ocular tissues of animals during and after treatment［J］.Journal of Analytical Toxicology，2013，37 (2):117-121.

［28］Pleadin J，Gojmerac T，Lipej Z，et al.Accumulation of the β2-adrenergic agonist clenbuterol in mouse dark hair ［J］.Archives of Toxicology，2009，83(11):979-983.

［29］Pleadin J，et al.Comparison of Accumulation of Clenbuterol and Salbutamol Residues in Animal Internal Tissues，Non-Pigmented Eyes and Hair ［J］.Journal of Analytical Toxicology，2014，38(9):681-685.

［30］Li L，et al.Accumulation of Clenbuterol Residues in the Hair of Chinese Simmental Beef Cattle During and After Treatment［J］.Journal of Analytical Toxicology，2014，38(1):52-56.

［31］Tang C，et al.Ractopamine Residues in Urine，Plasma and Hair of Cattle During and After Treatment ［J］.Journal of Analytical Toxicology，2014，38(3):149-154.

［32］苏晓鸥，沈建忠.用HPLC-MS/MS 研究动物毛发中克伦特罗的残留及代谢规律［J］.中国畜牧杂志，2008，44(11):41-46.

［33］李励军.盐酸克伦特罗在肉牛体内残留消除规律［D］.中国农业科学院，2014.

［34］中央编办.关于进一步加强“瘦肉精”监管工作的意见［Z］.中央编办发［2010］105 号.2010.