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幾種不同鈣化合物對大鼠鋁、鉛代謝的影響(摘錄)
Influence of various calcium compounds on aluminium and lead metabolism in rats

王勁 柳啟沛 黃宗枝1

(復旦大學(xué)公共衛生學(xué)院營(yíng)養與食品衛生學(xué)教研室,上海200032;1 中科院原子核研究所,上海201800)

本實(shí)驗研究通過(guò)分別給大鼠攝入檸檬酸鈣、醋酸鈣和碳酸鈣,并同時(shí)外源性給予氫氧化鋁和醋酸鉛的情況下,觀(guān)察不同鈣化物對鋁(Al)、鉛(Pb)在大鼠腸道吸收及臟器中存留的影響。

1.材料與方法

    各組均采用合成飼料,參照AOAC[1]飼料配方,將其中碳酸鈣用量調整到原用量的2/3,最終此合成飼料中鈣含量為05%。其中1/3鈣用量按鈣元素含量折算成相應鈣化合物用量溶于灌胃液中。
    選用5周(體重60~90g)的健康SpragueDawley大鼠。適應性喂養剔除體重過(guò)高或過(guò)低者,將合乎要求的30只大鼠(雌雄各半),按體重配對分成3組:檸檬酸鈣+鋁+鉛組;醋酸鈣+鋁+鉛組;碳酸鈣+鋁+鉛組,各組鈣含量均為125%(灌胃液)。3組大鼠體重差異無(wú)顯著(zhù)性(P>0.05)。
    實(shí)驗期28天。動(dòng)物分組后單籠飼養于不銹鋼絲籠內,自由攝食和飲水,自然光照,實(shí)驗期控制飼養室內合適溫度和相對濕度。各組動(dòng)物均飼以相同合成飼料,每天用相應鈣化合物和鋁、鉛的混懸液(2ml/100gbw)給各組大鼠灌胃,灌胃前充分搖勻灌胃液(100ml混懸液含有125g鈣、50mg鉛、500mg鋁)。大鼠飲水量以每攝入1g飼料飲2ml水計算。[2]
    實(shí)驗結束前四天,收集3d糞便,稱(chēng)重并記錄。在實(shí)驗期末稱(chēng)動(dòng)物體重,停食12h,以乙醚麻醉動(dòng)物,由心尖部穿刺采血。采血后,分別摘取每只大鼠的全肝、雙腎、大腦及左側股骨。采樣和測定所用的玻璃器皿或塑料容器均經(jīng)去金屬離子污染處理。
    用ICAP9000型直讀式電感耦合高頻氬等離子體焰炬發(fā)射光譜儀(美國TJL公司產(chǎn)),電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法(ICPAES)測定上述兩種元素。[3]選用TBW09101人發(fā)成分分析標準物質(zhì),進(jìn)行質(zhì)量控制。

2.結果

2.1 實(shí)驗動(dòng)物體重增重、飼料利用率(表1)、臟器系

    數(表2)和Al、Pb的表觀(guān)吸收率(表3)
    雌、雄性大鼠4周增重、飼料消耗量、飼料利用率和臟器系數各組間差異無(wú)顯著(zhù)性。雌、雄性大鼠分開(kāi)統計分析,性別間差異的規律性不明顯,故將雌、雄性大鼠合并統計。大鼠Al、Pb的攝入量各組間均無(wú)顯著(zhù)性差異。Al的表觀(guān)吸收率各組間差異無(wú)顯著(zhù)性;Pb的表觀(guān)吸收率具有醋酸鈣組>檸檬酸鈣組>碳酸鈣組的趨勢。

2.2 體組織中Al、Pb含量(表4、表5)
全血中Al:醋酸鈣組>檸檬酸鈣組和碳酸鈣組。大腦和股骨中Al:檸檬酸鈣組和醋酸鈣組>碳酸鈣組。肝和腎中Al:各組間差異無(wú)顯著(zhù)性。
腎中Pb有醋酸鈣組>檸檬酸鈣組>碳酸鈣組的趨勢。大腦和股骨中Pb:檸檬酸鈣組和醋酸鈣組>碳酸鈣組。全血和肝中Pb:各組間差異無(wú)顯著(zhù)性。


3.討論

    本研究通過(guò)灌胃,分別給雌雄性SpragueDawley大鼠攝入碳酸鈣、檸檬酸鈣和醋酸鈣3種鈣化合物及氫氧化鋁和醋酸鉛,結果未見(jiàn)對大鼠生長(cháng)發(fā)育有不同影響,并且對臟器增重的影響亦無(wú)差異。
    本次實(shí)驗的鋁、鉛吸收率均為負值,可能的解釋原因是:服用鈣劑可能會(huì )促進(jìn)體內原先蓄積的鋁、鉛大量排出,或可能生長(cháng)發(fā)育期大鼠體內物質(zhì)更新轉換很快,體內鋁、鉛經(jīng)腸道粘膜細胞脫落和膽汁迅速排入腸道,從而出現鋁、鉛的糞中排出量遠遠大于攝入量等。由此導致Al、Pb的糞便中排出量遠高于其攝入量,從而其表觀(guān)吸收率出現負值。

3.1 鋁吸收及其在組織中含量

    從大鼠代謝實(shí)驗中可見(jiàn),分別攝入3種鈣化合物的大鼠組對鋁的表觀(guān)吸收率的影響無(wú)差別。全血及大腦、股骨中鋁濃度以檸檬酸鈣組和醋酸鈣組均高于碳酸鈣組動(dòng)物。與Slanina[4]的動(dòng)物實(shí)驗和Nolan[5]的人體試驗研究檸檬酸(鹽)對鋁吸收和蓄積的結果一致,但與Nolan[6]的人體試驗研究醋酸鈣和檸檬酸鈣對鋁吸收影響的結果不完全一致,Nolan的研究表明,醋酸鈣攝入不增加人體鋁的吸收。其原因是否動(dòng)物實(shí)驗攝入鋁的劑量較高于人體膳食中鋁的攝入量,或種屬不同、或存在與鋁競爭性吸收的膳食成分等,尚需進(jìn)一步探討。

    在體外實(shí)驗,檸檬酸鹽增加鋁吸收的機制有兩個(gè):其一,檸檬酸根離子在腸道的堿性環(huán)境中與Al(H2O)63+形成可溶性金屬-配合體絡(luò )合物,因而提供了一種利于鋁吸收的溶解形式;其二,檸檬酸鹽有效地絡(luò )合了細胞外鈣(細胞外鈣對于維持細胞間緊密結完整性具有重要意義),因而通過(guò)開(kāi)放細胞間緊密結,使鋁經(jīng)細胞旁路顯著(zhù)地提高了其吸收。
    同時(shí),本研究還發(fā)現腎中鋁含量,3組差別不顯著(zhù),但有碳酸鈣組高于檸檬酸鈣組和醋酸鈣組的趨勢,結合碳酸鈣組的大鼠全血、大腦和股骨中鋁較低,提示或許碳酸鈣比另兩種鈣化合物更利于鋁通過(guò)尿排出。
    本次實(shí)驗證實(shí)鋁主要蓄積在骨與腦中,這表現在這兩種臟器的鋁含量較高,這也提示鋁的主要靶器官是神經(jīng)系統和骨骼,鋁過(guò)量易造成上述兩種器官的損傷和病變。

3.2 鉛吸收及組織中含量

    大鼠攝入醋酸鈣和檸檬酸鈣比攝入碳酸鈣對鉛的吸收率高,尤以醋酸鈣為甚。以往的動(dòng)物實(shí)驗表明[7],檸檬酸鹽、抗壞血酸鹽增加大鼠消化道鉛吸收,但鈣、鐵和鋅等陽(yáng)離子會(huì )減少鉛吸收。而人體試驗又發(fā)現[5],補充檸檬酸鈣對腎功能正常的婦女不增加其膳食中鉛的吸收。因此,可進(jìn)一步確定動(dòng)物及人體攝入不同鈣劑對鉛吸收的最終影響效果。
    本次實(shí)驗表明,醋酸鈣組和檸檬酸鈣組比碳酸鈣組的大鼠腦鉛、骨鉛含量高,全血及肝中鉛差別不顯著(zhù);醋酸鈣組的腎鉛明顯高于碳酸鈣組,檸檬酸鈣組與其余兩組差異均不顯著(zhù),但有居于兩者之間的趨勢。這與大鼠代謝吸收實(shí)驗一致,說(shuō)明鉛易蓄積在腎、腦和骨,是鉛的主要毒作用靶器官。
    鋁在周?chē)h(huán)境中普遍存在,人類(lèi)廣泛地通過(guò)醫源性和生活性接觸鋁,長(cháng)期大量接觸主要表現為中樞神經(jīng)系統、骨骼和造血系統的損害[8]。而鉛是工業(yè)化社會(huì )廣泛而長(cháng)期存在的重金屬污染物,其低濃度攝入對神經(jīng)組織可能產(chǎn)生代謝及傳導異常的影響[8],尤其是對兒童智能、行為的影響[9],已引起人們很大的關(guān)注。因此,選用檸檬酸鈣和醋酸鈣兩種鈣化合物作為補鈣劑,可能不利于鋁和鉛從體內排出,從而對維護骨骼和神經(jīng)系統的健康存在負面效應。相對而言,碳酸鈣作為補鈣劑可能更為安全。

參考文獻:
1 周同惠主編 國際標準常規分析方法大全\[M\] 北京∶科學(xué)出版社, 1998,724-725
2 郝光榮主編 實(shí)驗動(dòng)物學(xué)\[M\] 上海∶第二軍醫大學(xué)出版社,1998,121
3 謝幼麗,黃葵,高舸 ICPAES法測定茶葉中鉛、砷、銅\[J\] 四川省衛生管理干部學(xué)院學(xué)報,1998,17(4):205-206
4  Slanina P,Falkeborn Y Aluminium concentrations in the brain and bone of rats fed citric acid,aluminium citrate or aluminium hydroxide\[J\] Food Chem Toxic,1984,22(5):391-397
5 Nolan CR,Degoes J J  Aluminium and lead absorption from dietary sources in women ingesting calcium citrate\[J\] South Med J,1994,87(9):894-898
6 Nolan CR,Califano JR,Butzin CA Influence of calcium acetate or calcium citrate on intestinal aluminium absorption\[J\] Kidney Int,1990,38:937-941
7Conrad ME,Barton JDC Factors affecting the absorption and excretion of lead in the rat\[J\] Gastroenterology,1978,74:731-740
8 朱蓮珍主譯校 人和動(dòng)物的微量元素營(yíng)養\[M\] 山東∶青島出版社,1994:615-619;631-632;698-707
9祁嘉義主編 臨床元素化學(xué)\[M\] 北京∶化學(xué)工業(yè)出版社,2000:186-187

 

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