不可不知的金属毒性——营养金属篇

 以上这些金属是人体必需的元素，摄入不足或过量都会产生不良效应。本章重点关注摄入过量引发的不良效应。在摄入不足方面，有必要特别提醒的一点是体内铁元素的不足会增强铅的毒性。金属接触途径的不同，其毒性差异会很大。像锌、锰等金属通过呼吸系统吸入时毒性极大。跟其他许多化学物质一样，金属的有益或有害，取决于接触途径的不同以及接触剂量的大小。

铬(Cr)

铬在自然界的含量相当丰富，以CP³⁺和Cr⁶⁺的氧化状态存在，其中Cr³⁺具有重要的生物学意义，Cr⁶⁺具有重要的工业意义。Cr³⁺与胰岛素及血糖调节有关，每日推荐摄人量为50〜200微克。CP⁶⁺具有广泛的工业应用，包括不锈钢合金及皮革制品，但它具有极高的毒性。工业上最主要的接触方式是经肺吸入，这在铬生产行业及电镀行业中最为突出。急性铬接触会导致肾损伤，皮肤接触会导致接触性皮炎，被吸入时，铬会剌激鼻内膜。它也被看作肺部致癌物。

铜(Cu)

铜参与合成血红素，铜缺乏或过量不太会引发明显的中毒症状。 铜的每日推荐摄入量为1.5〜3.0毫克。工业上，铜广泛应用于各种产品，包括管道、电线，食品供应行业中铜也非常常见。铜缺乏常与贫血联系在一起，但其实许多营养方面的问题都与铜缺乏相关。牛等食草动物如果摄人过量的铜，会对肝脏与肾脏造成影响。铜对水生生物的毒性比对哺乳类动物大得多，它是一种主要的水环境污染物。威尔逊病(肝豆状核变性病)是一种因为基因异常而无法代谢铜元素的疾病，可用青霉胺螯合剂进行治疗。

铁（Fe）

人体约含有3〜5克铁，其中有三分之二与红细胞内的血红蛋白相关，血红蛋白参与氧的运输与储存。每日推荐摄人量为10〜15毫克，怀孕妇女推荐量为30毫克。缺铁是全球最常见的营养缺乏症之一。缺铁会导致贫血或血液载氧能力下降。如果饮食中缺乏铁，其他金属(如铅)就会被吸收，从而导致金属中毒。在防止儿童打开的安全瓶盖问世之前，儿童常因误食铁补充剂，而出现急性中毒，症状包括呕吐、肝损伤、休克、肾衰甚至死亡。慢性过量的铁摄人会导致肠道溃疡，引起呕血及黑便。

镁(Mg)

镁是人体必需的金属元素，存在于谷物、海产品、坚果、肉类和饮用水。成年女性与成年男性的每日推荐摄人量分别为280毫克和350毫克。镁也大量用于抗酸剂及泻药。镁乳(或氢氧化镁)是一种用途广泛的解毒剂。它还作为辅助因子存在于多个人体必需的酶，并且参与多个关键的代谢反应。镁主要在小肠中吸收，并以约12毫克/天的速率从尿中排出。人体会不断调节血镁水平，使其保持稳定。体内缺镁主要是因为吸收减少或排出过多，缺镁会引起神经性肌无力及抽搐。排泄不畅或抗酸剂使用过量会造成镁中毒，出现恶心、呕吐、低血压及中枢神经系统反应。 

锰（Mn)

锰是人体必需的金属元素，参与多种酶反应，尤其是与脂肪酸有关的反应。锰的肠道吸收率很低(低于5%)，但人们可以很容易地从谷物、水果、坚果和茶等食物中摄入锰。锰的每日推荐摄入量为2〜5 毫克。锰用作汽油添加剂（如甲基环戊二烯三羰基锰，MMT)之后，锰盐随着汽车排放出的尾气扩散到环境中，锰的毒性开始获得越来越多的关注。锰也是钢铁中一种重要的合金元素。釆矿及钢铁生产时产生的锰尘会导致呼吸道疾病。接触锰会引发严重的神经系统疾病，该病类似于帕金森疾病，以行走困难、易兴奋、言语困难为特征。研究人员正在研究锰作为燃料添加剂时可能引起的不良效应。

硒(Se)

人们可以从虾、肉类、乳制品及谷物等食品中获取硒，硒的每日推荐摄入量为55〜70微克。硒有多种形式，Se+6具有最重要的生物学意义。硒能够在肠道快速被人体吸收，并广泛地在人体各组织中分布，其中肝脏与肾脏内的砸含量最高。硒参与很多细胞功能的发挥，并与维生素E互相作用。硒似乎可以减轻镉、汞等金属的毒性，又具有抗癌性。体内硒缺乏或过量都会产生明显的有害效应。成人每日推荐摄人量大约为70微克，不可超过200微克。在土壤含硒量过高的地区中生活的人与动物会发生砸摄入过量。绝大部分的青草及谷物不会蓄积硒，但动物食用植物后会在体内蓄积硒（有时摄入量会高达 10000毫克/千克），并出现一种叫“晕倒症（特指牛马等）”的疾病。该病症状包括胃口下降、视力受损和蹒跚绕圈，最终会导致瘫痪或死亡。人群也会出现类似症状，并伴有神经性反应。缺硒还会引发心脏病、骨骼肌效应及肝损伤。 

锌(Zn)

锌在人体中扮演多种重要角色，体内缺锌会导致严重后果。每日推荐摄入量为12〜15毫克。环境中的锌含量丰富，从谷物、坚果、豆 类、肉类、海产品及乳制品等食品中可以轻易获取。很多种酶需要锌元素，比如调节基因表达的蛋白质。锌对免疫系统及在神经系统运作与发育过程中起到了重要作用。胎儿与婴儿在发育阶段缺锌会导致生长异常、疾病多发、治愈不良、头发脱落以及中枢神经系统失调。另有一些研究表明，成人缺锌可能会引发神经障碍，如阿兹海默病。酗酒引发的肝损伤也与缺锌有关。很多种药物（特别是螯合剂及一些抗生素)会影响人体内锌元素的动态平衡。焊接时接触锌和其他金属会引起金属烟热症，该症以打冷颤、发热、体虚和出汗为特征。