(6)釩:元素符號V,原子量50.9415。
釩是人體必需的微量元素,雖然發現較晚,但是它的重要性越來越受到人們的關注。釩的生物學作用是體內血糖代謝、脂肪和膽固醇代謝過程中酶的輔助因子。最近十幾年的研究證明,釩對糖尿病的治療有效,可以降低患高血糖和血脂;增加肝糖原、肌糖原的合成和糖酵解;抑制肝糖的分解和糖異生。促進骨骼和牙齒的生長和礦化。骨骼是儲存釩的最主要組織,這可能是由于促進了骨中磷酸鹽與釩的交換作用,導致骨骼中釩的沉積增加。釩還與鈉泵、肌肉收縮有關;調節能量水平,對體內某些生化反應的酶有抑制或激活的作用;釩與激素作用也有關聯,有甲狀腺功能,因此釩對治療甲狀腺機能不足可能起到一定的作用,刺激激素分泌和神經介質的代謝;影響機體的免疫力,釩影響腎臟和膀胱的機能。
人體釩缺失:
釩在人體內含量極低,體內總量不足1mg。主要分布于內臟,尤其是肝、腎、甲狀腺等部位,骨組織中含量較高。釩在胃腸吸收率僅5%,其吸收部位主要在上消化道。此外環境中的釩可經皮膚和肺吸收入體中。血液中約95%的釩以離子狀態(VO2+)與轉鐵蛋白結合而送輸,因此釩與鐵在體內可相互影響。因而,隨著環境污染,人體吸收率低,缺失釩元素是可能的。
釩缺乏時可出現牙齒、骨和軟骨發育受阻。肝內磷脂含量少、營養不良性水腫及甲狀腺代謝異常等。釩的缺失,會造成糖尿病、高血壓,血栓,腦梗,心梗等心腦血管疾病。
人體釩過盛:
現代植物和功物的轉基因培育或富元素培育,會使食品異常復雜,過份偏食某些食物或地方環境破壞,釩元素過盛也是可能的,但目前尚無案例。
人體對釩的需求量:
人體對釩的正常需要量為100μg/d。釩對骨和牙齒正常發育及鈣化有關,能增強牙對齲牙的抵抗力。釩還可以促進糖代謝,刺激釩酸鹽依賴性NADPH氧化反應,增強脂蛋白脂酶活性,加快腺苷酸環化酶活化和氨基酸轉化及促進紅細胞生長等作用 。
(7)鉬:元素符號Mo,原子量95.94。
雖然在電子轉移期間它也很可能首先還原為+5價狀態,但是,化合價通常是6價狀態。
人和動物機體對鉬均有較強的內穩定機制,經口攝入鉬化物不易引起中毒。
膳食及飲水中的鉬化合物,極易被吸收。經口攝入的可溶性鉬酸銨88%-93%可被吸收。膳食中的各種含硫化合物對鉬的吸收有相當強的阻抑作用,硫化鉬口服后只能吸收5%左右。鉬酸鹽被吸收后仍以鉬酸根的形式與血液中的巨球蛋白結合,并與紅細胞有松散的結合。血液中的鉬大部分被肝、腎攝取。
在肝臟中的鉬酸根一部分轉化為含鉬酶,其余部分與蝶呤結合形成含鉬的輔基儲存在肝臟中。身體主要以鉬酸鹽形式通過腎臟排泄鉬,膳食鉬攝入增多時腎臟排泄鉬也隨之增多。因此,人體主要是通過腎臟排泄而不是通過控制吸收來保持體內鉬平衡。此外也有一定數量的鉬隨膽汁排泄。
鉬作為3種鉬金屬酶的輔基而發揮其生理功能。鉬酶催化一些底物的羥化反應。黃嘌呤氧化酶催化次黃嘌呤轉化為黃嘌呤,然后轉化成尿酸。醛氧化酶催化各種嘧啶、嘌呤、蝶啶及有關化合物的氧化和解毒。亞硫酸鹽氧化酶催化亞硫酸鹽向硫酸鹽的轉化。有研究者還發現,在體外實驗中,鉬酸鹽可保護腎上腺皮質激素受體,使之保留活性。據此推測,它在體內可能也有類似作用。有人推測,鉬酸鹽之所以能夠影響糖皮質激素受體是因為它是一種稱為“調節素”的內源性化合物似。
人體鉬缺失:
鉬的缺失會導了致齲齒、腎結石、克山病、大骨節病、食道癌等疾病。主要用于長期依賴靜脈高營養的患者。
其攝入不足會發生克山病,鉬和腫瘤的發病有關,缺鉬地區的人群中食管癌發病率較高。抽樣調查顯示,肝癌發病率高的地方,人的尿、血、頭發和肝組織中鉬含量不足。鉬攝入量不足,往往造成兒童齲齒發生率上升。
研究表明,鉬還有明顯防齲作用,鉬對尿結石的形成有強烈抑制作用,人體缺鉬易患腎結石。一個體重70kg的健康人,體內含鉬9mg。對于人類,鉬是第二、第三類過渡元素中已知唯一對人必不可少的元素,與同類過渡元素相比,鉬的毒性極低,甚至可認為基本無毒。
鉬是組成眼睛虹膜的重要成分,虹膜可調節瞳孔大小,保證視物清楚,鉬不足時,影響胰島素調節功能,造成眼球晶狀體房水滲透壓上升,屈光度增加而導致近視。風化作用使鉬從巖石中釋放出來。估計每年有1000噸進入水體和土壤,并在環境中遷移。鉬分布的不均勻性,造成某些地區因缺鉬而出現“水土病”。
人類活動中愈來愈廣泛地應用鉬以及燃燒含鉬礦物燃料(如煤),因而加大了鉬在環境中的循環量。全世界鉬產量每年為10萬噸,燃燒排入環境的鉬每年為 800噸。
天然水體中鉬濃度很低,海水中鉬的平均濃度為14微克/升。鉬在大氣中主要以鉬酸鹽和氧化鉬狀態存在,濃度很低,鉬化物通常低于1微克/米。
鉬為多種酶的組成部分,鉬的缺乏會導致齲齒、腎結石、克山病、大骨節病、食道癌等疾病。
鉬缺失主要見于遺傳性鉬代謝缺陷,尚有報道全腸道外營養時發生鉬不足者。鉬不足可表現為生長發育遲緩甚至死亡,尿中尿酸、黃嘌呤、次黃嘌呤排泄增加。
人體鉬過盛:
攝入過多的話則會造成動脈粥樣硬化。過量的食入也會加速人體動脈壁中彈性物質——縮醛磷脂氧化。所以,土壤含鉬過高的地區,癌癥發病率較低但痛風病、全身性動脈硬化的發病率較高。而食入含鉬過量的飼草的動物,尤其長角動物易患胃病。阻止人體亞硝酸還原成氧,使亞硝酸在體內富集,將會導致癌癥的發生。
鉬對溫血動物和魚類的影響較小。高含量鉬對植物有不良影響,試驗表明:如鉬濃度為0.5~100毫克/升時對亞麻生長產生不同程度的影響;10~20毫克/升時對大豆生長有危害;25~35毫克/升時對棉花生長有輕度危害;40毫克/升時對糖用甜菜生長有危害。水體中鉬濃度達到5毫克/升時,水體的生物自凈作用會受到抑制;10毫克/升時,這種作用受到更大抑制,水有強烈澀味;100毫克/升時,水體微生物生長減慢,水有苦味。中國規定地面水中鉬最高容許濃度為 0.5毫克/升,車間空氣中可溶性鉬最高容許濃度為4毫克/m3,不溶性鉬為6毫克/m3;過盛的鉬造成環境危險,健康危害:對眼睛、皮膚有刺激作用。部分接觸者出現塵肺病變,有自覺呼吸困難、全身疲倦、頭暈、胸痛、咳嗽等。
據報告,生活在亞美尼亞地區的居民每日鉬攝入量高達10~15mg;當地痛風病發病率特別高被認為與此有關。鉬冶煉廠的工人也可因吸入含鉬粉塵而攝入過多的鉬。據調查,這些工人的血清鉬水平、黃嘌呤氧化酶活性、血及尿中的尿酸水平均顯著高于一般人群。
口服鉬酸銨,成人每日需用量0.1~0.15mg。兒童每日需用量0.03~0.1mg。
每日攝取量超過0.54mg,鉬可增加銅從尿中排出。超過10~15mg時,則可出現痛風綜合癥。作用與應用:鉬在機體的主要功能是參與硫、鐵、銅之間的相互反應。鉬是黃嘌呤氧化酶、醛氧化酶和亞硫酸氧化酶發揮生物活力的必需因子,對機體氧化還原過程中的電子傳遞、嘌呤物質與含硫氨基酸的代謝具有一定的影響。在這三種酶中,鉬以喋呤由來性輔助因子的形式存在。鉬還能抑制小腸對鐵、銅的吸收,其機制可能是鉬可競爭性抑制小腸粘膜刷狀緣上的受體,或形成不易被吸收的銅-鉬復合物、硫-鉬復合物或硫鉬酸銅(Cu-MoS)并使之不能與血漿銅藍蛋白等含銅蛋白結合。
鉬在人體內含量不平衡,對人體生命健康危害極大,它能夠使體內能量代謝過程出現障礙,心肌缺氧而灶性壞死,易發腎結石和尿道結石,增大缺鐵性貧血患病幾率,引發齲齒,鉬是食管癌的罪魁禍首,它還會導致痛風樣綜合征,關節痛及畸形、腎臟受損,生長發育遲緩、體重下降、毛發脫落、動脈硬化、結締組織變性及皮膚病等生命健康隱患。
膳食中的鉬很易被吸收。但SO2-4因可與鉬形成MoO42-而影響鉬的吸收。同時SO42-還可抑制腎小管對鉬的重吸收,使其從腎臟排泄增加。因此體內含硫氨基酸的增加可促進尿中鉬的排泄。鉬除主要從尿中排泄外,尚可有小部分隨膽汁排出。
在奶牛飼料中的應用量:10mg/d
人體對鉬的需求量:
中國營養學會制定了每日膳食中鉬的“安全和適宜的攝入量”參考指標,6個月以內嬰兒每人每天0.03~0.06毫克,1歲以內每天0.04~0.08毫克,1歲以上0.05~0.10毫克,4歲以上0.06~0.15毫克,7歲以上每天0.10~0.30毫克,11歲以上至成年人均為每天0.15~0.50毫克。
這個指標與美國科學研究委員會的食品和營養委員會估計的“安全和適宜”的日攝入量相同。
2000年中國營養學會根據國外資料,制訂了中國居民膳食鉬參考攝入量,成人適宜攝入量為60μg/d;最高可耐受攝入量為350μg/d。
99鉬是鉬的放射性同位素之一,他在醫院里用于制備锝-99。锝-99是一種放射性同位素,病人服用后可用于內臟器官造影。用于該種用途的鉬-99通常用氧化鋁粉吸收后存儲在相對較小的容器中。當鉬-99衰變時生成锝-99,在需要時可把锝-99從容器中取出發給病人。