1.铬元素基本信息
铬元素符号是Cr。原子序数是24,位于元素周期表中第三周期,第ⅥB族。相对原子质量为51.996,密度7.20,熔点1857±20℃,沸点2672℃。铬为银白色金属,在地壳中属于分布较广的元素之一,铬具有很高的耐腐蚀性,在空气中,即便是在赤热的状态下,氧化也很慢。铬不溶于水,多用于制不锈钢、汽车零件、工具、磁带和录像带等。铬镀在金属上可以防锈。1797年,法国化学家沃克兰(L。N。Vauquelin)在西伯利亚红铅矿(铬铅矿)中发现一种新元素,次年用碳还原得金属铬。因为铬能够生成美丽多色的化合物,根据希腊文chroma(颜色)命名为chromium。铬是人体必需的微量元素。
2.铬元素在人体内的分布情况
铬在人体中的分布非常广泛,但含量甚微,在机体的糖代谢和脂代谢中发挥特殊作用。三价的铬是对人体有益的元素,而六价铬是有毒的。人体对无机铬的吸收利用率极低,不到1%;人体对有机铬的利用率可达10%~25%。成人体内含铬6毫克左右,随年龄的增长有下降趋势。人体的各组织器官和体液中都含有铬,而肝脏、肾脏、心脏、脾、肺和大脑(尤其是脑的尾核)中的含量是比较丰富的,它对调节这些组织器官功能的发挥具有重要作用。铬主要由尿液中排出,健康成人每天可排泄尿铬约11.3微克。
3.铬元素对人体健康的作用
(1)参与糖代谢:胰岛素是糖代谢的核心物质,而胰岛素发挥作用,又必须有铬的参加。因为三价铬通过形成“葡萄糖耐量因素”或其他有机铬化合物,同胰岛素发挥作用,并体现其生理功能。许多学者发现,血内铬与胰岛素含量有平行关系,血清铬减少时,胰岛素内铬也减少,糖原耐量受损,组织胰岛素的反应降低,严重时出现尿糖。补充铬后即可加速血糖的运转。血糖进入细胞,增强糖的利用,使糖转变为能量供机体利用,也可使糖转化为糖原或脂肪贮存备用,从而使血糖降低。铬是葡萄糖耐量因子中的重要活性成分,严重缺铬的人群容易发生糖尿病。
(2)参与脂肪代谢:铬能增加胆固醇的分解和排泄,缺铬可使脂肪代谢紊乱,出现高脂血症,特别是高胆固醇血症,因而容易诱发动脉硬化及冠心病。流行病学调查发现,饮用水中铬含量与人群心血管病死亡率有关,含铬量越低,死亡率越高。冠心病患者血清铬含量显著降低,给冠心病人补充铬后,糖与脂肪代谢都有改善,血胆固醇降低,动脉硬化病变缓解。有人认为,缺铬是冠心病的易感因素和危险因素,也是冠心病的预测指标。
(3)与蛋白质代谢的关系:铬与机体血中焦磷酸盐、核蛋白、蛋氨酸、丝氨酸等结合,对蛋白质代谢起到重要作用。动物实验证明,缺铬动物除糖耐量异常外,甘氨酸、丝氨酸、蛋氨酸等进入心肌的速度及数量均减少,生长发育迟缓,死亡率增高。国外对营养不良的婴儿给予补铬的试验治疗,可使患儿生长发育加速,体重增加,体质改善。铬对血红蛋白的合成及造血过程具有良好的促进作用。有学者报道,铬与人体寿命有关,与老年性疾病有密切关系。
(4)与其他元素的关系:铬与铁有拮抗作用,铬经过肠道吸收后,进入血浆与蛋白质结合,才能将铬运至肝脏及全身其他部位,如果血铁过多、蛋白质处于饱和状态,铬离子与蛋白质结合部位全部被铁离子占有,使铬离子无法与蛋白质结合,则铬离子的运输、代谢和利用也将发生困难,最后导致生理功能紊乱和病变。
4.缺铬引起的相关疾病
(1)缺铬引发糖尿病:糖尿病是一种内分泌疾病或慢性代谢紊乱疾病。其内分泌改变主要是由于胰岛素分泌不足,引起糖类、脂肪、蛋白质,以及维生素、水和电解质的代谢紊乱。特点是高血糖及尿糖。临床上可出现多尿、多饮、疲乏、消瘦等症候群,严重时可发生酮症酸中毒。若得不到满意的治疗,易并发心血管、肾脏、眼部及神经等病变。铬参与糖代谢,胰岛素是糖代谢紊乱的关键物质,而胰岛素分泌和发挥作用时,又必须有铬参加。有学者报道,糖尿病患者血铬比正常人低,补充铬后即可加速血糖运转,从而使血糖下降,病情稳定。我国糖尿病患病率城市高于农村,这与环境污染、饮食习惯有关。糖尿病是老年常见病,防治糖尿病时必须补充足够的铬,才能达到延年益寿的目的。
(2)缺铬引发冠心病:冠心病是指冠状动脉硬化导致心肌缺血、缺氧引起的心脏病。人体微量元素不平衡也是冠心病的病因,特别与冠状动脉硬化有密切关系。心血管疾病发病与糖代谢、脂代谢和胆固醇代谢有密切关系,铬参与糖代谢和脂代谢,因此冠心病的发生和发展与铬有关。铬是体内胰岛素受体间“桥梁”,称为“糖耐量因子”。铬的缺乏导致糖和脂肪代谢障碍,间接影响冠心病。冠心病患者血浆铬水平明显低于正常人,铬缺乏可使体内胰岛素水平增高,最终导致动脉硬化。补充铬可降低胆固醇及总胆固醇水平。冠心病心绞痛发病时头发中铬明显降低,提示铬的缺乏可能是致冠心病危险因素之一。
(3)缺铬引发其他疾病:孕妇、营养不良的儿童、出生时体重过低的婴儿、烧伤病人等,体内都有缺铬现象。儿童发育成长需要多种微量元素,缺铬会造成儿童发育停滞,智力低下,因此适量补充铬,能促进儿童发育。
5.高铬对人体健康的危害
铬在天然食品中的含量较低,均以三价的形式存在。人们从食物中获取的铬含量很少且对人体是无害的,通常不易导致过量反应和中毒现象。
(1)一般中毒:口服重铬酸钾,对胃肠黏膜有刺激作用,临床表现为:口腔黏膜变黄,呕吐黄色或绿色物质,吞咽困难,上腹部烧灼痛,腹泻,血水样便,严重者出现休克、青紫、呼吸困难。重铬酸钾对肝和肾都有中毒,尿中出现蛋白,严重者发生急性肾衰竭。婴幼儿可发生中枢神经系统症状,患者产生惊厥、昏迷、瞳孔散大,尿和粪便中可查出含铬。
(2)职业性中毒:在工业上接触铬及其化合物,主要是铬矿石和铬冶炼时的粉尘和烟雾,电镀时吸入铬酸雾,生产过程中产生六价铬化合物等。在临床上主要侵害皮肤和呼吸道,出现皮肤黏膜的刺激和腐蚀作用,如皮炎、溃疡、鼻炎、鼻中隔穿孔、咽炎等。铬对皮肤的损害主要表现为皮肤出现红斑、水肿、水疱、溃疡。铬疮是一种小型较深溃疡,发生在面部、手部、下肢等。铬对呼吸系统的损害,主要表现为鼻中隔穿孔、鼻黏膜溃疡、咽炎、肺炎、咳嗽、头痛、气短、胸闷、发热、发绀、两肺广泛哮鸣音,还有可能引起肺癌。
6.铬元素的主要饮食来源
铬元素来源比较丰富的是肉类食物,如鸭肝、鸡肝、牛肝、猪肝、羊肝、鸭肉、鸡肉、牛肉、猪肉、羊肉,以及各种鱼类、贝类等。此外,谷物、蔬菜和水果中也含有铬,如小麦、玉米、稻谷、麸糠、面粉、全麦面包、干酪、牛奶、蜂蜜、土豆、柿子、甜菜、蘑菇、菠菜、胡萝卜、花椰菜、青豆、葡萄干、葡萄、啤酒、香蕉、苹果皮、红糖、黄油、柑橘、草莓等。这些食物都可以作为人们补充体内所需铬的来源。
“专家健康提醒”
(1)铬元素的摄入:人体所需的铬含量很少,一般成年人每天所需的铬为0.05毫克;青少年每天所需的铬为0.03~0.04毫克,儿童每天所需的铬是0.01~0.03毫克,孕妇每天所需的铬约为0.03毫克,哺乳期女性每天所需的铬为0.04~0.05毫克,婴儿每天所需的铬甚低,为0.0002~0.0055毫克。长期食用精糖和其他的精致食品,可促进体内铬的排泄,易导致铬的缺乏。减肥者、胆固醇含量过高的人,以及糖尿病和心脏病等疾病患者,可根据医嘱适当地服用含铬剂,以达到减肥和治病目的。
(2)饮食补铬建议:一般来说,从新生儿到13岁的儿童,其身体内的铬含量较高。10~30岁,正是身体迅速成长的阶段,而这时也正是体内含铬量降低的阶段。再往后,人体内的铬含量还会逐步减少。所以,人过中年以后,若不能及时补铬,容易出现近视,以及血糖增高、血管硬化等多种疾病。缺铬人群经常食用一些动物的肝脏、牛肉、胡椒、小麦、红糖等,能即时补充身体对铬的需求。
扩展阅读资料
1.如宝,“铬(Cr)与人体健康”,《职业与健康》,1995年第1期
2.韦成促,吴秀兰,“铬与人体健康的关系”,《药物与人》,1997年第4期
3.周保学,周定,“铬与人体健康”,《化学世界》,2000年第3期
4.柏芳青,金仲品,“铬与人体健康和疾病”,《微量元素与健康研究》,2002年第4期
5.李恒达,李青仁,孙侨,“微量元素铬与人体健康”,《世界元素医学》,2007年第3期
6.孙健慧,“铬与人体健康”,《家庭中医学》,2009年第2期