微量元素在蝮蛇体内的分布状况

       微量元素在生物体中的存在形态及其与生理功能的关系，特别是对酶、蛋白质、核酸、生物膜的作用，以及对生长发育、遗传生殖等的影响，虽然已被大量实验所证明，但仍有许多问题，尤其是其生理生化机制并没有完全解决，如微量元素在体内的存在形态、迁移规律、生物合成、代谢方式、转运机制以及排泄途径等方面，均有待进一步研究和验证。从我们的实验结果中可以看出，微量元素在蛇体内分布极为广泛，而且元素种类甚多，几乎含有人体所有的必需、可能必需和非必需的微量元素以及其他无机元素。下面介绍几种无机元素在蛇体内的分布状况。

(1)zn在蛇体内的分布及其生物学作用。从zn谱中可以看出，zn在蝮蛇体内的分布极广，而且含量丰富，各器官组织或有关成分几乎均含有zn，其中胰、肋骨、心脏、大肠、十二指肠、脾、脑、胆汁和腹段皮肤中zn的含量更为丰富，一般均在200mg／kg以上；其他器官在100mg/g左右；脂肪zn含量极少，仅为0．098mg/kg将各器官组织及有关成分经随机排列组合，从研制的zn谱上可以看出zn元素在蛇体内的分布具有大小不等的9个波峰(含量数值)，其中以7(包括其他序号，均是指各器官组织或有关成分的编码，下同)、18、23和27峰最为明显(图14—72)。zn在蛇体内的这种分布特点与其生理机能是密切相关的。因为zn是碳酸酐酶、胸腺嘧啶核苷酶、DNA和RNA聚合酶、胰腺羟基肽酶及乳酸脱氢酶等的主要成分，而且与人体内近200种酶的活性有关。因此，zn在组织呼吸及体内的生化过程中占有重要位置。蛇体内各器官组织中zn不仅分布广，而且含量多，也提示zn在蛇类生命活动过程中具有重要作用。据文献报道，zn与酶、核酸、蛋白质的合成密切相关，能影响组织细胞分裂、生长和再生，而且其与氮的储量呈平行关系。缺zn后，DNA和RNA的合成量也会减少。因此，zn对于加速蛇的生长发育来说具有极为重要的营养价值，而且zn还可以抑制脂肪的过氧化反应，稳定细胞膜的结构与功能。在实验中我们还发现，经生化分离提纯的蛇毒提取物——精氨酯酶、蛋白水解酶中也含有比较多的zn，这也表明zn与蛇体内各种酶的生物合成及生理功能有着极为密切的关系。

 

图14—72蛇岛蝮的

 

 

    (2)Fe在蛇体内的分布及其生物学作用。Fe在蛇体内的含量极为丰富，而且与zn元素一样，其在体内的分布也极为广泛，几乎存在于蛇体的所有组织里。一般器官组织的Fe含量均在100mg/kg以上，其中尤其以肝脏和血液内的含zn量为较高，为l 500～3000mg，kg；脾、脑和心血管的含Fe量为300～l000mg/kg；骨骼肌、血清以及消化管中的含Fe量相对较少。骨骼肌的单位体积含Fe量虽然较低，但若以总体积计算，其Fe的含量仍然比较多。由于蛇体各器官组织含Fe量的差异，故在Fe谱上表现出具有3、10、14、17和27等不同的波峰f图14—73)。

      Fe元素在蛇体内的此种分布特点，是与这些器官组织的生理机能相适应的。因为Fe参与血红蛋白、肌红蛋白、细胞色素、细胞色素氧化酶、过氧化物酶及触酶的生物合成，并与琥珀酸脱氢酶、黄嘌呤氧化酶、细胞色素还原酶的活性密切相关。我们的实验还表明，肝脏、脾脏也是蛇体内储存Fe元素的重要场所。而且血液内含Fe的血红蛋白量的增加，也有利于脑、心脏等重要器官的氧的供应及其代谢活动。同时，Fe在蛇体内的分布及其含量的多寡，还与各器官当时的生理机能状态有着密切关系。

    (3)Cu在蛇体内的分布及其生物学作用。Cu是生物生命活动过程中重要的微量元素之一，它广泛分布于动物组织中。Cu在生物体内的含量与Zn、Fe相比，其数值极低。哺乳动物组织内Cu的主要形式是以结合状态存在的，小部分以游离状态存在(表14-11)。蝮蛇体内的

表14_1 1 哺乳动物组织内Cu的主要存在形式及功能cu含量与哺乳动物相比数量更少，每克样品(各器官的干物质)仅含Cu几微克至几十微克，其中胆囊、胆汁、脑和血清等的Cu含量比其他器官组织相对较高。其他器官组织中的含cu量一般均在10mg／kg IPRT(I~14—74)。脑内Cu含量的单位体积虽然远大于骨骼和肌肉，但由于骨骼和肌肉的总体积大，故仍占体内cu总量的50％～70~／60。

 

    cu在蛇体内虽然含量甚微，但具有非常重要的生理机能。据文献报道，cu参与造血过程，主要影响Fe的吸收、运送和利用。因为Cu具有加强铁氧化酶的作用，能动员体内储存Fe，并把肝脏释放出的Fe“及肠黏膜上皮细胞释放出的Fe“氧化成F，以便很快和血浆里的B。球蛋白结合，形成运铁蛋白，并参与Fe运输及代谢。

    一般认为Cu在血红蛋白的合成上是一个活化剂，具有酶活性的铜蛋白称铜蛋白酶。有人认为cu本身似乎就具有酶和激素的生物催化作用。Redfeild及其同事(1926～1928)指出，动物血、肉的铜蓝蛋白，有如血红蛋白一样，也可以运送氧气。Cu还参与细胞色素c、酪氨酸酶、抗坏血酸氧化酶、尿酸酶和半乳糖酶的合成。而且，也是超氧化物歧化酶和单胺氧化酶系统的重要成分。最近几年还有实验证明，Cu能抑制谷胱甘肽还原酶及己糖磷酸激酶的活性。cu与内分泌腺的生理功能也有着极密切的关系。因为其可以增加腺垂体释放生长素、促甲状腺素、黄体生成素及促肾上腺皮质激素，还可以影响肾上腺皮质类固醇及儿茶酚胺的合成。Cu过多时，不但损害组织器官的形态结构，还会干扰重要酶系统的活动，例如抑制脑内丙酮酸氧化酶及大脑膜的ATP酶，导致组织内ATP、磷酸肌酸及钾含量的减少。此外，还会干扰细胞膜的传递功能，故能阻滞细胞摄取葡萄糖。

    (4)Mn在蛇体内的分布及其生物学作用。在蝮蛇体内，Mn也是一种含量极少的元素之一。多数脏器的Mn含量在10mg／kgl)2T。皮肤中的Mn在10-30mg／kg，其中腹段皮肤中的含Mn量为最多，这与Fe、Zn和Cu在蛇皮肤内的分布有相似之处。胰、十二指肠、大肠和脑的Mn含量也相对较多，Mn含量最为丰富的器官是胆囊，在30mg／kgD~J2。由于Mn在蛇体内的上述分布特点，故Mn谱上，可以看出具有两个比较突出的波峰，而在每一个大的波峰之后尚有4-5个小的波峰(图14_75)。

图14—75蛇岛蝮的Mn谱

  

    生理生化研究表明，Mn是精氨酸酶、脯氨酸肽酶、丙酮酸羧化酶、RNA多聚酶、超氧化物歧化酶等的组成成分。锰离子还能激活羧化酶、磷酸化酶、醛缩酶、磷酸葡萄糖变位酶、异柠酸脱氢酶及胆碱酯酶。Mn也能激活DNA聚合酶。不少人认为，Mn不但参与蛋白质的合成，而且还参与遗传信息的传递。Cu是造血过程的重要原料及调节因素，而Mn则能改善机体对Cu的利用。Mn对加速细胞内脂肪的氧化具有促进作用，从而使肝内脂肪的含量减少，并使胆固醇的合成增加。动物实验证明，Mn能刺激胆固醇的合成，缺Mn引起的不育即是由于胆固醇合成减少，以致影响性激素的合成。动物缺Mn后胰腺发育不全，p细胞和胰岛素减少。此外，如Mn过多能抑制神经末梢突触释放神经递质，从而影响突触的传递功能，并能抑制琥珀酸脱氢酶、ATP酶、乙酰胆碱酯酶的活动。

(5)M。在蛇体内的分布及其生物学作用。从M0谱(图14—76)中可以看出，蝮蛇多数脏器的Mo含量较少，一般均在25mg，kg以下。但脑、脊髓、脾的含M0量较高，尤其是胆汁、血清和胆囊中的M。含量较高。由于血清和胆囊、胆汁中Mo数值的突增与肺、脾、胰的含量骤降，故在14～19和9～12之间形成了两个比较突出的波峰。

图14-76蛇岛蝮的Mo谱    

 

    M。是蛇体内黄嘌呤氧化酶、醛氧化酶、亚硫酸氧化酶等的重要组成成分，还与Fe的代谢有关。有人认为Cu与Mo有拮抗作用，Mo能阻碍Cu的吸收，Cu能对抗Mo的毒性。动物实验证明，用u研究证实Mo过多，会滞留在肝、脾和红骨髓中，妨碍Cu的吸收。而Mo过多，还可导致动物睾丸萎缩及性欲减退。

    (6)cr在蛇体内的分布及生物学作用。人体内含Cr量甚微，一般认为成年人体内含cr量为5～10 mg，主要存在于骨、皮肤、脂肪、。肾上腺、大脑和肌肉中。cr在人体组织内含随年龄的增长而降低。哺乳动物各器官组织的Cr含量(mg／l【g，湿重)为：肝0．16，肾0．18，心0．14，肺0．24，脾0．48，胰0．1l，胃0．04．，胎盘0．07~蝮蛇各器官组织的cr含量(干重)以脑最为丰富；其次为脊髓、气管和胆囊，其含量均在300mg/kg以上；血清中Cr也较多。其他器官组织的cr含量均较少，如消化管(十二指肠除外)和泌尿生殖器一般在50mg/kg以下，由于上述差异，故在cr谱上呈现3个极为明显的波峰(图14—77)。   

    在生理功能上，微量元素Cr虽然没有Fe、zn和Cu那样广泛，但是对于生物的生命活动也有着重要的作用。Cr不仅能抑制胆固醇和脂肪酸的生物合成，而且在维持胰岛素发挥正常生理功能方面也具有重要的生理作用。因cr是葡萄糖耐量因子(glueose tolerance factor，GTF)的重要组成成分，GTI；’是Cr3+、烟酸和谷胱甘肽的络合物，有增强葡萄糖利用率、促进葡萄糖转变成脂肪的作用。cr有降低血清胆固醇、提高高密度脂蛋白胆固醇的作用，可预防动脉硬化，并能促进蛋白质代谢和机体生长发育。cr还可增加RNA的合成。还有人报道，Cr对血红蛋白的合成及造血过程具有良好的促进作用。

    (7)Sn在蛇体内的分布及其生物学作用。蛇体内的Sn不仅分布广泛，而且其含量与Mo、Cr相比，相对较为丰富，尤其以肝脏(674 mg／lg和血液(529mg/kg的Sn含量较高；其次是皮肤、脾和血管为200mg／kg左右；消化管、肾、子宫、输卵管和脑的sn含量较少，均在100mg/kg以下(图14—78)。

    微量元素Sn在动物体的生理作用至今还未完全搞清楚。但仅就目前有关文献的报道，可以证明，Sn对动物和人的生命活动过程有着极其重要的作用。它能促进蛋白质及核酸代谢反应，与黄素酶的活性有关，而且对于维持某些化合物的三维空间结构也很重要。补充sn可以加速动物和人体的生长发育。

(8)Al在蛇体内的分布及其生物学作用。动物和人体内的含Al量较少。蝮蛇体内的Al含量，从实验中发现，蛇的皮肤中含有大量的Al。但不同皮肤部位Al含量也非一致，其中以腹段皮肤中Al的含量(324 mg／lg为最多；其次为颈段皮肤；胸段(平心脏部位)皮肤为最少，仅100mg，kg左右。脑和脊髓中的Al也较多，为200mg/kg左右。肋骨、气管、胆囊的含Al量也在100mg/kg以上；消化管、泌尿生殖系统中的含Al量较低，一般在50mg/kg以下(图14—79)。

 

 

    Al在蛇体内的上述分布特点，提示蛇体内Al的代谢及其代谢方式可能与其他动物有所不同。而且就蝮蛇自身而言，就是同种器官，如皮肤，由于部位不同，其Al含量也有差异。我们在实验中还发现蛇蜕的Al含量也很高，这与皮肤内Al的分布状况相一致，而且表明Al的这种分布特点是与Al在蛇体内的代谢相适应的。

Al的毒性不大，所以列为无毒的微量元素。但焦广宇等(2004)认为，Al、sn和Ⅱ(锂)有潜在毒性。但是，一般认为Al不是人体必需微量元素，而且吸收多了还可能在、脾、肾、甲状腺和脑等部位产生积蓄，当积蓄量超过正常值的5～6倍时，就可能对消化道磷的吸收产生抑制作用，还会抑制胃蛋白酶的生理活性，影响消化吸收功能。因此，宋子成(2002)认为Al是一种威胁人体健康，能使人智力减退、记忆力下降、食欲不振、消化不良的金属元素。其实早在1965年，Kls．tgo就曾发现Al中毒兔脑内出现了老年性痴呆症特有的神经原纤维缠绕病变。Crapp~r(1973)指出，患此病时脑内含Al量增加；将Alcl，注入猫脑海马或脑室内，一周后可产生明显的脑功能障碍，均表明Al对中枢神经系统的生理功能有严重的不良影响。但是，在蝮蛇的脑和脊髓内含有比较多的Al，其生理生化机制尚不清楚。