重金屬毒性調控研究獲進展

中國科學院華南植物園海岸帶生態系統過程與環境健康組博士生孫碩、碩士生陳香華等人在國家自然科學基金項目和廣東省科技計劃項目聯合資助下，在重金屬毒性調控研究方向上取得重要進展。相關成果近日分別在線發表于《整體環境科學》和《環境技術與創新》。

論文第一作者孫碩表示，環境中的有毒金屬通過各種途徑進入食物鏈，并可能對人體造成多種危害，例如鎘過量攝入引起骨脆性或腎損傷，鉛會導致腎、腦中毒（神經膠質瘤）等。某些特定膳食補充劑（維生素族、抗氧化劑、礦質元素）具有緩解重金屬脅迫和毒性的作用，但其對腸道過程中降低重金屬生物有效性的影響機制尚不清楚，因此探索飲食干預對重金屬的吸收、轉運和積累的影響因素及其調控機制對減輕或預防鎘和鉛對人體的毒性和危害具有重要的現實意義。

研究人員研究了多種抗氧化劑和礦質元素對模擬胃腸和小鼠中重金屬生物有效性的抑制作用，發現添加蜂膠及其提取物顯著降低了糙米中鉛的生物有效性（p<0.05）；中劑量原花青素對糙米和精米中鎘的生物可給性和生物有效性均有顯著的降低作用（達76%）。同時發現糙米中鉛的生物可給性和生物有效性的下降與鐵含量顯著負相關。蜂膠提取物和原花青素能有效降低小鼠肝臟中H₂O₂含量、MDA水平，恢復還原性谷胱甘肽（GSH）水平（p<0.05），說明它們對減輕體內Pb、Cd的氧化損傷有一定作用。

論文通訊作者、中國科學院華南植物園副研究員莊萍表示，該研究證實抗氧化劑能更好地抑制重金屬的生物利用度，蜂膠及其提取物和原花青素等可能是干預人體鉛和鎘暴露的替代膳食補充劑。

此外，原花青素、金屬硫蛋白和葡萄糖酸鋅顯著降低模擬胃腸消化和Caco-2細胞中Cd生物有效性，分別降低了60.5%、82.5%和73%，有效降低鎘的跨膜轉運，并增強了跨膜電阻，表明這些補充劑對鎘誘導的屏障功能障礙具有保護作用。轉錄組學結果顯示膳食補充劑下調了相關基因的表達，揭示了這些成分可以調節與膳食鎘毒性和吸收相關的特定途徑基因的表達，如凋亡途徑、抗氧化相關途徑和礦物質吸收途徑。多食用富含原花青素和鋅的果蔬可以一定程度上控制經口攝入鎘的負面影響。

相關論文信息：https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2024.175697

https://doi.org/10.1016/j.eti.2024.103771