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    鉻在人體內存在的生物學功能及其與代謝的關系

    時間:2014-05-10 來源:未知 作者:學術堂 本文字數:2584字
    論文摘要

      1. 微量元素鉻在人體中的存在與代謝

      1.1 鉻在人體中的存在與含量

      鉻是一種人體必需的微量元素,像碘、鋅、鐵一樣,它在維持人體健康方面起關鍵作用,同時它也是唯一隨著年齡的增長而含量逐漸降低的元素。鉻是胰島素的一種“協同激素”,與胰島素受體中巰基配位形成二硫鍵,促使胰島素發揮最大生物學效應。具有生物活性的三價鉻較廣泛的存在于各種動植物組織中,能協助或增強胰島素的功能,若體內活性鉻不足時胰島素生物效能降低。在人體內,蛋白質、鉻、核酸及各種低分子量的配合體結合,參與機體的糖代謝和脂肪代謝,促進人體正常的生長發育。美國食品營養委員會(FNB)最近公布的鉻(Cr3+)每日需要量(RNA)成年男性為35ug/d-1,成年女性為25 ug/d-1。含鉻較多的食物有牛肉、黑胡椒、糙米、玉米、小米、粗面粉、紅糖、葡萄汁、食用菌類等。比如黑胡椒,含量可達10Ng/g,某些蔬菜水果中也含有一定的鉻,但其活性小且不易吸收。谷類在精加工中可丟失大量的鉻,故以精制食品為主的人多缺鉻。另外,有研究發現不銹鋼餐具有烹調酸性食品時,鉻可從不銹鋼容器中溶出。而食物中鉻含量及食物中氨基酸或抗壞血酸可影響體內鉻的轉運和吸收。

      1.2 鉻在人體內的吸收與代謝

      鉻的吸收和代謝受到多種因素的影響,如同時攝入維生素C 和鉻,與單獨攝入鉻相比,前者可以增加血漿鉻水平;攝入單糖和復合糖相比,增加了尿液中鉻的排泄量,這可能和攝入單糖比攝入復合糖引起的胰島素效應更強有關。在機體內,鉻主要以小分子鉻的有機配合物被吸收,主要在小腸中,其次是回腸和十二指腸。吸收后的鉻通過腸粘膜進入體內;在血液中,鉻與鐵共同使用β-球蛋白進行運轉,二者分別占轉移蛋白的不用位點,吸收后的鉻在血液中存留時間很短,隨后被運送到肝臟和機體各組織中被利用。鉻在腎中不能被重吸收,所以主要通過尿液排出體外,少量通過膽汁隨糞便排出,經皮膚汗腺排出的鉻量更少,因此,尿中排出的鉻可用于反應鉻在機體內的代謝和消耗。

      2. 鉻的生物學功能

      目前的研究認為,鉻的生物學功能主要表現在與胰島素的密切關系,其聯合作用可以調整糖供能狀態。
      Vincent研究表明,鉻和低分子量的蛋白質結合,能夠參與一種胰島素信號放大機制的構成,加快胰島素作用。
      具體的說有,①增強細胞膜的穩定性,保護動脈內膜不受外因損傷。②在胰島素存在時,鉻也能加強分離的晶狀體對糖的吸收,并促使葡萄糖合成糖原。③促進和維持心肌細胞生長、增強代謝和加強心肌細胞搏動。④由三價鉻與煙酸、谷氨酸、甘氨酸和含硫氨基酸形成的低分子量、鍵合鉻的配合物糖耐量因子(GTF)具有維持正常的糖耐量,提高胰島素生物學功能的作用。⑤GTF鉻還可以增強缺鉻附睪脂肪組織對葡萄糖的攝取,并使葡萄糖轉化為CO2的作用加強。⑥鉻在葡萄糖滲入脂肪組織的過程中可以加強胰島素作用。

      3. 鉻、運動強度與糖代謝

      在運動強度達到64%VO2max以前,運動肌攝取葡萄糖的速率隨運動強度的增大而增大;而當運動強度繼續增大時,運動肌攝取葡萄糖的速率又會隨運動強度的增大而減小。當運動強度達到80%VO2max時,運動肌幾乎完全依賴于利用肌糖原供給能量,血源性的供能物質(如葡萄糖、FFA )的重要性明顯減弱,這時血液葡萄糖基本上未參加運動肌能量代謝。Hartyby提出運動使血漿胰島素濃度降低與運動強度的關系十分密切,強度越大,濃度降低越明顯。所以鉻補劑使運動機體的糖原代謝發揮最佳功能應在低于64%VO2max的強度的耐力運動過程中,同時鉻與運動訓練能協同增加有機體對胰島素的敏感性,通過增加GLUT4 的數目和活性來提高運動機體對葡萄糖的攝取,刺激攝取葡萄糖供給肌細胞進行分解代謝,提高了運動耐力,運動后有利于運動機體對糖的吸收和糖原儲備,加速運動機體的能源恢復。

      4. 鉻與運動的關系

      4.1 補充鉻對運動的影響

      有研究認為,補充鉻可以促進肌肉的生長和脂肪的消耗。Evans在研究中發現,進行力量訓練并且每天以甲基吡啶鉻的形式補充200ug鉻,和不補充鉻但進行力量訓練的人相比,瘦體重增加,脂肪重減少。Evans也曾對從事力量訓練的足球運動員進行了相關觀察,16人補充甲基吡啶鉻(200g/天),15人給予安慰劑,14天后服補劑組脂肪減少3.4Kg,并獲得2.6Kg瘦體重,對照組減少1Kg脂肪,獲得瘦體重1.8Kg。關于補充鉻以及甲基吡啶鉻對人體的影響的研究也有不同結果。Hasten等在對從事力量訓練初期的男、女學生的研究中發現,訓練增加了四肢圍度,降低了皮褶厚度,但沒有發現補充鉻和不補之間對力量的影響有什么差異;補鉻組和不補組相比,在女性顯著增加了體重,但對體成分沒有影響。Volpe等在研究中發現補充鉻只會極少量地引起體重或脂肪的降低。所以認為,鉻的補充只能使實驗室嚴格控制條件下的動物或人的瘦體重有極少量增加,并不像有些宣傳那樣可以有效地促進體重降低和肌肉生長。

      4.2 運動對鉻代謝的影響

      Glarkson等對5名長跑運動員在近80%無氧闡強度進行12分鐘自行車運動的血清鉻變化進行觀察,發現運動后即刻沒有明顯變化,恢復期12分鐘后則升高了42%,認為鉻的代謝變化有利于葡萄糖進人肌肉和加快糖原儲存。Anderson等曾比較了18名運動員和5名普通坐位工作者(23—55歲)在平時休息狀態和間歇運動至力竭時(30秒跑臺,強度為90%VO2max,間歇30秒)的尿鉻情況。運動測試中受試者完成8—16個連續的間歇全力運動,運動后24小時尿鉻排量運動員只有普通人的50%。
      而在運動測試當天,運動員尿鉻排量明顯增加,普通人則不變。Anderson等也在對激烈運動的研究中發現,10km跑的大強度運動完即刻,血清鉻濃度即升高,而且在運動后2h內,都在一個較高的水平上。并且在運動當天, 尿液中鉻排出量比運動的前一天和后一天都要高。

      4.3 鉻的補充

      目前常用的鉻補劑有三種,煙酸鉻、甲基吡啶鉻和氯化鉻,前兩種屬有機鉻,具備較好的吸收率或生物活性。人體每日由尿排出的鉻大概是5g左右,而食物中的鉻平均只有10%~25%的利用率,故成年人必須保證每日供給20~50g鉻食物,供機體正常代謝。李金花等發現煙酸鉻能增加肝糖元的含量,促進肝組織對葡萄糖的作用。孫長顥等發現葡萄糖酸鉻能調節糖代謝。目前尚未有鉻攝取不足對運動成績產生直接影響的報道。然而由于鉻的利用率低,大多數人群存在格缺乏的狀況。且鉻缺乏會導致糖耐量下降和不良的血脂變化,故在運動營養中補充鉻是有必要的。

      參考文獻:
      [1] 王永芳,鉻與健康研究進展.中國食品收生雜志.2001(13).
      [2] 張華,彭寧,郭絨霞等.鉻與飲食推薦量.國外醫學與醫學地理分冊.1998(19).
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