汞-硒在生物体中的相互作用

【关键词】  汞

　　汞（Hg）是一种重金属元素，汞及其化合物对环境、人和动物的健康危害极大。硒（Se）是生物必需的微量元素，具有重要的生物化学功能，与人类和动物的健康及疾病密切相关。研究发现硒对汞具有一定的拮抗作用，通过研究生物体内汞与硒的相互作用，可以进一步了解硒对汞毒性的拮抗机制，对防治汞中毒提供有用的信息。

1  汞、硒相互作用关系
    
　　重金属与非金属元素间的相互作用可以表现为拮抗作用、相加作用与协同作用，微量元素硒对几乎所有重金属都能够产生拮抗作用。这些作用的机理大多与硫蛋白的生物合成有关，也与形成金属配位体的结合态有关，后者可明显地呈现出金属与非金属间的拮抗作用。
   
　　一般而言，汞和硒的毒性作用能够相互拮抗、相互抵御。1972年Koemen等[1]在对荷兰近海海豹的研究中发现，海豹肝脏中蓄积了大量汞，然而海豹却没有异常表现，进一步研究发现海豹体内硒含量也异常的高，从而认为硒可能对汞有拮抗作用。Caurant F等[2]研究了大量海洋哺乳动物体内微量元素的含量，发现这些动物体内积蓄了很高浓度的汞和硒，但动物本身并没有表现出明显的中毒现象。Falnoga等[3]对生活在汞暴露程度不同环境中的死者进行的尸体检查中发现，人体内各个脏器中汞与硒的摩尔比值随着汞含量的增加而趋近于1，有些更高，趋近于2，两者的相关性很好，这表明汞与硒在生物体内可能具有某种内在的联系。核心论文发表网 
    
　　硒和汞两种元素的同时补给能够减缓或抑制硒或汞单独元素中毒时大鼠的病理损害、体重降低、死亡率、染色体突变、代谢分布改变等不良现象。李爱芬等[4-5]关于硒酵母对汞中毒小鼠全血谷胱甘肽过氧化酶(GSH-Px)活性影响的研究结果表明，汞明显抑制了小鼠全血GSH-Px活性，其活性仅为对照组的60.4%，而同时给汞和硒酵母的小鼠全血GSH-Px活性不但没有降低，而且还比对照组提高了50%以上，说明硒酵母对汞中毒引起的GSH-Px活性下降有显著的拮抗作用，这种作用在小鼠的生长和行为等方面也有着同样的表现。
    
　　丰韦悦等[6]在对我国高汞低硒地区第二松花江流域29对母子体头发中汞和硒的含量及其相关性的研究中发现，母子体头发中的Se／Hg摩尔比值分别为1.34和1.89;同时做的对照组长春地区母子体头发中的Se／Hg摩尔比值分别为3.03和4.12；子体发样中汞的水平与其母体相当或稍高，硒的水平基本上均比其母体的高，Se／Hg摩尔比值比母体的大，这表明子体在其胎儿发育阶段可能从母体摄入更多的硒来抵御汞的毒性，同样也证实了硒对汞毒性具有拮抗作用。
    
　　有研究表明，以日本鹌鹑为研究对象时，饮食中补充Se后能够抵御二甲基汞[(CH3)2Hg]的毒性，提高日本鹌鹑的存活率，也可以改善因单独Hg引起的产量、质量和孵化率的降低，饮食中补充Hg时也会抑制因单独Se引起的产量、孵化率的降低和畸形胚胎百分比的升高[7]。这一结果说明鹌鹑体内汞和硒的毒性作用表现为相互拮抗作用。

　　2  汞、硒拮抗机制的研究体育论文发表 
    
　　关于硒与汞之间的拮抗作用机制主要存在以下两种看法[7-11]：一种认为汞与硒直接结合以Hg-Se胶体的形态存在。Komiya等在对同时喂给HgCl2和Na2SeO3的大鼠血液进行链酶蛋白酶消解和等电聚焦时发现，血液中的反应生成物为胶体状的Hg-Se。 Nigro用透射电子显微镜和X-射线探针对斑纹海豚肝脏巨噬细胞中积累的汞和硒进行分析，结果表明汞和硒主要以密集的颗粒形式存在于肝脏巨噬细胞中。Wagemann等对45只海豚肝脏中汞存在形态的分析进一步证实：Hg-Se是有机汞、无机汞及含汞难溶性物质的最终存在形态。另一种说法认为汞与硒先相互结合，然后再与特定的蛋白质结合成无活性的化合物，即Proteins-Se-Hg。Burk等进行了血浆蛋白质的凝胶过滤，发现同时给汞、硒实验组溶出的类型与各单独给药组不同，并显示汞和硒移向同一组分，促进了两元素的直接结合，推测为Proteins- Se -Hg的结合形态。为了阐明硒对汞的解毒机理，Yoneda就大鼠体内汞、硒两元素同某一未知且特定的血浆蛋白结合而成的结合蛋白进行了特征化，结果发现用HPLC/ICP-MS检测同时给药组(HgCl2和Na2SeO3)的凝肢过滤柱上出现了一个硒、汞结合峰，体外实验也已检测出这个特定的结合蛋白，Se∶Hg=1∶1摩尔比的积累现象不仅存在于这一特定的结合蛋白，也存在于其它结合蛋白中，体外实验中，这两元素还表现出同这一特定蛋白比别的血浆蛋白更高的亲和力。这些结果均说明在硒解汞毒过程中，硒与汞首先结合形成等摩尔的化合物，再与特定的蛋白结合形成无活性的结合蛋白，进一步研究还表明，硒、汞两元素主要通过碱性氨基酸同蛋白质结合，并推测这一特定蛋白质可能是一种肝磷脂结合蛋白。

　硒与甲基汞毒性的拮抗机制也已有了形态学和生化方面的研究[12],两者形成(CH3Hg)2Se是硒解(CH3)2Hg毒性时最关键的一步。形态学研究表明，以甲基汞处理会导致大鼠脊骨根纤维大量退化和神经细胞发生变化，而以甲基汞和硒处理的动物神经无变化，神经纤维伤害也明显减少；甲基汞的毒性使中枢神经系统蛋白质合成受到显著抑制，但这种抑制被硒大部分防止或减缓。生化方面的研究表明，HgCl2处理大鼠会导致肾中25%～60%谷胱甘肽(GSH)代谢途径中的酶活性和还原谷胱甘肽的浓度均降低，但在汞处理30分钟后以同量的硒处理时，抑制了这些酶活性和谷胱甘肽水平的降低。Naganuma对兔血中CH3HgCl和Na2SeO3的反应生成物进行了特征化，在1mL兔血中加人10nmol CH3HgCl和10nmol Na2SeO3时，用苯萃取出了6.5nmol的Hg和3.2nmol的Se，Hg∶Se=2∶1的摩尔比，同(CH3Hg)2Se中Hg、Se的摩尔比相一致，因此认为在GSH条件下，(CH3Hg)2Se的生成是Se拮抗CH3HgCl毒性的关键;同时发现分别单独注射汞和硒时，它们主要蓄积在肾脏，而两者同时注射时，则肝脏中的积累要大于肾脏。由此推断，汞、硒有可能在生物体内形成某种络合物，由于这种物质的形成，减轻了中毒症状，改变了汞的积累方式。
　　3  结论
   
　　一般情况下，硒与汞的相互作用表现为拮抗作用，可以认为汞在生物体内可以直接同硒结合，此时不论是汞或硒都作为无活性的形态而存在。生物体内的汞-硒相互关系在人体健康、生命科学和环境保护中都具有实际意义。因此汞、硒在生物体内的积累和硒对汞解毒机理的研究现在已经成为各个领域的重要研究内容。

【参考文献】
  　　[1] Koeman JH，van de Ven WS，de Goeij JJ，et al. Mercury and Selenium in marine mammals and birds [J].Sci Total Enviro