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第30章 另类胰岛素——钒

1.钒元素基本信息

钒元素符号是V。原子序数23,位于元素周期表中第四周期,第ⅤB族。相对原子质量为50.94,密度6.11,熔点1919±2℃,沸点3000℃~3400℃。钒是一种银灰色的金属。钒与铌、钽、钨、钼并称为难熔金属。有延展性,质坚硬,无磁性。具有耐盐酸和硫酸的本领。在空气中不易被氧化,可溶于氢氟酸、硝酸和王水。钒是墨西哥矿物学家节烈里瓦于1801年在含有钒的铅试验中首先发现的。但是,当时有人认为这是被污染的元素铬,所以没有被人们公认。1831年,瑞典的塞夫斯唐姆(Sefstrom)在研究斯马兰铁矿的铁渣时,得到氧化钒,发现了钒的存在。因为钒化合物的颜色五颜六色,十分漂亮,所以就用古希腊神话中一位叫凡娜迪丝“Vanadis”的美丽女神的名字给这种新元素起名叫“Vanadium”。中文按其译音定名为钒。我国是钒资源比较丰富的国家,钒矿主要分布在四川的攀枝花和河北的承德,大多数是以石煤形式存在。

2.钒元素在人体内的分布情况

人体内大约含有25毫克左右的钒,它们广泛地分布于骨骼、牙齿、肝脏、肾脏、脾等组织器官中。其中,脂肪组织中的钒含量最为丰富,大约有90%。钒是通过人们的呼吸器官、肠道和皮肤进入体内,进而被人体所吸收和利用。人体对钒的吸收主要是在上呼吸道,而肠胃中的吸收率很低,只有0.02%~0.5%。正常成人血钒约为40微克/升,尿钒约为0.046微克/升,每克头发中含钒约为0.062微克。钒主要由肾脏排泄,在24小时内约排出60%,尿钒可表明钒吸收的情况。

3.钒元素对人体健康的作用

(1)参与造血功能:钒能刺激造血功能,给动物补充钒,可见血红蛋白、网织细胞、红细胞皆增加。给出血后贫血及患败血症的人补充钒,也可见到有促进造血功能的反应。钒对哺乳动物和人有造血作用。

(2)影响胆固醇代谢:钒在机体内浓度达到正常水平时,可促进脂质代谢,抑制胆固醇合成,减轻诱发动脉硬化的程度。动物实验证实,肝脏内磷脂显著降低,与游离高胆固醇含量降低一致,这一点符合游离胆固醇的调节磷脂作用。钒可降低肝脏内磷脂和胆固醇,低浓度钒有加强单胺氧化酶活力的作用,可降低血压。

(3)影响生长发育:钒可促进骨骼和牙齿的生长发育,使人体的骨骼坚硬,牙齿坚固整齐。并可预防因天气过热引起的身体疲劳和中暑。有助于肾脏功能的正常发挥,防止肾功能衰退等。

(4)与其他元素关系:钒有刺激造血功能的作用,同时加钒可促进铁的作用,增加血红蛋白的再生。钒对造血的刺激是一种特异作用,可能与元素钴、铜、锰有协同作用。钒能抑制钠引起的细胞潴留,并与钙竞争使钙呈游离状态,易发生脱钙。

4.缺钒引起的相关疾病

(1)缺钒可引起贫血:贫血病因有多种,主要是由于体内贮存铁缺乏,影响了血红蛋白的合成,与其他微量元素,主要是与铜、锌、钒、钛、铬、锗也有关。钒能刺激造血系统,缺钒妨碍体内氧化还原系统,引起组织细胞缺氧。钒能刺激网状内皮系统、骨髓的造血功能,实验证明,出血性贫血和再生障碍性贫血,补充钒制剂后好转。

(2)缺钒可引起冠心病:冠心病是指冠状动脉硬化导致的心肌缺血、缺氧而引起的心脏病。钒可抑制胆固醇合成,有抗动脉硬化的作用,补充足够钒,能防治冠心病,同时也能降血压,改善心肌功能。

(3)缺钒可引起糖尿病:人体内缺乏钒会出现糖类代谢异常,有可能患上糖尿病,糖尿病患者毛发中钒含量异常降低,提示钒与糖代谢及糖尿病有某种内在联系。

(4)钒可防治龋齿:龋齿是由于牙釉质、牙本质和牙骨质发生进行性破坏所致,钒离子可在牙釉质和牙质内增加有机物质和无机物质间的黏合性。钒可以置换损坏牙釉质的磷灰石,因此钒可以防治龋齿,在儿童生长发育中起到重要作用。

5.高钒对人体健康的危害

钒在体内有加速氧化的作用,很早就用于治疗梅毒;偏钒酸盐曾用于治疗结核、贫血、神经衰弱和风湿病。金属钒无毒性,只有五氧化二钒和钒酸胺有毒性。钒主要对呼吸道有刺激作用,对眼和皮肤也有刺激作用。钒是一种可被全身吸收的毒物,能影响胃肠、神经系统和心脏。钒中毒时肾、脾、肠道可出现严重血管痉挛,并有支气管痉挛、胃肠蠕动亢进等。

钒的职业性中毒主要是采矿和冶炼工业。沥青、石油、煤、矿物油内也含有钒,接触面广。由于钒在人体内蓄积量少,中毒多为急性中毒。皮肤接触钒尘或五氧化钒时,皮肤容易受刺激,出现湿疹、荨麻疹。鼻、眼大量接触钒后,首先出现鼻黏膜发痒,随之出现鼻塞、流清水鼻涕、打喷嚏、眼灼痛和流泪等。上呼吸道中毒多表现为咽痒、干咳、哮喘,劳动时呼吸困难。消化系统中毒多表现为恶心、呕吐、腹痛,并可见舌乳头肿大。神经系统中毒多表现为呼吸道刺激症状,同时伴有头晕、头痛、疲乏无力、嗜睡,少数人有手颤、下肢活动障碍等。钒中毒有时还表现为心悸、自主神经功能紊乱、心律失常等。钒中毒患者会出现蛋白尿,严重者引起急性肾衰竭。

6.钒元素的主要饮食来源

含钒比较丰富的食物有土豆、芋头、红薯、干野生蘑菇、莴笋、胡萝卜、豌豆、黄瓜、百合、韭菜、木耳、南瓜、西红柿等蔬菜。

“专家健康提醒”

(1)钒元素的摄入:人体所需的钒含量很少,一般认为成年人每天所需的钒大约为11微克。国际卫生组织认为,人体每天需钒3微克左右,以5%的吸收率计算,每天需摄取60微克。吸烟会阻碍钒的吸收,所以常吸烟者要注意体内钒的补充。而胰岛素依赖型糖尿病患者,可根据医嘱适量地摄取钒,以此来控制病情。

(2)推荐补钒食谱

芹菜炒豆腐干

“主要原料”主料用芹菜、豆腐干,作料为植物油、食盐、味精、酱油、姜丝、葱丝。

“制作方法”把芹菜用清水冲洗干净,切成段,待用;豆腐干切成细条,待用。给锅中加入植物油,并将油温烧至八成热时,加入葱丝、姜丝,煸炒出香味后,放入由酱油、味精、食盐调好的水,然后倒入细豆腐干条,翻炒大约5分钟,再加入芹菜段,均匀炒熟即可食用。

“功效作用”芹菜中含有微量元素钒、铁、锌及维生素、粗纤维等丰富的营养物质,而且其脂肪含量低,具有健脑、促进血液循环、润肠等作用。豆腐干营养丰富,具有防癌、降低胆固醇的作用。坚持食用,能清热降压、利湿祛暑、益肾养肝。特别适宜高血压、头晕头痛、眼睛红肿、身体疲劳的患者食用。

扩展阅读资料

1.秦岩,“微量元素铬钒与糖尿病”,《化学世界》,1999年第10期

2.高德昌,“钒与人体健康”,《赤峰教育学院学报》,2001年第6期

3.王志平,周连芳,“微量元素钒在人体中的作用”,《集宁师专学报》,2002年第4期

4.魏磊磊,“钒与人体健康”,《微量元素与健康研究》,2003年第6期

5.秦朝远,钱冬梅,何兴,“不容忽视的生命微量元素——钒”,《甘肃科技》,2005年第9期

6.张玲,李大伟,夏作理等,“钒对心血管系统功能的影响及其机理”,《中国微循环》,2006年第6期