(三)微量元素的拮抗与协同
微量元素的相互作用比较复杂,当某些微量元素共同存在于外界环境内
(空气、水、食物)并被一同摄入体内时,彼此之间往往发生错综复杂的拮抗或协同的作用,影响体内的生理平衡。一些非必需的元素置换或取代人体必需的元素,如铷或铯取代钾,钨取代钼,银和金取代铜,砷取代磷,钡或锶取代钙,汞和镉取代铜,镉也可取代钙,碲或硒取代硫都能危害健康,甚至引起疾病。
铜和铁在机体内显示生理协同作用。含铜的血蓝蛋白是铁和铜中间的, 直接的分子桥梁。没有铜,在生物合成机制中铁就不能进入血红蛋白分子。不论人或动物,当铁充足而缺少铜时一样可发生贫血症。
铜和锌呈拮抗作用。当牛、羊饲料中有大量锌时,动物吸收铜的能力显著下降。这是因为在吸收过程中锌能置换铜的结果。这种变化也可能与微量元素在肠和肝中,互相竞争结合金属蛋白质的位置有关系。
铜和镉亦显示拮抗作用。镉的存在可干扰铜在肠道内的吸收,可增加大鼠及鸡对铜的需要量。妊娠母羊饲料中加镉,使进入胎羊的铜量明显减低。鸡饲料中加镉后,能否形成主动脉弹形硬蛋白的变性,常取决于是否有铜的存在。从实验中也观察到,动物处于低铜或缺铜状态时,对镉的耐受性降低。
锌和镉有拮抗作用,锌似乎可减弱镉的毒性。当大鼠饮水中含有 5μg/L 的镉时,即可引起高血压,并且对钠的重吸收增加,但水中如同时有锌时, 则可拮抗镉的有毒作用,阻碍高血压的形成。在自然界中可以观察到,镉和锌互相争夺某些细胞内的配位基,所以认为在人体内这两种元素也可能有类似的作用。
锰和铁可互相影响。在动物实验中看到,当饲料中缺铁时,锰在胃肠道的吸收显著减少。锡与铁共存时,铁可拮抗锡的毒性。例如,以含锡 450mg/kg 的饲料喂大鼠,饲料中有铁时,无明显毒性反应;但当饲料中缺铁时,大鼠对锡中有铁时,无明显毒性反应;但当饲料中缺铁时,大鼠对锡的耐受量就降低。硫、砷和硒互相拮抗,可以减弱彼此的毒性,但少量的汞可以强化硒的甲基化代谢产物的毒性。
现在证实,汞化物特别是烷基汞的毒性,可显著地被硒所减弱。人们在观察到金枪鱼体内的烷基汞的毒性,被同时富集的硒所消弱之后;进一步证明,无机硒化物同样有消弱烷基汞毒性作用的能力。用含汞 100ppm 的水饲养动物,于 6 周之内,不加硒组全部死亡,而加硒组全部存活。
钼与钒、铁、铜、钨关系密切,这些元素似乎都可直接或间接地影响钼的生物功能。从理论上说,铌能置换钒,钌能置换铁,铑能置换钴,钯能置换镍,银能置换铜,砷可置换磷(可引起疾病),硒可置换硫(可引起疾病), 溴可置换氯,铍可置换镁,锶能置换钙,锂能置换钠,铷能置换钾。
由于微量元素之间,有如此复杂的相互拮抗和协同的关系。所以当评定某一微量元素对机体的影响时,除去注意该元素的特异性质外,也必须注意和它有相互关系的元素是否存在。因此,只检查水、食品或头发、血、尿的某一元素的含量,并不能完全反映该元素和机体的关系。