有機鉻介紹以及無機鉻的基因毒性

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鉻是動物必需的一種微量元素，動物缺鉻時表現為膽固醇或血糖升高、生長遲緩、免疫力下降、繁殖能力降低和壽命縮短等。無機鉻毒性較大，對動物和人均有毒性作用。在畜牧業上作為動物促生長用的都為有機鉻，主要有丙酸鉻、煙酸鉻、吡啶鉻、蛋氨酸鉻、酵母鉻等。有機鉻因其安全性高，易被吸收，對動物具有緩解應激、增強免疫、改善胴體品質和提高生產性能等作用，在畜牧養殖業上具有廣泛的應用前景。但是自從1995年首次報道了吡啶甲酸鉻的危害性之後，吡啶甲酸鉻的安全性問題就一直成為研究的熱點。研究產品是否有基因毒性需要通過Ames試驗、微核試驗、小鼠淋巴細胞毒理學試驗、顯性致死試驗和致畸試驗，只有通過系統的研究才能確定產品是否致突變性和生殖毒性。

• 毒性鉻的來源

鉻在自然界中主要以Cr ( III ) ，Cr (VI)形式存在。Cr (VI)對人類具有明顯的基因毒性，但在生理pH及溫度條件下，Cr ( VI)無法直接與DNA相互作用，不表現直接的基因毒性，Cr ( VI)的基因毒性來源於其在細胞內的代謝產物。Cr(VI)可通過非特異性離子通道進入細胞內，Cr (VI)進入細胞後被還原成Cr(V)，Cr(IV)及Cr(III)，Cr(III)是其最終形式。Cr (VI)的還原產物具有廣泛的DNA損傷作用，可抑制DNA的複製，在生理條件下，Cr (VI)可被細胞內谷胱甘肽、半胱氨酸、還原型煙醯胺腺嘌呤二核甘酸/還原型煙醯胺腺嘌呤二核甘酸磷酸、維生素C、細胞色素P450、硫辛酸等還原。Cr (VI)在還原過程中不僅產生一系列中間價態，還會產生多種不穩定的自由基如硫醇基、氫氧根自由基、過氧化氫、超氧陰離子等，造成DNA,RNA、蛋白質及脂質氧化損傷。

• 毒性鉻導致的基因損傷

在細胞內，Cr ( VI)還原的中間產物可導致DNA加合物形成、DNA雙鏈斷裂、DNA與蛋白質的交聯、DNA雙鏈間的交聯。Cr(III)含有6個配位位點，能與多種配體如DNA，氨基酸及蛋白質形成絡合物。在細胞內，由Cr ( VI)還原產生過量的Cr (III)對基因最嚴重的損害之一是其與DNA的磷酸二酯鍵骨架形成加合物，這也是Cr ( VI)致突變的機制之一。Cr(III)與DNA加合物可繼續形成配體更加重了對基因組的損傷。

• 毒性鉻對基因表達的影響

研究表明Cr ( VI)調控基因的正負表達依賴於細胞內DNA和蛋白質結構與Cr (III)結合。Ye等做了大量研究工作，發現大量基因表達發生改變，這些基因的功能涉及:氧化還原代謝、能量代謝、蛋白合成、細胞週期及腫瘤產生。

• 毒性鉻的胚胎毒性和致畸性

與體細胞相比，胚胎細胞更容易受到外界因素的影響。Cr ( VI)作用於胚胎細胞可能導致胚胎毒性及致畸作用。早期研究表明，向飲水中添加Cr(VI)可使大鼠產生明顯的胎鼠毒性，表現為受精卵著牀率及胎鼠數下降、胚胎吸收數及流產率上升。Cr ( VI)導致胚胎毒性及致畸作用的機制尚未清楚，可能因為胚胎的發育很大程度上依賴胎盤，胎盤是由多種細胞系統組成的高度特異化的器官，而Cr ( VI)改變了胎盤組織學特徵，如:基蛻膜厚度、蛻膜細胞的萎縮、絨毛膜變性、血腔隙肥大等。

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