微量元素在生物體中的存在形態及其與生理功能的關系，特別是對酶、蛋白質、核酸、生物膜的作用，以及對生長發育、遺傳生殖等的影響，雖然已被大量實驗所證明，但仍有許多問題，尤其是其生理生化機制并沒有完全解決，如微量元素在體內的存在形態、遷移規律、生物合成、代謝方式、轉運機制以及排泄途徑等方面，均有待進一步研究和驗證。從我們的實驗結果中可以看出，微量元素在蛇體內分布極為廣泛，而且元素種類甚多，幾乎含有人體所有的必需、可能必需和非必需的微量元素以及其他無機元素。下面介紹幾種無機元素在蛇體內的分布狀況。

(1)zn在蛇體內的分布及其生物學作用。從zn譜中可以看出，zn在蝮蛇體內的分布極廣，而且含量豐富，各器官組織或有關成分幾乎均含有zn，其中胰、肋骨、心臟、大腸、十二指腸、脾、腦、膽汁和腹段皮膚中zn的含量更為豐富，一般均在200mg／kg以上；其他器官在100mg/g左右；脂肪zn含量極少，僅為0．098mg/kg將各器官組織及有關成分經隨機排列組合，從研制的zn譜上可以看出zn元素在蛇體內的分布具有大小不等的9個波峰(含量數值)，其中以7(包括其他序號，均是指各器官組織或有關成分的編碼，下同)、18、23和27峰最為明顯(圖14—72)。zn在蛇體內的這種分布特點與其生理機能是密切相關的。因為zn是碳酸酐酶、胸腺嘧啶核苷酶、DNA和RNA聚合酶、胰腺羥基肽酶及乳酸脫氫酶等的主要成分，而且與人體內近200種酶的活性有關。因此，zn在組織呼吸及體內的生化過程中占有重要位置。蛇體內各器官組織中zn不僅分布廣，而且含量多，也提示zn在蛇類生命活動過程中具有重要作用。據文獻報道，zn與酶、核酸、蛋白質的合成密切相關，能影響組織細胞分裂、生長和再生，而且其與氮的儲量呈平行關系。缺zn后，DNA和RNA的合成量也會減少。因此，zn對于加速蛇的生長發育來說具有極為重要的營養價值，而且zn還可以抑制脂肪的過氧化反應，穩定細胞膜的結構與功能。在實驗中我們還發現，經生化分離提純的蛇毒提取物——精氨酯酶、蛋白水解酶中也含有比較多的zn，這也表明zn與蛇體內各種酶的生物合成及生理功能有著極為密切的關系。

 

圖14—72蛇島蝮的

 

 

    (2)Fe在蛇體內的分布及其生物學作用。Fe在蛇體內的含量極為豐富，而且與zn元素一樣，其在體內的分布也極為廣泛，幾乎存在于蛇體的所有組織里。一般器官組織的Fe含量均在100mg/kg以上，其中尤其以肝臟和血液內的含zn量為較高，為l 500～3000mg，kg；脾、腦和心血管的含Fe量為300～l000mg/kg；骨骼肌、血清以及消化管中的含Fe量相對較少。骨骼肌的單位體積含Fe量雖然較低，但若以總體積計算，其Fe的含量仍然比較多。由于蛇體各器官組織含Fe量的差異，故在Fe譜上表現出具有3、10、14、17和27等不同的波峰f圖14—73)。

      Fe元素在蛇體內的此種分布特點，是與這些器官組織的生理機能相適應的。因為Fe參與血紅蛋白、肌紅蛋白、細胞色素、細胞色素氧化酶、過氧化物酶及觸酶的生物合成，并與琥珀酸脫氫酶、黃嘌呤氧化酶、細胞色素還原酶的活性密切相關。我們的實驗還表明，肝臟、脾臟也是蛇體內儲存Fe元素的重要場所。而且血液內含Fe的血紅蛋白量的增加，也有利于腦、心臟等重要器官的氧的供應及其代謝活動。同時，Fe在蛇體內的分布及其含量的多寡，還與各器官當時的生理機能狀態有著密切關系。

    (3)Cu在蛇體內的分布及其生物學作用。Cu是生物生命活動過程中重要的微量元素之一，它廣泛分布于動物組織中。Cu在生物體內的含量與Zn、Fe相比，其數值極低。哺乳動物組織內Cu的主要形式是以結合狀態存在的，小部分以游離狀態存在(表14-11)。蝮蛇體內的

表14_1 1 哺乳動物組織內Cu的主要存在形式及功能cu含量與哺乳動物相比數量更少，每克樣品(各器官的干物質)僅含Cu幾微克至幾十微克，其中膽囊、膽汁、腦和血清等的Cu含量比其他器官組織相對較高。其他器官組織中的含cu量一般均在10mg／kg IPRT(I~14—74)。腦內Cu含量的單位體積雖然遠大于骨骼和肌肉，但由于骨骼和肌肉的總體積大，故仍占體內cu總量的50％～70~／60。

 

    cu在蛇體內雖然含量甚微，但具有非常重要的生理機能。據文獻報道，cu參與造血過程，主要影響Fe的吸收、運送和利用。因為Cu具有加強鐵氧化酶的作用，能動員體內儲存Fe，并把肝臟釋放出的Fe“及腸黏膜上皮細胞釋放出的Fe“氧化成F，以便很快和血漿里的B。球蛋白結合，形成運鐵蛋白，并參與Fe運輸及代謝。

    一般認為Cu在血紅蛋白的合成上是一個活化劑，具有酶活性的銅蛋白稱銅蛋白酶。有人認為cu本身似乎就具有酶和激素的生物催化作用。Redfeild及其同事(1926～1928)指出，動物血、肉的銅藍蛋白，有如血紅蛋白一樣，也可以運送氧氣。Cu還參與細胞色素c、酪氨酸酶、抗壞血酸氧化酶、尿酸酶和半乳糖酶的合成。而且，也是超氧化物歧化酶和單胺氧化酶系統的重要成分。最近幾年還有實驗證明，Cu能抑制谷胱甘肽還原酶及己糖磷酸激酶的活性。cu與內分泌腺的生理功能也有著極密切的關系。因為其可以增加腺垂體釋放生長素、促甲狀腺素、黃體生成素及促腎上腺皮質激素，還可以影響腎上腺皮質類固醇及兒茶酚胺的合成。Cu過多時，不但損害組織器官的形態結構，還會干擾重要酶系統的活動，例如抑制腦內丙酮酸氧化酶及大腦膜的ATP酶，導致組織內ATP、磷酸肌酸及鉀含量的減少。此外，還會干擾細胞膜的傳遞功能，故能阻滯細胞攝取葡萄糖。

    (4)Mn在蛇體內的分布及其生物學作用。在蝮蛇體內，Mn也是一種含量極少的元素之一。多數臟器的Mn含量在10mg／kgl)2T。皮膚中的Mn在10-30mg／kg，其中腹段皮膚中的含Mn量為最多，這與Fe、Zn和Cu在蛇皮膚內的分布有相似之處。胰、十二指腸、大腸和腦的Mn含量也相對較多，Mn含量最為豐富的器官是膽囊，在30mg／kgD~J2。由于Mn在蛇體內的上述分布特點，故Mn譜上，可以看出具有兩個比較突出的波峰，而在每一個大的波峰之后尚有4-5個小的波峰(圖14_75)。

圖14—75蛇島蝮的Mn譜

  

    生理生化研究表明，Mn是精氨酸酶、脯氨酸肽酶、丙酮酸羧化酶、RNA多聚酶、超氧化物歧化酶等的組成成分。錳離子還能激活羧化酶、磷酸化酶、醛縮酶、磷酸葡萄糖變位酶、異檸酸脫氫酶及膽堿酯酶。Mn也能激活DNA聚合酶。不少人認為，Mn不但參與蛋白質的合成，而且還參與遺傳信息的傳遞。Cu是造血過程的重要原料及調節因素，而Mn則能改善機體對Cu的利用。Mn對加速細胞內脂肪的氧化具有促進作用，從而使肝內脂肪的含量減少，并使膽固醇的合成增加。動物實驗證明，Mn能刺激膽固醇的合成，缺Mn引起的不育即是由于膽固醇合成減少，以致影響性激素的合成。動物缺Mn后胰腺發育不全，p細胞和胰島素減少。此外，如Mn過多能抑制神經末梢突觸釋放神經遞質，從而影響突觸的傳遞功能，并能抑制琥珀酸脫氫酶、ATP酶、乙酰膽堿酯酶的活動。

(5)M。在蛇體內的分布及其生物學作用。從M0譜(圖14—76)中可以看出，蝮蛇多數臟器的Mo含量較少，一般均在25mg，kg以下。但腦、脊髓、脾的含M0量較高，尤其是膽汁、血清和膽囊中的M。含量較高。由于血清和膽囊、膽汁中Mo數值的突增與肺、脾、胰的含量驟降，故在14～19和9～12之間形成了兩個比較突出的波峰。

圖14-76蛇島蝮的Mo譜    

 

    M。是蛇體內黃嘌呤氧化酶、醛氧化酶、亞硫酸氧化酶等的重要組成成分，還與Fe的代謝有關。有人認為Cu與Mo有拮抗作用，Mo能阻礙Cu的吸收，Cu能對抗Mo的毒性。動物實驗證明，用u研究證實Mo過多，會滯留在肝、脾和紅骨髓中，妨礙Cu的吸收。而Mo過多，還可導致動物睪丸萎縮及性欲減退。

    (6)cr在蛇體內的分布及生物學作用。人體內含Cr量甚微，一般認為成年人體內含cr量為5～10 mg，主要存在于骨、皮膚、脂肪、。腎上腺、大腦和肌肉中。cr在人體組織內含隨年齡的增長而降低。哺乳動物各器官組織的Cr含量(mg／l【g，濕重)為：肝0．16，腎0．18，心0．14，肺0．24，脾0．48，胰0．1l，胃0．04．，胎盤0．07~蝮蛇各器官組織的cr含量(干重)以腦最為豐富；其次為脊髓、氣管和膽囊，其含量均在300mg/kg以上；血清中Cr也較多。其他器官組織的cr含量均較少，如消化管(十二指腸除外)和泌尿生殖器一般在50mg/kg以下，由于上述差異，故在cr譜上呈現3個極為明顯的波峰(圖14—77)。   

    在生理功能上，微量元素Cr雖然沒有Fe、zn和Cu那樣廣泛，但是對于生物的生命活動也有著重要的作用。Cr不僅能抑制膽固醇和脂肪酸的生物合成，而且在維持胰島素發揮正常生理功能方面也具有重要的生理作用。因cr是葡萄糖耐量因子(glueose tolerance factor，GTF)的重要組成成分，GTI；’是Cr3+、煙酸和谷胱甘肽的絡合物，有增強葡萄糖利用率、促進葡萄糖轉變成脂肪的作用。cr有降低血清膽固醇、提高高密度脂蛋白膽固醇的作用，可預防動脈硬化，并能促進蛋白質代謝和機體生長發育。cr還可增加RNA的合成。還有人報道，Cr對血紅蛋白的合成及造血過程具有良好的促進作用。

    (7)Sn在蛇體內的分布及其生物學作用。蛇體內的Sn不僅分布廣泛，而且其含量與Mo、Cr相比，相對較為豐富，尤其以肝臟(674 mg／lg和血液(529mg/kg的Sn含量較高；其次是皮膚、脾和血管為200mg／kg左右；消化管、腎、子宮、輸卵管和腦的sn含量較少，均在100mg/kg以下(圖14—78)。

    微量元素Sn在動物體的生理作用至今還未完全搞清楚。但僅就目前有關文獻的報道，可以證明，Sn對動物和人的生命活動過程有著極其重要的作用。它能促進蛋白質及核酸代謝反應，與黃素酶的活性有關，而且對于維持某些化合物的三維空間結構也很重要。補充sn可以加速動物和人體的生長發育。

(8)Al在蛇體內的分布及其生物學作用。動物和人體內的含Al量較少。蝮蛇體內的Al含量，從實驗中發現，蛇的皮膚中含有大量的Al。但不同皮膚部位Al含量也非一致，其中以腹段皮膚中Al的含量(324 mg／lg為最多；其次為頸段皮膚；胸段(平心臟部位)皮膚為最少，僅100mg，kg左右。腦和脊髓中的Al也較多，為200mg/kg左右。肋骨、氣管、膽囊的含Al量也在100mg/kg以上；消化管、泌尿生殖系統中的含Al量較低，一般在50mg/kg以下(圖14—79)。

 

 

    Al在蛇體內的上述分布特點，提示蛇體內Al的代謝及其代謝方式可能與其他動物有所不同。而且就蝮蛇自身而言，就是同種器官，如皮膚，由于部位不同，其Al含量也有差異。我們在實驗中還發現蛇蛻的Al含量也很高，這與皮膚內Al的分布狀況相一致，而且表明Al的這種分布特點是與Al在蛇體內的代謝相適應的。

Al的毒性不大，所以列為無毒的微量元素。但焦廣宇等(2004)認為，Al、sn和Ⅱ(鋰)有潛在毒性。但是，一般認為Al不是人體必需微量元素，而且吸收多了還可能在、脾、腎、甲狀腺和腦等部位產生積蓄，當積蓄量超過正常值的5～6倍時，就可能對消化道磷的吸收產生抑制作用，還會抑制胃蛋白酶的生理活性，影響消化吸收功能。因此，宋子成(2002)認為Al是一種威脅人體健康，能使人智力減退、記憶力下降、食欲不振、消化不良的金屬元素。其實早在1965年，Kls．tgo就曾發現Al中毒兔腦內出現了老年性癡呆癥特有的神經原纖維纏繞病變。Crapp~r(1973)指出，患此病時腦內含Al量增加；將Alcl，注入貓腦海馬或腦室內，一周后可產生明顯的腦功能障礙，均表明Al對中樞神經系統的生理功能有嚴重的不良影響。但是，在蝮蛇的腦和脊髓內含有比較多的Al，其生理生化機制尚不清楚。