医学中稀土应用探究

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1对消化系统作用

稀土有促进保护效应。大量的实验表明,稀土可促进肝细胞的活性;对胰岛素细胞的分泌有调节作用;对胃粘膜起保护作用。

1.1RECl3对肝细胞影响低剂量三氯化镧(LaCl3)和三氯化镱(YbCl3)经腹腔注射、灌胃及静脉注射于大鼠后,制作切片观察,在HE染色中可见多处肝细胞处于分裂期。电镜观察结果显示,除了肝细胞的超微结构外,可见肝细胞糖原增多。说明稀土对肝细胞的弱分裂活性有一定的促进作用,对糖代谢可能有调节作用〔3〕。

1.2RECl3对胰岛细胞的影响低剂量三氯化钐(SmCl30.05mg/g)注入模型动物(糠尿病鼠)体内,六周后取血浆,应用放射免疫法检测。结果显示鼠血浆中胰岛素水平明显上升,生长抑素水平明显下降。所以说低剂量三氯化钐有调节胰岛素细胞分泌功能的作用〔4〕。稀土是生物活性金属调节剂。其作用机理可解释为稀土离子可以取代钙离子〔2〕。

1.3氯化钐对胃粘膜影响氯化钐的抗应激作用表现在对胃粘膜的保护作用,使胃粘膜的出血、溃疡等损伤较少。这与应激反应时对垂体—胃上腺功能抑制可能有关系〔5〕。

2对内分泌系统作用

从大量的动物实验中可以看出RECl3对鼠腺垂体细胞有作用;对甲状腺结构变化有影响。

2.1对鼠腺垂体细胞的影响

采用体外培养、扫描电镜等技术研究三氯化钐(SmCl3)对大鼠腺垂体细胞的影响,电镜中可观察到嗜酸性细胞胞质内的粗面内质网扩张,高尔基复合体发达,分泌颗粒增多。而嗜碱性细胞数量减少,胞质中分泌颗粒减少,细胞呈分泌抑制状态。放射免疫法测定GH、LTH(生长激素,催乳激素)明显增高;TSH、FSH、LH浓度降低。可以说明三氯化钐对大鼠腺垂体嗜酸性细胞的合成及分泌激素的功能有促进作用;对腺垂体嗜碱性细胞的合成及分泌激素的功能有抑制作用。当然SmCl3的浓度必须相当低(0.01mmol/L)。如果剂量大时,则对腺垂体细胞产生毒性作用,使多数细胞解体死亡。产生的机理目前不清楚〔6〕。

2.2对甲状腺器官的影响

稀土中的SmCl3作用于大白鼠,使甲状腺结构和T4、T3浓度都发生了变化。结果显示SmCl3使血清T4水平降低。甲状腺结构发生明显变化:甲状腺滤泡上皮细胞的核明显皱缩,形状不规则,胞质中粗面内质网高度扩张,呈大空泡状。胞质中含有少量分泌颗粒。表明滤泡上皮细胞出现病理性改变。T4浓度降低和滤泡上皮细胞结构变化紧密相关〔7〕。

3对神经系统的作用

稀土对神经组织研究较少,需要进一步做工作。Dorovin等〔8〕曾报道,将氯化镧和低渗阿拉伯糖溶液一起注入大鼠颈动脉,发现镧离子可通过大鼠小动脉血管内皮细胞的紧密连接处而进入脑部。但在通常情况下,稀土能否进入脑部透过血—脑屏障,尚不清楚。氯化镧可颉颃去甲肾上腺素对脑部糖原磷酸化酶的激活作用,可影响鸡脑突触小体对神经递质的摄取与释放。氯化镧对大鼠的神经末梢摄取谷氨酸有非竞争性抑制作用。镧可明显抑制大鼠脑部游离神经末梢前膜的钙离子通道〔8〕。目前,稀土对动物的神经系统影响的研究正在逐渐展开,特别是对动物的脑、脊髓的神经细胞以及神经纤维的形态及功能的作用。

4对人体皮肤的作用

稀土是有效的杀菌物。稀土化合物在医药方面的应用显示其特点及优越性,对于改善药物的性能、提高药效找到了新的途径。

4.1对动物和人体破损皮肤的影响

稀土化合物如氨基酸稀土、氯化稀土等涂抹于人体或动物破损皮肤,其作用在于收敛伤口,消炎抗菌。基本没有毒副作用。另外由稀土配制的稀土消炎痛〔Sm(Znd)3•4H2O;Cl(Ind)•4H2O〕在对小鼠的实验中有抗炎、镇痛的明显药效,而副作用比临床的消炎痛小〔1,9〕。

4.2稀土对皮肤作用机理

稀土化合物治愈皮肤伤口确有独到之处。从组织形态学观点来分析,其原因主要是稀土化合物促进了细胞的分裂与生长。皮肤表面的细胞脱落、皮肤表皮基底面的基底细胞分化、增生(这种矮柱状或立方形细胞是未分化的幼稚细胞,有活跃的分裂能力。新生的细胞向浅层移动,分化成表皮其他几层细胞)从而达到加速伤口愈合。

5对人体癌肿及爱滋病毒的作用

据光谱分析研究,自然界广泛存在稀土元素,在生物的器官、组织和细胞中也检测出稀土。在鱼、鸡体内以及人血中都可见。但在不同的组织器官中,稀土含量是不同的。适量的稀土元素或化合物对防御一些疾病是有利的,但浓度大的稀土元素或化合物对人是有害的。

5.1对人体癌肿的影响

以饮水为例,直接饮用浅层重砂砂井水和取食近砂层食盐,不但Ni、Cr、P等含量过高,而且直接食用稀土元素(或离子)浓度过大,可能是致癌、促癌的原因之一。然而取食于动植物,从而获取稀土有机物,看来既安全又补益。有机微量元素在食用、保健、辅助医疗等方面极有效。稀土处理人胃癌细胞实验中,用1mmol/L的RECl3体外处理的人胃癌细胞生长能力下降,说明稀土化合物有抑癌作用。这一作用是通过使癌细胞恶性程度下降而实现的〔2,10〕。

5.2对爱滋病毒的影响

在爱滋病早期,杂多配合物用来作抗爱滋病药物应用于临床。但由于副作用而受到限制。稀土杂多配合物Pr2HPTi2W10O40显示出较强的抗爱滋病毒活性及较低的细胞毒性,是目前为止发现的一种较好的抗爱滋病毒杂多配合物。作用的机理可能是新合成的钨钛磷酸稀土杂多酸盐对由爱滋病毒引起的细胞病变均具有一定抑制作用,可能与促进机体抗体的形成及增强免疫功能有关系〔11〕。

6对稀土作用机理的探讨

6.1可能类似人体激素

稀土元素对植物生长具有广泛的促进作用。在农业中应用日趋广泛。当然低浓度稀土可促进愈伤组织生长;高浓度则抑制生长;更高浓度则使植物死亡。其作用和激素有相似之处,所以认为稀土元素可能有类似植物激素的作用。其作用机制可能与钙调蛋白(calmodulin,CaM)有关〔12〕。稀土元素对人体健康的影响,当然会比对植物的影响复杂得多。稀土元素对人体的细胞、组织、器官的作用各异,但似乎是低剂量时起促进作用,高剂量则起负效应,很可能是起到人体激素的作用。

6.2可能作为金属的活化剂

稀土元素可激活许多酶系统,充当金属活化剂作用。稀土具有类似于钙的化学性质。它不但占据钙的位置与生物大分子结合,而且还可取代包括已结合的Ca2+。