环境中的有毒金属通过各种途径进入食物链，并可能对人体造成多种危害，例如镉过量摄入引起骨脆性或肾损伤，铅会导致肾、脑中毒(神经胶质瘤)等。某些特定膳食补充剂（维生素族、抗氧化剂、矿质元素）具有缓解重金属胁迫和毒性的作用，但其对肠道过程中降低重金属生物有效性的影响机制尚不清楚，因此探索饮食干预对重金属的吸收、转运和积累的影响因素及其调控机制对减轻或预防镉和铅对人体的毒性和危害具有重要的现实意义。
中国科学院华南植物园海岸带生态系统过程与环境健康组博士生孙硕、硕士生陈香华等人研究了多种抗氧化剂和矿质元素对模拟胃肠和小鼠中重金属生物有效性的抑制作用，发现添加蜂胶及其提取物显著降低了糙米中铅的生物有效性(p < 0.05)；中剂量原花青素对糙米和精米中镉的生物可给性和生物有效性均有显著的降低作用(达76% )。同时发现糙米中铅的生物可给性和生物有效性的下降与铁含量显著负相关。蜂胶提取物和原花青素能有效降低小鼠肝脏中H2O2含量、MDA水平，恢复还原性谷胱甘肽(GSH)水平(p<0.05)，说明它们对减轻体内Pb、Cd的氧化损伤有一定作用。本研究证实抗氧化剂能更好地抑制重金属的生物利用度，蜂胶及其提取物和原花青素等可能是干预人体铅和镉暴露的替代膳食补充剂。
原花青素、金属硫蛋白和葡萄糖酸锌显著降低模拟胃肠消化和Caco-2细胞中Cd生物有效性，分别降低了60.5 %、82.5 %和73 %，有效降低镉的跨膜转运，并增强了跨膜电阻(TEER)，表明这些补充剂对镉诱导的屏障功能障碍具有保护作用。转录组学结果显示膳食补充剂下调了相关基因的表达，揭示了这些成分可以调节与膳食镉毒性和吸收相关的特定途径基因的表达，如凋亡途径(Jun,Ddit3)、抗氧化相关途径(Cat,Hmox1)和矿物质吸收途径(Mt,Slc39a4)。多食用富含原花青素和锌的果蔬可以一定程度上控制经口摄入镉的负面影响。
相关研究成果于近期（在线）发表在国际学术期刊Science of The Total Environment（《总环境科学》）和Environmental Technology & Innovation（《环境技术与创新》）上。中国科学院华南植物园博士生孙硕为论文第一作者，庄萍副研究员为通讯作者。该研究得到国家自然科学基金项目和广东省科技计划项目联合资助。论文链接：https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2024.175697和https://doi.org/10.1016/j.eti.2024.103771
图1. 蜂胶及其提取物显著降低了糙米中铅的生物有效性
图2. 原花青素、金属硫蛋白和葡萄糖酸锌对镉胁迫的响应机制模型
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