铅是地球上最严重的环境污染物之一。铅及其化合物主要以粉尘、烟或蒸气形式经呼吸道进入体内，其次是经消化道进入体内。铅主要随尿液排出，小部分随粪便、乳汁、唾液等排出。人体内90%～95%的铅储存在骨骼内，比较稳定。铅在体内的代谢与钙相似，当体内的酸碱平衡发生改变时，骨骼中的磷酸铅转变为溶解度大100倍的磷酸氢铅进入血液，从而引发铅中毒。
一、铅对机体健康的毒害性
（一）铅对神经系统的毒性
铅对中枢和外周神经系统的特定结构有直接的毒害作用。在中枢神经系统中，大脑皮层和小岫是铅毒性作用的主要靶组织；而在周围神经系统中，运动神经轴突则是铅的主要靶组织。血脑屏障也非常容易受到铅毒性作用的损害。铅对神经系统的损害表现为四种类型。
1.心理方面
铅中毒的心理反应易受个体差异的影响。成人铅中毒后表现出忧郁、烦躁、性格改变等；儿童则表现为多动，活泼的儿童铅中毒后就变得忧郁、孤僻。
2.智力方面
大多数研究得出相同结论，即血铅水平与IQ值（智商指数）呈负相关。另外，铅中毒与老年痴呆存在关联性，人们常年暴露在高铅浓度的工作场所中，罹患老年痴呆症的概率是常人的3～4倍。
3.感觉功能
铅中毒患者会出现多种视觉功能障碍，其表现为视网膜水肿、球后视神经炎、眼外展肌麻痹、弱视等。接触铅尘数年的工人存在对高频、中频的听觉障碍。铅沉积在感觉器官会使嗅觉障碍提高，并出现对苦、甜等味道出现感觉障碍。
4.神经肌肉功能
铅对周围神经系统的主要影响是降低运动功能和神经传导速度，肌肉损害是严重铅中毒的典型症状之一。受累较多的肌群是：手、腕的伸肌；足、趾的伸肌；三角肌眼外展肌等。
（二）铅对骨骼系统的毒性
由于骨骼在铅动力学中有重要作用，同时骨骼又是铅毒作用的重要靶组织，因此铅被认为是骨质疏松的潜在危险因素。铅中毒可通过下列途径改变骨细胞功能：
①铅通过改变激素的水平，特别是1，25—二羟维生素D3水平，间接变更骨细胞功能；
②铅通过干扰激素的调节能力，直接变更骨细胞的功能；
③铅能削弱细胞合成或分泌骨基质成分的能力；
④铅直接影响或替代钙，使系统活性部位生理调节功能受到损伤。
（三）铅对生殖系统的毒性
铅不仅对生殖过程的各个环节产生直接毒害作用，而且还会影响性激素的合成及下丘脑—垂体—性腺轴的调节功能。铅对男性生殖功能的影响主要表现在损伤或干扰精子的正常产生过程、性功能减退、不育、子代发育异常等方面。铅对男性生殖毒性作用机制是多方面的。其中包括：
①直接损害生殖细胞，导致精子异常；
②引起睾丸和附睾组织的病理学改变，妨碍生成精子的功能；
③作用于下丘脑—垂体—性腺轴，使其反馈功能发生障碍，引起内分泌失调；
④铅作为一种诱变剂，可导致生殖细胞染色体畸变，并引起遗传效应。
据报道，随着血铅水平的升高，铅作业工人的精液量、精子总数、活精子数、精子活力和精液中锌、磷酸、柠檬酸的含量逐渐减少，精子形态畸变增多。这些结果提示，铅对性腺、睾丸具有直接毒害作用。此外，人们还发现铅作业男工的血铅、精液铅和黄体生成素水平显著增高，血清卵泡刺激素和血浆睾酮水平显著降低，这都说明铅暴露可以改变男性生殖激素水平。
针对女性生殖系统的影响涉及性腺发育、月经、受精、着床、胚胎发育、分娩、哺乳和婴儿的生长发育等一系列过程。从事铅作业的妇女常会出现月经周期紊乱、流产、不孕、生育低能或残疾儿等现象，她们的孩子常有惊厥和精神行为异常等职业性先天性铅中毒症状。
铅与人类患心血管疾病有关：临床研究表明，心血管病的病死率与动脉中铅过量密切相关，心血管病患者的血铅和24h尿铅水平显著高于非心血管病患者。流行病学研究发现，铅暴露能引起高血压、心脏病变和心脏功能变化。铅对心脏自主神经功能也有不同的影响。
（五）铅对造血系统的毒性
铅对造血系统的主要作用表现在两个方面：一是抑制血红蛋白的合成，二是缩短血循环中红细胞的寿命，这些影响最终将导致贫血。在血红蛋白合成的过程中，铅至少在4个环节上影响其合成：
①抑制δ—氨基乙酰丙酸脱水酶（δ-ALA-D），使δ—氨基乙酰丙酸（δ-ALA）形成卟胆原受抑制，血和尿中δ—氨基乙酰丙酸（δ-ALA）增多；
②影响δ—氨基酮戊酸合成酶（ALAS）和粪卟啉原氧化酶或脱羧酶，使尿中粪卟啉排除增加；
③抑制血红素合成酶，使原卟啉因不能充分掺入F2+而与体内的锌离子螯合，而形成锌卟啉存在于血液中；
④影响了珠蛋白的合成，而血红素必须与珠蛋白结合才能形成血红蛋白。
铅缩短红细胞寿命的机制尚不清楚，但寿命缩短的程度与贫血、尿粪卟啉、血铅浓度有关。已经发现，铅暴露时红细胞脆性增加，易于溶血和破裂，红细胞膜Na+/K+-ATP酶的活力受抑。
（六）铅对泌尿系统的毒性
铅对肾脏的急性毒性作用部位主要是肾近曲小管，主要病理性和功能性改变为：
②肾小管细胞核增大、线粒体功能和超微结构异常；
③肾小管对葡萄糖、氨基酸和磷的吸收受损。急性铅肾病临床上可出现范可尼综合征，其表征为糖尿、氨基酸尿和高尿磷，同时还有佝偻症和低磷酸盐血症。
一般来说，铅的早期或急性毒性的表现是轻微的，损伤是可逆的，经排铅肾小管功能可恢复正常。长期接触铅可对肾脏的功能产生慢性损伤，其主要病理特点：
①肾间质纤维化和肾小管上皮细胞萎缩；(www.xing528.com)
②近曲小管结构受伤，表现为上皮细胞变性、肿胀，进而是肾小管萎缩或上皮细胞增生；
③晚期重症肾损伤出现肾小球和肾小管一系列病变，表现为肾小球硬化，或局部肾小球消失，球周纤维化，肾小动脉和细动脉中膜增厚，内皮细胞增生。慢性肾功能衰竭常常与痛风相联系。此外，慢性铅肾病还与高血压有一定联系。
除上述铅毒性外，还应注意铅对儿童的危害。环境中对儿童威胁最大的是铅，而且在同一环境中同一接触水平下，铅对婴幼儿及儿童的危害远远高于成人。铅对儿童的主要影响是神经系统、造血系统和肾脏损害，此外，铅对消化系统、免疫系统及儿童的生长发育也有一定毒副作用。
二、促进排铅功能性食品的开发
科学饮食是防治铅中毒的有效措施，膳食成分主要通过三种方式实现其防治功能：
①在体内与包括铅在内的金属离子产生强大的络合力，与血液、肝、肾、脑等器官中铅结合，随着尿粪等排出体外；
②膳食中的一些金属元素对铅有拮抗作用，从而减少铅吸收；
③通过清除自由基和其他活性代谢产物而保护细胞和减轻细胞损伤，增强机体免疫能力，缓解铅毒性。
（一）碳水化合物
低酯果胶是天然高分子物质，常与钙或镁形成巨大的网络结构，果胶与铅形成不溶解的、不能吸收的复合沉淀，对铅有强大的亲和力，它对铅的选择性络合亲和力均大于其他元素，而对人体代谢所必需的元素作用极小，服用果胶可动员脏器中蓄积的铅向血液转移。
魔芋多糖与铅有较强的特异性结合能力，可降低消化道中铅的吸收和体内铅存留。用魔芋精粉（主要成分为葡甘聚糖）喂大鼠可使其粪铅排出量增加，血铅、肝铅、脑铅和股骨铅含量下降。
（二）蛋白质及氨基酸
蛋白质可与铅结合，从而降低机体对铅的吸收量或促进铅从尿中排出。
1.S—腺苷-L—蛋氨酸（SAM）
S—腺苷-L—蛋氨酸是体内合成谷胱甘肽的前体，它可拮抗铅引起的氧化损伤，可增加硫醇的供给量，从而强化了解毒过程、促进铅排出并逆转了酶的失活。如注射S—腺苷-L—蛋氨酸可使因铅中毒而下降的血AL-AD活力和血、肝谷胱甘肽水平恢复正常，并使血、肝和肾中的铅浓度下降。
2.N—乙酰半胱氨酸（NAC）
N—乙酰半胱氨酸是体内重要的含巯基氨基酸，是合成谷胱甘肽的前体。N—乙酰半胱氨酸可提供还原性巯基，其抗氧化作用在铅中毒防治中起重要作用。在体外模型中，它能明显减轻铅所导致的氧化应激，增加GSH/GSSG比例、减少过氧化物生成和增加过氧化氢酶活力。此外，N—乙酰半胱氨酸还能提高因铅中毒而显著降低的细胞存活率。
3.硫辛酸（LA）
硫辛酸也是体内重要的含巯基抗氧化剂，它是几种多酶复合体的辅助因子。硫辛酸有氧化态和还原态两种形式，其还原态为二氢硫辛酸，有两个游离的巯基，硫辛酸在铅中毒的防治中还以抗氧化剂作用为主。在防止谷胱甘肽减少方面，硫辛酸比N—乙酰半胱氨酸更有优势，因为在产生相同效果的情况下，硫辛酸在微摩尔水平有效，而N—乙酰半胱氨酸需要毫摩尔水平。硫辛酸的另一个优势是它可以通过血—脑屏障，这可以说是一个绝对的优势，因为脑是铅毒性作用的重要靶器官。
（三）矿物元素
供给富含矿物元素的食物，如钙、硒、铁、锌等对铅的吸收起拮抗作用，可减少铅的吸收。钙、锌、铁等元素与铅同属二价金属元素，在体外代谢过程中可发生竞争性抑制作用，在小肠中竞争同一运输结合蛋白，铁、钙的补给能抑制铅的吸收，锌则通过增加体内酶系统的活性，加速铅的排泄，减少铅的蓄积。
磷与钙的关系非常密切，磷和钙一起可影响机体对铅中毒的敏感性。钙和磷能降低胃肠道对铅的吸收，钙的作用大于磷，两者结合有协同作用，增加钙磷摄入量有助于拮抗铅中毒。
硒具有抑制铅吸收和蓄积的作用，并能明显降低铅诱发的脂质过氧化水平。硒与金属有很强亲和力，在体内可与金属铅、汞、镉等结合形成金属硒蛋白复合物而解毒，并使金属排出体外。硒可提高超氧化物歧化酶和谷胱甘肽还原酶的活力及谷胱甘肽的含量，并有效抑制脂质过氧化作用，使过氧化物含量降至正常范围；并使染铅大鼠的生长速度、食物消耗及MAD活力恢复正常。
铁不足会增加铅在肠道中的吸收。而血铅浓度与膳食铁摄入量呈负相关，即膳食铁摄入量越高，血铅浓度就越低。在缺铁且铅中毒的情况下，铁结合蛋白对铅毒性更为敏感，从而对造血功能产生抑制作用。尽管铅和缺铁影响血红素合成的不同阶段，但缺铁且铅中毒引起的贫血要比单纯铅中毒引起的贫血严重。
锌会影响组织中铅的蓄积和机体对铅的敏感性，缺锌会增加组织中铅蓄积和毒性，增加膳食锌可使铅吸收减少、铅毒性降低。给铅中毒大鼠补锌可改善铅中毒引起的血液形态学的变化，增强δ—氨基乙酰丙酸脱水酶（ALAD）和尿卟啉原合成酶的活力，恢复氨基吡啶的N—脱氨甲基和硝基茴香醚的O—脱甲基作用，部分大鼠能恢复血和肝中巯基水平，补锌还可增强免疫系统的功能。锌在维持细胞膜结构和功能的稳定性方面也起重要作用。研究表明，铅中毒大鼠心肌细胞膜的Na+/K+-ATP 酶和心肌微粒体膜的SOD活力下降的同时，血锌含量也降低，而硫酸锌能显著改善醋酸铅对心肌微粒体膜（MMS）的损伤作用。锌在一定程度上也可保护铅对肾小管上皮细胞膜的损伤作用。在螯合剂治疗铅中毒的同时口服补锌增加了血和软组织中铅的排放，可增强螯合剂的治疗效果。
膳食中铜的缺乏可导致肠道铅吸收增加，产生严重的贫血并可使金属酶活力降低。在螯合治疗时，同时补充铜和锌，可增强CaNa-EDTA和二巯基琥珀酸（DMSA）的驱铅能力并可逆转改变生化指标。可见，铅、铜、锌的互动性极强。
（四）维生素
1.维生素B
维生素B1干扰胃肠道内铅的吸收并加速此阶段铅的排出，可预防肝、肾、脑和骨中的铅蓄积。维生素B1在初期可增加组织对铅的吸收，但同时也能促进铅从组织中迅速释放。
维生素B6作为几种转硫酶的辅酶参与半胱氨酸的合成代谢。因此，它可诱导谷胱甘肽的合成，从而增强机体的抗氧化防御功能，起到间接的抗氧化作用。维生素B6可使铅中毒大鼠血δ—氨基乙酰丙酸脱水酶活力升高，使血铅、肾铅和肝铅水平下降，但脑铅无变化。这可能与维生素B6的环氮原子与铅螯合或者维生素B6与铅在吸收水平上相互作用有关。
2.维生素C
维生素C是非常有效的自由基清除剂，它可以明显减轻铅中毒的各项指标，并有一定的加速铅排泄的作用。对铅暴露的大鼠单独使用维生素可促进其尿铅的排出，可减轻肝、肾的铅负荷，并可逆转铅对血ALAD活力的抑制。维生素C能减轻体内铅蓄积，Flora等认为，这与其结构中的一烯二醇基团有关，它可与铅形成络合环，从而使铅不易在脑、肾组织器官中沉着，同时络合后的铅在体液中的溶解能力大大增加，便于随尿排出体外。
3.维生素E
维生素E是高效的氧自由基清除剂，它可以显著改善铅对AL-AD活力、脑多巴胺含量、血锌卟啉含量和ALA排出量的影响，并使血和肝中铅浓度明显下降；高水平维生素E还可以显著改善铅所引起的红细胞变形能力的下降，并使红细胞更能耐受氧自由基的损伤。研究表明，维生素E能够改善铅致高血压的程度，减轻组织的氮酪氨酸负荷，促进尿中氮氧化物的排出。
（五）活性成分
大蒜中含有硫苷类化合物，对铅中毒小鼠的致死效应具有拮抗作用，可提高其存活率，降低慢性中毒小鼠肌体组织中的铅含量，排铅作用具有持续性，可有效排除机体内蓄积的铅。
金属硫蛋白是一类低分子量、富含半胱氨酸、可与重金属结合的蛋白质，常与金属硫蛋白作用的金属有锌、铜、铬等。铅也可与金属硫蛋白上的巯基结合形成低毒或无毒络合物，从而降低铅的毒性，加速铅排出体外的速度。
（六）具有促进排铅功效的典型配料
具有促进排铅功效的典型配料，如表11-1所示。
表11-1 具有促进排铅功效的典型配料
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