凡是少量进入体内，就能与机体组织发生化学和物理作用，破坏机体的正常生理功能、引起机体暂时性或永久性病变的化学物质，都称为化学毒物。化学毒物种类繁多，按人们与之接触的方式分生产性与生活性两类。除了直接从事有毒作业的生产以外，化学毒物来自工业三废的污染、农药的泛滥使用、各种车辆的废气、生活煤烟以及某些日用化学品等，已使人类自身的生活环境日益恶化，空气与水源污染严重。这种日益恶化的生存空间，波及人类生活的各个角落和男女老幼每一个人。鉴于现阶段任何人都摆脱不了毒物影响的现实，开发能对抗化学毒物的功能性食品无疑，具有重要的现实意义。
与毒物做斗争，除了革新生产技术、完善卫生措施、加强生活废弃物的管理等以减少毒物对环境污染为目的的手段外，摄入合理的膳食营养与相应的功能性食品对提高机体抵抗毒物入侵具有重要的作用。1917年，美国军工厂发生过工人三硝基甲苯中毒事件，后来给女工发放优质蛋白质膳食，使女工胃肠病的发病率由原来的12%降低到2%以下，这就是一个著名的例子。
一、化学毒物在体内的代谢
进入体内的毒物一般都经过氧化、还原、水解、结合或自由基反应，然后在细胞的不同部位发挥其毒害作用。各种解毒物质也是通过这些反应发挥其解毒功能的。
（一）氧化、还原与水解反应
这些反应可以将羟基、氨基、羧基等基团引入分子结构中增加分子的极性与水溶性，也可以改变毒物分子结构上的某些功能基团或产生新的功能基团，从而使原毒物减毒、解毒或活化增毒，甚至可以致癌。
毒物在机体内发生的氧化、还原与水解反应具体包括下列四种。
1.微粒体的氧化作用
凡具有一定脂溶性的毒物，几乎都能被微粒体的混合功能氧化酶（MFO）所催化，产生各种产物。混合功能氧化酶的氧化作用主要通过滑面内质网膜上的细胞色素P-450进行。P-450是一组同工酶，与底物有特异性竞争作用，其主要功能是活化分子氧（O2），使一个氧原子进入毒物底物，而另一个氧原子还原成水分子。在反应过程中需要辅酶Ⅰ和辅酶Ⅱ、细胞色素b5、细胞色素C还原酶和磷脂酰胆碱等的参与。
2.微粒体的还原作用
在毒物代谢中，还原作用远比氧化作用少见，主要有硝基与偶氮化合物的还原和还原性脱卤作用，如四氯化碳（CCl4）可被还原成为毒性更大的CCl3自由基。
3.非微粒体的氧化还原作用
非微粒体的氧化还原作用主要在胞液中进行，如肝细胞液中含有的醇脱氢酶、过氧化氢酶、醛脱氢酶等，能使各种醇、醛、胺被氧化还原。
4.水解作用
所需的酶在体内广泛分布，如各种细胞的微粒体、血浆或消化液中均含有酯酶及酰胺酶，能使各种酯类或酰胺类毒物水解。不少有机磷农药主要是以这种方式被解毒的。
（二）结合反应
通过结合反应，可以遮盖毒物分子上某些功能基团从而改变其作用，还可改变其理化性状与分子大小、增加水溶性，从而有利于毒物排出体外，故结合反应多属于减毒灭活反应。但结合作用需要消耗能量才能完成，因此结合作用的好坏常与肝脏等组织中的营养物质代谢和供能情况有关。
常见的结合反应有以下几种：
①葡萄糖醛酸结合，这是最常见的结合方式。葡萄糖醛酸基的供给体（尿苷二磷酸葡萄糖醛酸）来自糖代谢，在葡萄糖醛酸基移换酶的作用下结合到毒物上；
②硫酸结合，也较常见。用于结合的硫酸来自含硫氨基酸，在反应之前硫酸必须先与ATP作用活化为3′—磷酸腺苷酸硫酸，然后在硫酸移换酶的作用下与酚、醇或胺类物质结合；
③乙酰基结合，乙酰基的直接供体是乙酰辅酶A，它来自碳水化合物、蛋白质和脂肪代谢；
④甘氨酸、谷氨酰胺结合；
⑤甲基结合，甲基由甲硫氨酸经ATP活化后供给；
⑥谷胱甘肽结合；
⑦水化，经氧化、还原反应生成的各种不稳定环氧化物，在微粒体环氧化物水解酶的催化下可以迅速水解生成二醇类。
（三）自由基反应
近20多年来，人们发现许多化学毒物可被代谢酶转化为比原毒物毒性更大的自由基。某些毒物也可使机体内的某些成分（主要是生物大分子）、分子态氧与水等形成自由基，然后再通过自由基作用对机体产生破坏和毒害。
已知·OH是氧化能力最强的一种自由基，会引起生物膜脂质过氧化，使膜的网状结构孔隙变大、通透性增高，同时与膜密切相关的各种膜结合酶、核糖核蛋白体及细胞表面的复合受体均会受到损害。如某些亲肝性毒物可被肝微粒体酶代谢活化成自由基，作用于细胞器及细胞内大分子中，特别是内质网膜、线粒体膜和溶酶体膜等。膜组分中的磷脂与多不饱和脂肪酸对自由基最为敏感，受自由基作用后引起脂质过氧化反应，可导致甘油三酯堆积形成脂肪肝，并破坏细胞功能使细胞死亡或癌变。致癌毒物也可通过形成自由基与DNA相结合，从而引起细胞癌变。(www.xing528.com)
二、促进化学毒物排出功能性食品的开发
毒物进入体内后，与各种营养素相互影响。一方面，某些营养素能够阻断毒物的代谢途径，起到解毒的功效；另一方面，某些毒物又会影响营养素的吸收利用，甚至促进其分解与破坏。
（一）蛋白质
当膳食中蛋白质数量较少、质量较差时，会降低毒物的转化速度，使大多数毒物（如大部分农药、黄曲霉毒素、苯、铅、硒等）的毒性增加。但那些经过生物转化后毒性增大的毒物，如二甲基亚硝胺、四氯化碳等，其毒性反而会随膳食中蛋白质含量的降低而下降。二甲基亚硝胺在膳食蛋白质由20%降至3.5%时其急性毒性也下降数倍，按60mg/kg体重的二甲基亚硝胺给缺乏蛋白质的大鼠注射，结果发现大鼠多数能生存，而不缺乏蛋白质的大鼠却大多数于数日内死于肝坏死，但缺乏蛋白质而存活的大鼠也在12个月后死于肾肿瘤。蛋白质影响毒物毒性的主要机理是因为毒物在体内的代谢转化需要各种不同的酶，酶是一种蛋白质，因此当膳食蛋白质缺乏时，酶蛋白合成量下降，活性降低。
蛋白质中的含硫氨基酸如甲硫氨酸、胱氨酸和半胱氨酸等，能给机体提供—SH基团。—SH可结合某些金属毒物从而影响其吸收和排出，或拮抗其对含—SH基酶的毒性作用，并为体内合成重要的解毒剂（如谷胱甘肽、金属硫蛋白等）提供原料，这些均有利于机体的解毒与防癌功能。例如，黄曲霉毒素、苯乙烯和醋氨酚等毒物引起靶器官细胞严重损害时，组织内的谷胱甘肽含量降低、谷胱甘肽-S—转移酶的活性也明显降低。若事先给予半胱氨酸，可使细胞内谷胱甘肽含量升高，从而明显降低上述毒物的毒性作用。
某些毒物能影响蛋白质的消化吸收及在体内的合成。用14C—亮氨酸研究黄曲霉毒素对大鼠肝脏合成蛋白质的影响，发现黄曲霉毒素B1和黄曲霉毒素M1可明显抑制肝蛋白的合成。当膳食中蛋白质与脂肪的类型和含量不同时，黄曲霉毒素B1对大鼠肝脏合成RNA的抑制程度也不同。
（二）脂肪
一般认为，膳食中脂肪能增加脂溶性毒物在肠道中的吸收与体内的蓄积，对机体不利。例如，脂肪可增加脂溶性有机氯农药在体内的蓄积，增加苯与氟的毒性。磷脂是细胞内质网的主要成分，又是维持微粒体混合功能氧化酶作用的重要组分，食物中缺少亚油酸或胆碱等促脂解（Lipotropic）物质，都可能影响微粒体中磷脂的产生。这不仅会影响混合功能氧化酶的功能，也会影响诱导作用，使与毒物代谢有关的酶系统不能根据毒物代谢的需要而增加活性，从而影响毒物的代谢。
（三）碳水化合物
毒物在体内转化的结合反应为解毒反应，但需要耗能，糖类的生物氧化可快速提供能量，并提供结合反应所需的葡萄糖醛酸。因此，增加膳食中碳水化合物的供给量，可以提高机体对苯、磷与卤代烃类等毒物的抵抗力。高碳水化合物低蛋白质膳食对三氯甲烷与四氯化碳中毒的肌体有保护作用，饥饿能加剧四氯化碳与三氯甲烷的毒性，并引起肝糖原减少。这些结果也表明，糖原减少对肝脏解毒功能有不良影响。另外，有人发现降低葡萄糖、果糖和蔗糖时，会降低为混合功能氧化酶的活性及细胞色素P450的水平。
（四）维生素
缺乏维生素A会改变内质网的结构，影响混合功能氧化酶的作用。动物试验表明，维生素A能降低某些毒物（如二甲基肼、黄曲霉毒素B1、3，4—苯并芘、二甲基蒽或7，12—二甲基-1，2—苯并蒽等）的致癌性。已发现有多种毒物能影响维生素A的代谢，降低其在动物和人体中的含量，甚至造成维生素A缺乏症。有人认为毒物可能是通过对混合功能氧化酶系统的诱导而促进维生素A分解的，DDT之类的农药还可抑制维生素A在肠道的吸收。因此，毒物接触者应适当补充维生素A。
当汞、甲醇、四乙基铅和砷等引起的神经炎症状导致血中丙酮酸含量增高时，补充维生素B1有效。将维生素B1、维生素B12和维生素E合用于治疗中枢神经系统损害和神经炎，可促进脑细胞和神经组织的代谢并恢复其功能。维生素B12与叶酸为红细胞成熟所必需，对接触血液系统毒物的接触者应注意供给。维生素B2是各种黄素酶的重要组成成分，在毒物代谢中许多还原酶都属于黄素酶。缺乏维生素B2时肝脏及肠道细菌中偶氮还原酶活性会下降，补充维生素B2即可恢复，由于致癌物质奶油黄借偶氮还原酶而代谢，因此维生素B2可促进奶油黄的解毒从而抑制其致癌作用。烟酸以烟酰胺的形式在体内构成辅酶Ⅰ与辅酶Ⅱ，是毒物生物转化中极为重要的递氢体。
维生素C对大部分毒物、药物均有解毒作用。这首先是因为维生素C可以提高肝微粒体混合功能氧化酶的活性，可促进氧化或羟化反应，这是许多有机毒物解毒的重要途径。但过量维生素C对解毒也不利，让250～300g体重的豚鼠每次摄入150mg维生素C，一日2次连续4d后，豚鼠肝中药物代谢酶活力下降，这说明维生素C摄入过多或摄入不足，对解毒代谢都不利。有人进一步研究维生素C剂量与反应的关系，发现豚鼠每日摄入50mg维生素C时，细胞色素P450和b5的活力最高，超过100mg或低于50mg时活力下降。过量维生素C还会影响肝中硫酸盐对毒物的解毒作用。此外，补充大量维生素C会使维生素E的需要量增加，若在大鼠饲料中维生素E含量处于需要量的临界水平，则大量补充维生素C可明显加强肝脏的脂质过氧化，使红细胞溶血作用显著增加，红细胞中还原型谷胱甘肽与血浆维生素E含量降低，从而导致动物各组织的抗氧化能力下降。
维生素C可使体内巯基酶和谷胱甘肽维持在还原状态，从而提高其解毒能力。许多重金属毒物与体内酶系统的-SH基团有很强的亲和力，易通过这种氧化作用使酶失活，而维生素C能使酶中—SH维持在还原状态，并保持巯基酶的活性。维生素C能使胱氨酸还原为半胱氨酸，有利于谷胱甘肽与金属硫蛋白的形成，也有利于体内免疫球蛋白的形成。维生素C可使氧化型谷胱甘肽转变为还原型谷胱甘肽，从而发挥其结合解毒与消除脂质过氧化的作用。
肌体缺乏维生素E时，微粒体毒物代谢酶活性下降，维生素E可增强微粒体上酶蛋白的合成，从而增强微粒体混合功能氧化酶的活力。动物试验表明，略高于正常量的维生素E，可减轻汞、铅、甲酚、甲基汞之类的化学毒物对动物的毒性损害。
（五）矿物元素
铁、锌、硒、镁、锰和钴等矿物元素对不同的毒物均具有独特的解毒作用。例如，铁与机体能量代谢和防毒能力有直接或间接的关系。铁在生物体内主要与蛋白质结合成含铁蛋白，参与体内的氧化还原过程，而在线粒体中进行的生物氧化可为解毒反应提供能量ATP。某些毒物能干扰铁的吸收和利用，直接或间接地引起缺铁性贫血，补充铁对这些毒物有一定的防治作用。
锌是机体内多种金属酶的组成成分或激活因子，目前人们了解比较清楚的金属酶有30多种，其中不少与解毒有关，如碳酸酐酶、超氧化物歧化酶、醇脱氢酶、RNA聚合酶和DNA聚合酶等。锌对金属毒物有直接或间接的拮抗作用，它在消化道中可拮抗镉、铅、汞、铜、铁等的吸收，在体内可恢复一些被铅等损害的酶的活性。锌能诱导肝脏合成金属硫蛋白，后者能结合镉、汞等毒物，使之暂时隔离封闭而减少其毒性。
缺硒使肝微粒体酶活力下降，影响毒物的转化。硒在元素周期表中与硫同族，化学性质相似，能与某些金属毒物如汞、镉、铅等形成难溶性的硒化物，从而减轻这些毒物的毒性。
（六）活性成分
谷胱甘肽（GSH）是由谷氨酸、半胱氨酸和甘氨酸组成的三肽化合物，其半胱氨酸上有—SH残基，是一种强亲核性物质。外源毒物经代谢活化后产生的亲电代谢物，既可为生物大分子的进攻对象，产生共价结合，改变细胞内生化环境和细胞结构，使细胞严重受损乃至死亡；也可为谷胱甘肽的亲核进攻对象，形成无毒的谷胱甘肽—毒物结合物，再经代谢后形成惰性产物硫醚氨酸排出体外。
金属硫蛋白与某些二价金属离子的解毒、代谢和蓄积有一定的关系。金属硫蛋白分子中有18个含—SH基团的氨基酸，占总数的1/3，可与镉、铅、汞等重金属相结合，每3个—SH基结合1个二价金属离子。将这些重金属给予动物时，可在肝内诱导合成更多的金属硫蛋白并与金属离子结合，使金属离子暂时失去毒性，从而发挥暂时性或永久性的解毒作用。但当摄入重金属的量超过诱导合成的MT量时，重金属仍可通过自由离子的形式发挥其毒性作用。金属硫蛋白的合成需要以富含—SH的氨基酸为原料，其解毒作用主要也是靠—SH。
（七）具有促进化学毒物排出功效的典型配料
具有促进化学毒物排出功效的典型配料如表11-2所示。
表11-2 具有促进化学毒物排出功效的典型配料
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