天然大蒜精油对人体的排铅作用

惠人杰，冯柏年，王建飞，宣坚钢，屠一锋*

(1.江南大学药学院，江苏无锡 214122；2.苏州大学分析化学研究所，江苏苏州 215123；3.昆山市红蒜生物科技有限公司，江苏山昆山 215341；4.江苏宏锦天药业有限公司，江苏泰州 225300)

铅对人体有严重的毒害作用，它可以造成全身所有组织及脏器的损害，对神经系统的损伤尤为严重。血铅超标可造成明显的智商下降，儿童厌食、多动症等亦与铅中毒有关[1,2]。胎盘对铅几乎没有或只有微弱的屏障作用，未发育成熟的大脑内皮细胞不能阻止铅进入脑组织，因此铅对胎儿神经系统和智力发育的影响尤为严重[3,4]。我国目前规定的临界血铅含量为100 μg/L[5]，全国范围内多个地区的抽样调查工作表明在我国儿童血铅超标比较严重。美国疾病预防控制中心(CDC)则进一步明确指出100 μg/L不应被视为造成有害影响的下限；美国2012年6月的国家毒理学项目(NTP)得出结论是，即使在低于50 μg/L的水平，不良健康效应已经发生[6]。我国卫生部于1999年明确要求开展孕妇与新生儿的血铅检测[7]，并在2006年1月下发了《血铅临床检验技术规范》以对全国范围内的血铅检测工作提供技术管理依据[8]。

药物排铅存在一定的副作用，而食物排铅则是更为合理的方式。大蒜精油长期作为食品添加剂和保健食品使用，本研究将其用于无明显临床症状的轻微染铅人员的排铅，研究结果证实具有较高的排铅功能；对处于轻微铅中毒水平的染铅人群，经口服大蒜精油胶囊四周，达到了显著的排铅效果。

1 实验部分

1.1 仪器与试剂

220DUO原子吸收分光光度计(美国，瓦里安)；SCION SQ 456气-质联用仪(美国，布鲁克)，配30米DB-WAX柱，He载气。

标准物质(GBW09139，冻干牛血铅、镉成分分析标准物质)购自北京世纪奥科生物技术有限公司。肝素钠(分析纯)，其余所有试剂为MOS级。实验用水为超纯水(电阻率>18 MΩ·cm)。

样品管为特制的10 mL石英试管，使用前用HNO3(1+1)浸泡过夜，用纯水冲洗干净；肝素钠配制成0.5%水溶液，移取100 μL于每支试管中，均匀润湿管壁后置于50 ℃烘箱中烘干。

大蒜精油(Garlic Essential Oil，CAS：8000-78-0)由昆山市红蒜生物科技有限公司提供，经江苏省食品药品监督管理局审核许可为食品添加剂(苏XK13-217-00317)，执行标准为(GB29938-2013)《食品安全国家标准：食品用香料通则》及美《国食品化学法典》(第七版)(各论/蒜油 347)。该精油经美国乔治亚大学Center for Applied Isotope Studies进行同位素鉴定，14C 参考活性为14.1 dpm/gC，此值全等于目前地球14C 背景参考值，表明不存在化石原料衍生物添加或稀释，故可判定为全天然提取物。委托安徽宣城柏维力生物工程有限公司(英国SGS United Kingdom Ltd System & Services Certification认证,CN15/20683)加工为软胶囊，规格为250 mg∶5 mg(2%)。

1.2 志愿者征集和血样采集

参考国家食品药品监督管理局令(第3号)《药物临床试验质量管理规范》(2003)和(第28号)《药品注册管理办法》(2007)有关志愿者入选要求和数量的规定征集志愿者。共征集健康受试者36例，年龄20～61周岁，体重60±15 kg，其中男性23人，女性13人(尿妊娠测试阴性及非哺乳期)；无明确的药物过敏史、体位性低血压史，或特异性变态反应病史(哮喘、风疹、湿疹性皮炎)。

抽取受试者静脉血1 mL，置于特制的10 mL肝素钠抗凝石英试管中，4 ℃保存。测定血铅值后开始实验，早、晚餐前各服用一颗大蒜精油软胶囊，四周后采集血样再次测定铅含量。

1.3 血样测定及效果评估

采用石墨炉原子吸收光谱法测定血铅含量，检测方法和条件参见卫医发〔2006〕10号《血铅临床检验技术规范》[8]和我国卫生行业标准(WS/T20-1996)《血中铅的石墨炉原子吸收光谱测定方法》[9]。检测方法采用国家标准物质(GBW09139)《冻干牛血铅、镉成分分析标准物质》进行验证。以排铅率作为评价指标：

排铅率(%)=(c1-c2)/c1×100

(1)

式中：c1为服用大蒜精油胶囊前血铅值；c2为服用大蒜精油胶囊后血铅值

2 结果和讨论

2.1 大蒜精油的主要成分

大蒜为多年生草本百合科葱属植物蒜(AlliumsativumL.)的鳞茎，大蒜中含有多种有机硫化物，在水蒸汽蒸馏加工过程中经酶催化反应转化生成挥发性精油[10,11]，是大蒜生物活性的主要成分，包括40多种硫醚化合物，其中烯丙基硫醚类化合物的含量占50%～80%。本研究中使用的大蒜精油的主要成分及含量经GC-MS测定并确认，结果见表1。

表1 大蒜精油主要成分及含量

2.2 检测方法验证

血样中铅含量用石墨炉原子吸收光谱法进行测定，在优化实验条件下，线性回归方程为：A=0.00158+0.00152c，线性相关系数r=0.9997，采用国家标准物质(GBW09139)《冻干牛血铅、镉成分分析标准物质》(标示值111±15 μg/L)进行盲样测试，测定结果为103 μg/L，RSD=3.3%(n=5)，表明测定仪器和方法不存在显著的系统误差、精度符合要求，同时对抽样血样进行重复测定，RSD<5.8%(n=4)，表明精度符合要求，测定结果可靠。

2.3 大蒜精油排铅效果

36例受试者服用大蒜精油软胶囊前后的血铅值见表2。其中有4例女性的检测数据与预期不符，经追溯服用史，发现受试者由于感冒或其它非健康原因未按规定执行，故在数据分析前剔除，即有效受试者为32例。上述32例有效数据用Wilcoxon秩和检验法进行统计检验，T前=1461.5，T后=618.5，u=2.82>1.65(u临界，α=0.05，单侧)，表明两组数据间存在显著性差异，因此可以确认服用大蒜精油胶囊后血铅值发生了显著性降低(T后较小)，因此所进行的实验是有效的。

表2 参试人员血铅值数据

32例有效受试者按年龄和性别统计的排铅率数据见表3。排铅率>50%的达68.7%(22/32)，50%～25%的为21.9%(7/32)，<25%的为9.4%(3/32)。

表3 大蒜精油排铅有效率与年龄性别的关系

目前无明显临床症状的轻微铅中毒人员的比例较高，以50 μg/L(WHO建议的预警值)为界进行排铅分析，见表4。本研究中32例有效受试者中处于有铅风险至轻度铅中毒(血铅50～250 μg/L)范围的占62.5%(20/32)。经服用大蒜精油软胶囊后，50.0%(16/32)参试者的排铅率可达50%以上。

表4 不同分组的排铅率比较

另一方面，现有研究表明，对于人体而言，铅几乎是唯一没有有益生理作用的金属元素，因此健康人体中铅的期望值应该是趋于零；同时，人体对铅基本没有主动的代谢排出能力，因此铅在人体内是一个累积过程，在无外来因素作用下，血液内铅的浓度呈逐步增加趋势。以本试验入选人员的血铅背景临界值20 μg/L为界，排铅后达到血铅值<20 μg/L的占46.9%(15/32)，其中10例男性受试者的排铅率均>50%(表4)。说明大蒜精油不仅有较高的相对排铅率，而且可以将血铅绝对值降至很低的水平。

2.4 讨论

曾有研究大蒜或大蒜液排铅作用的报道[12,13]，证明大蒜提取物对急性铅中毒小鼠的保护作用，实验小鼠存活率提高40%～50%，且大蒜提取物灌胃20～40 d可显著降低慢性铅中毒小鼠组织中铅含量(肝74.1%～87.9%、肾27.2%～71.4%、骨14.9%～19.9%)。利用大蒜制剂进行人体排铅的研究[14]表明，患者的尿δ-氨基-γ-酮戊酸(δ-ALA，铅中毒导致代谢异常引起神经行为学改变的重要中间产物)的均值(7.4 mg/L)经大蒜制剂治疗一个月后降至2.9 mg/L，尿铅中毒组93.3%降至正常值，吸收组(即染铅组)68.4%降至正常值。本研究直接证实了天然大蒜精油可明显降低人体内的铅(血铅)浓度，且明确了大蒜精油的主要成分硫醚化合物是排铅的直接有效成分[15]。

目前用于治疗铅中毒的药物主要是螯合型驱铅剂，其中二巯基丁二酸钠(NaDMS)是第一个用于临床的药物，依地酸钙钠(Na2Ca-EDTA)、钙促排灵(Ca-DTPA)等常用于临床解铅毒，主要通过羧基或巯基等形成配位化合物达到驱铅目的[16]。这些化学合成药物适用于急性严重铅中毒治疗，临床存在一定的副作用。如依地酸钙钠长期使用排毒率低，部分患者出现短暂的头晕、恶心、关节酸痛、腹痛、乏力等症状；大剂量使用时出现肾小管水肿等损害。比较而言，对于无明显临床症状的轻微铅中毒(血铅50～250 μg/L)，利用食源性有效成分实现排铅无疑具有优越性，适用于：(1)无明显临床症状的轻微铅中毒人员的排铅治疗，包括备孕女性优生优育所需的预防性排铅；(2)由于天然食材具有明确的安全性，特别适合于儿童的排铅治疗；(3)易致重金属(铅)污染从业人员的预防性治疗；(4)急性严重铅中毒人员的辅助治疗。

3 结论

大蒜精油是人们日常生活中常用的食物佐料，并经长期研究证实其具有多项对人体有益的保健功能，如提高免疫力、杀菌、降血脂/胆固醇、软化血管/防血栓、防癌等。本研究结果表明，大蒜精油具有非常优异的排铅效果，尤其对儿童青少年和(备)孕人群降低铅中毒风险、改善我国较为严重的铅污染现状及降低由此引起的潜在国民智力素质下降的危险性有重大意义。