稀土.doc

稀土（）是镧系及钪、钇共种元素的总称。稀土有许多优异的性能和特殊的使用效果，这与它们的电子结构和性质有关，由于稀土原子的亚层结构不同，又使各稀土元素具有不同的价态变化、络合能力、光学性质等。因此其应用范围十分广泛【。我国稀土储备量达万吨，占世界总量的，是稀土资源最多的国家，随着稀土在农业（稀土化肥）及现代生物医学上的应用日益扩展，稀土元素正广泛地进入环境，并通过食物链进入人体，稀土元素是否为人体必需元素目前并不清楚，因此稀土对环境、生态和人体健康的影响，以及近期和远期的生物学效应也越来越引起人们的关注。近年来，国内外用遗传毒理检测方法对稀土元素进行研究，对稀土的生物安全性进行了讨论，以期为进一步开发和利用稀土资源提供依据【】。稀土元素在自然界的分布稀土元素广泛存在于环境中，在地壳中的总丰度为（），为常见元素和丰度的倍。土壤中稀土元素的含量为，平均含量约为，可溶态稀土元素为其总含量的以下我国为农业大国，而且稀土元素储备量丰富，因此，稀土元素在被大量用于农业生产中，作为生长调节剂和化肥添加剂用于种植业，作为饲（饵）料添加剂用于畜、禽、鱼等养殖业，随着稀土元素农用的不断扩大，特别是稀土化肥的大量施用，使用稀土元素饵料的鱼塘取其底泥肥田，将有越来越多的稀土元素进入环境（土壤）、生物链和食物链。稀土的吸收、分布及排出】稀土进入人体的途径稀土进人人体的途径有口、呼吸道、皮肤注射。稀土离子经消化道被吸收的很少，但容易进入擦破的皮肤。稀土离子经皮下和肌肉注射，稀土离子无机盐的形式被吸收较缓慢，而以稀土离子配合物形式能很快被吸收。稀土元素可经呼吸道进入人体，这种方式比静脉和腹腔注射慢。这是因为稀土元素颗粒首先要沉积在呼吸道和肺组织中，并随淋巴液、淋巴结到达各器官。稀土元素在体内的分布稀土元素进入体内后，一般先积聚在肝、骨、脾等器官组织中，若经消化道进入体内则先进入肝，然后再由肝进入其它组织器官。如由呼吸道进入，则沉积在呼吸道和肺部，然后再到肝、骨等。稀土元紊陛质相似，但是在体内的分布却有差异。由镧（）到钐（）的轻稀土元素主要分布在肝中，骨骼中含量少；铕（）和钆（）等中稀土元素在肝和骨骼中含量差不多；从铽（，）到镥（）一些重稀土元素主要积聚在骨骼中，肝中较少，其它组织也可蓄积一定量的稀土元素，如肾、脾、软骨和肾上腺皮脂等。稀土元素的排出稀土元素的排出途径主要经尿、胆汁和胃肠壁，稀土元素经消化道进入体内时大部分很快由粪便排出，经其它途径进入体内时，其排出缓慢。不同的稀土元素由体内排出途径不同，通常由镧到钐的轻稀土元素，主要随胆汁排出，铕和钆等中稀土元素几乎以同等程度经肾和肠道排出，而铽和镥等重稀土元素则主要经肾由尿排出。等发现人造氟水和天然氟矿泉水能排出体内卅，而后者更有效。稀土元素的生物学效应稀土元素对红细胞膜的影响稀土可对红细胞膜流动性有一定影响。李新民以人工红细胞为材料，研究稀土对红细胞膜的影响，应用荧光探针技术研究发现：低浓度稀土对细胞膜流动性影响较小，而较高浓度稀土离子则使膜的有序性增大，流动陛减小，这与对膜质体的研究结果十分吻合。稀土对人工红细胞的自由基氧化有一定影响，并且能使人体低抗力有所增加。其提高抵抗力的原因是氧化人体内有害自由基。刘湘陶剀用荧光法、分光光度法及技术研究不同浓度、。对人工自由基氧化的影响发现、在浓度范围内均有程度不同的细胞保护作用，与浓度呈正相关；而、在低浓度下也有抑制作用，但与浓度呈负相关，当浓度大于时，反而有明显的细胞毒性。稀土离子与酶的效应稀土离子因为可以影响多种酶的结构和功能，进而影响生命的代谢过程。不同浓度的稀土离子对酶的活性影响有所不同，也存在着、“低促高抑”效应，即稀土元素在低浓度下可以激活某些酶，是酶的激活剂；而在高浓度下是某些酶的抑制剂。比如低浓度时，稀土离子对乙酰胆碱脂酶有变构激活作用，但浓度较高时，则又表现为竞争乍竞争性抑制。这一酶催化反应在适当浓度的稀土离子存在下明显加快，并且反应速度随稀土离子半径增加而加快，稀土离子能够抑制许多酶的活性【。稀土离子对脂质过氧化及氧化酶活性有影响，如、皆可降低活性。消除体内超氧阴离子（），具有抗炎、抗衰老、抗肿瘤功能。研究稀土离子与的作用将有重要意义。稀土离子对的影响可以增加的含量。研究表明：一定剂量的铈和钇可以促进脱氧核糖核酸的前身胸腺嘧啶核酸对人二倍体细胞的渗入，稀土有促进人二倍体细胞复制的作用。研究结果表明：低浓度（、）的均能促进肝细胞内的合成，从而促进增殖。这些结果均提示：稀土对正常细胞复制转录尚有可能造成影响【】。某些稀土离子具有对核苷酸催化水解作用，预想稀土离子可望用于切断爱滋病的基因。稀土离子还可以对造成损伤，研究表明：用单细胞凝胶电泳技术和氯化镨对人外周血淋巴细胞的损伤效应。结果表明，与对照相比三种不同浓度（、）的氯化钇和氯化镨均可引起淋巴细胞损伤，受损后迁移率显著升高，提示氯化钇和氯化镨具有一定的遗传毒性。稀土的医药保健作用抗凝血作用稀土化合物抗凝血方面具有重要作用，其在体内外都能降低血液的凝固，特别是静脉注射，其抗凝作用立即产生，并能持续一天左右。稀土化合物作为抗凝剂的主要优点是作用迅速，它与直接作用的抗凝剂如肝素相当，并且具有效应的长期性，因而稀土化合物作为抗凝剂得到广泛的研究和应用。稀土元素的抗凝作用机理是由于对钙离子的拮抗作用所致。已知人血浆凝血浆酶原由单一多肽链组成，在激活时，先由连接在凝血酶原激活物中的磷脂上，和凝血原分子的两个羧基谷氨酸残基形成具有六元环的螯合物，使凝血酶原激活成凝血酶，释放到血液中去与纤维蛋白原反应，造成血液凝固。稀土离子和钙离子具有许多共同性质，如离子半径相似，具有亲氧性，对不同配位数的配位空间结构具有较大的适应性，这就造成了稀土离子对钙离子竞争性取代的可能，且由于稀土离子多一个正电荷，对含氧配体的结合能力大于钙离子，有利于稀土离子在凝血过程中取代钙。镧、：铈和钇的氯化物和凝血酶预先接触时能降低凝血酶的活性或使凝血酶失去对纤维蛋白原的激活作用。镧离子还可抑制血小板凝集。研究表明，轻稀土比重稀土化合物抗凝血作用较强，其中以铈、镨、钕最强，镧中等，钐次之，其它稀土化合物作用较弱。这是由于轻稀土离子的半径更接近于钙离子，能有效地竞争性抑制钙离子的凝血作用【】。烧伤的治疗】低浓度的稀土元素化合物水溶液很早就知道其有抑菌作用。用硝酸铈作烧伤的局部化学治疗药物以取代硝酸银，表明对革兰阴、阳性杆菌属效果更好，尤其是前者。邓氏制备的，硝酸铈和的磺胺嘧啶银的霜剂（烧伤灵）抑菌效果很好，该药临床应用治疗烧伤例，治愈率达。该药有以下优点：（）杀菌能力较强；（）促进伤面愈合；（）不加深创面且毒副作用小，容易清洗，不污染皮肤，是目前较好的烧伤药之一。稀土离子对烧伤的治愈性能可能是由于：（）稳定细胞膜和溶酶体膜，从而抑制溶酶体释放炎症物质；（）稀土离子能抑制血液中细胞成分的增殖及液体从血管中过度渗出，从而促进肉芽组织的生长和上皮组织的代谢，达到创面愈合快的效果；（）对细菌的抑制作用，硝酸铈在浓度抑制细菌能力较强，从而控制创面的严重感染。抗炎、杀菌作用早在上世纪年代，稀土作为局部烧伤抗菌剂已在临床上使用，有研究表明，适宜浓度的稀土对细菌的生长具有抑制作用【】。报道了硝酸铈（）在烧伤中的局部使用，认为单独或者与磺胺嘧啶银一起使用，效果都是惊人的姗，邓汝温等介绍了“烧伤录”稀土药物的研制及应用。此外，其他稀土配合物如稀土六次甲基磷酰胺化合物、稀土二甲基丙酸盐、稀土缩氨基硫脲化合物、稀土一儿茶酚一羧基喹啉三元配合物等均有抗炎作用，在抗炎效果方面钕化合物强于其他稀土化合物，钛铁试剂中的钕、钐化合物的抗炎效果最好，我国合成的稀土抗炎药有氯灭酸消炎痛、丙磺舒等抗炎效果好，毒性小【。降血糖作用稀土元素一个明显的生理作用是降血糖，因而人们可以用稀土元素治疗糖尿病。等认为稀土元素的降血糖作用是由于：（）刺激胰腺细胞分泌胰岛素而降低血糖；（）肝中糖原异生作用关键酶如丙酮酸羧化酶和磷酸烯醇丙酮酸羧化酶活性受到抑制，故如将降低血糖药氯磺丙脲和制成络合物，效果更为显著。两者的络合不但增加了降低血糖的功能，而且降低了它的毒性。李永信研究了混合稀土氯磺丙脲配合物对大鼠肾上腺素高血糖作用，结果表明，稀土元素与降血糖药氯磺丙脲间存在协同效应，且氯磺丙脲与稀土生成配合物后毒性降低而疗效提高。抗癌肿据年第届世界卫生组织（大会报告，每年死于癌症的患者为万人，几乎每秒钟就有一名癌症患者死亡，因此，寻找并筛选具有抗癌、抗诱变作用的物质已成为医学界的一项重要课题【引。稀土元素具有抗癌作用早已引起人们的关注，但是用于诊断和治疗癌症的则是稀土元素的放射性同位素。年用稀土放射性同位素治疗与垂体有关的肿瘤。通过用处理垂体已成功治疗前列腺癌、乳腺癌。）可用于癌性胸膜炎和腹膜炎的治疗。稀土的放射性同位素所以能用于临床诊断和治疗癌症最重要的是由于它们对肿瘤组织具有较高的亲和性，重稀土有更大的亲和性，铥的结合力可能最大。也有稀土稳定同位素显示抗肿瘤活性报道。例如硫酸铈对兔子的转移生肿瘤的发展有明显的抑制性能；将作为添加剂可加强其它的治疗方法杀伤肿瘤的作用。可加强艾氏腹水瘤细胞对抗癌药物血卟啉的衍生物的吸收【钔。重稀土元素比轻稀土元素有更大的亲肿瘤性，其中（铥）对肿瘤组织的亲和性最大，有研究发现治疗癌症的放射性核素几乎一半是稀土元素。稀土元素的同位素可应用于放射性治疗和跟踪治疗。例如，放射生核素等可作为体内治疗用放射性药物，利用放射性药物在脏器中的选择浓集与放射性核素的辐射效应来抑制和破坏病变组织的放射生治疗，已在肿瘤治疗中成为有效的重要手段。这些放射性药物在肝癌、结肠癌、白血病、骨癌等严重疾病的治疗中取得可喜进展【，除了放射生核素之外，些稀土元素的稳定性核素也具有抗肿瘤活性。抗动脉硬化作用冠状动脉硬化是世界工业化国家发病死亡率居首位的疾病。对其病因和防治是当今医药学研究的重大课题之一。使用的动脉钙沉淀剂和钙离子的拮抗剂（）对兔、猴的动物实验表明，动物组织中的钙在致动脉粥样硬化过程中起关键作用，所以预防动脉硬化的关键是抑制钙流通和使其沉着。实验也表明氯化镧可预防由膳食引起的主动脉和冠状动脉粥样硬化。镧是有效的细胞钙结合位的竞争剂，与钙相比，这种结合的可逆性较小，镧在有选择性的细胞膜位点上代替或取代钙离子，从而阻止钙流通。参与免疫过程等报道，稀土元素对干扰素有稳定作用。这表明稀土元素在干扰素的制备和提纯方面有一定的实用价值。另外，氯化镧可以保护细胞膜，有抗溶血毒素的作用，可以减少溶血的发生。其它方面（）用氨基磺酸镧、铈停止病人发汗；（）镇静止痛；（）稀土元素化合物可以制成防晒化妆品；（）在医疗器械上的应用：稀土元素化合物做增感屏，在射线透视和拍片方面具有缩短暴光时间，片子的动态清晰度提高，人体辐射量减少等优点。稀土元素永磁体具有高磁性能，制成的磁疗器械已经广泛用于治疗高血压、心脏病、关节炎等疾病，还可以做成磁腰带、磁项链、磁药枕、磁疗背心、磁疗护膝等。稀土离子还可以与糖类、脂类、维生素类等作用，也可以影响体内各种激素的含量。利用稀土离子可以与多种生物大分子结合的性质，借助稀土离子中的、荧光发射特性，