洪 剑 忠

( 国 际 微 量 元 素 医 学 会 )

 

    众 所 周 知 , 人 体 有 六 大 营 养 素 , 即 蛋 白 质 、 脂 类 、 碳 水 化 合 物 、 无 机 盐 与 微 量 元 素 、 维 生 素 。 存 在 於 人 体 的 各 种 元 素 , 除 碳 、 氢 、 氧 和 氮 主 要 以 有 机 化 合 物 的 形 式 出 现 外 , 其 馀 各 种 元 素 , 无 论 其 存 在 的 形 式 如 何 , 含 量 多 少 , 统 称 之 为 无 机 盐 。 其 中 含 量 较 多 的 有 钙 、 镁 、 钾 、 钠 、 磷 、 硫 、 氯 等 七 种 元 素 , 约 占 人 体 总 灰 分 的 60~ 80% 。 其 它 元 素 如 铁 、 铜 、 碘 、 锌 、 锰 和 硒 等 , 由 於 存 在 的 数 量 极 少 , 有 的 甚 至 只 有 痕 量 ( 在 组 织 中 的 浓 度 只 能 以 mg/kg, 甚 至 μ g/kg计 ) , 故 称 之 为 微 量 元 素 或 痕 量 元 素 。

    无 机 盐 是 构 成 机 体 组 织 和 维 持 正 常 生 理 功 能 所 必 需 的 , 但 不 能 提 供 热 能 。 归 纳 起 来 其 生 理 意 义 有 六 个 方 面 : 1 . 无 机 盐 是 构 成 机 体 组 织 的 重 要 材 料 。 如 钙 、 磷 、 镁 是 骨 骼 和 牙 齿 重 要 成 分 , 硫 、 磷 是 构 成 组 织 蛋 白 的 成 分 。 2 . 无 机 盐 是 细 胞 内 、 外 液 的 重 要 成 份 , 它 们 ( 主 要 是 钠 、 钾 、 氯 ) 与 蛋 白 质 一 起 维 持 着 细 胞 内 、 外 液 的 一 定 的 渗 透 压 。 从 而 在 体 液 储 留 和 移 动 过 程 中 起 着 重 要 的 作 用 。 3 . 酸 性 、 性 无 机 离 子 的 适 当 配 合 , 加 上 重 碳 酸 盐 和 蛋 白 质 的 缓 冲 作 用 是 维 持 机 体 酸 平 衡 的 重 要 机 制 。 4 . 在 组 织 液 中 的 各 种 无 机 离 子 , 特 别 是 保 持 一 定 比 例 的 钾 、 钠 、 钙 、 镁 离 子 是 维 持 神 经 , 肌 肉 兴 奋 性 , 细 胞 膜 通 透 性 以 及 所 有 细 胞 正 常 功 能 的 必 要 条 件 。 5 . 无 机 元 素 是 构 成 某 些 具 有 特 殊 生 理 功 能 的 物 质 的 重 要 成 分 。 如 血 红 蛋 白 和 细 胞 色 素 系 统 中 的 铁 , 甲 状 腺 素 中 的 碘 和 谷 胱 甘 过 氧 化 物 中 硒 。 6 . 无 机 离 子 是 很 多 系 统 的 活 剂 、 辅 因 子 或 组 织 成 份 。 如 盐 酸 之 於 蛋 白 原 , 氯 离 子 之 於 唾 液 淀 粉 。 镁 离 子 之 於 氧 化 磷 酸 化 的 多 种 类 , 以 及 很 多 其 它 含 金 属 的 类 。

    由 於 新 陈 代 谢 , 每 天 都 有 一 定 数 量 的 无 机 盐 通 过 各 种 途 径 排 出 体 外 , 因 而 有 必 要 通 过 膳 食 予 以 补 充 。

    锗 在 迄 今 公 开 报 道 的 资 料 中 , 虽 未 列 为 生 物 体 所 必 需 的 元 素 , 但 这 并 不 能 认 为 锗 对 生 物 体 是 无 作 用 的 。 众 所 周 知 , 微 量 元 素 究 竟 是 有 益 或 是 有 害 , 生 命 是 必 需 还 是 不 需 , 均 是 相 对 而 言 的 。 随 着 人 类 对 自 然 界 认 织 的 深 化 , 发 现 以 往 认 为 不 是 必 需 的 微 量 元 素 现 在 可 能 发 现 它 对 生 物 体 是 必 需 的 和 有 益 的 。 也 可 能 在 下 个 世 纪 , 人 们 会 发 现 锗 是 人 体 的 必 需 微 量 元 素 。 正 如 人 们 在 一 百 多 年 後 , 才 发 现 法 国 鲁 鲁 洛 的 “ 圣 水 ” 的 治 病 神 力 , 不 是 “ 神 ” 的 力 量 , 而 是 “ 锗 ” 生 物 活 性 的 作 用 一 样 , 是 有 个 过 程 的 。

 

锗 的 分 布

    1886年 2月 , 德 国 化 学 家 Winkler向 德 国 化 学 协 会 作 了 关 於 发 现 锗 报 告 , 并 将 此 元 素 命 名 为 Germanium以 纪 念 其 祖 国 Germany。 次 年 , 他 合 成 了 第 一 个 有 机 锗 化 合 物 一 四 乙 基 锗 , 遗 憾 的 是 , 其 後 半 个 世 纪 几 乎 没 有 取 得 多 大 进 展 。 直 至 本 世 纪 三 十 年 代 , 锗 和 锗 化 合 物 的 研 究 由 於 冶 炼 工 业 的 发 展 才 有 所 前 进 。 七 十 年 代 後 , 有 机 锗 的 防 癌 、 降 压 及 消 炎 等 医 疗 作 用 的 发 现 , 加 之 其 毒 性 极 低 , 在 保 健 方 面 不 断 有 所 进 展 , 引 起 了 化 学 家 、 医 学 界 和 食 品 营 养 学 家 的 注 意 , 各 国 科 学 家 的 研 究 日 益 增 多 。

    锗 在 地 壳 中 含 量 为 0.0007%, 较 金 、 银 、 0铂 的 含 量 均 高 , 由 於 资 源 分 散 , 增 加 了 冶 炼 困 难 , 属 於 稀 有 元 素 一 类 。 锗 在 岩 石 圈 的 分 布 ( 以 mg/kg为 单 位 ) , 花 岗 石 为 2、 玄 武 岩 为 1.6、 土 壤 为 1、 页 岩 为 2、 石 灰 岩 0.31、 砂 岩 1.2。 海 水 为 0.00005mg/kg。 在 大 气 层 中 , 锗 含 量 为 3ug/m3。 欧 洲 污 染 的 空 气 中 含 锗 的 平 均 值 为 2.8ug/m3。 而 伦 敦 地 区 空 气 的 尘 埃 中 含 锗 为 1~ 28mg/kg。 在 生 物 圈 中 , 锗 含 量 为 ( mg/kg) : 陈 生 植 物 1~ 2.4、 哺 乳 动 物 的 肌 肉 0.14、 海 洋 鱼 类 0.3。 除 GeH4外 , 几 乎 属 无 毒 。

    锗 在 自 然 界 分 布 相 当 广 泛 , Schroeder等 认 为 , 自 然 界 中 有 生 物 的 地 方 就 有 锗 存 在 , 继 Winkler从 硫 银 锗 矿 ( 4Ag2S、 GeS2) 中 发 现 锗 以 後 , 1911年 Urbrain从 闪 锌 矿 中 提 取 到 了 锗 。 1916年 Buchanan在 开 采 闪 锌 砂 时 , 得 副 产 品 锗 。 产 物 主 要 是 GeO2。 含 量 为 0.25%。 1929年 Tacob Papish在 天 然 铜 矿 ( 黄 锡 矿 与 硫 锑 银 矿 类 铜 矿 ) 中 发 现 了 锗 。 1987年 中 国 江 苏 地 质 四 大 队 在 苏 州 附 近 的 地 方 发 现 银 矿 。 附 近 的 矿 泉 水 就 含 有 锗 , 反 之 , 含 锗 矿 泉 水 的 附 近 可 预 示 银 锗 矿 床 的 存 在 。

 

锗 和 生 物 的 密 切 关 系

    在 饮 用 水 中 也 存 在 锗 的 踪 迹 。 1914年 Bardet在 法 国 维 希 市 饮 用 水 中 测 得 锗 , 引 起 了 世 人 的 瞩 目 。 含 锗 矿 泉 水 可 用 於 治 病 始 於 法 国 与 西 班 牙 的 边 境 比 里 牛 斯 山 脉 附 近 的 鲁 鲁 洛 小 村 。 该 村 的 泉 水 因 治 愈 一 名 三 岁 女 孩 的 难 治 之 症 而 闻 名 。 日 本 青 森 县 童 子 由 涌 泉 也 有 类 似 的 报 道 。 中 国 东 北 五 大 连 池 市 的 矿 泉 水 因 含 锗 被 认 为 是 “ 神 水 ” 、 “ 圣 水 ” 。 吸 引 了 许 多 国 内 外 的 游 客 。 此 外 中 国 的 浙 江 、 湖 南 、 山 西 等 地 均 探 测 到 含 锗 的 矿 泉 水 。

    动 物 与 人 体 中 含 有 锗 已 有 不 少 报 道 。 1968年 Mladenor在 保 加 利 晋 亚 蜂 蜜 中 发 现 有 锗 。 有 人 在 熊 猫 体 内 测 出 了 锗 。 1981年 Kjellir Kig从 正 常 人 脑 脊 液 中 发 现 有 锗 。 Voinar也 报 道 了 人 体 大 脑 和 小 腿 无 论 在 皮 质 或 灰 质 内 均 含 有 锗 , 同 时 发 现 在 生 物 体 中 的 许 多 内 含 有 锗 , 如 胍 氨 酸 、 细 胞 色 素 氧 化 以 及 碳 酸 酐 等 。 Underwood在 实 验 小 鼠 的 肝 、 肾 、 心 、 脾 中 均 测 到 了 锗 。 在 小 鼠 对 照 试 验 中 也 有 类 似 的 结 论 。 骨 、 肝 、 心 中 均 有 锗 的 存 在 。 含 量 为 0.4~ 7.4μ g/gFM范 围 。 由 此 可 见 , 锗 不 仅 广 泛 分 布 於 矿 物 、 土 壤 和 大 气 中 , 而 且 在 动 物 与 人 体 内 也 有 存 在 。

    在 植 物 中 锗 的 存 在 更 为 广 泛 。 许 多 日 常 食 物 及 中 草 药 中 均 含 有 锗 , 有 的 含 量 还 较 高 。 如 灵 芝 可 达 700~ 2000ppm, 生 长 20年 的 野 山 叁 可 高 达 400ppm。 大 蒜 内 也 可 有 0.35ppm。 以 致 中 国 地 球 化 学 家 认 为 不 少 中 草 药 的 药 物 活 性 可 能 与 所 存 在 的 微 量 元 素 有 关 , 而 这 些 药 材 中 所 含 的 微 量 元 素 又 都 是 从 当 地 的 土 壤 和 空 气 中 吸 收 的 。 因 此 , “ 地 道 ” 药 材 的 “ 地 道 ” 两 字 就 不 难 理 解 了 。 日 常 食 品 与 药 材 含 锗 量 列 於 表 1 、 表 2 。

    由 表 可 见 , 锗 广 泛 存 在 於 各 植 物 中 。 日 本 报 道 , 泥 土 中 的 锗 能 帮 助 植 物 抵 抗 各 种 病 毒 , 病 菌 和 霉 菌 , 保 护 植 物 免 受 严 重 寒 冷 的 袭 击 , 并 促 使 其 生 长 。 试 验 表 明 , 锗 叁 与 植 物 的 光 合 作 用 , 没 有 锗 , 植 物 不 能 生 长 。

    在 一 些 早 期 试 验 里 , 锗 似 有 加 强 植 物 抵 抗 的 能 力 , 比 如 Asai博 士 发 现 紫 藤 植 物 在 受 细 菌 和 病 毒 感 染 时 , 它 的 结 内 的 锗 浓 度 会 增 加 , 以 後 的 试 验 里 , Asai发 现 在 细 菌 培 养 皿 内 加 锗 盐 可 减 慢 细 菌 繁 殖 , 另 外 他 也 发 现 生 在 含 锗 低 的 土 壤 里 的 植 物 抗 病 力 低 。

    另 一 日 本 研 究 员 , 在 研 究 人 叁 时 , 把 一 半 的 植 物 浇 锗 , 末 浇 的 人 叁 生 长 正 常 , 而 浇 锗 的 人 叁 生 长 较 旺 盛 。

    另 一 惊 人 的 试 验 显 示 , 锗 可 增 加 稻 子 对 冷 天 气 的 抵 抗 力 , 当 研 究 员 降 低 温 室 内 温 度 时 , 未 受 锗 处 理 的 稻 子 枯 萎 而 死 , 经 锗 处 理 的 稻 子 继 续 生 长 。

    这 种 锗 在 植 物 免 疫 系 统 上 的 再 生 功 能 , 在 人 体 和 动 物 试 验 上 也 同 样 显 现 。

    日 本 土 屋 文 安 在 “ 健 康 与 微 量 元 素 ” 一 文 中 指 出 , 人 体 含 锗 约 为 20mg, 而 人 们 从 日 常 食 物 中 每 天 可 摄 取 1.5mg锗 。 据 此 可 否 将 锗 排 入 必 须 元 素 ( 表 3 ) 。

    各 种 天 然 食 物 均 不 同 程 度 地 含 有 锗 , 换 算 一 下 大 约 成 人 每 天 的 锗 摄 入 量 为 400~ 3500Mg, 因 此 锗 普 遍 存 在 於 机 体 中 。 机 体 中 的 部 分 蛋 白 ( 如 胍 氨 酸 、 细 胞 色 素 等 ) , 大 脑 中 的 皮 质 和 灰 质 中 , 均 含 有 痕 量 的 锗 。 细 胞 壁 、 线 粒 体 、 染 色 体 、 囊 泡 和 溶 体 等 亚 细 胞 成 分 中 也 含 有 锗 。 人 体 某 些 组 织 器 官 中 的 锗 含 量 为 ( ppm) , 血 液 0.2, 头 发 2.2(0.9~ 3.7), 肾 脏 9.1、 肝 脏 0.04、 肌 肉 0.03、 指 甲 0.48~ 10.8和 红 细 胞 650。

    进 入 机 体 内 的 锗 对 各 组 织 没 有 选 择 性 , 可 分 布 於 各 个 器 官 , 主 要 是 肝 、 肺 、 肾 和 脾 等 , 最 後 由 汗 、 粪 和 尿 很 快 地 排 出 体 外 , 其 中 通 过 肾 脏 经 尿 排 出 的 占 大 部 分 。

 

锗 的 八 大 生 物 活 性

    锗 的 生 物 活 性 所 涉 及 的 锗 化 合 物 包 括 单 质 、 氧 化 物 、 氢 氧 化 物 及 有 机 物 ( 含 锗 的 羧 , 氨 基 酸 以 及 螺 环 化 合 物 等 ) , 其 中 β ━ 羧 乙 基 锗 倍 半 氧 化 物 ( 简 称 Ge━ 132) 是 一 种 具 有 抗 癌 、 抗 炎 等 多 种 活 性 的 有 机 锗 化 合 物 , 毒 性 极 低 , LD50 6300mg/kg。 LD50即 半 数 致 死 量 , 是 研 究 药 物 毒 性 的 一 个 专 用 名 词 , 是 在 一 群 动 物 做 试 验 时 引 起 半 数 ( 50%) 动 物 死 亡 的 药 物 剂 量 。 有 机 锗 的 LD50是 每 公 斤 体 重 6300毫 克 , 这 说 明 是 有 机 锗 是 毒 性 极 低 的 。

    合 成 路 线 如 下 :

1. 以 锗 卤 仿 为 原 料
 
HGeCl3+C2H3CN
 
━━━━━━← 
Cl3GeCH2CHCN
H2O
━━━━━━← 
Cl3GeCH2CHCOOH
SOCl2
━━━━━━← 
Cl3GeCH2CHCOCl
H2O
━━━━━━← 
(GeCH2CHCOOH)2O3
 
2. 以 四 氯 化 锗 为 原 料
 
GeCl4+NaH2PO2
HCl
━━━━━━← 
HGeCl3GeCl3
 
然 後 依 1 的 步 骤 进 行
 
3. 以 二 氧 化 锗 为 原 料
 
GeO2
NaH2PO2
━━━━━━← 
[HGeCl3]
CH3=CHCOOH
━━━━━━← 
Cl3GeCH2CHCOOH
H2O
━━━━━━← 
(GeCH2CHCOOH)2O3

    国 内 外 研 究 部 门 均 用 此 法 。 在 上 述 三 种 方 法 中 , 以 3 法 易 於 操 作 , 是 一 条 较 理 想 的 合 成 路 线 。

    锗 的 医 疗 作 用 最 早 见 於 1922年 Hammett的 报 道 , 指 出 二 氧 化 锗 对 治 疗 贫 血 有 效 , 尔 後 浅 井 一 彦 指 出 Ge━ 132可 以 防 癌 和 治 癌 作 用 以 後 才 起 各 方 的 关 注 。

    现 将 其 生 物 活 性 分 述 如 下 :

    1. 极 低 的 毒 性   Ge━ 132对 小 鼠 的 LD50为 6.3~ 10g/kg, 王 士 贤 等 测 得 其 LD50> 5g/kg。 我 们 对 Ge━ 40作 小 鼠 急 性 和 亚 急 性 毒 性 试 验 , 其 LD50分 别 为 9.2g/kg( 经 囗 和 5.6g/kg腹 腔 内 ) 。 小 鼠 连 续 14天 给 药 , 每 天 2.5g/kg, 动 物 无 一 死 亡 。 浅 井 一 彦 也 报 道 了 无 慢 性 毒 性 的 结 果 。 无 机 锗 的 毒 性 相 应 较 大 。 HnePet指 出 , 皮 下 注 射 GeO2, 其 LD50为 750mg/kg, 中 毒 症 状 有 体 温 下 降 , 严 重 腹 泻 及 肺 出 血 等 。 并 可 产 生 耐 受 性 ; 给 豚 鼠 、 兔 、 狗 过 量 的 GeO2, 因 过 度 刺 激 造 血 器 官 而 引 起 红 细 胞 的 升 高 , 死 亡 或 萎 缩 。

    给 药 途 径 不 同 , 其 毒 性 也 各 异 。 囗 服 GeO2一 般 无 害 , 但 静 脉 注 射 可 产 生 突 然 的 虚 脱 。 1971年 Harska报 道 了 空 气 中 锗 污 染 的 最 大 容 许 浓 度 为 0.04mg/m2。

    有 人 指 出 二 价 锌 与 二 价 锗 在 物 体 内 有 拮 抗 作 用 , 这 对 处 理 锗 中 毒 或 许 是 有 用 的 。

    2. 抗 癌 活 性 与 免 疫 作 用   有 机 锗 药 物 其 所 以 能 震 惊 了 医 学 界 , 主 要 是 因 为 其 低 毒 ( 微 毒 或 无 毒 ) 和 对 人 具 有 抗 癌 , 免 疫 等 作 用 所 致 。 最 早 报 道 其 抗 癌 活 性 是 在 1927年 , 最 近 报 道 对 肝 癌 、 肺 癌 、 胃 癌 等 血 管 丰 富 部 位 的 癌 症 治 疗 作 用 。 中 国 上 海 对 有 机 锗 进 行 了 抗 肿 瘤 的 动 物 实 验 研 究 , 指 出 能 明 显 抑 制 小 鼠 的 Lewis肺 癌 , 对 S━ 180的 抑 瘤 率 达 51.5%。 中 国 广 州 军 区 报 道 有 机 锗 药 物 己 进 入 临 床 验 证 。

    Sazuki等 指 出 , Ge━ 132的 抗 癌 活 性 是 通 过 激 活 体 内 巨 噬 细 胞 的 活 性 而 实 现 的 。 若 同 时 给 巨 噬 细 胞 阻 滞 剂 , 其 抗 肿 瘤 活 性 可 减 弱 。 同 时 证 明 , 服 有 机 锗 後 , 血 清 干 扰 素 增 加 , 若 同 时 投 入 血 清 干 扰 素 减 活 剂 於 患 肿 瘤 小 鼠 , 则   Ge━ 132无 抗 肿 瘤 活 性 。 由 此 可 见 有 机 锗 的 抗 癌 活 性 是 通 过 激 活 机 体 免 疫 系 统 诱 发 干 扰 素 产 生 而 起 作 用 的 。

    有 机 锗 能 诱 干 扰 素 , 干 扰 素 又 活 化 了 自 然 杀 伤 细 胞 和 巨 噬 细 胞 ; 後 者 能 杀 死 癌 胞 和 外 来 细 胞 , 增 强 机 体 的 免 疫 能 力 和 抗 癌 作 用 。 Sato等 认 为 有 机 锗 的 抗 癌 作 用 是 通 过 提 高 机 体 的 迟 发 型 超 敏 反 应 和 巨 噬 细 胞 舌 噬 能 力 而 实 现 的 。 Fangawa等 报 道 了 由 於 小 鼠 的 免 疫 能 力 随 年 龄 增 高 而 减 弱 , 服 用 锗 後 免 疫 能 力 可 加 强 , 其 最 佳 剂 量 为 100mg/kg。

    3. 血 液 系 统 的 作 用   1922年 Hummett 报 道 GeO2可 使 血 中 的 红 细 胞 数 增 加 。 1926年 Reeser指 出 2~ 10mg/kg GeO2对 血 液 系 统 并 无 影 响 。 15mg/kg有 促 进 红 细 胞 生 成 的 作 用 , 当 增 至 30mg/kg时 , 红 细 胞 增 至 6x 106/mm3, 且 可 持 续 数 天 , 血 红 蛋 白 增 加 35%左 右 , 认 为 GeO2对 恶 性 贫 血 有 益 。 日 本 学 者 认 为 , 锗 可 与 红 细 胞 结 合 直 接 由 血 管 吸 收 , 而 锗 则 可 增 加 血 液 对 氧 的 吸 收 能 力 。 Mizushina等 认 为 有 机 锗 化 合 物 刺 激 小 鼠 血 小 板 细 胞 的 生 成 。

    4. 对 血 压 影 响   有 机 锗 作 为 降 压 药 最 早 报 道 於 日 本 的 专 利 , 有 机 锗 可 以 同 时 改 善 收 缩 压 与 舒 张 压 , 无 低 血 压 , 头 痛 、 下 垂 症 和 一 般 麻 木 等 副 作 用 , 而 且 可 使 头 痛 得 到 缓 解 。 长 期 使 用 不 会 引 起 食 欲 减 退 。 有 机 锗 对 正 常 大 鼠 血 压 和 心 率 无 影 响 , 对 原 发 性 高 血 压 症 血 压 在 0.5~ 8.5小 时 内 表 现 出 明 显 的 降 压 作 用 , 对 心 率 无 明 显 影 响 , 这 说 明 其 降 压 作 用 与 传 统 的 降 压 作 用 有 明 显 的 不 同 , 志 愿 受 试 者 对 此 药 的 效 果 也 感 到 满 意 。

    5. 消 炎 止 痛   有 机 锗 可 止 痛 消 炎 , 还 可 提 高 吗 啡 的 镇 痛 作 用 , 给 小 鼠 囗 服 50mg/kg/d, 服 用 21天 , 具 有 抗 二 期 关 节 炎 活 性 , 其 抗 炎 作 用 是 由 其 免 疫 活 性 所 传 递 的 。

    6. 放 射 增 敏 作 用   有 机 锗 是 一 种 具 有 双 重 性 能 的 放 射 增 敏 剂 , 一 方 面 对 肿 瘤 细 胞 具 有 放 射 增 敏 作 用 , 另 一 方 面 对 红 细 胞 有 辐 射 保 护 作 用 。

    7. 益 寿 延 年   以 含 锗 的 水 喂 饲 小 鼠 , 从 断 奶 至 自 然 死 亡 为 止 , 发 现 给 锗 鼠 比 对 照 组 生 命 延 长 率 达 10%左 右 。 同 时 含 锗 的 鼠 ( C3H/HeJ鼷 鼠 ) 以 100mg/kg剂 量 尾 部 注 射 , 发 现 年 老 的 鼷 鼠 ( 30~ 40周 龄 ) PFC有 明 显 增 加 , 而 年 幼 的 鼠 则 无 变 化 , 说 明 Ge━ 132能 改 善 年 老 鼷 鼠 的 免 疫 失 调 作 用 。 人 们 的 衰 老 表 现 为 免 疫 能 力 降 低 和 血 液 转 化 , 而 有 机 锗 既 可 增 强 免 疫 作 用 , 又 可 使 血 液 粘 度 下 降 , 改 善 血 液 供 氧 能 力 , 为 全 身 的 营 养 改 善 提 供 了 条 件 。 当 前 盛 行 的 衰 老 与 自 由 基 说 , 从 理 论 上 也 是 与 有 机 锗 的 作 用 相 符 合 , 因 为 锗 的 电 子 层 结 构 中 易 产 生 空 穴 而 接 受 自 由 基 , 从 而 达 到 排 除 自 由 基 於 体 外 , 因 此 开 发 有 机 锗 在 保 健 方 面 的 应 用 是 一 个 诱 人 的 课 题 。

    8. 抗 突 变   广 州 中 山 医 科 大 学 研 究 表 明 , 有 机 锗 抗 突 变 有 高 度 有 效 性 和 普 通 性 。 提 示 有 机 锗 可 以 预 防 肿 瘤 。

    9. 其 它   此 外 , 有 机 锗 还 用 於 治 疗 呼 吸 道 疾 病 、 哮 喘 和 皮 肤 病 等 症 。

 

在 人 体 内 的 代 谢

    药 物 从 用 药 部 位 进 入 血 液 循 环 的 过 程 , 即 药 物 被 摄 取 的 过 程 , 称 之 为 吸 收 。 药 物 根 据 给 药 方 法 的 不 同 , 可 以 不 同 部 位 吸 收 , 除 静 脉 注 射 直 接 进 入 血 液 循 环 而 无 吸 收 过 程 外 , 其 它 给 药 方 式 均 存 在 吸 收 过 程 , 吸 收 的 速 度 和 时 间 受 各 种 因 素 所 影 响 , 然 後 经 生 物 体 转 化 , 最 後 通 过 排 泄 与 分 泌 器 官 排 出 体 外 。

    锗 经 囗 服 、 皮 下 注 射 、 肌 肉 注 射 或 腹 腔 注 射 , 被 快 速 吸 收 , 吸 收 途 径 主 要 是 肠 胃 粘 膜 ; 通 过 静 脉 注 射 的 锗 直 接 与 红 细 胞 结 合 或 呈 非 结 合 态 和 转 运 , 锗 在 体 内 的 分 布 , 主 要 存 在 於 肾 、 肝 、 肺 和 脾 等 器 官 , 在 骨 中 贮 藏 时 间 较 长 。 锗 的 排 泄 较 快 , 一 般 在 24~ 28小 时 范 围 内 可 从 生 物 体 内 排 出 , 动 物 试 验 已 证 实 了 这 一 结 果 。 文 献 报 道 : 成 人 从 饮 食 中 每 日 摄 取 1.5毫 克 的 锗 , 其 中 1.4mg从 尿 液 中 排 出 , 0.1mg从 粪 中 排 出 。 进 入 机 体 内 的 锗 对 各 组 织 没 有 选 择 性 , 可 分 布 於 各 个 器 官 , 主 要 是 肝 、 肺 、 肾 和 脾 等 , 最 後 出 汗 、 粪 和 尿 很 快 地 排 出 体 外 , 其 中 通 过 肾 脏 经 尿 排 出 的 占 大 部 分 。

 

锗 的 作 用 机 理

    锗 在 生 物 体 中 的 作 用 机 理 大 体 有 如 下 几 种 看 法

    1. 清 洁 血 液 说   人 体 囗 服 有 机 锗 後 1.5小 时 , 大 部 分 为 肠 胃 吸 收 , 然 後 进 入 血 液 , 与 血 红 蛋 白 一 起 附 在 红 细 胞 上 , 这 是 因 为 锗 氧 键 与 红 细 胞 有 亲 合 力 , 通 过 红 细 胞 可 将 锗 转 运 到 人 体 的 各 种 组 织 中 。 锗 氧 键 中 的 氧 能 与 人 体 代 谢 所 产 生 的 废 物 乳 酸 中 H- 结 合 成 水 而 排 出 体 外 。 同 时 也 能 与 体 内 或 血 管 壁 上 的 多 馀 蛋 白 质 及 癌 细 胞 结 合 而 带 出 体 外 。 有 专 家 认 为 , 肿 瘤 和 血 液 病 患 者 , 血 液 呈 高 凝 状 态 , 血 流 减 慢 , 造 成 癌 细 胞 等 在 血 管 壁 上 附 着 , 血 液 粘 性 高 也 易 导 致 血 栓 形 成 , 使 细 胞 被 包 裹 , 药 物 难 以 奏 效 。 福 中 等 认 为 , 有 机 锗 可 降 低 血 液 粘 度 , 增 大 血 流 量 , 从 而 达 到 血 液 的 净 化 , 称 之 为 “ 血 液 清 洁 剂 ” , 以 此 解 释 其 治 病 的 原 因 。

    2. 生 物 电 位 说   从 生 物 电 位 的 角 度 看 , 一 切 病 变 部 位 细 胞 的 生 物 电 位 均 比 较 高 , 而 锗 化 合 物 具 有 改 变 这 种 异 常 电 位 的 能 力 , 人 体 如 同 带 电 细 胞 的 凝 集 体 , 各 部 分 都 具 有 相 应 的 电 位 , 失 去 生 物 电 位 的 人 就 会 死 亡 。 锗 化 合 物 进 入 人 体 後 能 起 充 电 作 用 , 由 於 锗 最 外 层 电 子 结 构 是 4S2、 4P2, 失 去 一 个 电 子 带 正 电 , 其 电 荷 转 移 是 非 常 可 能 的 , 自 由 电 子 存 在 就 可 能 夺 取 病 变 部 位 的 H-, 从 而 降 低 该 部 位 的 生 物 电 位 。 对 於 癌 细 胞 来 说 , 电 位 降 低 就 可 以 制 止 癌 细 胞 的 增 殖 , 防 止 癌 的 转 移 , 因 此 有 机 锗 对 治 疗 和 预 防 癌 病 是 有 效 的 。

    3. 增 强 免 疫 功 能 说   “ 免 疫 功 能 ” 是 现 代 人 们 常 听 说 一 个 名 词 , 简 单 地 通 过 俗 说 , 是 机 体 内 在 的 一 种 抵 抗 疾 病 功 能 。 科 学 地 说 免 疫 功 能 包 括 : a)免 疫 防 护 ( Immunologic defence) , 正 常 情 况 下 , 如 机 体 可 以 防 御 病 原 微 生 物 , 寄 生 虫 、 肿 瘤 等 的 侵 害 和 中 和 毒 素 。 异 常 情 况 下 , 如 反 应 过 高 , 引 起 变 态 反 应 ( 过 敏 反 应 ) , 反 应 过 低 或 缺 , 则 出 现 免 疫 缺 陷 病 , 如 爱 滋 病 。 b)自 身 稳 定 ( Immunologic homestasis), 正 常 情 况 下 , 机 体 可 经 常 不 断 清 除 损 伤 或 衰 老 自 身 细 胞 , 维 护 体 内 生 理 平 衡 。 自 身 功 能 失 调 , 容 易 导 致 自 身 免 疫 疾 病 发 生 。 c) 免 疫 监 视 (Immunologic Surreillance)正 常 情 况 下 , 体 内 免 疫 细 胞 , 主 要 是 淋 巴 细 胞 中 T 细 胞 能 发 现 并 处 理 ( 杀 伤 、 消 毁 ) 体 内 经 常 出 现 的 少 量 异 常 细 胞 ( 如 肿 瘤 细 胞 ) 。 免 疫 监 视 功 能 失 调 , 导 致 肿 瘤 发 生 。 因 此 , 免 疫 是 机 体 一 种 保 护 反 应 。

    随 着 医 学 科 学 的 发 展 , 人 们 对 机 体 免 疫 功 能 不 断 深 入 了 解 , 除 了 过 去 了 解 的 特 异 性 免 疫 和 非 特 异 性 免 疫 外 , 人 们 又 了 解 到 机 体 内 免 疫 功 能 又 可 分 为 细 胞 免 疫 和 体 液 免 疫 , K细 胞 ( 杀 伤 细 胞 ) 、 巨 噬 细 胞 、 淋 巴 细 胞 ( B 细 胞 、 T 细 胞 ) 都 和 免 疫 功 能 有 关 的 重 要 细 胞 。 在 机 体 的 血 液 , 尤 其 是 K 细 胞 所 杀 伤 的 靶 细 胞 , 主 要 是 比 微 生 物 大 的 恶 性 肿 瘤 细 胞 和 寄 生 虫 等 。 其 杀 伤 功 能 比 巨 噬 细 胞 大 。 淋 巴 液 等 正 常 体 液 和 组 织 中 还 含 有 多 种 增 强 机 体 免 疫 功 能 的 物 质 ; 如 补 体 、 干 扰 素 等 。 这 些 物 质 可 以 协 助 、 配 合 巨 噬 细 胞 等 其 它 免 疫 因 子 发 挥 更 大 免 疫 功 能 。 干 扰 素 ( Interferon) 是 一 种 蛋 白 质 , 也 是 一 种 淋 巴 因 子 , 是 一 种 抗 病 毒 的 活 化 物 质 。 可 以 在 灭 活 或 活 病 毒 、 细 菌 、 原 虫 、 植 物 血 凝 素 及 某 些 化 合 物 ( 如 有 机 锗 ) 刺 激 机 体 产 生 干 扰 素 。 以 上 这 些 物 质 统 称 为 干 扰 素 诱 导 剂 。 干 扰 素 不 具 有 特 异 性 , 能 抗 御 多 种 病 毒 , 甚 至 其 它 病 原 体 的 能 力 , 故 能 限 制 肿 瘤 细 胞 的 生 长 。 白 细 胞 介 素 、 粒 细 胞 集 落 刺 激 因 子 等 都 是 属 於 淋 巴 因 子 。

    前 已 述 及 , 有 机 锗 化 合 物 是 一 种 能 在 自 身 免 疫 功 能 变 化 的 宿 主 体 内 调 节 免 疫 作 用 的 化 合 物 , 能 诱 生 干 扰 素 , 活 化 NK细 胞 和 巨 噬 细 胞 。 如 人 囗 服 有 机 锗 2250mg。 一 周 後 血 锗 中 干 扰 素 可 达 峰 值 。 但 连 续 用 药 一 个 月 , 则 降 至 原 有 水 平 , 说 明 过 量 服 用 无 作 用 。 用 小 鼠 作 试 验 , 剂 量 为 300mg/kg, 20小 时 後 干 扰 素 达 到 生 理 意 义 水 平 , 24小 时 可 达 最 高 浓 度 320单 位 /ml。 有 人 重 复 类 似 的 试 验 , 剂 量 相 同 , 25~ 30小 时 可 到 167.1~ 367.5单 位 /ml。 48小 时 後 下 降 。 由 於 干 扰 素 能 增 强 机 体 的 防 御 能 力 , 干 扰 素 增 加 , 免 疫 能 力 则 加 强 。 还 有 报 导 服 用 有 机 锗 24小 时 , 脾 脏 中 NK细 胞 活 性 增 大 , 腹 腔 注 射 48小 时 , 腹 腔 内 出 现 细 胞 毒 性 巨 噬 细 胞 , 这 些 表 明 免 疫 能 力 的 提 高 是 有 机 锗 能 预 防 和 治 疗 各 种 疾 病 的 原 因 。

    4. 富 集 氧 说   诺 贝 尔 医 学 奖 获 得 者 瓦 尔 布 鲁 诺 博 士 认 为 , 缺 氧 乃 万 病 之 源 , 正 常 细 胞 在 缺 氧 的 情 况 下 会 分 解 体 内 的 醣 , 使 正 常 细 胞 核 表 现 为 癌 前 变 , 有 机 锗 在 体 内 代 替 氧 与 H + 作 用 , 从 而 节 省 了 氧 的 消 耗 , 而 达 到 富 集 氧 的 作 用 , 抑 制 了 癌 变 的 过 程 。 长 期 劳 累 体 弱 者 , 由 於 供 氧 不 足 而 病 发 , 服 用 有 机 锗 可 使 人 精 神 倍 增 , 消 除 疲 劳 。 甚 至 可 抢 救 煤 气 中 毒 的 患 者 。

 

锗 的 应 用 与 开 发 前 景

    由 於 锗 的 广 泛 生 物 活 性 , 已 受 医 药 食 品 、 化 妆 品 、 饲 料 等 多 个 行 业 所 重 视 , 尤 其 在 医 药 保 健 上 应 用 更 为 广 泛 , 前 景 十 分 诱 人 。

    1. 药 物

抗 癌 药 、 抗 高 血 压 、 消 炎 、 镇 痛 等 。 日 、 澳 、 波 、 美 已 用 於 治 疗 和 预 防 。

 
    2. 保 健 饮 料 与 含 锗 补 剂 , 益 智 、 抗 衰 老 、 健 身 强 体

日 、 中 国 、 香 港 地 区 等 地 已 有 此 新 产 品 , 如 锗 泉 源 。

 
    3. 饲 料 添 加 剂

提 高 产 蛋 率 , 改 进 肉 的 质 量 , 产 品 有 “ 热 宝 ” 。

 
    4. 含 锗 食 品

这 类 产 品 很 多 , 如 含 锗 的 豆 芽 、 豆 腐 、 牛 奶 、 酵 母 、 饼 乾 、 糕 点 、 蜂 蜜 等 。

 
    5. 含 锗 化 妆 品

可 制 备 营 养 霜 、 粉 刺 霜 、 毛 发 生 长 剂 等 多 种 化 妆 品 。

 
    6. 化 学 催 化 剂

改 进 聚 酯 的 品 质 。

 
    7. 其 它

蓄 电 池 工 业 去 极 剂 , 锗 浴 皂 、 锗 沭 浴 液 等 。