郭劍平，張亞娟，袁慧，李建華，郭婷婷，王婧荃

(中國輻射防護(hù)研究院GLP中心，太原，030006)

0 引言

1994年,美國食品藥品管理局(FDA) 頒布《膳食補(bǔ)充劑健康和教育法》(Dietary Supplement Health and Education Act,DSHEA),這是美國膳食補(bǔ)充劑管理的重要里程碑。膳食補(bǔ)充劑是一種旨在補(bǔ)充飲食的產(chǎn)品(而非煙草),可能包含一種或者幾種膳食成分: 維生素、礦物質(zhì)、草本(草藥) 或其他植物、一種氨基酸、一種用以增加每日總攝入量而補(bǔ)充的膳食成分,或是以上成分的濃縮品、代謝物、提取物或組合產(chǎn)品等,DSHEA允許膳食補(bǔ)充劑使用一些藥品成分[1-3]。在美國,膳食補(bǔ)充劑在日常生活及臨床中的應(yīng)用均十分廣泛,1歲及以上人口中,有49%的人群使用膳食補(bǔ)充劑,且各類膳食補(bǔ)充劑的使用比例均呈現(xiàn)隨年齡增長而增加的趨勢(shì)。我國2012年1月1日開始根據(jù)《商標(biāo)注冊(cè)用商品和服務(wù)國際分類》(第十版)執(zhí)行制訂的《類似商品和服務(wù)區(qū)分表》(2012年版)首次提出膳食補(bǔ)充劑，并對(duì)相關(guān)商品進(jìn)行商標(biāo)分類[4]。

輻射流行病學(xué)及臨床研究表明,低劑量/低劑量率電離輻射有誘發(fā)癌癥[5]、先天異常、心腦血管疾病[6]、認(rèn)知及其他神經(jīng)系統(tǒng)紊亂[7]、白內(nèi)障、以及內(nèi)分泌紊亂、支氣管肺損傷、消化系統(tǒng)損傷等其他功能損傷的報(bào)道。這種低劑量暴露如不及時(shí)采取有效的監(jiān)測(cè)、危害評(píng)價(jià)和有效的防護(hù)措施,會(huì)給更多的人造成遠(yuǎn)后期效應(yīng)形式的健康危害,而且還可能因嚴(yán)重的心理損害而加重其他因素對(duì)健康的危害。針對(duì)長期接觸核素的采礦職工、醫(yī)護(hù)人員、軍人等受到中低劑量照射損傷人群的輻射防護(hù),有必要研究安全有效、副作用小的膳食補(bǔ)充劑。本文介紹了維生素類和礦物質(zhì)、中藥提取物、多糖、藻類、蜂膠等膳食補(bǔ)充劑成分對(duì)受到外/內(nèi)照射損害保護(hù)的文獻(xiàn)報(bào)道。

1 維生素類和礦物質(zhì)

維生素C(VitC)又稱為抗壞血酸(ascorbicacid),是人體必需的一種營養(yǎng)素,富含于新鮮的蔬菜、水果中,具有抗氧化作用,可降低DNA的氧化損傷、抑制腫瘤細(xì)胞的生長[8-9]。Harapanhalli等[10]研究報(bào)道，VitC對(duì)受到亞致死劑量3.5 Gy X射線照射損傷小鼠具有防護(hù)作用,保護(hù)指數(shù)為1.7。傅春玲等[11]給小鼠連續(xù)灌胃30 mg/kg體重的VitC 10 d后,再進(jìn)行5.0 Gy γ射線照射,可使小鼠的30 d存活率和平均存活時(shí)間明顯延長,保護(hù)指數(shù)達(dá)2.09,從整體水平證實(shí)了VitC對(duì)γ射線具有較好的防護(hù)作用。

王小慧等[12]研究維生素D對(duì)60Co輻射小鼠外周血細(xì)胞的影響。吸收劑量為6 Gy/只,劑量率為1 Gy/min。第2、9天，維生素D保護(hù)組的白細(xì)胞計(jì)數(shù)(WBC)、紅細(xì)胞計(jì)數(shù)(RBC)、血小板均高于照射組；急性輻射損傷后24 h,維生素D干預(yù)組的多染紅細(xì)胞(PCE)微核率低于輻照組；維生素D保護(hù)組G1期較損傷組明顯縮短,細(xì)胞周期G2期細(xì)胞增多。結(jié)果表明,維生素D對(duì)輻射損傷具有一定的保護(hù)作用。

大量文獻(xiàn)報(bào)道,使用VitC或VitE對(duì)生物機(jī)體的氧化損傷都有明顯的保護(hù)作用[13]。梁欣等[14]研究發(fā)現(xiàn)，4.5 Gy的照射劑量對(duì)家兔進(jìn)行全身照射,VitE對(duì)超氧化物歧化酶(SOD)催化活性和過氧化損傷都表現(xiàn)出明顯的保護(hù)作用,抑制和清除過氧化損傷,清除丙二醛(MDA),VitC組對(duì)血清MDA有一定的保護(hù)作用。

1973 年羅特魯克(J．T．Rotruck) 等發(fā)現(xiàn)硒是谷胱甘肽過氧化物酶 (GSH-Px) 的必要成分,提示硒是通過這種酶而發(fā)揮其抗氧化作用,同時(shí)為人體對(duì)硒的營養(yǎng)需要提供了生化依據(jù)。硒在人體內(nèi)主要以硒蛋白的形式存在并發(fā)揮作用,通過催化還原型谷胱甘肽成為氧化型,同時(shí)使有毒的過氧化物還原為無害的羥基化物,從而保護(hù)組織細(xì)胞特別是生物膜免受過氧化氫的損害。由于硒的抗氧化特性使得硒同時(shí)具有抗輻射、抗衰老等功能。郭英等[15]研究發(fā)現(xiàn)，雄性小鼠經(jīng)3 Gy60Co γ射線照射后3天,肝、脾組織過氧化脂質(zhì)(LPO)生成量比未照射組均顯著增多,而GSH-Fx活性顯著降低,但于照射前連續(xù)7天每日灌胃亞硒酸鈉溶液0.2 mL(含硒12.5 μg)的實(shí)驗(yàn)組動(dòng)物,肝、脾組織LPO含量均明顯少于照射組,而GSH-Fx活性都顯著高于照射對(duì)照組,硒在輻射損傷后通過降低LPO含量和增加GSH-Fx活性,起到保護(hù)作用。膳食硒是維持GSH-Fx活性、并用以防護(hù)生物膜脂質(zhì)過氧化的重要成分。實(shí)驗(yàn)結(jié)果中所顯示的攝入硒能明顯地抑制LPO形成和增強(qiáng)GSH-Fx活性,則為必然的結(jié)果。因此,可認(rèn)為硒是一種抗輻射損傷的必需微量元素。

2 中藥提取物

Sorokinaa等[16]研究膳食補(bǔ)充劑和低劑量率高LET輻射對(duì)SHK小鼠放射敏感性、適應(yīng)性反應(yīng)誘導(dǎo)和腫瘤生長的聯(lián)合作用。用0.11 Gy(0.2 mGy/h)低劑量率高LET輻射照射動(dòng)物。在整個(gè)照射期間(22天),4組小鼠被喂食選定的產(chǎn)品(大豆蛋白、蕎麥、萵苣葉和一種基于鱈魚肝油的藥物)。研究結(jié)果表明,食用含有大豆蛋白、蕎麥和萵苣葉飲食的小鼠與食用含有魚肝油飲食的小鼠相比,小鼠對(duì)1.5 Gy X射線的敏感性降低,埃利希癌的生長顯著減慢。高LET輻射和上述食品補(bǔ)充劑的聯(lián)合作用降低了小鼠對(duì)1.5 Gy輻射的敏感性,誘導(dǎo)了適應(yīng)性反應(yīng),與只接受高LET輻射的小鼠相比,這導(dǎo)致了埃利希癌生長速度的下降。

Zuo等[17]探討中藥復(fù)方茶黃精對(duì)氚化水(HTO)的輻射防護(hù)作用。60只SPF級(jí)C57BL/6JM小鼠被分為3組：對(duì)照組(腹腔注射無菌水)、模型組(腹腔注射11.1 ×105Bq/g HTO)、復(fù)方茶黃精組(腹腔注射+灌胃茶黃精)。在1、7、14和21天后解剖,收集樣本。分析血液、SOD和MDA含量。結(jié)果表明，茶黃精無毒無不良反應(yīng),安全性高；減少氚半排期,明顯加速氚內(nèi)污染小鼠體內(nèi)氚的排除,使肝組織的含氚量明顯減少；能清除體內(nèi)自由基和調(diào)節(jié)機(jī)體的免疫功能,減緩?fù)庵苎准?xì)胞和紅細(xì)胞的下降,升高肝組織超氧化物歧化酶活力,降低肝組織的丙二醛含量,從而減輕氚對(duì)機(jī)體的輻射損傷。

3 多糖

20 個(gè)以上的單糖通過糖苷鍵形成的多糖是公認(rèn)有效的天然輻射防護(hù)劑,可源于植物、動(dòng)物及微生物,其中植物源性多糖的抗輻射作用研究較多。

關(guān)素珍等[18]采用不同劑量(0、2、6、10 Gy)X射線照射脊髓神經(jīng)(SCN)細(xì)胞后,再給與不同濃度枸杞多糖(LBP)干預(yù)后的SCN細(xì)胞存活率均明顯升高,LBP+照射組細(xì)胞比單純照射組細(xì)胞的自噬相關(guān)蛋白LC3 II/I表達(dá)明顯升高。結(jié)果表明，枸杞多糖對(duì)體外培養(yǎng)的脊髓神經(jīng)元具有輻射損傷保護(hù)作用,可能與LBP促進(jìn)自噬相關(guān)蛋白LC3 II/I表達(dá)有關(guān)。

當(dāng)歸多糖可明顯升高大鼠生存質(zhì)量、骨髓有核細(xì)胞數(shù)量、白細(xì)胞數(shù)、脾臟指數(shù)、γ-干擾素(IFN-γ)及白介素-4(IL-4)表達(dá)量,而降低紅細(xì)胞數(shù)、血紅蛋白含量[20]。HE染色可見脾臟病理損傷有所減輕,脾小體依稀可見,生發(fā)中心、紅髓和白髓分界尚可見,淋巴細(xì)胞數(shù)量升高。當(dāng)歸多糖對(duì)輻射所致 SD 大鼠骨髓及脾臟損傷具有防護(hù)作用,可能是通過減輕輻射對(duì)骨髓及脾臟造血細(xì)胞、免疫細(xì)胞的損傷,并補(bǔ)充機(jī)體血液及津液來實(shí)現(xiàn)的。

60Co γ射線照射小鼠，總劑量達(dá)4 Gy，低聚殼聚糖和巖藻低聚糖灌胃,動(dòng)物胸腺指數(shù)和脾指數(shù)均顯著升高,股骨骨髓DNA含量顯著增加,小鼠肝臟、心臟和腎臟的谷胱甘肽(GSH) 含量顯著升高,MDA含量顯著降低。結(jié)果表明，低聚殼聚糖和巖藻低聚糖具有顯著的抗氧化作用,減輕輻射誘導(dǎo)的遺傳損傷和造血損傷，對(duì)受照小鼠具有一定的保護(hù)作用[21]。

殼聚糖是甲殼質(zhì)的脫乙酰產(chǎn)物,是自然界中少見的堿性多糖,具有優(yōu)良的生物降解性、生物相容性和生物黏附性,研究發(fā)現(xiàn)，殼聚糖的衍生物——?dú)ぞ厶?乙二胺四乙酸(EDTA)、羧甲基殼聚糖、殼聚糖-二乙烯三氨五乙酸(DTPA)納米粒對(duì)某些金屬離子具有良好的螯合能力[22],將這一特點(diǎn)應(yīng)用于某些放射性核素的促排研究,殼聚糖-EDTA納米粒預(yù)防給藥治療組鍶染毒小鼠的顱骨內(nèi)放射性鍶含量明顯低于對(duì)照組和即刻給藥治療組,小鼠體內(nèi)整體放射性鍶殘留量明顯低于其他組[23]。

羧甲基殼聚糖對(duì)鈾染毒小鼠具有促排和保護(hù)小鼠腸道菌群的作用[24]。從小鼠體質(zhì)量及外貌特征(皮毛等)的變化來看,鈾染毒對(duì)小鼠有危害作用,出現(xiàn)部分個(gè)體死亡情況；小鼠肝腎中的鈾有顯著積累,但腸道菌群無顯著變化。對(duì)鈾染毒后的小鼠灌胃羧甲基殼聚糖,小鼠有恢復(fù)健康跡象,并且腎臟中鈾質(zhì)量分?jǐn)?shù)呈下降趨勢(shì),腸道中乳桿菌數(shù)量也有所增加。羧甲基殼聚糖對(duì)鈾染毒有促排、解毒正向作用。

殼聚糖-DTPA納米粒能進(jìn)入組織細(xì)胞,可有效地促排組織細(xì)胞內(nèi)鈾,解決DTPA不能進(jìn)入組織細(xì)胞的不足[25]。殼聚糖-DTPA納米粒有較豐富的游離氨基,能夠清除自由基,有效地降低鈾對(duì)機(jī)體腎的損傷，同時(shí)還有較好的促排作用。

海帶屬褐藻門、褐子綱、海帶目、海帶科的海帶屬。海帶多糖具有許多方面的生物活性,而且多數(shù)無毒,是海帶的重要功能因子之一。海帶多糖是存在于海帶細(xì)胞間和細(xì)胞內(nèi)的一類天然大分子物質(zhì)。敖翩等[26]在照射前7 d連續(xù)給海帶多糖預(yù)處理后，采用總劑量為30 Gy的60Go γ射線對(duì)小鼠腦部照射，干預(yù)組小鼠纖維蛋白原的沉積表達(dá)明顯得到緩解；血腦屏障超微結(jié)構(gòu)形態(tài)與對(duì)照組相似，未見明顯差別；水迷宮結(jié)果顯示，干預(yù)組在中心區(qū)及平臺(tái)區(qū)的活動(dòng)呈增加趨勢(shì)。實(shí)驗(yàn)證明,海帶多糖對(duì)放射性腦損傷具有保護(hù)作用，其作用機(jī)制可能是通過維持血腦屏障穩(wěn)定及調(diào)節(jié)其通透性來實(shí)現(xiàn)的。褐藻酸鈉是由海帶中提取的天然多糖碳水化合物,研究表明，褐藻酸鈉對(duì)放射性核素90Sr、133Ra、133Sn、l09Cd、54Mn等具有阻止吸收和排除作用，且不影響人體對(duì)K+、Na+和Ca2+的吸收[27]。

4 藻類

螺旋藻是一種天然無毒的單細(xì)胞植物,因內(nèi)含豐富的蛋白質(zhì)、維生素、礦物質(zhì)及許多能提高人體免疫能力的生理活性物質(zhì),由此被聯(lián)合國糧油組織推薦為21世紀(jì)的最優(yōu)秀食品之一。

免疫學(xué)研究表明,螺旋藻多糖可促進(jìn)機(jī)體的特異性體液免疫,提高非特異性的細(xì)胞免疫功能,通過其免疫介導(dǎo)作用,可間接地抑制癌細(xì)胞的增殖[28]。梁明至等[29]研究發(fā)現(xiàn)，鈍頂螺旋藻能促進(jìn)造血細(xì)胞的增殖與分化,參與造血祖細(xì)胞和造血干細(xì)胞的直接或間接的調(diào)控活動(dòng),并對(duì)造血和免疫組織有重要影響。對(duì)輻射損傷小鼠WBC的恢復(fù)有促進(jìn)作用,尤其能顯著提高骨髓有核細(xì)胞(BMC)、粒-單系造血祖細(xì)胞(CFU-GM)和紅系造血祖細(xì)胞(CFU-E、BFU-E)的數(shù)量。對(duì)處于病理狀態(tài)的輻射損傷小鼠,特別在造血祖細(xì)胞和造血干細(xì)胞階段,鈍頂螺旋藻對(duì)血細(xì)胞的生成有較大影響。受輻射損傷后5 d和10 d,服用鈍頂螺旋藻后CFU-S的數(shù)量比對(duì)照組明顯提高。15 d后處于放射病恢復(fù)期,服用鈍頂螺旋藻后CFU-GM、CFU-E和BFU-E等指標(biāo)的恢復(fù)仍快于對(duì)照組。進(jìn)一步證明鈍頂螺旋藻對(duì)輻射損傷有一定的保護(hù)作用以及促進(jìn)造血恢復(fù)的作用。

小球藻是一類普生性單細(xì)胞綠藻,生態(tài)類型多樣,分布廣泛。小球藻具有良好的抗氧化活性,并且在調(diào)節(jié)機(jī)體免疫、抗病毒、抗菌、抗腫瘤、抗炎、抗糖尿病等諸多方面表現(xiàn)優(yōu)異,海藻中的抗氧化化合物具有廣闊的應(yīng)用前景,在人類健康和營養(yǎng)中發(fā)揮重要作用[30]。Kazuma等[31]研究報(bào)道，小球藻有促排放射性核素鍶的效果。預(yù)先給小鼠灌胃小球藻(75 mg/500 μL),灌胃后30 min,給與鍶溶液(24～40 kBq/100 μL),48 h后解剖動(dòng)物,發(fā)現(xiàn)小球藻抑制吸收鍶進(jìn)入血液,腸內(nèi)抑制鍶的吸收,增強(qiáng)機(jī)體對(duì)鍶的清除。

5 蜂膠

蜂膠是蜜蜂從植物的幼芽、新生枝條、樹皮等組織上采集的樹脂狀分泌物混入其上腭腺分泌物和蜂臘等加工而成的天然活性物質(zhì),蜂膠含黃酮類、萜烯類、醌類、有機(jī)酸、氨基酸等成分,具有多種生理和藥理功能,能增強(qiáng)免疫力、抗氧化、抗癌及抗輻射損傷等。

郭月鳳[32]采用3.0 Gy60Co γ射線一次性全身照射6周齡大鼠,連續(xù)7 d給大鼠灌服蜂膠乙醇提取物,結(jié)果發(fā)現(xiàn)，蜂膠乙醇提取物可以顯著減輕輻射所致的大鼠骨髓造血功能抑制,并促進(jìn)WBC數(shù)量的恢復(fù)。

丁建松等[33]研究發(fā)現(xiàn)，蜂膠有對(duì)吸入氡及其子體所致內(nèi)照射損傷的防護(hù)作用。動(dòng)物實(shí)驗(yàn)表明,累積受照劑量分別為30、67、111 WLM(工作水平月)染氡大鼠,在30 WLM劑量組,13 d共灌服0.39 g蜂膠，能顯著降低氡暴露大鼠外周血的MDA含量。在67 WLM劑量組,31 d共灌服0.93 g蜂膠，能顯著提高氡暴露大鼠肺勻漿SOD的活性。在111 WLM劑量組,48 d共灌服1.44 g蜂膠，提升SOD活性,降低MDA含量的作用更為明顯。結(jié)果表明,蜂膠能增強(qiáng)大鼠對(duì)氡及其子體的抗氧化應(yīng)激能力,從而降低輻射所致的損傷。蜂膠無毒、無抗原性和癌原性,蜂膠過敏主要是由皮膚或黏膜直接接觸蜂膠所致,其一般表現(xiàn)為接觸性皮炎,而非過敏體質(zhì)的人口服蜂膠引起過敏的可能性極小。

6 展望

長期以來，人們對(duì)核武器爆炸及重大核電站事故致大劑量/高劑量率電離輻射會(huì)誘導(dǎo)急性放射損傷印象深刻，對(duì)包括核武器試驗(yàn)放射性塵埃、核電站事故、核戰(zhàn)爭、核污染、放射診療及天然放射性高本底地區(qū)的天然輻射以及軍事和經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域高輻射本底工作環(huán)境低劑量或低水平電離輻射導(dǎo)致的長期生物學(xué)后果則了解不夠。以至于科學(xué)界對(duì)低劑量/低水平輻射對(duì)人類環(huán)境和健康究竟會(huì)造成何種影響，這種影響是有益還是有害，需不需要防護(hù)，防護(hù)到何種程度等問題仍存在不少爭議[34]。在大量核工業(yè)職業(yè)工作者流行病學(xué)調(diào)查研究中，確實(shí)發(fā)現(xiàn)長期接觸低劑量/劑量率照射者癌癥發(fā)生率顯著增加，但這些癌癥也只限于白血病和肺癌[35]。楊紅麗等[36]發(fā)現(xiàn)，接觸放射線的醫(yī)務(wù)人員，射線對(duì)眼晶狀體及淋巴細(xì)胞有一定的影響。以往應(yīng)對(duì)核恐、核事故、核戰(zhàn)爭等防護(hù)藥物對(duì)長期接觸低劑量/低劑量率的癥狀不適合使用，非但沒有治療效果，其副作用可能會(huì)產(chǎn)生更多的健康問題。抗氧化劑、營養(yǎng)補(bǔ)充劑、中藥和天然藥物將有可能成為低劑量輻射防護(hù)的主要來源[37]。具有抗放、促排且無毒安全的食物或提取物還有很多,與具有輻射防護(hù)功能的維生素、微量元素、礦物質(zhì)等配伍組成具有輻射防護(hù)功能的膳食補(bǔ)充劑將是低劑量輻射防護(hù)研究的新方向。

2021年5月13日，國家疾病預(yù)防控制局正式掛牌。由原來在國家衛(wèi)健委下屬的疾病預(yù)防控制局單獨(dú)設(shè)立為國家級(jí)機(jī)構(gòu)，體現(xiàn)國家對(duì)健康的重視，把健康管理的關(guān)口往前移，由單純的防疾病轉(zhuǎn)變?yōu)槿娲俳】怠＿@一理念轉(zhuǎn)變，可謂“明者因時(shí)而變，智者隨事而制”。針對(duì)涉核作業(yè)人員(核工業(yè)從業(yè)者、采礦工人、涉核軍人等廣大群體)的膳食補(bǔ)充劑，對(duì)核素外照射和/或內(nèi)照射產(chǎn)生的細(xì)胞、組織損害進(jìn)行保護(hù)研究，采用適合的膳食補(bǔ)充劑，以達(dá)到精準(zhǔn)防護(hù)的目的，同時(shí)增強(qiáng)體質(zhì)，健康生活，這也是國家重視健康新理念的充分體現(xiàn)。