锗保健作用

什么是锗? 锗的保健作用

(2010-04-29 12:22:39)

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杂谈

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