1.镍元素基本信息
镍元素符号是Ni。原子序数为28,位于元素周期表中第四周期,第Ⅷ族。相对原子质量为58.69,密度8.902,熔点1455℃,沸点2730℃。镍近似银白色、硬而有延展性、铁磁性、导电性和导热性的金属元素。常温下,镍在潮湿空气中表面形成致密的氧化膜,不但能阻止继续被氧化,而且能够高度磨光和抗腐蚀。1751年,瑞典的克朗斯塔特(Cronstedt),用红砷镍矿表面风化后的晶粒与木炭共热,而制得镍。1952年,有报告提出动物体内有镍,后来又有人提出镍是哺乳动物的必需微量元素。1973年,有人第一次提出镍是人体必需的微量元素,1975年以后开展了镍的营养与代谢研究。近些年的研究证明,镍确实是正常机体必不可缺的微量元素之一。
2.镍元素在人体内的分布情况
通常成年人体内所含的镍为7毫克左右,分布于人体的肝脏、肾脏、脊髓、大脑、心脏、软骨、肺、结缔组织和皮肤中。其中肺、大脑、心脏和肾脏的镍含量比较丰富。镍主要由呼吸道吸收,且吸收很好。金属镍不容易从消化道吸收,也不能从皮肤吸收。正常人血清镍含量为0.26毫克/升,每克头发中含镍量约为0.64毫克,每升尿样中含镍量约为4微克,镍主要从粪便、尿液、汗液排出。
3.镍元素对人体健康的作用
(1)影响某些酶的活性:镍参与人体某些酶的代谢和组成,对维持人体生理功能起着一定的生理作用。镍可以激活肽酶,有人认为镍可能是胰岛素分子中的一个成分,相当于胰岛素的辅酶。据有关资料报道,镍对增强胰岛素分泌、降低血糖有作用。
(2)对血液系统有影响:有人认为,镍可以在体内稳定凝血机制中的易变因子,并对维持稳定核酸代谢有作用。动物实验和临床观察提示,补充适量镍,可使红细胞、白细胞及血红蛋白的生成增多。各种贫血及肝硬化病人血镍均降低。镍有刺激生血功能的作用,硫酸镍和溴化镍等镍盐可用于治疗各种贫血及肝硬化。
(3)影响内分泌腺的功能:研究表明,镍能干扰脑垂体功能,使肾上腺皮质功能低下,甲状腺结合碘的功能降低,从而影响内分泌。镍能干扰组织代谢,使肝、肾、睾丸、肾上腺等组织变性、肺防御功能降低,进而抑制生长。此外,二价镍盐能抑制抗体、干扰素的合成和活性。
(4)影响遗传物质的合成:研究表明,镍能影响DNA和RNA发挥作用,因镍能与DNA中的磷酸酯结合,稳定了DNA的双螺旋结构,从而影响DNA的合成、RNA的复制及蛋白质的合成。镍除一部分与DNA中磷酸酯结合而稳定DNA结构外,另一部分与DNA的碱性受体结合,引起DNA损伤,使核酸复制失真,引起突变,最后致癌。
(5)影响机体超微结构:动物实验证明,缺镍可使肝细胞发生肿胀,超微结构发生异常。还有一些研究也同样提示,镍在维持大分子结构稳定性、膜稳定性和细胞的超微结构方面有重要作用。
此外,镍可作为神经镇静剂治疗头痛、神经痛和失眠。镍对肺心病、哮喘病及心肺功能不全的患者有缓解症状作用。
4.镍与相关疾病
(1)引起炎症:镍对人体皮肤的危害最大,直接影响肤色。镍引起的接触性皮炎又称“镍痒症”或“镍疥”,先是皮肤剧痒,后出现丘疹、疱疹及红斑,重者化脓、溃烂。长期接触镍,能使人头发变白。长期接触低浓度镍引起的沙眼、慢性咽炎的发生率较高,而且低浓度镍及镍化合物与盐酸、氨等毒物的联合作用比低浓度硫酸、盐酸、氨对人体眼、咽黏膜的刺激和损害作用更大。实验证明,镍及其化合物对人皮肤黏膜和呼吸道有刺激作用,可引起皮炎和气管炎,甚至发生肺炎。口服大量镍会出现呕吐、腹泻等症状,发生急性胃肠炎和牙龈炎。
(2)导致癌症:有研究认为,镍有致癌性,且镍化合物与肿瘤发生有关。流行病学调查发现,镍化合物可引起镍冶炼工人鼻咽癌和肺癌。镍对肺和呼吸道有刺激和损害作用,特别是吸烟者更易患肺癌,因香烟中含量较高的镍与烟雾中的一氧化碳结合成四羰基镍所致。此外,白血病患者血清中镍含量是健康人的2~5倍,且患病程度与血清中镍含量明显相关,暗示着镍也可能是白血病的致病因素之一。
(3)引起神经衰弱症:长期接触低浓度镍,会引起多梦、失眠、脱发、视力下降、恶心、腹痛等神经衰弱症。
(4)导致系统紊乱:镍的毒性还与镍的形态有关,金属镍几乎没有急性毒性(纳米级镍尘除外),一般的镍盐毒性也较低,但胶体镍或氯化镍、硫化镍和羰基镍毒性较大,可引起中枢性循环和呼吸紊乱,使心肌、脑、肺和肾出现水肿、出血和变性。其中羰基镍属高毒性、强致癌物质,微量即能引起动物死亡;吸入人体后,首先伤害肺,出现头晕头痛、步态不稳,恶心呕吐、胸闷等症状,然后出现高热、呼吸困难、胸部疼痛,最终引起肺水肿和呼吸道循环衰竭而死亡。
(5)缺镍症状:当人体内镍的含量减少时,胰岛素的活性也会降低,进而影响到糖类的新陈代谢,有可能发生糖尿病。缺镍会导致生长发育缓慢,特别是在哺乳期生长速度减慢,死亡率升高,说明镍与催乳激素的调节有关。缺镍时,肝变小,呈暗褐色,糖原含量降低,使淀粉酶和肝中脱氢酶的活性降低,导致糖类代谢发生紊乱,造成体内能量不足。人体缺镍时,对铁的吸收较差,引起红细胞减少,白细胞减少,血红蛋白减少,引起严重贫血。当人体摄入适量的镍盐,可使血红蛋白的成分及红细胞的再生明显加快,造血功能显著提高。
5.高镍对人体健康的危害
经动物和人类流行病调查证明,吸收过量的镍能使细胞恶变,有致癌作用。某些地区的肝癌、鼻咽癌发病率高,与该地区饮水、土壤中含镍量高有关。镍过量的临床表现为眩晕、恶心、呕吐症状;缺血心肌释放的镍,可使冠状动脉进一步痉挛,使冠状动脉供血不足,加重心肌损伤,镍可直接作用于心肌,引起冠心病。
镍主要用于生产不锈钢和高温合金,是一种很重要的金属材料。镍矿经过浮选进行冶炼,其金属镍粉和烟雾对人体有毒害作用。接触后对呼吸道、鼻、咽黏膜可有刺激作用,出现咳嗽、咳痰。有资料报道,镍可以引起肺癌和胃癌,镍烟雾可致急性肺炎病变。工业上使用镍盐主要引起镍痒疹,多发在接触耳环、皮鞋和眼镜、汽车门把、表带等部位。镍痒疹的特点是以发痒起病,有时在1周后才出现皮疹,在接触部位呈红斑、丘疹或毛囊性皮疹,可出现浅表性溃疡、结痂、湿疹或湿疹样病损。在慢性期,皮肤可出现色素斑或色素脱屑斑,也会引起过敏性皮损。
6.镍元素的主要饮食来源
镍的来源十分广泛,其中植物性食品中的镍含量比较丰富,镍的摄取一般以食物为主,如坚果类、谷物、茶叶、洋葱、海带、大葱、蘑菇、丝瓜、黄瓜、茄子等。其中丝瓜的含镍量最高,被誉为“镍之王”。动物性食品、水果、乳制品及其他海产品中也含有镍,但含量不高。
“专家健康提醒”
(1)镍元素的摄入:人体所需的镍含量比较少,为6~10毫克,一般正常人每天所需的镍为0.2~0.5毫克。国际卫生组织指出,成人每天摄取0.4毫克(按原5%吸收率计算,实际吸收0.02毫克)可满足生理需要。孕妇和对镍过敏的人应避免接触镍,否则会影响胎儿的健康生长,也给自身带来危害。
(2)推荐补镍食谱
丝瓜炒香菇
“主要原料”主料用丝瓜、香菇,作料为植物油、食盐、味精、淀粉、姜片、料酒、香油。
“制作方法”把香菇用清水冲洗干净,泡发,切成片状,待用;把丝瓜削皮,用清水冲洗干净,切成片状,待用。锅中加入植物油,并将油温烧至六七成热时,速放入姜片煸炒片刻,然后放入丝瓜片、香菇片,再放入适量食盐、味精和料酒,翻炒,待丝瓜和香菇炒熟后,用水淀粉勾芡,倒入适量香油,翻炒均匀即可食用。
“功效作用”丝瓜中含有微量元素镍(每100克丝瓜中大约含镍16毫克)、铜、锌、铁及胡萝卜素、维生素C等丰富的营养物质,具有降血糖、维护心血管的功效。香菇中含有高蛋白、氨基酸、多种酶、钙、磷等营养物质,有助于儿童骨骼的生长发育,可调节生理功能,提升人体免疫力。坚持食用,能降糖降脂、祛痰止咳。特别适宜高血糖、气喘咳嗽、体质虚弱患者食用。
扩展阅读资料
1.康立娟,孙凤春,“镍与人体健康及毒理作用”,《世界元素医学》,2006年第3期
2.曹宏梅,赖红伟,董树国等,“微量元素镍概论”,《广东微量元素科学》,2006年第12期
3.李青仁,苏斌,李胜钏,“微量元素钴、镍与人体健康”,《广东微量元素科学》,2008年第1期
4.韦友欢,黄秋婵,苏秀芳,“镍对人体健康的危害效应及其机理研究”,《环境科学与管理》,2008年第9期
5.郑克纯,宋志忠,“镍与人体健康关系的研究进展”,《现代预防医学》,2009年第3期
6.孙邈,“微量元素铬镍与人体健康”,《微量元素与健康研究》,2010年第6期