三聚氰胺的危害及其对动物器官的损伤

2007年美国“宠物食品”和2008年中国“三鹿婴幼儿奶粉”受三聚氰胺污染事件,使得三聚氰胺这种本不该出现在食品中的化工产品变得人所共知,其给我国经济及人民身体健康带来的巨大损失引发了公众对动物食品安全前所未有的关注。随着我国政府加大检测和处理力度,三聚氰胺似乎逐渐淡出了公众的视线。然而食品中三聚氰胺污染事情报道从未间断过。2009年12月,山西阳泉市金福来乳业有限公司销售三聚氰胺含量严重超标的奶粉,造成严重影响。2010年7月,公安部查获湘潭市某乳制品生产企业三聚氰胺含量严重超标乳粉258袋共计6.45吨。2011年3月重庆一公司购26吨三聚氰胺奶粉生产雪糕被查获。2011年7月最新报道,重庆5个养殖场用奶粉养猪,三聚氰胺最高超515倍。三聚氰胺事件的屡禁不止,不得不让我们重新审视和思考:三聚氰胺到底是什么,三聚氰胺对人和动物有何危害?研究进展如何?

因此,本文就三聚氰胺的性质、用途、危害及其三聚氰胺事件屡禁不止的原因进行了分析,并着重阐述了三聚氰胺对动物各组织器官损伤的最新研究进展,以引起人们继续对其进行关注,加强科学研究。

1三聚氰胺的简介及屡禁不止的原因

1.1三聚氰胺的简介

三聚氰胺(Melamine),最早被李比希于1834年合成,又名蜜胺,分子式C3N6H6,相对分子质量126.12,无色至白色晶体,密度1.573g/cm3(16℃),常压熔点354℃(分解)[1]。少量溶于水、乙二醇、甘油及吡啶,微溶于乙醇,不溶于乙醚、苯和四氯化碳。三聚氰胺显弱碱性,与盐酸、硫酸、硝酸、乙酸、草酸等都能形成盐。在中性或微碱性环境下,高温下可能会分解放出氰化物、氮氧化物和氨等有毒物质。

1.2三聚氰胺的用途

常见于各种改性塑料、电木、仿造陶瓷、板材、涂料、阻燃剂等材料,广泛应用于建材、灭火剂、纺织、皮革和造纸等行业。某些化肥也混有三聚氰胺。一些酸性食物(如柠檬汁或橙汁等)在压模高温环境下也可能产生三聚氰胺。但由于三聚氰胺在高温下可能分解产生氰化物(较强毒性),故三聚氰胺及其制成的产品应避免高温。

1.3三聚氰胺事件屡禁不止的原因
1.3.1检测方法的问题
目前三聚氰胺的检测方法主要有气质联用(GC-MS)法、超高效液相色谱-电喷雾串联质谱法、反相高效液相色谱法、高效液相色谱-二极管阵列法、高效液相色谱法(HPLC)、高效液相色谱-四极杆质谱联用、固相萃取与高效液相色谱联用、液相色谱串联质谱法(LC-MS/MS)、重量法、电位滴定法等[2],虽然这些方法可以定性定量地检测三聚氰胺,但是操作相对繁杂,还有待抓紧研发快速、准确、便捷、成本低的检测方法,以及制定三聚氰胺的检测标准。
1.3.2执法不严
之前我国对于食品安全的执行力度不够,执法不严,致使许多不法商人有机可趁,把三聚氰胺当作真蛋白添加到食品、奶乳中,以提高其表观蛋白的含量,对人类和动物都造成了很严重的威胁。
1.3.3来源无法根除
2008年以来虽然国家下令彻底销毁含三聚氰胺的食物,但由于目前我国是世界上三聚氰胺生产工艺技术种类最多的国家,也是三聚氰胺的主要出口国,国内尿素生产成本较低,而三聚氰胺主要使用尿素法直接在高温高压下制得,技术难度不大,大量生产销售三聚氰胺也是造成三聚氰胺事件屡禁不止的原因。

2三聚氰胺对动物及人的危害

三聚氰胺是一种低毒的化工原料,并非法定的添加剂。它的剂量和临床疾病之间存在明显的量效关系。从目前掌握的资料来看,这种物质对人和动物的危害表现在长期接触或反复接触该物质时,对人和动物造成一定的损伤。

2.1三聚氰胺对人的危害

三聚氰胺对人的危害主要发生在婴幼儿中。我国卫生部等部门在2011年4月联合发布公告要求,婴儿配方食品中三聚氰胺的限量值为1mg/kg,其他食品中三聚氰胺的限量值为2.5mg/kg,高于上述限量的食品,一律不得销售。但根据报道,近年来,我国多个省市区先后发生了数以几千计的婴幼儿泌尿系结石的患儿病例,就甘肃省进行的流行病学调查结果表明,大多数患儿是进食了三聚氰胺的含量高达2563mg/kg的某婴幼儿奶粉3-6个月后发病的。而对于成人很少食用奶粉,而且成人对三聚氰胺耐受量高,排泄快,故很少受影响。研究表明,若长期食用含三聚氰胺的食品,三聚氰胺进入人体后,发生取代反应(水解),生成三聚氰酸,三聚氰酸和三聚氰胺形成大的网状结构,形成结石,尤其是泌尿系统结石。

2.2三聚氰胺对动物的危害

研究表明,三聚氰胺雄性大鼠经口LD50为3.16g/kg·bw,雌性大鼠经口LD50为3.85g/kg·bw,小鼠LD50为4.55g/kg·bw。而林祥梅等的昆明小鼠急性毒性实验[3]表明,三聚氰胺全部不致死的最大剂量5000mg/kg·bw,依据国家药物急性毒性分级标准,可判定三聚氰胺为微毒或基本无毒物质。三聚氰胺对兔子的半数致死量为1g/kg·bw。三聚氰胺对动物的危害主要表现在发达国家,集中在宠物中,尤其是狗、猫和观赏鱼,已查明是食用含三聚氰胺的饲料所致,但最近发现有用三聚氰胺含量严重超标的毒奶粉喂养仔猪,这样不但会引发仔猪健康问题,最终将有可能造成三聚氰胺毒物残留,导致人类受害。动物实验结果表明,三聚氰胺在动物体内新陈代谢很快而且不会存留,但动物长期摄入三聚氰胺会造成泌尿、生殖系统的损害,膀胱、肾部结石,并可进一步诱发膀胱癌等[4]。
3三聚氰胺对动物各系统损伤的实验研究
3.1三聚氰胺对动物泌尿系统的损伤

Baynes等[5]给猪静脉注射三聚氰胺(6.13mg/kg·bw),发现28h后,血液中99%的三聚氰胺被清除,可以肯定泌尿系统是清除三聚氰胺的主要器官,当长期食入或持续反复食入三聚氰胺时,动物泌尿系统首先表现症状。

3.1.1三聚氰胺对动物肾脏损伤的研究

贾广乐等[6]进行的昆明小鼠的急性毒性实验表明灌胃死亡的小鼠输尿管中均有大量晶体沉积,部分小鼠肾脏被膜有一层晶体,其它脏器未见有明显的变化。另对三聚氰胺引起尿毒症的宠物狗肾脏标本作组织切片和染色,经红外光谱和X衍射扫描电子显微镜分析显示,肾脏都有管状的退化和坏死,伴有小管内的双折射晶体和间质性肾炎。给猫喂三聚氰胺饲料后,猫的血清尿素和肌酐逐渐升高,23d后其超出正常范围,30d后猫肾脏中可见淋巴细胞浸润,肾小管管腔中出现晶体,肾脏形成了结石。

崔雯[7]等研究也表明三聚氰胺可使小鼠产生精神不振,不食等症状,剖检可在肾表面发现淤血斑,并在肾小管内发现细沙状结石,生化检测显示,尿氮素(bloodureanitrogen,BUN)和肌酐(Creatinine,CRE)都明显增高,BUN和CRE的升高在临床上提示实验动物存在肾衰竭的可能,由此推断长期饲喂三聚氰胺可能会引起肾衰竭。陈茜[8]等通过对雄性小鼠采用隔天灌服高中低剂量的三聚氰胺后还发现小鼠肾脏组织匀浆SOD活性降低,丙二醛(MDA)水平升高,并在组织形态学观察中可见明显肾小管损害。

朱金凤等[9]用玉米油做溶剂对28日龄昆明小鼠连续灌胃浓度700、350、175mg/kg体重的三聚氰胺,观察肾脏组织的病理学变化和细胞化学变化,结果发现小鼠肾脏肾小管官腔出现黄色晶体,肾小管上皮细胞变性、坏死,细胞核固缩,肾小管管腔扩张,上皮细胞脱离基底膜,其中肾小管中三聚氰胺结晶的沉积具有证病意义。王玉燕等[10]对Wistar大鼠的三聚氰胺的染毒实验说明了三聚氰胺对肾毒性的致病机制是三聚氰胺经消化道进入体内能部分水解生成三聚氰酸,并在肾脏两者结合生成三聚氰胺-三聚氰酸结合晶体。晶体阻塞肾小管并造成肾小管上皮细胞损伤可导致肾小管重吸收功能障碍,最终导致肾功能衰竭,这是我国首次破解三聚氰胺引发肾损伤机理。

3.1.2三聚氰胺对动物尿道膀胱的损伤

Okumura等[11]给F344雄性大鼠饲喂含三聚氰胺1%和3%的饲料,结果表明饲喂含3%三聚氰胺饲料能导致膀胱结石形成,并且诱发膀胱肿瘤和输尿管肿瘤。

在慢性毒性研究中,添加2250mg/kg-4500mg/kg三聚氰胺的饲料,雄性小鼠膀胱结石、急/慢性炎症、上皮增生的发生率增加,当添加剂量在4500mg/kg-9000mg/kg时,雌性小鼠在试验13周后发现膀胱上皮细胞出现溃疡[4]。

Brown[12]研究结果发现,16只试验小鼠饮食三聚氰胺后都有尿毒症的现象产生,包括厌食、呕吐、昏睡、多尿、氮血症和高磷酸盐血症。在这16只小鼠中,均发现尿道末端管状损害,同时在其尿道末端管或集尿管中出现带有条纹的独特结晶体。

3.2三聚氰胺对动物肝脏的损伤

给小鼠按160mg/kg·bw注射三聚氰胺,注射6-l2h后,小鼠全部死亡,肝脏中的酶活性几乎是注射40mg/kg·bw三聚氰胺小鼠的2倍。试验小鼠注射2.5mg/kg·bw-40mg/kg·bw的三聚氰胺,3周后未发生死亡,但在试验期最后48h内,测定血液生化指标,在最大剂量时血清中的酶活性提高了,揭示存在肝脏损伤。从组织病理学上讲,注射三聚氰胺的剂量达到10mg/kg·bw对小鼠肝脏没有损伤,但是当剂量达40mg/kg·bw时,将会造成肝坏死[13]。

另外,倪和民[14]等通过对三十只比格犬饲喂不同剂量的三聚氰胺及三聚氰酸,发现其对肝脏的损伤只是表现在一部分肝脏生化指标的改变,并未造成明显可见的肝脏外观极其组织结构的改变,至于损伤程度与饲喂剂量是否成正比有待进一步研究。

3.3三聚氰胺对动物生殖系统的损伤

李建红等[15]通过三聚氰胺及其衍生物对比格犬的毒性研究,并对犬睾丸组织切片从形态学和组织学角度进行观察,发现对生殖系统中的睾丸无明显毒害作用。但是仅从形态学和组织学角度观察,并不全面。三聚氰胺是否对睾丸、附睾等细胞造成损伤,有没有病理性的变化,这将有待于进一步研究。
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……
本文全文刊于2011年8月刊

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