铬

一、化学机构与理化性质

铬（chromium）的化学符号为Cr，原子序数为24，位于元素周期表中第4周期第Ⅵ B族。

铬是一种过渡金属元素，能够以多种氧化物形式存在，氧化物中的铬通常为0、+2、+3或+6价，其中3价铬和4价铬在生物学方面更为重要。

铬是一种银白色有光泽的硬金属，耐腐蚀性强。常见铬的化合物有铬铁矿、氧化铬、铬酸钠、铬酸钾、铬酸酐、重铬酸钾。6价铬化合物均能溶于水，在有机物和化学还原物的作用下，6价铬可被还原为3价铬，而沉淀于水底的3价铬在碱性条件下可氧化为高价铬。2价铬不稳定，可很快氧化为3价铬。2价铬及金属铬毒性很小，6价铬还原为3价铬对其毒性有重要意义。铬在生物材料中一般呈3价，葡萄糖耐量因子即为3价铬与烟酸的结合物。

二、主要来源与生产制备方法

主要来源  铬的最好来源是整粒的谷类、豆类、肉和乳制品。谷类经加工精制后铬的含量大大减少，如小麦加工成精粉铬损失2/3，精白糖含铬量仅为粗红糖的1/10～1/3。啤酒酵母、家畜肝不仅含铬高而且其所含的铬活性也大。

生产制备方法  采用还原剂还原铬氧化物的方法制取铬。

三、生理功能及作用

加强胰岛素的作用  糖代谢中铬作为一个辅助因子对启动胰岛素有作用。其作用方式可能是含铬的葡萄糖耐量因子促进在细胞膜的硫氢基和胰岛素分子A链的2个二硫键之间形成一个稳定的桥，使胰岛素充分地发挥作用。也有研究显示，低分子量的铬结合物可以增强由胰岛素引发的胰岛素受体的酪氨酸激酶活性。

调节脂类代谢  铬可能对血清胆固醇的内环境稳定有作用。有研究报道，补铬后，总血清胆固醇下降，血清甘油三酯、低密度脂蛋白胆固醇、载脂蛋白B下降；高密度脂蛋白胆固醇和载脂蛋白A的浓度增加。上述结果并未同时出现。

对核酸代谢的作用  在DNA和RNA的结合部位发现有大量的铬，提示铬在核酸的代谢或结构中发挥作用。

某些氨基酸合成蛋白质受铬的影响。有研究显示，动物或人类补充铬可以促进生长发育。

其他  有大鼠试验显示，铬虽对大鼠体重影响不大，但可抑制肥胖基因的表达，同时具有降低血糖、总胆固醇、甘油三酯和升高高密度脂蛋白胆固醇的作用。

在不同类型应激过程中，如强烈锻炼、身体受伤、感染或高温时，葡萄糖代谢发生很大的改变，因而也使铬的代谢改变。

四、安全性研究

人群资料  缺乏：缺乏表现主要表现为外周神经炎，葡萄糖清除受损，体重下降。在蛋白质-能量营养不良和肠外营养者容易发生缺乏。

过量：（1）急性毒性：从2个意外摄入大量铬的病例中了解到，口服铬剂引起急性毒性反应铬的剂量分别为7.5mg/kg（以6价重铬酸盐形式）和4.1mg/kg（以6价铬酸形式），在引起胃肠道出血和严重的肝、肾功能损伤后导致死亡。出血反应也可见于摄入铬亚致死剂量的个体中。服用硫酸铬（3价铬）（400ml中含铬48g，相当于800mg/kg）可以引起心源性和肾源性休克、胰腺炎、出血和肠黏膜坏死等从而导致死亡。有一例报道是有关应用甲基吡啶铬（chromium picolinate）引起的严重的皮肤反应。目前的研究很关注甲基吡啶铬导致的情感或精神异常，因为吡啶羧酸会改变神经递质的水平。此外，从理论上讲，甲基吡啶铬会影响DNA。

 （2）慢性毒性  有报道表明，长期慢性接触6价铬能够诱发肾衰竭、贫血、溶血和肝衰竭。在长期慢性接触3价铬的研究中也发现有贫血、溶血和肝、肾功能不全的情况发生，但随访调查发现这些不良反应是可逆的，各项指标在1年内逐渐恢复正常。大量摄入吡啶甲酸铬可能导致贫血。铬的LOAEL为1000μg。

代谢情况  肠道对铬的吸收率较低，估计吸收范围约为0.5%～2%，口服铬大部分不能在肠道中吸收，随粪便排出体外。体内的转铁蛋白是铬的主要转运蛋白，且铬到组织的转运受胰岛素的调节。进入人体中的铬主要经尿排出，其他途径如粪便、胆汁、汗液、毛发和指甲等也排泄较少量的铬。

急性毒性  经口给予3价铬和6价铬的化合物可以导致胃肠道、肝、肾、免疫系统、神经系统、发育和生殖的毒性反应。也有报道，氯化铬和吡啶甲酸铬在大鼠无明显毒性[1-2][1-2]。

遗传毒性  对吡啶甲酸铬和氯化铬进行Ames试验和L5178Y小鼠淋巴细胞诱变试验，均未发现致突变性[3]3。

亚慢性毒性  6价铬的化合物毒性比3价铬的化合物强。长期慢性摄入3价铬化合物（每日750mg/kg）并不会产生明显的不良反应，而连续3周摄入6价铬化合物每日14mg/kg可导致体重下降[4]4。

慢性毒性与致癌性  鼠经口给予氧化铬没有发现致癌性[5]5。没有吡啶甲酸铬致癌的报道。

生殖与发育毒性  有报道称，6价铬和3价铬都能够引起小鼠繁殖力降低、胎鼠体重和身长减少以及胚胎植入后失败率增加等不良反应。较高剂量的铬（每日约100mg/kg）与生殖、发育毒性有关，但可能还是以母体毒性为主[7]7。没有吡啶甲酸铬导致生殖发育毒性的报道[8]8。

其他  未查见相关文献资料。

五、常见使用方法与调查/推荐摄入量

常见使用方法

食品  铬可以作为食品添加剂或营养强化剂添加于食品中。可添加于动物饲料中。

保健食品  可应用于膳食补充剂、保健食品。

其他  药品：铬主要用于糖尿病和减肥，也可用于提高运动能力，降低高胆固醇血症和高脂血症，改善X综合征、功能性低血糖、痤疮、偏头痛和牛皮癣。

调查/推荐摄入量

调查摄入量  未查见相关文献资料。

推荐摄入量  中国营养学会的成人推荐摄入量（RNI）为50μg/d，UL为500μg/d。

美国医学科学院（IOM）确定了铬的AI值：14～50岁男性35μg/d，51岁以上男性30μg/d，19～50岁女性25μg/d，51岁以上女性20μg/d。FNB关于膳食参考摄入量（DRIs）的研究报告中指出，在考虑到摄入铬引起的慢性肾衰竭、遗传毒性、致癌性、肝毒性、生殖毒性和其他可能的毒性反应等相关证据后，还无法确定可溶性膳食铬盐（即3价铬）的危险剂量或剂量-效应之间的关系。因此FNB不制定铬的UL。FNB营养素补充剂安全性评估小组就甲基吡啶铬发表了一篇专题文章，在文章中指出他们没有发现其毒性的确切证据，仅仅在铬的剂量超过200μg/d时具有确实无疑的毒性。这篇详细的报告对所有这一方面的临床研究做了很好的总结。

欧盟SCF在仔细研究铬的毒性以后得出了与FNB大致相同的结论。他们认为Anderson[15]15及其同事们所进行的动物试验并没有发现铬的毒副作用。SCF也决定不设立铬的UL。

英国EVM也同样没有发现铬引起毒副反应的确切证据，但在使用氯化铬和甲基吡啶铬所进行的动物试验基础上，通过外推法确定铬的GL为10mg/d。英国EVM是直接从Anderson及其同事们的研究中得出结论，他们对用氯化铬（CrCl3）或甲基吡啶铬（CrPic3）处理过的大鼠进行组织病理学检查而没有发现任何毒副作用（大鼠每天给予铬15mg/kg）。EVM将试验中氯化铬所使用的最高剂量除以各种不确定因素的总系数100，得到的数值就作为铬的NOAEL。在Anderson的研究中是以相同水平的铬来进行氯化铬和甲基吡啶铬的补充，而且都没有发现毒性的证据。但令人费解的是，英国EVM拒绝从Anderson的研究数据中以甲基吡啶铬的形式来推算铬的GL。

美国环境保护局（Enviromental Protection Agency，EPA）设定铬（以3价铬形式）的参考剂量（RfD）是建立在用氧化铬处理的动物试验基础上，氧化铬是一种无论在溶解度还是在生物利用度上都不如氯化铬或甲基吡啶铬的含铬形式。从对小鼠的氧化铬研究数据中，EPA确定动物铬摄入的NOAEL为1.47g/kg，但无法确定其LOAEL。通过四舍五入取整为1g/kg并除以各种不确定因素的总系数100，EPA推算出铬的参考剂量（RfD）为1mg/kg，相当于一个70kg成人每天摄入70 000μg。因此3价铬具有极宽的安全剂量范围，即使甲基吡啶铬的生物利用度100倍于氧化铬，经过推算其RfD也只有700μg。

六、国际组织和各国政府评价、批准、认可情况

中国  我国批准铬为可用于特殊膳食用食品的营养强化剂，其允许的化合物来源为硫酸铬。我国也批准铬作为药品、保健食品使用，如胶体磷[32P]酸铬注射液/富铬豆粉等。

美国  将吡啶甲酸铬批准为GRAS物质（GRAS Notice 000036），可以应用于非碳酸饮料和茶中，添加量为每份10μg。

欧盟  允许将铬作为膳食补充剂，允许的铬的化合物来源为氯化铬三水乳酸铬（Ⅲ）、硝酸铬、吡啶甲酸铬、硫酸铬（Ⅲ）（2002/46/EC）（EC NO 1170/2009）。

允许将铬作为食品添加剂添加于食品中，允许的铬的化合物来源为氯化铬（Ⅲ）及其六水合物、硫酸铬（Ⅲ）及其六水合物（EC NO 1925/2006）（EC NO 1170/2009）。

允许铬应用于具有特殊营养作用的食品中，允许的铬的化合物来源为氯化铬（Ⅲ）及其六水合物、硫酸铬（Ⅲ）及其六水合物（2001/15/EC）。

澳/新  允许将铬应用于特殊用途的婴儿配方食品中，允许的含量为0.35-2.0μg/100kJ，允许的铬的化合物来源为硫酸铬（STANDARD 2.9.1）。

允许将铬添加于婴儿食品中，婴幼儿的估计安全及足够剂量（ESADDI）为40μg（STANDARD 2.9.2）。

允许将铬应用于代餐和配方补充食品，每份代餐的有机铬的最大含量为16μg且不允许声称，无机铬的最大含量和最大声称量为34μg（STANDARD 2.9.3）。

允许将铬应用于一般性运动配方补充食品，每天从中摄入的无机铬的最大含量和最大声称量为100μg，有机铬的最大含量和最大声称量为50μg。无机铬的化合物形式为氯化铬，有机铬的化合物形式为酵母铬、吡啶甲酸铬、烟酸铬、天冬氨酸铬（STANDARD 2.9.4）。

将铬的膳食补充剂作为补充药品管理。

CODEX  婴幼儿特殊膳食用食品中允许的铬的化合物来源为硫酸铬（Ⅲ）、氯化铬（Ⅲ）（CAC/GL10-1979）。

允许将铬添加到婴儿配方食品和特殊医学用途的婴儿配方食品中，允许的添加量为>1.5μg/100kcal或>0.4μg/100 kJ（CODEX STAN 72-1981）。

七、注意事项和禁忌

不适宜人群  尚未见相关文献报道。需考虑特殊人群：对2型糖尿病患者而言，每天1 000μg可预防一些健康问题。但如果每天摄入量超过200μg，应建议在医生指导监测下使用。

禁忌  未查见相关文献资料。

与药物相互作用  （1）补充碳酸钙或抗酸剂：会影响铬的吸收；服用此类药物应增加铬的供给量，并且服用铬剂时与上述2种药物至少隔2小时。

（2）皮质类固醇类激素：服用此类药物应增加铬的摄入量。

（3）口服降糖药或胰岛素：服用铬剂可减少这些药物的使用，应在临床医生监测下服用铬剂。

（4）β受体阻断药：补充铬剂可提高HDL水平。

（5）铬能够干扰铁与转铁蛋白结合，并且抑制铁的代谢和存储。

（6）铬与锰在调节糖代谢方面有相互促进作用。

其他  未查见相关文献资料。