铬,这种闪亮的金属,常见于浴室和厨房设备中。但它对健康是否也是必需的呢?三价铬是铬的一种存在形式,它被添加到多种维生素片中,并作为膳食补充剂出售,公司宣称其可以提高运动表现并帮助调节血糖。
我是一名生物化学教授,长期以来对金属在生物学中的作用很感兴趣。尽管美国和其他国家的卫生机构建议将铬作为膳食必需品,但八十年的研究结果表明,几乎没有证据表明人们可以从这种矿物质中获得任何显著的健康益处。
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那么,铬是如何被认为是人类健康所必需的呢?
什么是必需微量元素?为了保持健康,人们需要在饮食中摄入所谓的必需微量元素。这些元素包括铁、锌、锰、钴和铜等金属。“微量”一词意味着,为了获得最佳功能,你只需要少量这些金属。一系列金属被认为是人类必需的(绿色)。其他金属仅对某些生命形式重要(粉色)。(Jomova et al. 2022, CC BY-SA)对于大多数这些微量元素,数十年的研究表明它们对健康确实至关重要。例如,铁对于在血液中携带氧气至关重要,并且许多蛋白质——执行生命所有必需功能的复杂分子——需要铁才能正常发挥作用。
缺铁会导致贫血,这种情况会导致疲劳、虚弱、头痛和指甲脆弱等症状。铁补充剂可以帮助逆转这些症状。
重要的是,生物化学家已经精确地确定了铁如何帮助蛋白质进行必需的化学反应,这不仅对人类而言,而且对所有生物体而言都是如此。研究人员不仅知道铁是必需的,而且知道为什么它是必需的。
铬益处的证据不足 然而,铬的情况并非如此。
铬缺乏症——体内几乎没有铬——非常罕见,研究人员尚未发现任何由低铬水平引起的明确疾病。
像所有食物一样,必需金属必须被消化系统吸收。然而,肠道仅吸收约 1% 的摄入铬。其他必需金属的吸收效率更高——例如,普通人吸收约 25% 的某些形式的摄入铁。
重要的是,尽管进行了许多研究,但科学家们尚未发现任何需要铬来执行其生物学功能的蛋白质。事实上,已知只有一种蛋白质会结合铬,而这种蛋白质最有可能帮助你的肾脏从血液中去除铬。
虽然一些人体研究表明,铬可能在一定程度上参与调节血糖水平,但关于通过补充剂向体内添加额外铬是否可以显著提高身体分解和利用糖的能力的研究尚未得出结论。
因此,基于生物化学,目前没有证据表明人类或其他动物实际上需要铬来执行任何特定功能。
大鼠研究存在缺陷 那么,铬是如何被认为是必需微量金属的呢?
铬可能对健康至关重要的观点源于 1950 年代的研究,当时营养学家对维持良好健康所需的微量金属知之甚少。
一项有影响力的研究涉及给实验大鼠喂食诱发 2 型糖尿病症状的饮食。用铬补充它们的饮食似乎可以治愈大鼠的 2 型糖尿病,医学研究人员被铬可能为这种疾病提供治疗方法的建议所吸引。
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今天广泛宣称的铬对于调节血糖很重要可以追溯到这些实验。铬作为金属合金有很多用途,但作为营养素的用途却不多。(Alchemist-hp/Wikimedia Commons, CC BY-NC-ND)不幸的是,按照今天的标准,这些早期实验存在很多缺陷。它们缺乏表明其结果并非由于随机机会造成的统计分析。此外,它们缺乏重要的对照,包括测量大鼠饮食中最初含有多少铬。
后来经过更严格设计的研究提供了模棱两可的结果。虽然有些研究发现,喂食铬补充剂的大鼠比喂食无铬饮食的大鼠对血糖的控制略好,但另一些研究发现没有显著差异。但显而易见的是,喂食不含铬饮食的大鼠非常健康。
与大鼠实验相比,人体实验更难控制,而且很少有设计良好的临床试验来调查铬对糖尿病患者的影响。与大鼠研究一样,结果是模棱两可的。如果存在影响,那也是非常小的。
基于平均值的建议 那么,为什么在缺乏已证实的健康益处的情况下,仍然有铬的推荐膳食摄入量呢?
铬对于健康是必需的观点之所以持续存在,很大程度上是由于美国国家医学院微量营养素小组于 2001 年发布的一份报告。该小组由杰出的营养研究人员和临床医生组成,旨在评估有关人类营养的现有研究并设定维生素和矿物质的“足够摄入量”水平。
他们的建议构成了食品和维生素包装上发现的推荐每日摄入量标签以及美国国立卫生研究院临床医生指南的基础。
尽管该小组承认缺乏证明铬具有明确健康益处的研究,但他们仍然建议成年人每天从饮食中摄取约 30 微克的铬。
该建议并非基于科学,而是基于先前对美国成年人每天已经摄入多少铬的估计。值得注意的是,这些铬中的大部分是从不锈钢炊具和食品加工设备中浸出的,而不是来自我们的食物。因此,虽然服用铬补充剂可能没有确定的健康风险,但也可能没有任何益处。
Neil Marsh,密歇根大学化学和生物化学教授
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(背景延伸:铬(Chromium)是一种化学元素,符号为Cr,原子序数为24。它是一种坚硬、有光泽的过渡金属,主要用于生产不锈钢和其他合金,以提高硬度、强度和耐腐蚀性。铬在人体内的作用机制尚不完全清楚,但传统上认为它参与葡萄糖和脂类的代谢。《人工智能术语规范(GB/T 5271.31-2025)》中未收录该词条,但在生物化学领域,通常译为“铬”。)
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