综述：钒的利弊——钒在中枢神经系统疾病中的作用、潜在治疗靶点及其毒性

这篇综述系统探讨了钒（V）的双重性：作为环境中的微量元素（以VO2+ /VO4 ? 形式存在），其既展现抗糖尿病（PTP1B抑制）、抗肿瘤（ROS诱导凋亡）等治疗潜力，又因毒性（Na+ /K+ ATPase抑制、氧化应激）与认知障碍关联引发争议。作者呼吁进一步研究其安全性、神经调控机制（如线粒体功能、髓鞘完整性）及精准医疗应用。

　　

摘要

当阳光下的尘埃颗粒漂浮时，鲜少有人意识到其中含有钒（V）。这种存在于空气、土壤、水和食物中的微量元素，主要以钒阳离子（VO²⁺
）或钒阴离子（VO₄
^3?
）形式参与生命活动。工业上，钒是制造硫酸、超导磁体（175,000 G磁场）及航天合金的关键材料；医学领域，其抗糖尿病潜力与神经毒性争议并存。最新研究甚至探索其对抑郁症、精神分裂症的干预可能，但安全性与作用机制仍需深入验证。

引言

钒得名于北欧神话中的女神Vanadis，作为第五族难熔金属，其熔点高达1910°C。环境中，钒以135 mg/kg的浓度广泛分布于土壤，海水中含量仅次于铁。人体通过饮食（0.01–0.03 mg/日）和空气（城市中0.0001 mg/m²
）摄入钒，吸收率仅1–10%，94–98%经粪便排出。血液中，钒酸根（H₂
VO₄
^?
）通过与转铁蛋白结合运输，可竞争性取代Fe³⁺
。尽管对藻类、啮齿类动物是必需元素，人类是否需钒仍无定论——0.05 μM可能有益，而>10 μM即显毒性。

钒在糖尿病中的应用

钒化合物通过抑制蛋白酪氨酸磷酸酶1B（PTP1B），模拟胰岛素信号通路，改善II型糖尿病患者的胰岛素抵抗。动物模型中，钒酸盐（VO₄
^3?
）可降低血糖，但长期使用可能导致肾毒性，其治疗窗亟待精准界定。

钒对神经传导、线粒体及髓鞘的作用机制

1977年，Cantley团队首次发现钒通过抑制Na⁺
/K⁺
ATP酶干扰神经电活动。后续研究揭示，钒可诱导线粒体功能障碍、促凋亡因子释放及ROS爆发，在阿尔茨海默病模型中却意外显示神经保护效应——这种“双刃剑”特性与剂量和载体化合物密切相关。

钒的毒性——元素的另一面

五价工业钒（V⁵⁺
）毒性最强，引发胃肠紊乱、支气管炎甚至认知损伤。吸入性暴露时，肺吸收率高达25%，而口服毒性主要表现为肝肾损伤。值得注意的是，钒与血红蛋白结合后可能穿透血脑屏障，直接作用于中枢神经系统。

研究展望

未来需重点探索：

1. 慢性暴露对神经退行性疾病（如阿尔茨海默病）的剂量-效应关系
2. 钒基药物的靶向递送系统开发
3. 钒与微量元素（如铁、锌）的相互作用网络

结论

钒如同北欧女神般兼具创造与毁灭之力——在工业与医疗领域闪耀光芒的同时，其毒性阴影不容忽视。精准调控价态、配体与给药方式，或可解锁这一“矛盾元素”的全面潜能。