《Foods》：Study on the Accumulation, Excretion, and Distribution of Cadmium in Mice After Dietary Exposure to Cadmium-Rich Swimming Crab Portunus trituberculatus
编辑推荐：
为探究口服摄入富镉三疣梭子蟹（Portunus trituberculatus）后小鼠体内镉（Cd）的积累与分布模式，本研究选取4周龄ICR小鼠作为模型生物。对照组喂食标准饲料，暴露组喂食添加10%富镉三疣梭子蟹的饲料。连续暴露28天后，将小鼠转为标准饲料喂养
为探究口服摄入富镉三疣梭子蟹（Portunus trituberculatus）后小鼠体内镉（Cd）的积累与分布模式，本研究选取4周龄ICR小鼠作为模型生物。对照组喂食标准饲料，暴露组喂食添加10%富镉三疣梭子蟹的饲料。连续暴露28天后，将小鼠转为标准饲料喂养7天。实验全程收集组织与粪便样本；经微波消解后，采用电感耦合等离子体质谱法（ICP-MS）测定镉含量。结果显示，暴露28天后，肾脏（雌性：0.046 ± 0.001 mg/kg，雄性：0.053 ± 0.005 mg/kg）和肝脏（雌性：0.046 ± 0.008 mg/kg，雄性：0.034 ± 0.001 mg/kg）中观察到镉积累，而对照组水平低于检测限；随后7天标准饲料喂养后，肾脏（雌性：0.070 ± 0.001 mg/kg，雄性：0.047 ± 0.006 mg/kg）、肝脏（雌性：0.040 ± 0.001 mg/kg，雄性：0.035 ± 0.009 mg/kg）以及肠道（雌性：0.028 ± 0.006 mg/kg，雄性：0.029 ± 0.001 mg/kg）中仍残留未排出的微量镉。表观质量平衡分析表明，超过90%的摄入镉并未滞留在所分析的组织中。总之，尽管口服摄入的镉主要被排泄，但小鼠肝脏和肾脏中积累的镉清除率相对较低，且在停止暴露后7天，组织中仍有残留，这表明即使大部分摄入镉被消除，滞留在靶器官中的部分可能在暴露停止后持续存在，需在更长期暴露场景下进一步研究。
**论文解读文章**
**研究背景**
镉（Cd）是一种具有强致癌和致突变性的环境污染物，主要通过饮食途径暴露于一般人群，占镉总暴露量的90%。镉经胃肠道吸收率通常低于5%~10%，但其生物半衰期长达20~30年，即使长期摄入微量也可导致肝脏和肾脏等器官的进行性积累，进而引发肝肾功能障碍、骨代谢异常和心血管损伤等慢性健康效应。国际癌症研究机构（IARC）明确将镉及其化合物列为第一类人类致癌物。三疣梭子蟹（Portunus trituberculatus）作为沿海居民季节性高频消费的水产品，具有较强的镉富集能力，是潜在膳食暴露源。然而，现有研究多聚焦于土壤污染导致的水稻、小麦等植物性食品，对水产品来源镉的生物可利用性和毒代动力学行为的关注相对不足。此外，既往镉暴露研究常采用高浓度无机镉添加至暴露基质，与食品基质中镉的天然形态存在差异，可能高估健康风险。因此，有必要系统阐明来自海产品的镉在哺乳动物体内的组织分布、靶器官积累和消除动力学特征，为填补海产品镉膳食暴露基础数据提供实验依据。
**研究内容与结论**
本研究以ICR小鼠为模型，通过28天连续暴露于含10%富镉三疣梭子蟹的饲料，随后进行7天标准饲料清除期，系统评估了海产品来源镉的积累、排泄和分布规律。结果表明，超过90%的摄入镉未滞留在所分析组织中，提示整体保留效率极低；但肾脏和肝脏表现出最高的镉积累水平，即使经过7天清除期，这些器官中仍可检测到残留镉，表明已积累镉的清除速率相对缓慢。该研究发表于《Foods》，为评估甲壳类海产品消费相关的镉暴露提供了初步毒代动力学证据。
**关键技术与方法**
研究人员采用4周龄ICR小鼠（138只，雌雄各半，来源：上海实验动物研究中心）作为模型，随机分为暴露组（66只）和对照组（72只）。暴露组饲料由富镉三疣梭子蟹可食组织（经100℃烘干研磨）与标准饲料按10%比例混合制成。主要技术方法包括：微波消解结合电感耦合等离子体质谱法（ICP-MS）测定总镉，使用缢蛏（Sinonovacula constricta）标准参考物质进行质量控制，数据采用SPSS 27.0进行独立样本t检验（p<0.05为显著差异）。
**研究结果**
**3.2 每日膳食暴露量**
通过测定饲料镉含量及小鼠日均摄食量，计算雌性暴露组镉摄入量为650.0 ± 34.4 μg/kg bw/day，雄性为1140.0 ± 72.5 μg/kg bw/day；对照组分别为211.0 ± 27.6 μg/kg bw/day和352.0 ± 46.0 μg/kg bw/day。
**3.3 小鼠体内总镉积累**
暴露12小时时，镉主要分布于肠道和粪便，雄性小鼠肠道镉浓度最高（2.46 ± 0.003 mg/kg），雌性也为肠道最高（1.60 ± 0.015 mg/kg）。随时间推移，粪便镉占比逐渐升高，肠道占比下降。暴露7~28天期间，肾脏和肝脏持续检出微量镉，但多数低于定量限（LOQ，0.05 mg/kg）。至第28天，雄性小鼠肾脏镉达到定量限（0.0527 ± 0.005 mg/kg），显示缓慢积累趋势。第35天（清除期结束），肾脏镉浓度在所有组织中仅次于粪便，且暴露组显著高于对照组（p<0.05），表明一周清除后残留镉仍未完全排出。
**3.4 小鼠粪便镉负荷**
通过质量平衡模型估算，28天暴露期内雌性小鼠总镉摄入量473.2 μg，组织中总积累仅0.899 μg；雄性总摄入893.8 μg，总积累0.818 μg。据此推断，超过90%的镉通过粪便和尿液排出，证实膳食镉生物可利用性极低。
**3.5 小鼠总镉积累与分布**
对照组小鼠各组织镉浓度多数低于定量限，粪便镉始终最高，表明标准饲料中的镉主要经粪便排泄。暴露组小鼠肠道镉在清除期后仍高于对照组，提示肠道本身可积累少量镉。肾脏和肝脏镉随时间缓慢增加，而其他组织（脑、肺、脾、毛、心、血液）仅在个别时间点检出，未能持续积累，可能与镉转运机制有关。值得注意的是，血液中未检出镉，而肾脏和肝脏中已存在，推测镉可能通过“肠肝循环”绕过血液直接进入靶器官，或血液转运极为迅速。
**总结与讨论**
研究人员指出，本研究中镉主要来源于三疣梭子蟹肝胰腺中的有机镉（如Cd-MT、Cd-Cys），但饲料加工过程可能改变镉形态，受限于检测方法无法确认。讨论部分强调，仅依靠血镉评估镉积累可能不可靠，需综合多指标。结论部分翻译如下：**结论**：本研究建立了小鼠模型，探究28天膳食暴露和7天清除期后富镉三疣梭子蟹来源镉的积累、组织分布和清除特征。结果表明，暴露期间镉保留有限，超过90%摄入镉未滞留在所分析组织中，提示系统保留效率低；但肾脏和肝脏表现出最高的镉积累，即使经过7天标准饲料清除期，这些器官中仍可检测到残留镉，表明保留镉的清除相对缓慢。清除期雄性小鼠肾脏镉浓度呈下降趋势，雌性呈轻微上升趋势，但因暴露剂量不同，无法得出性别差异结论。本研究为海产品来源镉的毒代动力学行为提供了实验证据，并为评估甲壳类海产品消费相关的镉暴露提供了初步信息。
