莱克多巴胺

莱克多巴胺（Ractopamine）是一种人工合成的苯乙醇胺类β2肾上腺素受体激动剂（俗称β-兴奋剂），^[2][5]属于第二代瘦肉精，是克伦特罗的替代品，又称蛋白质再分配剂。^[5]有两个手性中心和四种异构体，其中RR异构体活性最高、RS次之，SR和SS没有生理活性。动物生产中莱克多巴胺以盐酸盐的形式用作饲料添加剂，是四种异构体的混合物。^[1][2]

莱克多巴胺作为兽用添加剂用于动物营养再分配，促进肌肉生长并提高蛋白质含量，减少胴体脂肪含量，改变胴体瘦肉和脂肪比例，并提高动物的日增重和饲料利用率；^[6]自2002年起中国境内已经禁止生产和销售莱克多巴胺，且禁止用于动物养殖。^[7][8]

莱克多巴能选择性激动平滑肌的β2受体，引起平滑肌舒张，可用于治疗哮喘。^[1][2][9]还可用于治疗肌肉萎缩症、^[2]对胎儿和新生儿生长有益处，还可作为医药原料制作治疗充血性心力衰竭症的强心药。^[2]

莱克多巴胺毒性小且代谢快，^[5]国际食品法典委员会（CAC）规定的每日允许摄入量（ADI）为0-1μg/kg，^[5]人体摄入过量会出现不同程度的中毒反应，^[1][2]如肌肉震颤、四肢麻痹、心动过速、心律失常、腹部及肌肉疼痛、 恶心、眩晕等症状，^[1][2]严重的可导致高血压、心脏病甚至死亡。^[5]

20世纪80年代初，美国学者发现盐酸克伦特罗可以提高动物的瘦肉率和饲料转化率，将其用于动物养殖并推广到其他国家。^[10]80年代末欧盟、美国因盐酸克伦特罗有较大的毒副作用先后公布禁止使用。^[10]莱克多巴胺是美国礼来(Eli.Lilly)公司研制的，^[1][2]相比盐酸克伦特罗是毒性小、代谢快且不易在动物体内残留的替代品，^[10]在1999年和2003年被美国FDA批准为猪和牛饲料中的促生长添加剂，68~109kg的猪推荐添加量为5~20ppm；屠宰前28~42天的牛推荐添加量为10~30ppm。^[1]除美国外、加拿大、墨西哥等20多个国家先后批准将莱克多巴胺用于生猪养殖。^[10]但2006年的时候，美国允许商品猪使用盐酸莱克多巴胺的用量已经降为5~10mg/kg。^[3]美国史密斯菲尔德食品公司在2013年就逐步淘汰使用盐酸莱克多巴胺，2019年10月美国肉类公司（JBS）停止使用，2020年初泰森食品公司（Tyson Foods）和荷美尔食品公司（Hormel Foods）也陆续停止使用。^[3]

“瘦肉精”于上世纪90年代初传入中国，^[10]1998年广东省高明市发生首例中国境内食用含盐酸克伦特罗猪肺导致中毒的事件，引发社会关注。^[10]因此2002年，农业部、原卫生部、国家药品监督管理局联合发文，将盐酸克伦特罗、莱克多巴胺、沙丁胺醇等“瘦肉精”类物质列入《禁止在饲料和动物饮用水中使用的药物品种目录》（农业部公告第176号）中，严禁用于动物养殖。^[5][10][7]2009年12月，商务部、海关总署就联合通知禁止莱克多巴胺进出口（商贸发〔2009〕464号）。^[8][11]2011年3月，发改委发布的《产业结构调整指导目录》（发改委令2011第9号）将“瘦肉精”类产品列入淘汰类（落后）产品，^[8][11][12]直到同年的12月5日，工信部、农业部、商务部、原卫生部、原国家工商行政管理总局、原国家质量监督检验检疫总局六部委发布联合公告（2011年第41号），要求即日起在中国境内禁止生产和销售莱克多巴胺。^[5][7]

截至到2022年12月，在美国、加拿大、日本、墨西哥、巴西、澳大利亚等24个国家和地区，允许莱克多巴胺用于畜禽养殖，提高动物的蛋白质含量和瘦肉率；而在欧盟、中国、俄罗斯等国家，此类药物被全面禁止用于畜牧养殖。^[5]中国台湾地区不允许使用，但允许进口使用了β-兴奋剂的动物产品。^[3]在世界反兴奋剂条例国际标准禁用清单(2023版）中，莱克多巴胺是运动员兴奋剂检测的项目之一。^[13]因为它属于S1类蛋白同化制剂，^[14]是动物性食品里造成运动员药检阳性的违禁物质。^[14]

莱克多巴胺与靶组织细胞膜上的β2受体结合后激活腺苷gān酸环化酶，可催化三磷酸腺苷（ATP ）转化为环磷酸腺苷（cAMP），导致游离脂肪酸进入肌肉组织后使肌肉中的氧化作用加强。^[1][2]cAMP能促进猪和牛最长肌中基因转录与翻译过程，使蛋白质合成达到促进动物生长的目的；^[1][2]并促使猪股二头肌中氨基酸向细胞膜内转运，为蛋白质的合成提供更多的底物；^[2]同时使肌肉和肝细胞中Ca2＋浓度降低，减少蛋白质的降解。^[2]莱克多巴胺与细胞膜上β2受体结合后，还可刺激脂肪分解，抑制脂肪合成；^[2]同时降低脂肪组织细胞膜上的胰岛素受体数量，使进入脂肪细胞的葡萄糖数量减少降低脂肪沉积量。^[1]因此当莱克多巴胺作为食品添加剂添加到动物饲料中，可通过增加蛋白质的合成和分解来增加肌肉量，并抑制脂肪生成使动物体内的营养成分由脂肪向肌肉转移，提高动物瘦肉率，达到调节营养素流向及再分配的目的。^[1][2]

小鼠和大鼠口服莱克多巴胺的LD50（半数致死量）剂量分别为3547-2545mg·kg-1bw、474-367mg·kg-1bw，属于低毒。^[1]

根据体外非预定DNA合成（0.5~1000u g/ml）、Ames实验（0.5~5000u g/ml）、小鼠淋巴细胞胸腺嘧啶脱氧核苷激酶实验（100~700u g/ml）和仓鼠体内骨髓姐妹染色单体交换实验（200~150m g/kg）得出莱克多巴胺体内、体外的基因毒性研究均为阴性，无基因毒性。^[15]

蒋志伟等人采用剂量定期递增的方法用40只ICR小鼠口服给药，一试验期为4天，第1期给药剂量为0.1LD50，以后各期顺次递增1.5倍，直到ICR小鼠死亡一半得出蓄积系数K＞5.3，根据K值评价标准确定莱克多巴胺是轻度蓄积的药物。^[2]

在小鼠、大鼠、犬、猴体内进行过莱克多巴胺的亚慢性毒性研究。以连续3个月饲喂莱克多巴胺的小鼠为例， 饲喂剂量分别为25、175和1250mg/kg bw/day的情况下，最显著的影响是小鼠睾丸出现剂量依赖性的绝对及相对重量的减少，最高剂量组心脏的绝对重量和相对重量均有所增加，但均未在心脏和睾丸发现病理组织学变化且其它器官重量与空白对照组相似。^[15]

人体摄入过量莱克多巴胺会出现不同程度的中毒反应，^[1][2]潜伏期根据摄入含莱克多巴胺的问题食物多少来决定，一般为30min~2h。^[16]轻度中毒会出现心悸、气短、心动过速、紧张、焦虑、失眠、手和眼睑震颤等症状；重度中毒即在上述症状基础上，出现严重心律失常、严重低钾血症、高血压危象、甲亢危象及代谢性酸中毒。^[16]

轻度中毒的患者可留观或住院治疗，重度中毒的患者应立即进行监护并抢救治疗，^[16]治疗手段有清除体内毒物：早期对于经口摄入且神志清楚的患者可进行催吐，经口摄入6小时以内的重症患者可用1:5000高锰酸钾溶液或1%鞣róu酸溶液进行洗胃，还可使用50%硫酸镁40~60ml进行导泻；^[16]使用β受体阻断药：可使用β受体阻断药治疗有明显心动过速症状的患者，症状好转后即停用。合并支气管疾病的患者可选择比索洛尔等高选择性β1受体阻断药进行治疗；^[16]镇静抗焦虑：有明显精神紧张、焦虑、失眠症状的患者，可适量给予镇静抗焦虑药物。^[16]

其他对症支持治疗有密切关注水、电解质及酸碱平衡，监护重要脏器功能，合理膳食并补充营养，给予维生素治疗等。如既往有心血管疾病的患者，应密切监护心电图和血压变化，避免心律失常的发生；对同时使用肾上腺糖皮质激素的患者，要注意监测血钾变化，防止低钾血症的发生；对既往有糖尿病的患者，应密切监测血糖和酸碱平衡，及时纠正代谢性酸中毒；对既往有甲状腺功能亢进的患者，应注意防治甲亢危象等。^[16]

国际食品法典委员会（CAC）规定猪和牛中莱克多巴胺的最高残留量（MRL）标准均为：肌肉10μg/kg、脂肪10μg/kg、肝40μg/kg、肾90μg/kg，每日允许摄入量（ADI）为0-1μg/kg。^[5]克伦特罗和特布他林摄入后易在动物眼睛等色素沉积组织蓄积，但莱克多巴胺在7天用药期后色素沉积组织内积蓄的程度要远弱于克伦特罗。^[1]莱克多巴胺在动物体内代谢迅速，^[15]因毒性远低于其他具有相同功能的瘦肉精，常规剂量即可被代谢排出，也不会造成人体损伤。^[5]自2011年起中国境内已经禁止生产和销售莱克多巴胺，^[5]但对动物性食品中莱克多巴胺等β-受体激动剂残留量的测定制定了国家标准，该方法对猪、牛、羊的肌肉、肝脏和肾脏的检测限可达0.2μg/kg，定量限为0.5μg/kg。^[17][18]世界各国对牛可食用组织中允许的莱克多巴胺残留量如表所示：^[1]

莱克多巴胺可增加猪、牛、羊和肉仔鸡的蛋白质沉积和减少脂肪沉积，提高瘦肉率。^[6]且对不同骨骼肌有不同作用效果，对背腰最长肌大理石纹、肌肉色泽、系水力、pH等指标无显著影响。^[6]对鲤鱼、斑点叉尾回鱼、虹鳟、鲈鱼、鲑鱼等具有明显促生长和体蛋白沉积，减少体脂，提高饲料利用效率等功能。^[6]可有效提高畜禽瘦肉率并改善胴体品质，但激素残留会影响消费者的健康。^[6]需要注意的是，随莱克多巴胺等β-兴奋剂药量的增加猪染色体畸变率会升高，药量增加到25mg/kg时对猪有明显的致畸变作用，口感和品质出现降低的情况。^[6]自2002年起中国境内已经禁止生产和销售莱克多巴胺，且禁止用于动物养殖。^[7][8]

莱克多巴胺是医药原料，常用做治疗充血性心力衰竭症的强心药，还可以用于治疗肌肉萎缩症，增长肌肉，减少脂肪蓄积，并对胎儿和新生儿生长有益。^[6]与支气管平滑肌细胞表面的β2受体相结合，可用于治疗支气管哮喘。^[9]

莱克多巴胺属于β-激动剂中的雷索酚型（间苯二酚型），分子结构中有2个手性中心 ，^[1]分别位于1、3位，^[2]因而有RS、SR、RR、SS共四种异构体，其中RR活性最高、RS次之，SR和SS没有生理活性。^[1][2]因为莱克多巴胺的RR-异构体对β1和β2受体有最高的亲和力，并且亲和力平衡解离常数（Kd值）在两种亚型中基本相等(约25nM)，是β1和β2肾上腺素受体的非选择性配体，而其他三种同分异构体的亲和力则要低3~600倍。^[4][19]仲氨基和酚羟基是进行化学反应和结构修饰的活性部位，乙醇胺基是与β2受体结合的有效部位。^[2]作为饲料添加剂的莱克多巴胺是四种异构体的混合物。^[1]

莱克多巴胺化学名称为1-(4-羟基苯基）-2-[1-甲基-3-(4-羟基苯基)-丙氨基]-乙醇，^[2]分子式为C18H23NO3，分子量为301.4，^[4]动物生产中以莱克多巴胺盐酸盐形式用作饲料添加剂，又称为盐酸莱克多巴胺（RCT·HCl），^[2]盐酸盐形式呈白色粉末状，^[2]熔点159.8℃。^[1]常温下暴露在空气中性质稳定，溶于水，因分子中含有仲胺（pH8.85）、对羟甲基酚（pH9.21）和碱性酚（pH11.01）3个电离基团，所以水溶液呈碱性，pH为9.4。^[2]微溶于丙酮，易溶于甲醇、乙醇等有机溶剂，在碱性环境中以非离子化的形式存在，易被乙酸乙酯等有机溶剂从水相中萃取出来，溶液呈中性，pH为6.0～7.0。^[2]

以ω-溴-对羟基苯乙酮tóng和1-甲基-3-（4-羟基苯基）丙胺为原料，^[2][20]加入到碱性水溶液和乙酸乙酯zhǐ两相体系中搅拌并充分反应，产物经盐酸酸化处理得到中间产物1-（4－羟基苯基）-2-［1-甲基-3-（4-羟基苯基）-丙氨基］-乙酮的盐酸盐，再经催化氢化还原得到盐酸莱克多巴胺，^[2]反应式如下：^[20]

莱克多巴胺的检测的方法有气相色谱法（GC）、高效液相色谱法（HPLC）、气质联用法、毛细管电泳法、酶联免疫法（ELISA）、免疫层析法（胶体金法）和免疫传感器法等。^[9]除此之外还有表面等离子体共振生物传感器法、生物芯片技术和太赫兹时域光谱技术等新的检测技术。^[21]其中色谱分析方法可用于定量，免疫分析方法可用于筛查。^[9]

毛细管电泳是离子或荷电离子以电场为驱动力， 在毛细管中按其淌度或分配系数不同进行分离的一种电泳技术，是经典电泳技术和现代微柱分离技术相结合的产物。^[21]在电泳缓冲液为柠檬酸盐（90mmol/L;pH=5.6），分离电压为8kv，检测波长为200nm，温度为25℃的条件下可同步分离检测克伦特罗、沙丁胺醇、特布他林和莱克多巴胺，分离度分别为1.90、2.73和2.17，回收率为92.4%~102.0%(RSD<3.2%)。^[21]此方法具有高效、快速、少样、简便等优点。^[22]

高效液相色谱法（HPLC）是莱克多巴胺的常用测定方法，结果重复性较好且分析速度较快。^[9][23]气相色谱法灵敏度较高，但前期处理需要繁琐的衍生化步骤，单独的气相色谱法（GC ）应用有限。^[9][23]HPLC和气相色谱-质谱联用（GC-MS）等方法有效、准确和敏感，但比较费时，不适合大批样品的检测，因其需要昂贵的仪器、复杂的样品处理程序和专门的操作技能。但可对初筛的阳性样品进行确认，来确保检测结果的准确。^[23]

ELISA试剂盒主要采用竞争法，以抗原抗体的特异性、可逆性反应为基本原理。^[24][9]有较好的准确性、精密性和相关性。^[24]ELISA法检测快速、灵敏、操作简单，适合大批样品的检测，还可直接用尿液、血液样品进行检测，与HPLC、GC-MS检测有较高一致性，非常适合活体动物的检测。^[23]

免疫胶体金层析检测法主要原理是单克隆抗体与胶体金的复合物（Ab-Au）包被在胶体金结合垫上，用人工合成的抗原包被硝 酸纤维素膜作为检测线（T线），检测线处的抗原与样品中的抗原竞争Ab-Au复合物，颜色变化展示直观。此法方便快速，5~10min即可获得检测结果，灵敏度及特异性好，还可现场检测。^[9]

免疫传感器的主要原理是利用抗原抗体识别功能作为分子识别元件的生物传感器，将抗体（或抗原）结合在膜表面作为受体测定抗原抗体结合后的膜电位变化，利用传感元件将抗原抗体反应的生物学信号转化为可定量的电信号，从而进行定性和定量分析。^[9]此法的特点是稳定、灵敏、准确且重复性良好。^[24][9]