佝僂病與微量元素營養(yǎng)關(guān)系研究進(jìn)展

1　佝僂病與鋅元素缺乏

研究報道,正常小兒每日需鋅量為<4月3 mg,5月~1歲5 mg,1~10歲10 mg,>10歲15 mg。膳食中鋅僅及建議攝入量(RDA)的52%~64%。缺鋅或鋅營養(yǎng)不足率28.98%~81.37%,佝僂病患兒缺鋅發(fā)生率高達(dá)77%。鋅對骨髂發(fā)育的影響國外早有報道。Leek等研究證實0~3歲邊緣性鋅缺乏的恒河猴骨成熟延遲,骨礦化缺陷,x線表現(xiàn)類似人類佝僂病癥狀。

Hurley等報道孕鼠持續(xù)缺鋅6~14 d,產(chǎn)下仔鼠先天畸形幾乎一半。組織學(xué)檢查,肱骨頭上端表現(xiàn)為骨骺帶軟骨細(xì)胞數(shù)量減少,鈣化的軟骨細(xì)胞較小、疏松,骨小梁較小、短,且不規(guī)則。提示鋅是骨形成早期階段實現(xiàn)完全鈣化的必要條件。國內(nèi)研究同樣表明,鋅與佝僂病的發(fā)生、發(fā)展及康復(fù)密切相關(guān)。潘昊等采用電感耦合高頻等離子體發(fā)射光譜法測定103例佝僂病患兒血Zn、F、Cu、Ca、Mn、Pb含量。結(jié)果患病組Zn、Fe、Ca含量均低于健康組,尤以Zn、Fe降低為明顯,差異性顯著(P<0·01)。余峰等采用原子吸收光譜法測定56例活動期佝僂病患兒血清微量元素Zn、Cu、Mn、Ca、Mg的含量,并計算它們的比值。結(jié)果佝僂病患兒不僅血Ca、血Zn明顯低于對照組,且血清Ca/Mg、Cu/Fe、Zn/Fe比值下降,Cu/Zn比值升高,與健康兒相比有顯著性差異。齊玉萍等用火焰原子吸收分光光度法測定72例難治性佝僂病血清Zn、Fe含量,并在正規(guī)維生素D及鈣劑治療的基礎(chǔ)上加用葡萄糖酸鋅顆粒口服,按鋅原子計算,1 mg/(kg·d),共用4周。結(jié)果病人缺鋅率100%,補鋅治療有效率97·22%。鋅對骨髂發(fā)育的影響的機(jī)制可能有:①鋅直接影響骨骼氨基酸和蛋白質(zhì)的代謝,缺鋅使骨細(xì)胞的成長及骨的礦化障礙,至骨小梁形成減少而骨密度減低,骨質(zhì)稀疏。②鋅能穩(wěn)定破骨細(xì)胞中的溶酶體膜,缺鋅溶酶體膜的穩(wěn)定性降低而發(fā)生特異性改變。③缺鋅抑制成骨細(xì)胞活性,破壞成骨細(xì)胞和破骨細(xì)胞之間的動態(tài)平衡,導(dǎo)致骨骼骨量生成減少,骨重塑和骨再建不良。④鋅潛在抑制破骨細(xì)胞的形成,缺鋅骨吸收明顯,骨皮質(zhì)變薄,骨密度減低,骺核邊緣不清。⑤堿性磷酸酶、膠原酶、碳酸酐酶是一類鋅依賴酶。在骨礦化鈣沉積過程中,缺鋅將使這些酶的活性降低,影響骨的代謝。⑥鋅缺乏影響味蕾細(xì)胞更新和唾液磷酸酶活性,使細(xì)胞轉(zhuǎn)換率很高的味覺受累,致小兒厭食、偏食,從而導(dǎo)致外源性維生素D(VitD)、鈣、磷攝入不足。⑦鋅與1,25(OH)2D3存在協(xié)同效應(yīng),鋅不足降低1,25(OH)2D3對鈣缺乏的反應(yīng)性。

2　佝僂病與鎂、銅、鉛、鐵元素

2.1　血鎂改變

佝僂病患兒血清鎂含量各家報道不一。齊玉萍用達(dá)旦黃法測定難治性佝僂病血清Mg,結(jié)果有80·55%伴缺Mg。認(rèn)為,低鎂狀態(tài)使甲狀旁素提取物不敏感而導(dǎo)致低鈣,給予足量鎂之后可使鈣調(diào)節(jié)到正常。王秀芳采用火焰原子吸收法測定血清Mg,結(jié)果佝僂病組血鎂稍高于正常對照組,但兩組間差異無顯著性。余峰采用原子吸收光譜法測定血清Mg的含量,并計算它們的比值。結(jié)果血清鎂含量較正常兒童明顯升高,Ca/Mg比值下降。認(rèn)為,鈣和鎂在腸道的吸收呈一定的競爭關(guān)系,鎂吸收增加可能會使鈣吸收減少。

2.2　銅與銅鋅比值改變

銅是賴氨酰化酶的輔助因子,與骨骼內(nèi)的膠原蛋白及彈性蛋白的交聯(lián)有關(guān);銅也是維持骨正常結(jié)構(gòu)的必需元素,銅缺乏使與骨代謝有關(guān)的含銅酶活性降低,骨膠原和彈性蛋白成熟障礙,骨礦化作用減弱,骨骼異常。潘昊、余峰等[3,4]分別采用電感耦合高頻等離子體發(fā)射光譜法、原子吸收光譜法測定103例佝僂病、56例活動期佝僂病、韋雪樺等[10]用ICP-AES法對48例佝僂病患兒發(fā)銅含量進(jìn)行測定,結(jié)果一致,與正常組相比血及發(fā)銅含量均無顯著差別(P>O·05)或較正常組略有增高;Cu/Zn比值則明顯高于正常組。提示Cu和Zn為互補關(guān)系,血銅升高可能會加重鋅的缺乏,加重佝僂病的病變。Cu/Zn比值可作為嬰幼兒營養(yǎng)狀況評價的一個因素。

2.3　高血鉛癥

目前,我國兒童鉛中毒發(fā)生率為30%~50%。鉛的毒性與佝僂病的關(guān)系國內(nèi)外已有不少研究。林嵐等對326例佝僂病患兒血鉛水平測定,結(jié)果69·6%的病例血鉛含量超過100μg/L,按全血鉛百分位數(shù)值分布結(jié)合資料,顯示病情愈重高血鉛的病例數(shù)愈多。王秀芳、韋雪樺等[9,10]對佝僂病患兒血清鉛與發(fā)中鉛測定,結(jié)果和林嵐等一致。趙薇等對血鉛水平在200~449μg/L的中度鉛中毒患兒服用Neo-caglucon糖漿補充鈣劑。劑量:每日劑量=每天鈣劑需要量(RDA)-日均飲食中的鈣攝入量(mg)。結(jié)果表明補充鈣劑對中度鉛中毒患兒是有效和安全的干預(yù)措施。高血鉛兒童普遍存在佝僂病癥狀的機(jī)理目前認(rèn)為:①高鉛可引起兒童食欲下降,從而減少機(jī)體外源性VitD、鈣、磷的攝入;②鉛和鈣同為二價陽離子,在小腸黏膜的吸收和生理功能上均存在相互競爭,因此,高鉛可抑制腸道鈣的吸收,同時抑制骨鈣化過程中鈣與骨鈣素的結(jié)合,從而使骨鈣化受阻;③高鉛可降低VitD的活性,使腸壁VitD受體的數(shù)目減少,從而影響活性VitD的生理功能;④鉛主要存在于致密骨質(zhì)中,鉛吸收過多可直接抑制骨鈣素、骨堿性磷酸酶,使鈣化過程發(fā)生障礙而致佝僂病。

2.4　低血鐵癥

缺鐵性貧血為全球性問題。兒童和青少年發(fā)生率為11·43%~72·1%。佝僂病與血清鐵關(guān)系研究結(jié)果不一。伍曼儀等研究42%的缺鐵性貧血患兒并存佝僂病。進(jìn)行單純補鐵治療8周后發(fā)現(xiàn),不僅鐵指標(biāo)上升,同時佝僂病臨床表現(xiàn)及X線征象改善,血鈣、磷升高,堿性磷酸酶下降。黃雪梅等檢測了18例缺鐵性貧血患兒的血25-OHD濃度,發(fā)現(xiàn)11例低于正常,給予鐵劑治療后,25-OHD水平恢復(fù)正常。但也有研究結(jié)果不同的報道。目前,尚未發(fā)現(xiàn)鐵與骨骼發(fā)育的直接聯(lián)系。鐵缺乏促使佝僂病發(fā)生的原因可能是:①鐵缺乏可引起鈣及維生素D攝入減少。因缺鐵可至患兒食欲減退,消化酶降低,從而使外源性VitD、鈣、磷攝入不足從而引發(fā)佝僂病。②鐵缺乏可引起VitD吸收障礙。缺鐵可引起胃酸下降,十二指腸炎、腸粘膜萎縮和胃炎,減少了腸道對脂溶性維生素D的吸收及25HO在腸肝循環(huán)的重吸收。③鐵缺乏干擾了VitD在皮膚和腸道的轉(zhuǎn)化及其在體內(nèi)的代謝,從而導(dǎo)致了體內(nèi)活性VitD濃度降低,鈣、磷不足,而引發(fā)佝僂病。

3　佝僂病與其他微量元素

3.1　硒

硒是一種含量稀少且有抗氧化作用的人體必需微量元素,對清除自由基,保護(hù)細(xì)胞膜,防止過氧化損害具有重要功能。研究表明,體內(nèi)硒缺乏與佝僂病的發(fā)病及療效不佳有關(guān)。張瑞敬等采用熒光法,吳麗慧等采用流動注射氫化物發(fā)生原子吸收法對活動期佝僂病兒的血硒測定,結(jié)果佝僂病組血硒含量明顯低于對照組,經(jīng)t檢驗存在顯著性差異(P<0·01)。在對佝僂病患兒進(jìn)行單純VitD3及VitD3+硒(富硒康溶液,每次15 ml,每日2~3次,連服1個月)療效比較研究中發(fā)現(xiàn),加硒組血鈣、磷水平明顯提高,血堿性磷酸酶、膝關(guān)節(jié)X線改善明顯,提示VitD3和微量元素硒對佝僂病的治療可能存在協(xié)同功能。

3.2　鎘

魏經(jīng)建等采用Oyanagui和賀銳的方法測定銅鋅超氧化物歧化酶(Cu-Zn-SOD)和錳超氧化物歧化酶(Mn-SOD)活性。實驗表明,小鼠經(jīng)喂食過量的鎘鹽后,Cu-ZnSOD活性明顯降低,使SOD不能有效清除體內(nèi)自由基,細(xì)胞DNA遭受損傷而發(fā)生癌變。硒能對抗鎘的毒性作用,使受鎘抑制的Cu-ZnSOD活性恢復(fù)正常。鎘作為有害的微量元素,還可干擾腎對鈣磷的重吸收,抑制腎1α羥化酶、24羥化酶的活性,使體內(nèi)1,25(OH)2D、24,25(OH)2D水平降低,破壞成骨細(xì)胞與破骨細(xì)胞的平衡。

3.3　其他

鉬:參與黃嘌呤氧化酶、醛氧化酶、亞硫酸氧化酶的合成,對心肌具有保護(hù)作用,但過多的鉬卻可干擾銅、鈣、磷的代謝,出現(xiàn)骨代謝紊亂,使兒童易患佝僂病;硼:缺乏時血鈣、鎂、25-OHD濃度降低,降鈣素含量升高;錳:參與了黏多糖的生物合成,與鈣磷代謝、硫酸軟骨素代謝密切相關(guān),是維持正常骨結(jié)構(gòu)的必需微量元素,其缺乏可致軟骨、骨組織生成發(fā)育障礙,但體內(nèi)錳過量也可致佝僂病;鍶:是人體骨骼的重要組成部分,具有促進(jìn)骨骼生長的作用,99%分布在骨骼與牙齒。鍶缺乏可使成骨細(xì)胞生成骨基質(zhì)和有機(jī)質(zhì)障礙,使骨鹽無法沉積而生成骨骼,而鍶過量則可促進(jìn)佝僂病的發(fā)生。

4　微量元素間協(xié)同或拮抗關(guān)系

4.1　鋅與鈣

鋅與多種必需及非必需的陽離子相互作用。Hegstel指出:在動物腸腔內(nèi)當(dāng)鋅與植酸并存時,鋅和鈣相互作用形成不溶性復(fù)合物,在活體內(nèi)若增加鈣的攝入量,會使骨中鋅沉積增加,當(dāng)鈣含量受限時,效果相反。說明骨中鈣與鋅含量呈正相關(guān)。齊玉萍等認(rèn)為盲目用大劑量鈣劑,非但不能改善臨床癥狀,反而會抑制腸對鋅的吸收,進(jìn)一步加重缺鋅,因鈣與鋅在胃腸道有競爭拮抗作用。

4.2　鋅與鐵、銅

有認(rèn)為Zn對Fe的吸收呈雙向性作用,一是Zn對Fe有拮抗作用,攝入Zn過量,可抑制Fe的利用;二是在血紅蛋白合成時,必需的氨基乙酰丙酸脫水酶是鋅酶,鉛對此有抑制作用,而補鋅后此抑制明顯緩解。鐘山等實驗發(fā)現(xiàn)Fe、Cu與Zn有拮抗關(guān)系,但這三者都與Se有協(xié)同作用,Se能提高Fe、Cu、Zn等元素的水平。并認(rèn)為,由于Zn與Fe2+的化合價一致,因此Zn與Fe2+競爭Se最為激烈,從而導(dǎo)致Zn與Fe2+的拮抗作用最為顯著;由于Zn與Cu的原子序數(shù)分別是30和29,相差最少,且Cu既能表現(xiàn)一價也能表現(xiàn)與Zn相同的二價,從而導(dǎo)致Zn與Cu拮抗作用也很明顯。

4.3　銅與鐵

有研究認(rèn)為體內(nèi)鐵與銅的比例為50比1時,血紅蛋白即可迅速合成。這是因為銅能促使無機(jī)鐵變?yōu)橛袡C(jī)鐵,同時還有解除抑制鐵吸收因子的作用。缺銅的動物出現(xiàn)低色素小細(xì)胞性貧血時,用鐵劑治療無效,用小劑量銅鹽后,則癥狀很快改善。在肝臟內(nèi)合成的含有8個銅原子的銅蘭蛋白則具有鐵氧化酶的作用,能動員體內(nèi)貯存的鐵,并把肝臟和腸粘膜上皮細(xì)胞放出的Fe2+氧化為Fe3+,以便很快和血漿內(nèi)的β1球蛋白的結(jié)合成運鐵蛋白,參與鐵的運輸和代謝。

4.4　鋁與鐵、鋅、銅鋁對造血系統(tǒng)有毒性,可導(dǎo)致小細(xì)胞低色素性貧血。鋁同時也干擾鐵元素的吸收代謝,它還因蛋白結(jié)合部位競爭而干擾鋅、銅等元素的代謝,從而影響造血和血清微量元素的平衡。鐵、鋅、銅缺乏時,能促進(jìn)鋁的吸收。高鋁不僅可抑制腸道對鈣磷的吸收,還可直接作用于骨組織,抑制成骨細(xì)胞的活性,抑制類骨質(zhì)鈣化。

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