微量元素鋅在兒童生長發(fā)育中的作用

張偉淳

鋅（zinc,Zn）是人體生長發(fā)育及免疫調控所必需的微量元素之一，鋅對兒童生長發(fā)育非常重要，鋅在機體許多器官和組織中具有重要作用。充足的鋅供給，能維持機體的正常生理功能，促進生長發(fā)育，智力發(fā)育和提高機體的免疫機能，預防疾病的發(fā)生。

1 鋅參與細胞分裂、分化和蛋白合成

鋅是人體內300多種酶和蛋白質的重要組成成分，廣泛參與生命活動的各個方面，其中最重要的含鋅酶和蛋白有DNA聚合酶、RNA聚合酶、堿性磷酸酶、鋅指蛋白轉錄因子、味覺蛋白、消化酶等[1]，鋅是這些物質的活性結構成分。鋅缺乏（zinc deficiency,ZD）時，DNA聚合酶數(shù)量減少，活性降低，導致DNA復制速率減慢，結果使細胞的分裂速度緩慢或停滯[2]。致使兒童骨生長發(fā)育緩慢，骨鈣化不良，食欲低下，消化功能降低和整體發(fā)育延遲[3]。

2 鋅的分布及需要量

鋅廣泛存在于人體的所有組織中，有85％分布于人體肌肉和骨骼中，11％分布于皮膚，肝臟和其他組織。幾乎所有鋅分布于細胞內，30％～40％在細胞核內，50％在細胞質、細胞器和專門囊泡（消化酶或激素存儲）內，其余部分存在于細胞膜[4]。

正常人每日鋅需要量是：4月齡以下30mg，5～12月齡5mg，1～10歲10mg，成人15mg，妊娠及哺乳期20～25mg。

3 鋅的吸收

鋅在腸道的吸收有主動吸收和被動彌散兩種形式，以主動吸收為主。鋅的吸收是通過與鑲嵌在腸粘膜刷狀緣的鋅轉運蛋白（ZTP）結合的形式主動進行的。這些鋅轉運體除存在于腸上皮細胞外，也廣泛的存在于其他器官組織的細胞。根據(jù)細胞對鋅的需要和細胞外液鋅的濃度變化，鑲嵌于細胞膜上的ZTP的類型會發(fā)生變化，其調節(jié)機制屬于后翻譯調節(jié)。當細胞內鋅過多時，排鋅ZTP被鑲嵌于膜間，把鋅排出細胞外。鋅吸收的調節(jié)機制是血-腸調節(jié)。

鋅攝入不足是ZD的主要病因,其次是膳食鋅利用率低。人類缺鋅的主要原因是飲食中鋅利用率過低，它也可能是由于疾病，影響食物中鋅的攝入，引起分解或吸收不良，或增加鋅的排泄。

4 鋅與胎兒發(fā)育

鋅影響核酸和蛋白質合成。因此，鋅缺乏會嚴重影響胎兒的生長發(fā)育，易造成畸形。嚴重ZD可影響受精卵分裂，引起染色體畸變造成流產和多發(fā)性畸形。目前很多資料表明,鋅對人類有潛在的發(fā)育毒性。畸形兒孕母及胎兒血清鋅顯著低于正常對照組，但畸形兒羊水鋅則明顯增高。

Hininger等研究表明，新生兒產重與孕母血鋅水平確實相關。然而，Zlotkin提出的研究認為孕婦常規(guī)補鋅不一定提高胎兒出生體重。

5 鋅與生長

鋅在兒童的生長發(fā)育過程中發(fā)揮重要的作用。直接參與核酸和蛋白質的合成，能量代謝和氧化還原過程。鋅指概念的提出解釋了鋅在基因表達和內分泌功能中的作用，以及鋅在DNA合成，RNA的合成和細胞分裂過程中的作用機制。鋅還與某些重要激素如生長調節(jié)素-C，骨鈣素，睪酮，甲狀腺激素和胰島素，相互作用調節(jié)骨骼的生長。鋅與骨代謝密切相關，調節(jié)骨骼的生長和發(fā)育。與其它組織相比，鋅在骨中的濃度相對較高，它是鈣化基質重要組成部分。

鋅可能會通過改變神經(jīng)遞質受體直接作用于中樞神經(jīng)系統(tǒng)，進而影響食欲。缺鋅也伴隨著嗅覺和味覺改變，食欲不振和體重減輕。一方面，鋅參與DNA和RNA的合成，并最終參與細胞復制；軟骨細胞，成骨細胞和成纖維細胞的分化；細胞轉錄；生長調節(jié)素-C，膠原蛋白，骨鈣素和堿性磷酸酶的合成。參與堿性磷酸酶的合成，并影響其活性。還參與碳水化合物，脂類和蛋白質的代謝，從而利于營養(yǎng)物質更好的利用。另一方面，鋅在激素調解中起著重要作用，因為它參與生長激素（GH）的合成與分泌。

6 鋅與神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)育

鋅是一種中央神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)育的關鍵營養(yǎng)物質：①鋅依賴酶參與大腦發(fā)育；②鋅指蛋白參與大腦結構和神經(jīng)傳遞；③鋅依賴性神經(jīng)遞質參與大腦記憶功能；④鋅參與神經(jīng)遞質的前體生產；⑤金屬硫蛋白-III是一種在神經(jīng)元中的鋅結合蛋白。

針對兒童鋅缺乏的研究沒有行為異常的報告。動物實驗表明，在大腦的快速增長時期嚴重缺鋅改變情緒的發(fā)展，嗜睡，以及學習，注意力和記憶力也受到影響。

王福莊等實驗結果表明,鋅能促進體外培養(yǎng)海馬神經(jīng)元的神經(jīng)突起生長,突起數(shù)增加,神經(jīng)元總蛋白含量增多,提示鋅對海馬神經(jīng)元的生長發(fā)育有促進作用。

[1]Hambidge M.Human zinc deficiency[J].Nutrition,2000,130：1344S-1349S.

[2]Richard J.Wood assessment of marginal zinc status in humans[J]. Nutrition,2000,130：1350S-1354S.

[3]Ochkareva E,Korolev S,Bochkarev A.The role for zinc in replication protein A[J].Biol Chem,2000,27：332-338.

[4]Tapiero H,Tew KD.Trace elements in human physiology and pathology：zinc and metallothioneins[J].Biomedicine ＆Pharmacotherapy,2003，57：399-411.