阿壩大骨節(jié)病區(qū)青稞中8種元素的比較分析

楊作財，蒲 彪，張 璐，胡 旭

(四川農(nóng)業(yè)大學(xué)食品學(xué)院，四川雅安625014)

阿壩大骨節(jié)病區(qū)青稞中8種元素的比較分析

楊作財，蒲 彪*，張 璐，胡 旭

(四川農(nóng)業(yè)大學(xué)食品學(xué)院，四川雅安625014)

目的:探討阿壩縣大骨節(jié)病區(qū)、消退區(qū)、非病區(qū)青稞中8種元素的差異。方法:對阿壩縣大骨節(jié)病區(qū)、消退區(qū)、非病區(qū)青稞中Cu、Zn、Pb、Cd、As、Hg、Cr、F 8種元素進行對比分析并且將這8種元素與患病率做單相關(guān)分析，篩選出與患病率顯著相關(guān)的元素。結(jié)果:Cu含量在病區(qū)和消退區(qū)之間差異顯著;Hg含量在病區(qū)與非病區(qū)之間差異顯著，As和Cr元素在病區(qū)、消退區(qū)、非病區(qū)之間呈遞減趨勢;與患病率做單相關(guān)分析，發(fā)現(xiàn)青稞中Cu、Zn含量與患病率呈顯著正相關(guān)關(guān)系。

大骨節(jié)病，青稞，阿壩，元素

1 材料與方法

1.1 實驗材料

樣品采集 選擇全國大骨節(jié)病的重病區(qū)四川省阿壩州阿壩縣全境。根據(jù)2008年普查數(shù)據(jù)按大骨節(jié)病病情嚴重情況將采樣點分為病區(qū)、消退區(qū)、非病區(qū)。由食品方向?qū)I(yè)人員進行樣品采集，共采集青稞樣品27份。

1.2 檢測方法

樣品統(tǒng)一送農(nóng)業(yè)部食品質(zhì)量監(jiān)督檢驗測試中心進行測定。

參考方法:銅(GB/T5009.13-2003)，鋅(GB/ T5009.14-2003)，鉛(GB/5009.12-2010)，鎘(GB/ T5009.15-2003)，砷(GB/T5009.11-2003)，汞(GB/ T5009.17-2003)，鉻(GB/T 5009.123-2003)，氟(GB/ T5009.18-2003)。

1.3 數(shù)據(jù)處理

采用數(shù)據(jù)統(tǒng)計軟件SPSS Statistics 18.0進行數(shù)據(jù)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 病區(qū)、消退區(qū)、非病區(qū)青稞中元素比較

病區(qū)、消退區(qū)、非病區(qū)青稞中8種元素含量對比如表1所示。Cu含量在病區(qū)和消退區(qū)之間差異顯著(P＜0.05)，Cu在病區(qū)青稞中平均含量最高，為4.633mg/kg，在消退區(qū) Cu的平均含量最低，為4.072mg/kg;Hg的含量表現(xiàn)為病區(qū)＜消退區(qū)＜非病區(qū)，Hg的含量在病區(qū)與非病區(qū)之間差異顯著(P＜0.05);Cr含量較高，在三地區(qū)中表現(xiàn)為病區(qū)＞消退區(qū)＞非病區(qū);Zn、As含量在三地區(qū)中表現(xiàn)為病區(qū)＞消退區(qū)＞非病區(qū);Pb含量表現(xiàn)為非病區(qū)低于病區(qū)及消退區(qū);Cd含量在病區(qū)，消退區(qū)及非病區(qū)間均較低。青稞中的F含量在病區(qū)，消退區(qū)與非病區(qū)間沒有顯著性差異，青稞中F含量也與大米中F含量相差不大［6］。

表1 KBD病區(qū)、消退區(qū)、非病區(qū)青稞中元素比較(s mg/kg)Table 1 The comparison concentrations of 8 elements in barley from the KBD areas、subside areas and control areas(s，mg/kg)

表1 KBD病區(qū)、消退區(qū)、非病區(qū)青稞中元素比較(s mg/kg)Table 1 The comparison concentrations of 8 elements in barley from the KBD areas、subside areas and control areas(s，mg/kg)

注:表中不同小寫字母代表差異性顯著(P＜0.05)。

元素 病區(qū)(N=14) 消退區(qū)(N=8) 非病區(qū)(N=5) Cu 4.633±0.704a 4.072±0.510b 4.076±0.332ab Zn 28.864±3.819a 27.050±2.672a 25.420±1.994a Pb 0.129±0.050a 0.130±0.040a 0.078±0.050a Cd 0.002±0.001a 0.002±0.001a 0.002±0.001a As 0.029±0.016a 0.028±0.021a 0.016±0.009a Hg 0.007±0.001b 0.008±0.001ab 0.009±0.001a Cr 3.310±2.656a 2.918±1.305a 2.382±1.661a F 0.672±0.039a 0.658±0.927a 0.686±0.047a

根據(jù)GB2762-2005規(guī)定，谷類食物中Pb的限量標(biāo)準(zhǔn)為0.2mg/kg，Cr的限量標(biāo)準(zhǔn)為1.0mg/kg，在病區(qū)青稞中Pb含量最高為0.27mg/kg，超過了國家標(biāo)準(zhǔn); Cr的超標(biāo)情況比較嚴重，在消退區(qū)中的青稞中，超標(biāo)率達100%，值得注意。

2.2 患病率與元素相關(guān)性分析

將阿壩縣青稞中8種元素27次的測定值與患病率進行單相關(guān)性分析，與患病率具有顯著相關(guān)關(guān)系的元素有Cu、Zn兩種元素。Cu、Zn的含量與患病率呈正相關(guān)。Cu、Zn與患病率的關(guān)系圖如圖1、圖2所示。

圖1 阿壩青稞中Cu含量與病區(qū)患病率的相關(guān)關(guān)系圖Fig.1 The correlation diagram between prevalence rate and contents of Cu in barley from A’ba

圖2 阿壩青稞中Zn含量與病區(qū)患病率的相關(guān)關(guān)系圖Fig.2 The correlation diagram between prevalence rate and contents of Zn in barley from A’ba

為進一步判斷與病情有關(guān)的元素，將8種元素的平均值和相應(yīng)的的患病率做逐步回歸分析。

逐步回歸分析均篩選出Cu元素，Cu與患病率回歸方程為Y=-23.827+10.308X(Cu)，F(xiàn)(1，26)= 7.529，R=0.481，P＜0.05。

3 討論

無機砷進入人體后，可致染色體改變、DNA損傷以及基因改變，具有遺傳毒性和致癌性［7］。人體內(nèi)的砷過多會對體內(nèi)硒的代謝產(chǎn)生影響［8］。病區(qū)青稞中砷含量較非病區(qū)高，砷在人體內(nèi)是否會加速硒的排泄，從而導(dǎo)致大骨節(jié)病的發(fā)生還需要進一步研究。汞是人體的非必需元素，進入人體后對人體傷害很大，汞主要來自采礦、化學(xué)排放和電子產(chǎn)品，阿壩縣大骨節(jié)病區(qū)多處偏遠貧窮山區(qū)，工業(yè)落后，污染小，造成病區(qū)青稞中汞的含量低于消退區(qū)和非病區(qū)，而汞與大骨節(jié)病的關(guān)系還未見報道。

鉻是葡萄糖耐量因子，缺鉻可能導(dǎo)致糖尿病等疾病，也有報道大骨節(jié)病與鉻有關(guān)［9］。本次調(diào)查發(fā)現(xiàn)病區(qū)、消退區(qū)、非病區(qū)青稞中的鉻含量均超過國標(biāo)的限量標(biāo)準(zhǔn)，鉻的急性中毒與砷中毒類似，主要造成皮膚、肝、腎的病變［10］，目前鉻的亞慢性中毒癥狀尚缺乏實驗支持，而鉻的亞慢性中毒是否與大骨節(jié)病有關(guān)目前尚不明了。

近年來，李瑞生先生研究提出“大骨節(jié)病低氟病因?qū)W說”［11］，李亮采集若爾蓋的水樣檢測分析，隨著水中氟含量增加，發(fā)病率降低，并且測得病區(qū)水中氟含量為0.1～0.2mg/L，認為大骨節(jié)病與氟攝入不足有關(guān)［12］。而筆者采樣調(diào)查區(qū)域以藏民為主，有飲濃茶的習(xí)慣，本次對病區(qū)磚茶采樣測定發(fā)現(xiàn)，磚茶中氟平均含量432.1mg/kg，磚茶的水浸出氟含量占全氟的70.94%～83.34%，平均77.06%［13］。人體對氟的吸收率平均為65%［14］，以人均飲茶16.0g/d計，阿壩縣藏區(qū)居民每日從磚茶中吸收氟約為3.463mg，遠遠超過了人體需要。阿壩縣通過換糧，增加了大米等外地糧的攝入，病情有所減輕，而四川地區(qū)大米、面粉和青稞中的氟含量差異不大，說明并非是增加了氟的攝入量而使阿壩縣大骨節(jié)病的發(fā)病率降低。所以筆者認為氟缺乏與大骨節(jié)病的形成關(guān)系不大。

Cu與Zn嚴重影響骨骼的發(fā)育。本實驗測得Cu、Zn的含量與患病率成顯著正相關(guān)關(guān)系，病區(qū)青稞中Cu、Zn含量高于消退區(qū)。目前Cu、Zn含量對大骨節(jié)病的影響說法不一，對病區(qū)糧食中、患兒發(fā)中及血清中的Cu、Zn含量測定，所得結(jié)果也不盡一致。這與各地不同的土壤水文環(huán)境有關(guān)，也與元素之間相互作用與平衡密不可分。

從環(huán)境化學(xué)因素分析，單一元素的缺乏或過多，可能不足以說明大骨節(jié)病的致病原因。礦質(zhì)元素在人體內(nèi)的代謝是一個極其復(fù)雜的過程，各個元素之間相互影響，包括吸收轉(zhuǎn)運、排泄等過程，可表現(xiàn)為拮抗、協(xié)同、競爭等關(guān)系，機體可通過體內(nèi)的自動調(diào)節(jié)來調(diào)整礦物質(zhì)代謝的動態(tài)平衡。體內(nèi)各元素的分布不平衡可能是大骨節(jié)病患病的一個復(fù)合因素。在以后病因?qū)W的分析中，應(yīng)加強元素之間比例失調(diào)對致病性影響的研究。

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Comparative analysis of 8 elements in barley collected from A’ba sichuan Kashin-Beck Disease area

YANG Zuo-cai，PU Biao*，ZHANG Lu，HU Xu
(College of Food Science，Sichuan Agricultural University，Ya’an 625014)

Objective:To investigate the roles of 8 elements in the barley of the Kashin-Beck Disease(KBD)areas，subside areas and control areas.Methods:To compare the concentrations of Cu，Zn，Pb，Cd，As，Hg，Cr and F in the barley collected from KBD areas，subside areas and control areas and make the single correlation analysis between the elements and the prevalence rate，choose the significantly associated element.Results:The element of Cu had significant difference between KBD areas and subside areas;The element of Hg had significant difference between KBD areas and control areas.The element of As and Cr were less and less among KBD areas，subside areas and control areas.

Kashin-Beck Disease;barley;A’ba;elements

TS201.4

A

1002-0306(2012)04-0390-03

大骨節(jié)病(Kashin-Beck Disease，KBD)是一種地方性慢性變形性骨關(guān)節(jié)病，表現(xiàn)為多發(fā)、對稱性關(guān)節(jié)受累，絕大部分發(fā)生于兒童管狀骨干骺閉合以前，其原發(fā)病變是四肢骺軟骨、骺板軟骨及關(guān)節(jié)軟骨變性壞死。以侵害關(guān)節(jié)軟骨為主，導(dǎo)致軟骨壞死，最終骨端膨大、變形的骨關(guān)節(jié)病。輕度患者主要表現(xiàn)為關(guān)節(jié)增粗、疼痛，影響勞動能力;而重癥者會出現(xiàn)短指、短肢畸型等癥狀，喪失勞動能力，終生殘疾［1］。大骨節(jié)病病因復(fù)雜，自1849年俄羅斯Yurenshi首次報道KBD以來，其發(fā)病原因尚未清楚，現(xiàn)今關(guān)于KBD主要有三種病因假說，生物地球化學(xué)學(xué)說、真菌毒素學(xué)說以及有機物中毒學(xué)說。其中生物地球化學(xué)學(xué)說主要基于大骨節(jié)病病區(qū)土壤、糧食及人體內(nèi)的硒水平顯著低于非病區(qū)，從而認為KBD發(fā)病是硒及其它元素含量的缺乏導(dǎo)致的。近年來，學(xué)者對于該假說的研究主要集中在分析人體、土壤和大米中無機元素與KBD發(fā)病之間的關(guān)系，而少有考察食物中重金屬元素及氟對KBD發(fā)病的影響［2-4］。阿壩縣地處川、甘、青三省交界處，位于四川省阿壩州的西北部，境內(nèi)平均海拔3300m，全縣大骨節(jié)病患者11484人，約占全縣人口的47.55%，屬重病區(qū)。阿壩縣大骨節(jié)病區(qū)多處偏遠貧窮山區(qū)，以青稞為主食，占膳食的55%以上，少有雜糧及水果的攝入，非病區(qū)及消退區(qū)處于經(jīng)濟狀況較好的區(qū)縣郊區(qū)，青稞在膳食中的比例相對較小，占33%左右。近年來，通過“補硒、吃雜、改水、講衛(wèi)生”等措施的實施，阿壩縣的大骨節(jié)病病情有所緩解，2007年兒童大骨節(jié)病陽性檢出率下降為3.96%［5］，但致病因子依然存在，不容忽視。本文主要對該地區(qū)青稞中的Cu、Zn、Pb、Cd、As、Hg、Cr和F等8種元素進行了分析，旨在考察這8種元素與大骨節(jié)病發(fā)病是否有顯著相關(guān)性。

2011-03-22 *通訊聯(lián)系人

楊作財(1984-)，男，碩士研究生，研究方向:食品科學(xué)。

“十一五”國家科技支撐計劃項目(2007BAI25B01)。