675名中小學(xué)生發(fā)樣中Ca、Fe、Zn和Cu含量的檢測(cè)及其意義

楊思嘉，陳 陽(yáng)，徐珊珊，潘 陽(yáng)，姚宇航，楊雪玲，李 波

（1.吉林大學(xué)公共衛(wèi)生學(xué)院流行病與衛(wèi)生統(tǒng)計(jì)學(xué)教研室，吉林 長(zhǎng)春 130021；2.吉林省長(zhǎng)春市朝陽(yáng)區(qū)衛(wèi)生局衛(wèi)生監(jiān)督所，吉林 長(zhǎng)春 130021；3.吉林大學(xué)公共衛(wèi)生學(xué)院營(yíng)養(yǎng)與食品衛(wèi)生學(xué)教研室，吉林 長(zhǎng)春 130021）

礦物質(zhì)是維持人體正常生命活動(dòng)不可缺少的物質(zhì)，人體內(nèi)礦物質(zhì)的含量及種類與其生存的自然環(huán)境和日常膳食攝入密切相關(guān)。近年來，關(guān)于鈣（Ca）、鐵（Fe）、鋅（Zn）和銅（Cu）的研究越來越得到人們的廣泛關(guān)注，大量研究［1－5］表明：兒童普遍存在Ca、Fe和Zn缺乏的現(xiàn)象，甘肅和福建兩省份兒童Ca缺乏率分別達(dá)到62.72%和26.8%，F(xiàn)e和Zn的缺乏率也在20%以上。但有關(guān)礦物質(zhì)間的相互關(guān)系和礦物質(zhì)與兒童發(fā)育狀況關(guān)系的報(bào)道相對(duì)較少。由于兒童處于生長(zhǎng)發(fā)育的關(guān)鍵時(shí)期，對(duì)營(yíng)養(yǎng)的需求也不同于一般人群，此時(shí)期兒童生長(zhǎng)發(fā)育迅速、代謝旺盛，Ca、Fe、Zn和Cu的缺乏或過剩均會(huì)干擾兒童正常的生長(zhǎng)發(fā)育，直接影響到兒童的身體健康［2－3］。

頭發(fā)取樣無(wú)痛、簡(jiǎn)便、快速，易于保存和運(yùn)輸，能夠較好地反映礦物質(zhì)在體內(nèi)的貯存情況，特別適用于兒童體內(nèi)礦物質(zhì)含量檢測(cè)和人群礦物質(zhì)含量普查。本研究選取吉林省靖宇縣和東遼縣兩縣的中小學(xué)生作為研究對(duì)象，檢測(cè)兩地區(qū)兒童發(fā)樣中Ca、Fe、Zn和Cu的含量，旨在研究?jī)傻貎和w內(nèi)礦物質(zhì)含量及其與生長(zhǎng)發(fā)育狀況的關(guān)系，為今后指導(dǎo)兒童合理膳食、預(yù)防礦物質(zhì)缺乏提供可靠的依據(jù)。

1 資料與方法

1.1 研究對(duì)象 參考雷艷霞等［6］關(guān)于不同性別、年齡的中小學(xué)生頭發(fā)中礦物質(zhì)分析結(jié)果，根據(jù)研究目的、資料性質(zhì)、容許誤差、把握度、顯著性水平及專業(yè)知識(shí)進(jìn)行樣本量的估計(jì)。2010年10—11月本文作者分別在吉林省靖宇縣和東遼縣的縣級(jí)學(xué)校選取中小學(xué)校各一所，采用分層整群抽樣的方法在兩縣分別抽取小學(xué)、中學(xué)各年級(jí)一班的學(xué)生，共計(jì)675名作為研究對(duì)象，其中男生333名，女生342名，年齡最小5歲，最大17歲，平均年齡11歲。

1.2 檢測(cè)方法 將采集的發(fā)樣剪成1～2mm長(zhǎng)，準(zhǔn)確稱取樣品（0.100±0.003）g于潔凈的試管中，加入濃度為69.0%～70.0%的濃硝酸1mL，將樣品置于140℃的電熱消解器中加熱，至樣品完全消解時(shí)將樣品取出，冷卻后，定容至20mL，混勻，應(yīng)用ICP－MS法進(jìn)行測(cè)定。

1.3 診斷標(biāo)準(zhǔn) Zn：99～360μg·g－1；Fe：20～195μg·g－1；Cu：3～49μg·g－1；Ca：450～1600μg·g－1。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析 采用SPSS 13.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。發(fā)樣中Ca、Fe、Zn和Cu含量采用M、Q來描述集中趨勢(shì)和離散趨勢(shì)，組間比較采用秩和檢驗(yàn)，兩變量之間的相關(guān)性分析采用Spearman秩相關(guān)；發(fā)樣中Ca、Fe、Zn和Cu缺乏率以百分比表示，組間比較采用χ2檢驗(yàn)。

2 結(jié) 果

2.1 不同性別中小學(xué)生發(fā)樣中礦物質(zhì)含量 不同性別中小學(xué)生發(fā)樣中Ca、Fe、Zn和Cu平均含量均在正常值范圍內(nèi)，且不同性別學(xué)生發(fā)樣中Ca、Fe和Zn含量分布差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05），且女生高于男生；但Cu含量分布差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05）。見表1。

2.2 不同性別中小學(xué)生發(fā)樣中礦物質(zhì)缺乏情況675名中小學(xué)生發(fā)樣中Ca缺乏率最高，為32.9%（222／675），其次為Fe（22.4%，151／675）、Zn（16.6%，112／675）和Cu（0.6%，4／675）；且不同性別學(xué)生Ca、Fe和Zn缺乏率比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05），Ca缺乏率男生高于女生，F(xiàn)e和Zn缺乏率女生高于男生。見表2。

表1 不同性別中小學(xué)生發(fā)樣中礦物質(zhì)含量Tab.1 The mineral contents in the hair of primary and secondary school students with different genders［M（QL，QU），wB／（μg·g－1）］

表2 不同性別中小學(xué)生發(fā)樣中礦物質(zhì)缺乏率Tab.2 The mineral deficiency rates in hair of primary and secondary school students with different genders［n（η%）］

2.3 不同年齡中小學(xué)生發(fā)樣中礦物質(zhì)含量 不同年齡組學(xué)生發(fā)樣中Ca、Fe和Zn含量分布差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05），但Cu含量分布差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05）；對(duì)年齡和發(fā)樣中4種礦物質(zhì)含量進(jìn)行相關(guān)分析，結(jié)果表明 ：年齡與發(fā)樣中Ca、Fe、Zn和Cu含量呈正相關(guān)關(guān)系，秩相關(guān)系數(shù)分別為rs＝0.129（P＝0.001）、rs＝0.075（P＝0.05）、rs＝0.204（P＜0.001）和rs＝0.087（P＝0.024）。見表3。

表3 不同年齡中小學(xué)生發(fā)樣中礦物質(zhì)含量Tab.3 The mineral contents in the hair of primary and secondary school students with different ages［M，（QL，QU），wB／（μg·g－1）］

2.4 不同年齡中小學(xué)生發(fā)樣中礦物質(zhì)缺乏情況不同年齡中小學(xué)生發(fā)樣中Ca和Zn缺乏率差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05），其中8～10歲組Ca和Zn缺乏率最高，分別為39.3%和23.0%。見表4。

2.5 Ca、Fe、Zn和Cu含量之間的相關(guān)性 中小學(xué)生發(fā)樣中Fe與Cu含量呈明顯的正相關(guān)關(guān)系（rs＝0.149，P＜0.001），Ca與Fe含量不存在相關(guān)關(guān)系（rs＝0.069，P＝0.072），Zn與Fe含量呈正相關(guān)關(guān)系（rs＝0.076，P＝0.049），Cu與Zn含量呈明顯的正相關(guān)關(guān)系（rs＝0.240，P＜0.001）。

2.6 中小學(xué)生發(fā)樣中礦物質(zhì)含量與形態(tài)指標(biāo)的相關(guān)性 中小學(xué)生發(fā)樣中Ca、Zn含量與身高、體質(zhì)量、胸圍和坐高呈正相關(guān)關(guān)系（P＜0.05或P＜0.01）；發(fā)樣中Fe與胸圍成正相關(guān)關(guān)系（P＜0.05），與身高、體質(zhì)量和坐高不存在相關(guān)關(guān)系（P＞0.05）；發(fā)樣中Cu與坐高成正相關(guān)關(guān)系（P＜0.05），與身高、體質(zhì)量和胸圍不存在相關(guān)關(guān)系 （P＞0.05）。見表5。

表4 不同年齡中小學(xué)生發(fā)樣中礦物質(zhì)缺乏率比較Tab.4 Comparison of the mineral deficiency rates in the hair of primary and secondary school students with different ages［n（η／%）］

表5 中小學(xué)生發(fā)樣中礦物質(zhì)含量與形態(tài)指標(biāo)的相關(guān)分析Tab.5 Analysis on the correlation of morphological indexes with mineral contents in the hair of primary and secondary school students

3 討 論

中國(guó)兒童中心與國(guó)務(wù)院婦女兒童工作委員會(huì)辦公室對(duì)中國(guó)10個(gè)城市0～6歲兒童健康狀況進(jìn)行調(diào)查［4－5，7－8］的結(jié)果顯示：我國(guó)兒童微量元素?cái)z入狀況不容樂觀，缺乏Fe、Ca和Zn已成為影響廣大兒童、青少年健康的重要因素［5，7－8］。既往國(guó)內(nèi)研究［8－9］報(bào)道：兒童微量元素缺乏居前三位的為缺Ca、缺Fe和缺Zn，本研究結(jié)果中以Ca缺乏率為最高（32.9%），其次為Fe（22.4%）和Zn（16.6%），與上述文獻(xiàn)報(bào)道結(jié)果一致。

Ca是人體內(nèi)含量最多的無(wú)機(jī)元素，是構(gòu)成牙齒和骨骼的重要成分，學(xué)生時(shí)期，由于戶外體育活動(dòng)減少，缺乏足夠的維生素D3，使得體內(nèi)Ca的吸收率降低，加之此時(shí)期兒童生長(zhǎng)發(fā)育迅速，如果不及時(shí)補(bǔ)充，就容易出現(xiàn)缺Ca的現(xiàn)象［10］。兒童長(zhǎng)期攝入Ca不足可引起生長(zhǎng)發(fā)育遲緩、骨軟化和骨骼變形，嚴(yán)重者可導(dǎo)致佝僂病的發(fā)生。本研究結(jié)果顯示：中小學(xué)生發(fā)樣中Ca缺乏率最高，提示家長(zhǎng)應(yīng)注意多給孩子補(bǔ)充奶和奶制品、蝦皮和豆類等富含Ca的食物［11］，以改善體內(nèi)Ca缺乏的狀況。

據(jù)世界衛(wèi)生組織報(bào)道，全球約有21.5億人（約占世界人口的35%）缺Fe，缺鐵性貧血在全球各國(guó)均有發(fā)生，尤其是發(fā)展中國(guó)家的婦女和兒童缺Fe現(xiàn)象更為突出［12］。本研究結(jié)果顯示：中小學(xué)生發(fā)樣中Fe的缺乏率為22.4%。Fe長(zhǎng)期攝入不足，可引起缺鐵性貧血的發(fā)生。動(dòng)物性食物中的鐵生物利用率很高，多食瘦肉、動(dòng)物全血、魚類、禽類和雞蛋可有效改善Fe攝入不足。

Zn不僅可以調(diào)節(jié)機(jī)體免疫功能、促進(jìn)生長(zhǎng)發(fā)育，還參與酶的合成，可有效增強(qiáng)記憶力和提高智力。當(dāng)機(jī)體長(zhǎng)期攝入Zn不足、飲食結(jié)構(gòu)不合理，或者機(jī)體需求量大于供給量時(shí)，即可引起Zn缺乏，出現(xiàn)生長(zhǎng)發(fā)育遲緩、食欲減退和異食癖等癥狀，長(zhǎng)期缺鋅還可引起侏儒癥。本研究結(jié)果顯示：中小學(xué)生發(fā)樣中Zn的缺乏率較高，提示中小學(xué)生應(yīng)多食貝殼類海產(chǎn)品、紅肉及動(dòng)物內(nèi)臟等富含Zn的食物。本研究中發(fā)樣中Cu的缺乏率較低（0.6%），與趙志明等［13］和劉杜琴［14］的報(bào)道結(jié)果一致。

本研究結(jié)果顯示：不同性別中小學(xué)生發(fā)樣中Ca、Fe、Zn和Cu的含量存在差異，男生Ca和Cu缺乏率高于女生，而女生Fe和Zn缺乏率高于男生。Ca參與骨骼和肌肉的活動(dòng)，骨骼是Ca的存儲(chǔ)庫(kù)，男生的骨骼和肌肉所占的比例高于女生，對(duì)Ca的需求量也高于女生，如果攝入不足，就容易出現(xiàn)Ca缺乏。有關(guān)發(fā)Zn與性別的關(guān)系，國(guó)內(nèi)外研究［15－16］結(jié)果存在差異，本研究結(jié)果中男生發(fā)Zn含量高于女生，女生發(fā)Fe缺乏率高于男生，這與既往研究［17］結(jié)果一致。10歲以后，女生在體格發(fā)育的同時(shí)伴隨著生殖系統(tǒng)的發(fā)育，月經(jīng)也隨之而來。在此過程中機(jī)體的微量元素代謝隨著月經(jīng)周期的規(guī)律而發(fā)生改變，從而達(dá)成新的平衡，由于女生月經(jīng)的來潮伴隨Fe的流失，從而導(dǎo)致發(fā)Fe含量的降低［16］。

不同年齡組中小學(xué)生發(fā)樣中Ca、Fe、Zn和Cu平均含量均在正常值范圍內(nèi)，年齡與發(fā)樣中Ca、Fe和Zn含量呈正相關(guān)關(guān)系，這與雷艷霞等［6］的研究結(jié)果一致，隨著年齡的增長(zhǎng)，機(jī)體消化系統(tǒng)的功能逐步增強(qiáng)，攝入食物的種類和數(shù)量也隨之增加，特別是動(dòng)物性食物中富含豐富的Fe和Zn，體內(nèi)上述元素的含量也隨之增加。

Cu與Fe之間存在極為密切的關(guān)系，二者之間存在協(xié)同作用，Cu能夠促進(jìn)Fe的吸收、利用和運(yùn)送。當(dāng)機(jī)體出現(xiàn)缺Cu時(shí)，F(xiàn)e的吸收與利用也會(huì)隨之降低［18］。本研究結(jié)果表明：Cu與Fe含量存在明顯的正相關(guān)關(guān)系，這與余紅萍［19］的報(bào)道一致；以往研究［20］顯示：當(dāng)機(jī)體Ca和Fe代謝處于平衡時(shí)，兩者之間呈正相關(guān)關(guān)系，當(dāng)代謝失衡時(shí)，二者之間呈負(fù)相關(guān)關(guān)系，Ca可以有效地抑制體內(nèi)的植酸，從而促進(jìn)Fe的吸收，本研究結(jié)果顯示：Ca與Fe之間不存在相關(guān)關(guān)系，原因有待進(jìn)一步探討。2006年全國(guó)微量元素缺乏與補(bǔ)充及相互關(guān)系研討會(huì)上探討了Zn和Fe之間的關(guān)系，當(dāng)Fe和Zn比值為1∶2或2∶1時(shí)，兩者之間的吸收不存在拮抗作用［21］；關(guān)于Cu和Zn之間的相互作用國(guó)內(nèi)外研究結(jié)果存在差異，本研究結(jié)果表明：Cu與Zn含量呈明顯的正相關(guān)關(guān)系。

本研究對(duì)發(fā)樣中4種礦物質(zhì)與身高、體質(zhì)量、胸圍和坐高進(jìn)行相關(guān)分析，結(jié)果表明：發(fā)樣中Ca和Zn含量與身高、體質(zhì)量、胸圍和坐高呈正相關(guān)關(guān)系，說明Ca和Zn的含量對(duì)中小學(xué)生生長(zhǎng)發(fā)育有著很重要的影響。Ca和Zn是構(gòu)成骨骼的重要成分，在體內(nèi)的含量較為穩(wěn)定，受外界環(huán)境的影響較小，Ca和Zn的缺乏會(huì)導(dǎo)致生長(zhǎng)發(fā)育遲緩。

針對(duì)上述Ca和Fe缺乏的情況，當(dāng)?shù)氐南嚓P(guān)衛(wèi)生部門及學(xué)校應(yīng)加強(qiáng)宣傳教育，指導(dǎo)合理營(yíng)養(yǎng)、均衡膳食，家長(zhǎng)要高度重視，注意給孩子合理搭配飲食，多食奶制品、瘦肉、魚、蛋、青菜，鼓勵(lì)孩子多參加戶外活動(dòng)。

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