鐵強(qiáng)化醬油對學(xué)生認(rèn)知能力的干預(yù)效果研究

蔡祥焜，霍軍生*，孫靜，黃建，王劼，王冰，魏艷麗

（中國疾病預(yù)防控制中心營養(yǎng)與健康所國家衛(wèi)生計生委微量元素營養(yǎng)重點實驗室，北京100050）

鐵強(qiáng)化醬油對學(xué)生認(rèn)知能力的干預(yù)效果研究

蔡祥焜，霍軍生*，孫靜，黃建，王劼，王冰，魏艷麗

（中國疾病預(yù)防控制中心營養(yǎng)與健康所國家衛(wèi)生計生委微量元素營養(yǎng)重點實驗室，北京100050）

將受試學(xué)生分為正常（NA）組、鐵缺乏不貧血（IDNA）組和缺鐵性貧血（IDA）組，測定鐵強(qiáng)化醬油干預(yù)前后學(xué)生的鐵營養(yǎng)指標(biāo)和認(rèn)知能力水平。結(jié)果表明，干預(yù)后，IDA組血紅蛋白Hb、血清鐵蛋白SF水平均顯著升高（P＜0.05），IDNA組的SF水平顯著升高（P＜0.05），而NA組的Hb、SF水平無明顯變化（P＞0.05）。干預(yù)后，IDNA組記憶再認(rèn)量表分顯著增加（P＜0.05），IDA組的基本認(rèn)知能力、知覺速度、心算效率和記憶再認(rèn)能力均顯著增加（P＜0.05），而NA組的各項基本認(rèn)知能力在干預(yù)前后均無統(tǒng)計學(xué)差異（P＞0.05）。干預(yù)后IDA組學(xué)生的托尼測試得分增加，但與NA組比較仍有顯著差異（P＜0.05）。鐵強(qiáng)化醬油干預(yù)可以有效改善鐵缺乏學(xué)生的鐵營養(yǎng)狀況，對鐵缺乏不貧血和缺鐵性貧血學(xué)生的認(rèn)知能力也有明顯的改善作用。

鐵強(qiáng)化醬油；鐵缺乏；缺鐵性貧血；認(rèn)知能力

醬油是我國的傳統(tǒng)釀造食品，富含多肽、氨基酸等營養(yǎng)成分，對人體鐵吸收有促進(jìn)作用。鐵強(qiáng)化醬油作為一種食物強(qiáng)化方式，具有覆蓋面廣、花費少、不改變?nèi)藗兊娘嬍沉?xí)慣等優(yōu)點，能夠有效解決人群的鐵缺乏問題[1]。鐵是維持人體正常生命活動的必需微量營養(yǎng)元素，參與氧的轉(zhuǎn)運、三磷酸腺苷（adenosine triphosphate，ATP）生成、脫氧核糖核酸（deoxyribose nucleic acid，DNA）合成、維持線粒體功能、保護(hù)細(xì)胞免受氧化損傷等[2]。兒童和青少年是人體生長發(fā)育的關(guān)鍵時期，對鐵的需求量大，極易發(fā)生鐵缺乏和缺鐵性貧血，徐海泉等[3]對50個縣寄宿學(xué)生的營養(yǎng)狀況所做的分析表明，初中寄宿生的貧血患病率高達(dá)23.0%。鐵缺乏和缺鐵性貧血會嚴(yán)重影響兒童青少年的身體和智力發(fā)育，而學(xué)齡兒童的認(rèn)知能力發(fā)展對其現(xiàn)階段的學(xué)習(xí)能力及成年以后的事業(yè)成功有著非常重要的作用[4-5]，因此保證學(xué)齡青少年的鐵營養(yǎng)充足十分必要。目前，多項研究表明，鐵強(qiáng)化醬油可以有效的降低人群的貧血患病率[6-7]，是我國現(xiàn)階段改善人群鐵缺乏最為經(jīng)濟(jì)、易行而有效的措施。為了改善學(xué)齡青少年的鐵營養(yǎng)和認(rèn)知能力狀況，本研究對北京某學(xué)校的住宿學(xué)生進(jìn)行了10個月的鐵強(qiáng)化醬油干預(yù)，采用《基本認(rèn)知能力測驗》軟件和托尼非語文智力測驗（test of nonverbal intelligence，2nd edition，TONI-2）對干預(yù)前后學(xué)生的認(rèn)知能力進(jìn)行了測試，以探討鐵強(qiáng)化醬油對青少年鐵營養(yǎng)狀況和認(rèn)知能力的改善效果。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

1.1.1 干預(yù)對象

選取北京市某學(xué)校全部在校住宿學(xué)生為干預(yù)對象，年齡11～16歲。鐵強(qiáng)化醬油干預(yù)前對學(xué)生進(jìn)行血紅蛋白和鐵營養(yǎng)狀況測定，依據(jù)世界衛(wèi)生組織（World Health Organization，WHO）推薦的鐵缺乏和貧血標(biāo)準(zhǔn)[8]將受試者分為：正常（normal，NA）組、鐵缺乏不貧血（iron deficiency anemia，IDNA）組和缺鐵性貧血（iron deficiency anemia，IDA）組。

1.1.2 主要試劑

鈉鐵乙二胺四乙酸（NaFe-ethylenediaminetetraacetic acid，NaFe-EDTA）鐵強(qiáng)化醬油：佛山市海天調(diào)味食品有限公司；血清鐵蛋白RANDOXSF試劑盒：英國RANDOX公司。

1.2 儀器與設(shè)備

YZB/SWE 0933 HemoCue血紅蛋白分析儀：瑞典Hemocue AB公司；SYNCHRON CX4PR0/BECKMAN全自動生化分析儀：美國貝克曼公司。

1.3 方法

1.3.1 干預(yù)方法

采用人體試食試驗觀察鐵強(qiáng)化醬油對鐵缺乏和缺鐵性貧血學(xué)生認(rèn)知能力的改善效果。人群試驗方案通過中國疾病預(yù)防控制中心營養(yǎng)與健康所“人體試驗倫理道德專家審查委員會”審查。

NaFeEDTA鐵強(qiáng)化醬油（26 mg Fe/100 mL），按每人15 mL/d的量，由學(xué)校食堂根據(jù)每餐就餐人數(shù)在烹調(diào)食物時加入。干預(yù)時間8個月，在為期一個月的假期期間，給每位干預(yù)學(xué)生發(fā)放瓶裝鐵強(qiáng)化醬油和一個帶刻度的量杯，要求每日按量食用，并作好記錄。

1.3.2 血液樣本的收集和鐵營養(yǎng)指標(biāo)的檢測

干預(yù)前后各收集1次受試學(xué)生血液樣本。抽取靜脈血放置20 min后離心（3 000 r/min、20 min），取上部血清于血清管中，對號標(biāo)記后冷凍保存，用于血紅蛋白（hemoglobin，Hb）和血清鐵蛋白（serum ferritin，SF）的測定。血紅蛋白檢測采用血紅蛋白分析儀測定，血清鐵蛋白檢測采用RANDOX SF試劑盒測定。

1.3.3 基本認(rèn)知能力測試

采用中國科學(xué)院心理研究所編制的《基本認(rèn)知能力測驗2.0版》軟件[9]，測試在計算機(jī)上進(jìn)行。共包括7項分測驗：數(shù)字快速拷貝、漢字快速比較、心算、漢字旋轉(zhuǎn)、心算答案回憶、雙字詞再認(rèn)、無意義圖形再認(rèn)。測試5個方面的基本認(rèn)知能力（primary cognitive abilities test，PCAT）：知覺速度、心算能力、空間能力、數(shù)字工作記憶廣度、記憶再認(rèn)。測試在安靜且光線充足的計算機(jī)教室進(jìn)行，測試時間30 min。

1.3.4 托尼非語文智力測驗（TONI-2）

采用中國科學(xué)院心理研究所修訂的托尼非語文智力測驗[10]測試受試者解決問題的能力，要求受試者對簡單配合、相似性、分類、交叉、漸進(jìn)5種抽象圖形問題進(jìn)行選擇。托尼測驗結(jié)果指標(biāo)采用的是離差智商，測試前由主試進(jìn)行例題講解，測試共包括55道題，測驗時間30 min。

1.3.5 統(tǒng)計分析

采用SAS 8.01版統(tǒng)計學(xué)軟件包進(jìn)行統(tǒng)計分析，組間比較采用方差分析，干預(yù)前后比較采用配對t檢驗等，血清鐵蛋白（SF）取對數(shù)后進(jìn)行分析，以P＜0.05為差異具有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果與分析

2.1 受試者基本情況

各組受試者的基本情況見表1，受試者均為在校住宿學(xué)生，除假期外，三餐均由學(xué)校食堂供應(yīng)。由表1可知，3組學(xué)生的平均年齡、身高、體質(zhì)量、身體質(zhì)量指數(shù)（body mass index，BMI）值均沒有統(tǒng)計學(xué)差異（P＞0.05）。

2.2 干預(yù)前后學(xué)生的鐵營養(yǎng)狀況變化

鐵強(qiáng)化醬油干預(yù)前后學(xué)生的鐵營養(yǎng)指標(biāo)的變化見表2。由表2可知，干預(yù)后，NA組的Hb、SF水平無明顯變化（P＞0.05）。干預(yù)前，IDNA組的Hb、SF水平均低于NA組（P＜0.05），Hb、SF水平升高（P＜0.05），且其SF增加值高于NA組增加值，差異具有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.05）。IDA組干預(yù)前的Hb、SF水平均低于NA組（P＜0.05），鐵強(qiáng)化醬油干預(yù)后，該組的Hb、SF水平與基線相比均顯著升高（P＜0.05），且該組Hb、SF的增加值高于NA組，差異具有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.05）。結(jié)果表明，鐵強(qiáng)化醬油干預(yù)后，IDA學(xué)生的貧血狀況得到了糾正，IDNA和IDA學(xué)生的鐵營養(yǎng)狀況也得到了改善，與已有的諸多研究[4-5，11-12]相一致。

2.3 干預(yù)前后學(xué)生的認(rèn)知能力變化

鐵強(qiáng)化醬油干預(yù)前后學(xué)生的基本認(rèn)知能力測驗得分見表3。由表3可知，NA組學(xué)生干預(yù)前后的各項測驗得分均無統(tǒng)計學(xué)差異（P＞0.05）。干預(yù)前，IDNA組的記憶再認(rèn)量表分低于NA組，干預(yù)后該組記憶再認(rèn)量表分增加（P＜0.05），與NA組相比差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05）。干預(yù)前，IDA組的基本認(rèn)知能力測驗總分、知覺速度量表分、心算效率量表分、工作記憶量表分和記憶再認(rèn)量表分均低于NA組（P＜0.05），鐵強(qiáng)化醬油干預(yù)后，記憶再認(rèn)量表分仍低于NA組，其他5項量表分與NA組相比無統(tǒng)計學(xué)差異（P＞0.05）。干預(yù)后，IDA組學(xué)生的基本認(rèn)知能力測驗總分、知覺速度量表分、心算效率量表分和記憶再認(rèn)量表分均顯著增加（P＜0.05），而其工作記憶量表分雖有增加，但差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05）。

認(rèn)知功能是人腦認(rèn)識和反映客觀事物的心理機(jī)能，包括感知覺、注意、學(xué)習(xí)記憶、思維、語言等各種能力[13]，影響著人們的日常生活和工作學(xué)習(xí)。認(rèn)知功能由環(huán)境和遺傳因素共同決定，研究表明，營養(yǎng)不良，如鐵、鋅、碘、維生素B12的缺乏等均會影響認(rèn)知功能的發(fā)展[14]。目前，比較公認(rèn)的鐵缺乏對認(rèn)知能力的影響機(jī)制為鐵缺乏對中樞神經(jīng)系統(tǒng)的影響，鐵缺乏會導(dǎo)致中樞神經(jīng)系統(tǒng)多巴胺受體數(shù)目選擇性減少，多巴胺受體的敏感性降低和多巴胺的代謝缺陷等[15]。SEN A等[16]對110名9～13歲的女孩進(jìn)行的研究發(fā)現(xiàn)，鐵劑干預(yù)可以提高其記憶廣度、迷宮實驗、視覺記憶測驗得分，但對文秘類任務(wù)無影響。國內(nèi)有關(guān)鐵缺乏對認(rèn)知能力影響的研究還比較少，胡瑞梅等[17]對鐵缺乏大鼠的學(xué)習(xí)記憶能力的研究表明，鐵缺乏大鼠的學(xué)習(xí)記憶能力降低與其腦組織鐵含量降低有關(guān)。

在本研究中，IDNA學(xué)生的工作記憶低于NA組學(xué)生，進(jìn)行鐵強(qiáng)化醬油干預(yù)后，鐵缺乏狀況得到了改善，其工作記憶能力也相應(yīng)的提高，提示鐵缺乏會影響學(xué)生的工作記憶能力。知覺速度測驗采用反應(yīng)時間作為評價指標(biāo)，IDA學(xué)生和不貧血學(xué)生在知覺速度量表分上存在顯著差異，補(bǔ)鐵后，IDA組學(xué)生貧血改善，差異消失，這與MURRAY-KOLB L E等[18]的結(jié)果一致。除知覺速度外，IDA學(xué)生在心算、工作記憶和記憶再認(rèn)等特殊認(rèn)知功能方面也低于NA學(xué)生，同時其基本認(rèn)知能力測驗總分也低于NA學(xué)生，干預(yù)后，IDA學(xué)生的貧血和鐵缺乏狀況得到改善，其心算能力和記憶再認(rèn)能力也顯著提高，其工作記憶能力雖然改善效果并不顯著，但與NA組學(xué)生的差異消失，這可能是由于干預(yù)時間不夠長所致。

2.4 干預(yù)前后托尼非語文智力測驗（TONI-2）

鐵強(qiáng)化醬油干預(yù)前后學(xué)生的TONI-2測驗結(jié)果見表4。由表4可知，干預(yù)后，NA組和IDNA組的托尼離差智商均無明顯變化（P＞0.05）。干預(yù)前IDA組的托尼離差智商低于NA組，差異具有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.05），干預(yù)后離差智商值增加（P＜0.05），但仍低于NA組（P＜0.05），增加值與NA組相比，差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05）。

目前，關(guān)于鐵劑補(bǔ)充對智商（intelligence quotient，IQ）得分的影響尚沒有明確的結(jié)論，SOEMANTRI A G等[19]采用瑞文彩色推理測驗，發(fā)現(xiàn)IDA兒童的IQ測試得分與非貧血兒童沒有差異，而AGAOGLU L等[20]對30名6～12歲缺鐵性貧血兒童進(jìn)行病例對照研究，采用韋氏智力量表進(jìn)行智力測試發(fā)現(xiàn)，IDA兒童IQ得分低于對照組，鐵劑干預(yù)后，其IQ得分雖增加，但仍低于正常組。本研究中，NA組和IDNA組在托尼測試得分上沒有顯著差異，而IDA學(xué)生的IQ得分顯著低于NA組，進(jìn)行鐵強(qiáng)化醬油干預(yù)后，改善效果不明顯，這可能是因為干預(yù)時間不夠長，測試方法不夠靈敏所致。

3 結(jié)論

目前關(guān)于鐵強(qiáng)化醬油對認(rèn)知能力的影響研究還很缺乏，本研究在鐵強(qiáng)化醬油干預(yù)前后，采用《基本認(rèn)知能力測驗》和托尼非語文智力測驗（TONI-2）對學(xué)生的認(rèn)知能力進(jìn)行研究，結(jié)果顯示，鐵強(qiáng)化醬油干預(yù)可以改善鐵缺乏學(xué)生的鐵營養(yǎng)狀況和認(rèn)知功能，尤其是對缺鐵性貧血學(xué)生的知覺速度、記憶再認(rèn)和心算能力有很好的改善作用。因此，在學(xué)校推廣鐵強(qiáng)化醬油是促進(jìn)學(xué)生健康和認(rèn)知發(fā)展的一項有效措施，具有很強(qiáng)的實用價值。同時，鐵強(qiáng)化醬油作為一種營養(yǎng)化的釀造食品，提高了傳統(tǒng)醬油的營養(yǎng)價值，對傳統(tǒng)釀造食品的發(fā)展有很好的促進(jìn)作用。

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CAI Xiangkun,HUO Junsheng*,SUN Jing,HUANG Jian,WANG Jie,WANG Bing,WEI Yanli
(Key Laboratory of Trace Element Nutrition of National Health and Family Planning Commission,National Institute for Nutrition and Health,Chinese Center for Disease Control and Prevention,Beijing 100050,China)

Subjects were divided into three groups of normal(NA),iron deficiency non-anemia(IDNA),and iron deficiency anemia(IDA).Indexes of iron nutrition status were measured and cognitive ability was tested before and after the intervention of iron fortified soy sauce.The results showed that after iron intervention,hemoglobin(Hb)and serum ferritin(SF)values of IDA students and SF of IDNA students increased significantly(P＜0.05), while the change of Hb and SF values of the NA group was not obvious(P＞0.05).After the intervention,both the score of memory recall of IDNA students and the scores of perception speed,mental arithmetic,memory recall and the total score of primary cognitive ability test of the IDA students increased significantly(P＜0.05),while there was no statistical difference in all scores of primary cognitive ability test before and after the intervention(P＞0.05).The results of TONI-2 test of IDA students increased after the intervention,but it still had a significant difference with the NA students (P＜0.05).Iron-fortified soy sauce intervention was effective in improving the iron nutritional status of ID and IDA students.The cognitive ability was also improved significantly in ID and IDA students after the iron-fortified soy sauce intervention.

iron fortified soy sauce;iron deficiency;iron deficiency anemia;cognitive ability

R556.3；R15.4；TS264.21

A

0254-5071（2015）04-0021-04

10.11882/j.issn.0254-5071.2015.04.006

2015-03-31

衛(wèi)生行業(yè)科研專項項目（201202012）

蔡祥焜（1988-），女，碩士研究生，研究方向為營養(yǎng)與食品衛(wèi)生。

*通訊作者：霍軍生（1962-），男，研究員，博士，研究方向為營養(yǎng)干預(yù)。