兒童微量元素缺乏的評(píng)估及干預(yù)

目前，有13種微量元素被充分證實(shí)對(duì)人類等高等生物有重要的營養(yǎng)作用。按這些微量元素對(duì)兒童生長發(fā)育的重要性可依次排列為：鐵、鋅、銅、氟、碘、硒、鎂、鉻、鈷、鉬、鎳、硅、礬�；�因突變可致人體內(nèi)某種微量元素的吸收代謝發(fā)生異常，造成嚴(yán)重的微量元素缺乏或蓄積中毒癥，如腸病性肢端皮炎、肝豆?fàn)詈俗冃缘�。膳食或環(huán)境因素也可致人體某些微量元素?cái)z入不足或過量攝入，而且影響的人群更廣泛，造成的傷害更嚴(yán)重，如迄今為止，鐵缺乏性疾病仍然是世界范圍內(nèi)最常見的營養(yǎng)素缺乏性疾病。由于微量元素在人體內(nèi)含量低，作用廣泛，且又存在相互影響，其臨床癥狀往往隱匿、復(fù)雜、缺乏特異性。血液、尿液等容易采集的人體標(biāo)本中微量元素含量低，且在輕微缺乏或缺乏早期往往仍保持著正常水平，難以敏感、準(zhǔn)確地反映人體微量元素營養(yǎng)狀況，因而臨床識(shí)別和診斷微量元素缺乏相當(dāng)困難。本文就我國兒童中最常見的鐵、鋅、銅、硒缺乏，闡述該4種微量元素在人體內(nèi)的代謝特點(diǎn)、實(shí)驗(yàn)室檢查、臨床診斷和治療，以期能幫助臨床兒科醫(yī)師正確評(píng)估兒童微量元素的營養(yǎng)狀況，并及早預(yù)防和干預(yù)兒童微量元素缺乏癥。

1微量元素在人體內(nèi)的代謝

1．1鐵在人體內(nèi)的代謝

鐵是人體內(nèi)含量最高的微量元素。鐵缺乏可造成缺鐵性貧血，從而對(duì)人體健康產(chǎn)生一系列不良影響。與此同時(shí)，鐵還參與細(xì)胞呼吸、多巴胺合成、神經(jīng)髓鞘形成等，對(duì)人體免疫功能、神經(jīng)心理發(fā)育等也有重要作用。人體內(nèi)鐵代謝與其他金屬離子的明顯不同在于人體不能主動(dòng)排出鐵，人體內(nèi)的鐵代謝平衡主要由小腸通過對(duì)膳食鐵的吸收而調(diào)節(jié)。膳食鐵包括血紅素鐵和非血紅素鐵，血紅素鐵和非血紅素鐵都有其各自特殊的轉(zhuǎn)運(yùn)載體。膳食血紅素鐵由血紅素鐵轉(zhuǎn)運(yùn)載體haemirontransporter，HCP1）轉(zhuǎn)運(yùn)，而膳食非血紅素鐵則先由刷狀緣鐵還原酶、十二指腸細(xì)胞色素b（duodenalcytochromeb，DCYTB）或抗壞血酸等作用，從三價(jià)鐵還原成二價(jià)鐵，隨后由二價(jià)金屬離子轉(zhuǎn)運(yùn)載體（divalentmetaliontransporter1，DMT1）轉(zhuǎn)運(yùn)。進(jìn)入腸細(xì)胞的鐵由鐵素（ferroportin1）、鐵氧化酶、鐵轉(zhuǎn)運(yùn)輔助蛋白等，經(jīng)基底外側(cè)膜轉(zhuǎn)運(yùn)進(jìn)入血液。未進(jìn)入血液的鐵以鐵蛋白形式儲(chǔ)存在腸細(xì)胞中，并隨細(xì)胞脫落而排出。鐵缺乏和缺氧時(shí)HCP1、DMT1、DCYTB、ferroportin1表達(dá)增加，從而增加腸道鐵吸收。

1．2鋅在人體內(nèi)的代謝

鋅在人體內(nèi)的含量僅次于鐵，是人體內(nèi)第二大微量元素。鋅是人體內(nèi)DNA、RNA聚合酶，某些轉(zhuǎn)錄因子（也稱為“鋅指結(jié)構(gòu)”，zinc-fingers）以及參與能量代謝酶的重要組成部分。鋅缺乏造成兒童生長遲緩、免疫功能下降、感染性疾病患病率增加以及死亡率增加。鋅與其他微量元素不同的最大特點(diǎn)則在于，鋅在人體內(nèi)分布廣泛，沒有特定的儲(chǔ)存形式，需要不斷從外界攝入。鋅在人體內(nèi)的代謝平衡主要由腸道的膳食鋅攝入和內(nèi)源性鋅排出兩者調(diào)節(jié)。膳食鋅在小腸以主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)方式吸收。鋅轉(zhuǎn)運(yùn)載體ZIP（ZIP1-5）家族主要調(diào)節(jié)鋅進(jìn)入細(xì)胞，而ZnT（ZnT1-14）家族則調(diào)節(jié)鋅在細(xì)胞內(nèi)的分布和釋放。腸病性肢端皮炎（acrodermatitisenteropathica，AE）患者是因ZIP4轉(zhuǎn)運(yùn)載體發(fā)生基因突變而導(dǎo)致的鋅缺乏性疾病。

1．3銅在人體內(nèi)的代謝

過渡金屬元素銅也是人體必須的微量元素，參與人體內(nèi)氧化還原過程，包括鐵代謝、抗氧化防御、神經(jīng)肽合成以及免疫功能等。銅缺乏可導(dǎo)致心血管系統(tǒng)發(fā)育不良、骨骼異常以及神經(jīng)和免疫功能異常。腸道是控制人體銅代謝平衡的重要器官。膳食銅主要在十二指腸和小腸吸收，隨后進(jìn)入門靜脈循環(huán)與血清蛋白結(jié)合，大多數(shù)銅被肝臟攝取，合成銅藍(lán)蛋白并進(jìn)入血液。肝細(xì)胞中過量的銅分泌進(jìn)入膽汁并通過糞便被排出人體。膳食銅在金屬還原酶的作用下先還原成一價(jià)銅（Cu1＋），然后由高親和銅轉(zhuǎn)運(yùn)載體（high-affinitycoppertransporter1，hCTR1）、DMT1轉(zhuǎn)運(yùn)進(jìn)入腸細(xì)胞。腸細(xì)胞內(nèi)的銅與蛋白質(zhì)結(jié)合并由ATOX1將銅傳遞給ATP7A。ATP7A是P-型ATP酶，具有將細(xì)胞內(nèi)的銅傳遞到高爾基體合成銅藍(lán)蛋白，又能從基底側(cè)膜將細(xì)胞內(nèi)多余銅排出的作用。腸細(xì)胞通過調(diào)節(jié)CTR1和ATP7A的表達(dá)和定位而影響膳食銅吸收。門克斯病（Menke＇sdisease，MD）患者由于ATP7A的突變，致使銅吸收障礙，而造成銅缺乏。肝豆?fàn)詈俗冃裕╓ilson＇sdisease，WD）患者則由于ATP7B突變，使肝臟中過量的銅無法排出到膽汁，致使銅中毒。

1．4硒在人體內(nèi)的代謝

硒是硒蛋白的必須組成成分，目前已確認(rèn)有25種硒蛋白，如谷胱甘肽還原酶、硒蛋白P、碘甲腺原氨酸-5＇-脫碘酶，這些硒蛋白參與保護(hù)機(jī)體免受脂質(zhì)過氧化損害、甲狀腺素代謝、T細(xì)胞免疫以及炎癥反應(yīng)的調(diào)節(jié)等。食物所含硒與當(dāng)?shù)赝寥篮�硒量以及其他環(huán)境條件密切相關(guān)。膳食硒包括有機(jī)硒和無機(jī)硒兩種形式。蛋氨酸硒是硒的有機(jī)形式，也是食物硒的主要成分；亞硒酸鹽和硒酸鹽是硒的無機(jī)形式，主要存在于植物性食物中。不同形式的硒在人體內(nèi)的代謝過程還不清楚，但兩者的吸收利用途徑不同。無機(jī)硒在人體內(nèi)儲(chǔ)留及其生物效應(yīng)均明顯低于有機(jī)硒�？松讲∈且蛲寥牢�缺乏導(dǎo)致膳食硒攝入不足而引起的地方性疾病，但克山病的發(fā)生，除硒缺乏以外還與其他因素相關(guān)。

2影響微量元素?cái)z入及吸收利用的因素

微量元素廣泛分布在不同種類的食物中。相對(duì)而言，動(dòng)物性食物的微量元素含量高而且生物利用率也高。如肉類富含高生物活性的血紅素鐵、鋅、銅、有機(jī)硒等；貝類的鋅、銅含量更高于肉類，但不易獲得；魚類的鐵和鋅含量則明顯低于肉類；豆類也富含鐵、鋅、銅、硒，但植酸含量也高，明顯干擾其生物利用；全谷類中鐵、鋅、銅、硒的含量則受到產(chǎn)地土壤中微量元素含量的影響。個(gè)體微量元素營養(yǎng)狀況、體格生長等各種生理因素，是膳食中微量元素吸收利用的決定因素。影響微量元素吸收利用的主要膳食因素是來自植物性食物的植酸，植物性食物中各種微量元素的吸收利用均顯著低于動(dòng)物性食物。此外，膳食中微量元素的不同形式也影響其吸收利用，如血紅素鐵和非血紅素鐵、有機(jī)硒和無機(jī)硒。各種微量元素，尤其是鐵、鋅、銅之間有顯著的互相干擾的作用。如DMT1同時(shí)轉(zhuǎn)運(yùn)鐵和銅，兩者之間存在著相互競爭；鋅則通過誘導(dǎo)金屬硫蛋白（metallothioneins，MT）表達(dá)并與銅結(jié)合而干擾銅藍(lán)蛋白合成，導(dǎo)致銅滯留在腸細(xì)胞中而造成銅缺乏。膳食鈣、蛋白質(zhì)等營養(yǎng)素也影響微量元素的吸收利用。不過，微量元素之間以及各種營養(yǎng)素之間的互相干擾只在單次或單一膳食研究中或在干預(yù)補(bǔ)充研究中得到證實(shí)。在全天多餐次、多樣化膳食中各種微量元素之間以及各種營養(yǎng)素之間的相互干擾并不明顯。

3兒童微量元素缺乏的高危因素

膳食中缺乏動(dòng)物性食物致使微量元素?cái)z入長期不足是造成兒童微量元素缺乏的主要原因。而反復(fù)腹瀉、呼吸道感染、消化道出血、肝臟疾病等因素，導(dǎo)致微量元素吸收減少而丟失增加，則進(jìn)一步增加兒童微量元素缺乏的風(fēng)險(xiǎn)。依靠胎兒期儲(chǔ)存以及母乳，正常出生體質(zhì)量嬰兒大多能在出生早期維持正常的微量元素代謝平衡。當(dāng)嬰兒4～6個(gè)月后，體內(nèi)微量元素儲(chǔ)存耗竭而母乳又難以提供足量微量元素，此時(shí)亟需從輔助食品中獲得補(bǔ)充。然而，此時(shí)嬰兒正處于輔助食品添加初期，膳食單調(diào)并往往以植物性食物為主，造成微量元素?cái)z入不足且生物利用率低，因此7～12個(gè)月嬰兒是微量元素缺乏的高危人群。據(jù)估計(jì)，4～6個(gè)月嬰兒需要實(shí)際吸收鐵約0．8mg／d，而成年男性大約需要1．0mg／d。成人吸收鐵主要用于補(bǔ)償隨皮膚和黏膜脫落而丟失的鐵；而嬰兒吸收鐵中3／4用于合成血紅素和肌紅素等以滿足血容量和肌肉組織擴(kuò)增所需，只有1／4用于補(bǔ)償丟失。雖然母乳鐵的吸收率高達(dá)50％，但純母乳喂養(yǎng)嬰兒只能從母乳中獲得實(shí)際吸收鐵0．25mg／d，因此4～6個(gè)月后的足月嬰兒在耗竭胎兒期儲(chǔ)存鐵后，必須從輔助食品中獲得足量的鐵。同樣，母親初乳中的鋅含量高達(dá)2～3mg／L，但隨后迅速下降，至產(chǎn)后6個(gè)月時(shí)母乳中的鋅含量僅為0．5mg／L，雖然其吸收率亦可高達(dá)50％，但遠(yuǎn)未能滿足7個(gè)月嬰兒的實(shí)際鋅需要量0．84mg／d，因此同樣亟需從輔助食品中獲得足量的鋅。早產(chǎn)／低出生體質(zhì)量嬰兒因體內(nèi)微量元素儲(chǔ)存不足，同時(shí)出生后追趕性生長對(duì)微量元素需要量高等原因，常常在出生早期就出現(xiàn)微量元素缺乏。長期患病兒童，尤其是反復(fù)腹瀉患兒以及慢性肝臟、胃腸道疾病患兒，因腸道吸收利用微量元素障礙也極易出現(xiàn)微量元素缺乏。少數(shù)依靠腸道外營養(yǎng)的早產(chǎn)／低出生體質(zhì)量嬰兒以及重病患兒，更需要補(bǔ)充微量元素并保持微量元素之間的平衡。

4微量元素缺乏的實(shí)驗(yàn)室和臨床診斷

血液、尿液、毛發(fā)等是容易采集的人體生物標(biāo)本，然而不同微量元素在人體內(nèi)分布各有特點(diǎn)。如鐵主要進(jìn)入血液循環(huán)，鐵缺乏時(shí)血紅蛋白合成減少；而鋅則相對(duì)均勻地分布到全身各組織中，鋅缺乏時(shí)兒童生長明顯減慢，包括毛發(fā)的生長，以維持組織中相對(duì)穩(wěn)定的鋅濃度；銅主要用于合成銅藍(lán)蛋白；而硒蛋白P是血液中含量最豐富的含硒蛋白。正常情況下人體有完善的調(diào)控機(jī)制，精確地維持著血液、尿液等組織液中微量元素在正常水平，只有在嚴(yán)重缺乏或過量時(shí)才會(huì)有所變化。與此同時(shí)，血液、尿液、毛發(fā)等生物樣品中微量元素含量極微，準(zhǔn)確測(cè)量需高精密儀器。同時(shí)生物樣品中的微量元素有各種不同形式，每種元素的檢測(cè)需要不同的先期處理和不同的檢測(cè)條件。在檢測(cè)生物樣品中微量元素含量時(shí)，還必須注意排除標(biāo)本在采集、保存、檢測(cè)過程中的污染以及其他影響因素。對(duì)于生物樣品的全微量元素分析目前只能用于研究目的，以及對(duì)人群營養(yǎng)狀況的監(jiān)測(cè)，不適用于對(duì)個(gè)體微量元素營養(yǎng)狀況的判斷。根據(jù)不同微量元素在人體內(nèi)的特殊功能，檢測(cè)某些酶活性等功能性指標(biāo)，也能間接反映人體微量元素營養(yǎng)狀況，如銅藍(lán)蛋白、硒蛋白P等。然而，這些生物指標(biāo)同樣只在微量元素重度缺乏時(shí)才發(fā)生變化。早期發(fā)現(xiàn)微量元素缺乏仍然是臨床面臨的難題之一。

鐵主要參與人體血紅蛋白的合成，一系列反映人體造血功能的實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)指標(biāo)可用于評(píng)估人體鐵的營養(yǎng)狀況，如血清鐵蛋白、紅細(xì)胞原卟啉、轉(zhuǎn)鐵蛋白飽和度、血清轉(zhuǎn)鐵蛋白受體、血紅蛋白或紅細(xì)胞壓積，以及平均紅細(xì)胞體積等。當(dāng)體內(nèi)儲(chǔ)存鐵耗竭時(shí)，血清鐵蛋白濃度下降至15ng／ml以下，轉(zhuǎn)鐵蛋白飽和度降低；而當(dāng)紅細(xì)胞生成下降時(shí)，紅細(xì)胞原卟啉濃度上升至35μg／dl以上；平均紅細(xì)胞體積下降；最終，血紅蛋白水平下降至110g／L以下。對(duì)于人體鋅營養(yǎng)狀況的判斷，目前僅有血清（漿）鋅檢測(cè)是臨床唯一可用的指標(biāo)，但該指標(biāo)缺乏敏感性，在鋅缺乏早期仍可保持正常水平。同時(shí)，血清鋅水平受到一系列因素的影響，如感染、炎性反應(yīng)、精神緊張使血清鋅水平下降，而饑餓等組織分解時(shí)使血清鋅水平升高。成人血清鋅的正常水平是0．75～1．20mg／L（11．5～18．5μmol／L），對(duì)10歲以下兒童建議的血清鋅水平下限是0．65mg／L（10．07μmol／L）。

血清銅是反應(yīng)人體銅營養(yǎng)狀況的良好指標(biāo)，但目前還沒有足夠的數(shù)據(jù)確認(rèn)兒童血清銅的正常低限，而成人血清銅的正常水平為1．10～1．45mg／L（11～22μmol／L）。血清銅藍(lán)蛋白也與人體銅營養(yǎng)狀況密切相關(guān)，但只在嚴(yán)重銅缺乏時(shí)才降低。紅細(xì)胞超氧化物岐化酶和尿脫氧吡啶啉作為反映人體銅營養(yǎng)狀況生化指標(biāo)的價(jià)值已被否認(rèn)。血漿硒蛋白P可能是反映人體硒營養(yǎng)狀況的良好生化指標(biāo)。血清硒、紅細(xì)胞硒、全血硒以及谷胱甘肽過氧化酶活性也可以反映人體硒營養(yǎng)狀況，但以上指標(biāo)均需進(jìn)一步肯定其臨床價(jià)值以及正常值范圍。成人血清硒的正常水平為30～75μg／L（0．35～1．00μmol／L）。

5微量元素缺乏的預(yù)防和治療

微量元素缺乏對(duì)兒童生長發(fā)育有著多方面的長期的不良影響，除了早期發(fā)現(xiàn)和干預(yù)兒童微量元素缺乏，更理想的是防患于未然，采取各種措施預(yù)防兒童微量元素缺乏。母乳喂養(yǎng)是嬰兒喂養(yǎng)的最佳選擇，而強(qiáng)調(diào)母乳喂養(yǎng)更是預(yù)防兒童微量元素缺乏的第一步。雖然母乳中部分微量元素，如鐵、鋅含量低，但母乳中各種微量元素的生物活性均遠(yuǎn)高于配方奶。營養(yǎng)性鋅缺乏、銅缺乏，均首先在以未強(qiáng)化微量元素配方奶喂養(yǎng)的嬰兒中發(fā)現(xiàn)。正常出生體質(zhì)量嬰兒采用純母乳喂養(yǎng)，在出生后的4～6個(gè)月內(nèi)，基本能保持微量元素的代謝平衡。當(dāng)不能母乳喂養(yǎng)或母乳不足時(shí)，則強(qiáng)調(diào)必須選擇強(qiáng)化各種微量元素的配方奶喂養(yǎng)。在嬰兒添加輔助食品早期就應(yīng)該強(qiáng)調(diào)給予富含微量元素的肉類等動(dòng)物性食物，或選擇強(qiáng)化微量元素的輔助食品，如強(qiáng)化嬰兒米粉等，以保證7～12個(gè)月嬰兒的微量元素?cái)z入。以改進(jìn)膳食增加攝入預(yù)防兒童微量元素缺乏，是最安全、最有效的預(yù)防干預(yù)措施。

早產(chǎn)／低出生體質(zhì)量嬰兒，長期、反復(fù)感染患兒，慢性胃腸道、肝臟疾病患兒，必要時(shí)應(yīng)預(yù)防性補(bǔ)充微量元素。世界衛(wèi)生組織（worldhealthorganization，WHO）等積極推薦早產(chǎn)／低出生體質(zhì)量嬰兒從出生1個(gè)月起預(yù)防性補(bǔ)充元素鐵，母乳喂養(yǎng)嬰兒2mg／（kg·d），強(qiáng)化鐵配方奶喂養(yǎng)嬰兒1mg／（kg·d），直至2周歲，以減少嬰幼兒缺鐵和缺鐵性貧血。兒童腹瀉時(shí)補(bǔ)充元素鋅10～20mg／d，持續(xù)10～14d，可以縮短腹瀉病程并降低再次感染腹瀉的風(fēng)險(xiǎn)。此外，當(dāng)以大劑量鐵或鋅補(bǔ)充治療時(shí)，需預(yù)防性補(bǔ)充銅。

微量元素的預(yù)防性補(bǔ)充強(qiáng)調(diào)低劑量、長期補(bǔ)充。而微量元素缺乏的治療則應(yīng)強(qiáng)調(diào)足量，盡快在短期內(nèi)糾正缺乏以減少對(duì)兒童生長發(fā)育的不良影響，同時(shí)還需要長期隨訪，以防再次出現(xiàn)微量元素缺乏。如兒童貧血時(shí)應(yīng)該以足量鐵劑治療，并于4周后再次檢測(cè)血紅蛋白濃度，這一方面可盡早糾正貧血和恢復(fù)體內(nèi)鐵儲(chǔ)存，從而減少傷害；另一方面足量鐵劑治療前后血紅蛋白水平明顯提高，也是臨床準(zhǔn)確診斷缺鐵性貧血的簡便而有效的方法。

大多數(shù)微量元素在補(bǔ)充4周以后，其生物指標(biāo)才開始出現(xiàn)變化，在生物指標(biāo)達(dá)到正常后，還要繼續(xù)補(bǔ)充1、2個(gè)月使體內(nèi)微量元素儲(chǔ)存恢復(fù)正常水平，因此微量元素缺乏的治療療程大約3個(gè)月或以上。因治療某種微量元素缺乏而采用大劑量補(bǔ)充時(shí)，應(yīng)該注意各種微量元素之間的平衡，如以鐵劑治療缺鐵性貧血時(shí)，需要考慮同時(shí)補(bǔ)充鋅和銅。

• 上一篇內(nèi)容: 微量元素對(duì)兒童生長發(fā)育期重要性的探討
• 下一篇內(nèi)容: 哺乳期母親多種微量元素補(bǔ)充影響嬰兒生長發(fā)育