微量元素影响儿童发育的研究进展微量元素影响儿童发育的研究进展摘要摘要：微量元素是人体、细菌及其它微生物都必须的营养要素,它不但参与人体生长发育和免疫过程的重要物质,还具有重要的生化活性和特殊的营养作用锌、铁、钙在免疫、遗传、优生、优育;延缓衰老及疾病发展方面的研究,在临床上多种疾病都与微量元素失衡有关它的缺乏或过多都可以引起机体免疫器官,免疫细胞组织的损伤、改变和分化、导致免疫缺陷也可直接影响微生物的生长、繁殖、代谢及其它毒素的产生,特别是孕妇在妊娠各期都需要大量的微量元素在儿童生长发育时期、它们在构成机体组织,维护生理功能,促进生长发育和免疫系统的形成及稳定都起着重要的作用当机体内含锌、钙、铁总量减少时均可减弱免疫机制降低抵抗力、助长细菌感染,直接影响人体生理机能和生长发育,特别是婴幼儿所以微量元素的合理应用和适量补充在当前十分重要也越来越受到人们的普遍重视关键词关键词： 微量元素;免疫;疾病;儿童；儿童智商; 感染1.微量元素影响免疫功能的机理微量元素是人体含量最多的营养要素,它对免疫系统的发育,维持和调节起着十分重要的作用它的变化既可影响人体也可影响微生物的生长繁殖,代谢及毒素的产生。
当机体受微生物侵袭及传染时,体内营养免疫机制既会启动,单核一巨噬细胞系统及血液循环里的吞噬细胞被激活,分泌类似内源致热源样物质、加速组织愈合的生化机理,促使血清锌铁降低,助长细菌感染,增加肝脾等器官对锌、铁的摄取量,使血清中铁、锌进一步下降有关资料表明:临床上缺锌的病人胸腺素活性下降,同时伴随 T 细胞亚群和淋巴因子活性的改变,而在补锌后胸腺素可恢复正常水平因胸腺素是促进 T 细胞成熟的因子之一,它在体内是以含锌复合物的形式存在的,可促进合成具有胸腺素依赖的 IL - 2 受体,调节 IL - 2 在免疫系统中的作用;同时胸腺素还可作用于细胞膜从而改变 IL - 2 受体的位置,调节其与早期定型的淋巴细胞的亲和力所以锌不足引起的胸腺素活性的减低目前认为是免疫功能减低的首要原因另外:孕妇在妊娠各期都需要大量的锌元素,如果在孕期只会单一的补充蛋白质、脂肪、糖含量多的食物而没有及时补充机体所需的某些元素,再加上早孕的反应,使体内的锌、铁、钙失衡而引起胎儿发育不良和导致早产胎儿的出生任何微量元素都有一定生理需要量,超过适量浓度范围也会损害免疫功能,铁过多可抑制白细胞杀菌活性,降低运铁蛋白和乳铁蛋白的抑制作用,增加感染率和严重性。
高锌可通过干扰其它营养,尤其是铜铁的吸收而影响免疫细胞发育,导致胸腺、骨髓及脾脏、T、B 淋巴细胞内 DNA、RNA 及蛋白质含量下降,细胞增殖能力下降,外周血粒细胞、腹腔巨噬细胞吞噬杀菌能力下降微生物生长和繁殖也需要铁锌等元素的适宜浓度、它主要与促进含锌酶及蛋白质的合成加速细胞的分裂,增强能量代谢,组织呼吸过程利细胞膜的稳定性机体正是根据微生物这个“营养免疫”机制逐渐形成了一个自然免疫过程2.微量元素与生长发育2.1 由于锌与很多酶,核酸及蛋白质的合成密切相关,它直接影响细胞分裂、生长和再生,在生长发育旺盛的婴儿、儿童和青少年以及孕妇、锌都有重要的营养价值,近年来有人对成人、少年、儿童进行测试,证明人体内锌与氮的贮存量有平行关系,而且锌代谢还受许多因素的影响,如锌的生物利用率,肠的吸收器官组织内的分布,激素的调节作用,同化异化过程的比例,肾脏排出,胎盘转运,遗传因素的影响,药物作用以及其它微量元素间的相互作用等当儿童缺锌后,生长发育停滞,形成伊朗乡村病类似缺锌性侏儒综合征此外,缺锌后核酸及蛋白质合成、消化及代谢需要的各种含锌酶活性降低、脑功能障碍可影响生长发育,出现厌食异食癖,多动等行为异常。
缺锌还可导致消化道的功能障碍,对味觉的结构及功能也会带来种种不利的影响,从而降低味觉导致食欲减退利营养不良2.2 铁在体内参与能量代谢,参与很多酶的形成,他与大脑半球的感知有关,铁在体内代谢可概括为二个循环,外循环和内循环,外循环是指来自膳食中摄取的铁和来自机体丢失的铁食物中的铁主要通过小肠上部吸收,以十二指肠吸收为主小肠上皮细胞对机体需要铁的数量很敏感,它能根据铁的需要量来决定对铁的摄取机体内的铁绝大部分从胃肠道细胞脱落排出小部分自肝、肾、乳汁排出当机体内的铁流失过多,可导致消化道上皮细胞正常代谢所必需的多种含铁酶下降,干扰其正常代谢造成消化道粘膜形态异常,胃粘膜萎缩,胃酸减少,小肠绒毛粗,短及融合等改变,导致机体抗感染能力降低孕妇缺铁即使体内血红蛋白质在正常范围之内但她们对冷的抵抗力下降表现为怕冷,寒战,失眠等当孕妇严重缺铁时,会使体内血红蛋白合成减少胎儿生长发育、体重增长迟缓,骨髓异常,造成死产、早产、胎儿窒息,胎盘早剥和弛缓性出血,低体重儿及先天性缺铁性贫血新生儿等等2.3 国内外大量流行病调查及临床实践证明,微量元素特别是锌、铁、钙与妊娠分娩,胎儿发育密切相关,当体内锌铁钙平衡时孕妇可正常分娩,胎儿生长发育良好,反之则影响胎儿器官分化和生长发育,所以提倡食品多样化,食用含有较高的相应微量元素,对微量元素偏低的孕妇要及时补钙,以保证母婴健康。
当小儿缺钙可导致消化道功能紊乱而造成小儿挑食和消化不良当老人体内缺钙时,可引起高血压或老年骨质疏松症但通过补入钙剂后可以降低血压,而有效的控制血压维持在正常范围内,可以减轻动脉粥样硬化,减少脑血管病的发生,故充分摄入钙及镁对预防脑血管病是非常重要的3. 在微量元素中, 锌、铜、铅对儿童的智力发育的都具有影响, 其中锌和铅影响更为明显3.1 锌是人体必需的微量元素之一, 参与 90 多种酶的合成, 与 200 多种酶的活性及核酸、氨基酸、蛋白质合成有关锌直接参与基因表达调控, 从而影响和调节机体的生长发育100 多年前 Raulin [ 7 ] 发现锌与生物生长发育有关,其后大量研究证实锌参与多种酶的合成, 是金属酶和激素的组成成分, 锌对胚胎发育的重要生理功能是参与核酸与蛋白质的合成, 对细胞的分化, 尤其是对细胞复制等生命过程产生影响锌对脑的正常发育及维持神经正常功能也具有重要作用, 锌是神经生长因子的组成成分, 可促进胚胎神经嵴和神经细胞的分化锌缺乏可使脑细胞分化过程减慢并出现分化异常, 使神经递质的反应性全面降低近十几年来研究发现, 锌缺乏和不足可以影响脑发育和智能[8 ~ 10 ]。
锌对脑发育的影响主要发生在神经系统发育的初期, 这也正是神经系统发育成熟的关键时期, 在这一时期, 锌对神经细胞的增殖 DNA 的复制以及蛋白质合成影响较大, 之后, 锌主要影响神经细胞的蛋白质合成, 进而影响细胞结构和功能锌对小儿神经系统的发育有不可忽略的影响, 如果缺乏或减少就会影响大脑一些主要酶, 如细胞色素氧化酶、多巴胺 2B 羟化酶和过氧化物歧化酶的活性, 使脑的结构发生改变, 从而产生智力低下、反映迟钝、学习能力下降可见锌与智力发育有密切关系铜能促进铁代谢, 促进蛋白质交联和超氧化物氧化, 更重要的是参与人体很多重要酶的合成, 已知其中有 3 种酶与脑发育有关: 细胞色素酶、多巴胺 2B羟化酶和过氧化化合物酶, 参与脑细胞内电子的传递铜的缺乏可使大脑皮层分子层及颗粒层变薄, 神经元减少, 这可能是造成儿童智商较低以致学习困难的部分原因3.2 铅是一种强烈亲神经性毒物, 由于儿童的皮肤薄, 毛细血管丰富, 血脑屏障成熟较晚, 对铅暴露的高度敏感和铅对人体危害的全身性多系统多器官的特征, 长期低浓度的铅接触可致儿童神经、血液和造血、消化、泌尿、内分泌、免疫等系统均有不同程度的毒害作用。
由于儿童的脑组织发育不完善, 铅容易在儿童脑部蓄积, 同时儿童对铅的毒性作用比成人更敏感,铅对中枢神经系统的毒性作用导致中枢神经系统功能紊乱,必然反映到儿童行为功能的改变而且铅对生长发育必需的多种酶有抑制作用, 因而造成小儿智商下降、生长缓慢, 即对铅毒性作用成为影响儿童生长发育的重要因素4. 儿童感染性疾病与微量元素关系4.1 锌为人体重要的必需微量元素之一,参与 DNA 和 RNA 聚合酶、碳酸酐酶、碱性磷酸酶及乳酸脱氢酶等的合成,广泛参与各种代谢活动,参与蛋白质合成、核酸代谢、能量代谢与氧化还原过程缺锌可导致胸腺及外周淋巴结萎缩,T、B 淋巴细胞减少,T 细胞功能减弱,削弱了机体的免疫能力和白细胞的杀菌作用,导致机体防御能力下降,增加儿童对感染的易感性锌能促进脾脏淋巴细胞白细胞介素 22 的分泌,从而激活各种免疫细胞,特别能诱导 T 淋巴细胞增生与发挥免疫效应,促进 B 淋巴细胞的免疫应答和自然杀伤细胞与单核细胞等增生,增进机体的免疫力4.2 铁作为一种微量元素在机体内具有非常重要的作用,如通过形成血红蛋白、肌红蛋白参与体内氧和二氧化碳气体在组织间的运输;通过形成多种细胞色素参与细胞线粒体内电子传递和能量的代谢;通过作为核糖核苷酸还原酶、腺苷脱氢酶、还原型烟酰胺嘌呤二核苷酸磷酸氧化酶等酶的辅基而参与遗传物质 DNA 的合成、免疫反应等机体的许多重要的生命过程。
缺铁可影响肌红蛋白的合成并可使多种含铁酶(如细胞色素酶、过氧化氢酶、过氧化物酶、琥珀酸脱氢酶等) 活性减低;缺铁可引起机体免疫功能下降,易患感染性疾病4.3 维生素 D 是一种具有广泛生物效应激素载体,小儿佝偻病的发病基础主要是维生素 D 缺乏,导致钙、磷代谢发生异常,钙的吸收发生障碍,骨骼钙化不足,免疫功能受到影响,机体抵抗力下降,极易发生反复感染性疾病钙剂能增强气管支气管的纤毛运动,使呼吸道清除功能增强同时又增强肺巨噬细胞的吞噬功能体内微量元素含量是处于一种相对稳定的动态平衡状态,打破这一平衡状态无疑会引起机体生理机能的改变,甚至会引起疾病因此,平时应提倡平衡膳食,戒挑食、偏食、吃零食的习惯,广泛深入宣传小儿合理喂养知识,改变哺育观念,加强保健意识,定期检测微量元素,及时予以纠正,这对减少儿科感染性疾病的发病率有重要的意义参考文献参考文献(1) 高元华 微量元素与免疫功能关系的探讨 中国保健杂志 2006 年第 14 卷 第 10 期 (2) 杨学东 白秀珍 头发中锌、铜、铅含量与儿童智商的关系 数理医药学杂志 2006 年第 19 卷第 4 期 (3) 李琳琳 儿童感染性疾病与微量元素关系的探讨 检验医学与临床 2009 年 11 月第 6 卷第 21 期 (4) 全国提高儿童生命质量学术会议. 微量元素缺乏症的防治方 案. 中华儿科杂志,1995 , (4) :199～200 (5) 于占洋,候哲. 微量元素与疾病诊断及治疗[M] . 北京:人 民卫生出版社,2001 :97. (6) 于古洋, 侯哲. 微量元素与优生优育. 北京: 人民军医出版社, 1999, 1551 (7) 刘军, 李晓雯. 微量元素锌与人体健康. 中国热带医学, 2003, 3 (1) : 651 (8) M ckenzie JM , Fo sm ire GJ , Sandstead HH. Zinc deficiency during the latter th ird of p regnancy effects on fetal rat brain. liver and p lacenta Jnutr, 1975, 10 (5) : 14661 (9) Go rdon EF,Bond JT, Go rdon RC, et al. Zinc deficiency and behav2 io r a developmental perspective. Physio l Behav, 1982, 2 (8) : 8931 (10) Halas ES, Eberhaydt MJ , D ietsMA , et al. L earning and memo ry impairement in adult rats due to severe zinc deficiency during lac2 tation. Physio l Beh。