燃煤污染型砷中毒患者头发中微量元素与砷中毒关系探讨.doc

燃煤污染型砷中毒患者头发中微量元素与砷中毒关系探讨 作者张爱华，陈浪，张然，李军，赵转地，邹志林，黄晓欣，张碧霞、 【摘要】 目的检测燃煤污染型砷中毒患者头发中微量元素含量，探讨其与砷中毒的关系，为砷的毒作用机制分析及辅助性诊断和干预提供参考依据。方法 采用原子吸收光谱法测定107例砷中毒患者和30例对照人群头发中的铜Cu、锰Mn、锌Zn、铁Fe、钙Ca、镁Mg；原子荧光光谱法测定砷As、硒Se含量。结果 砷中毒患者发中的Se、Zn、Ca、Mg明显低于对照组；Cu、Fe、Mn、As明显高于对照组，差异均有统计学意义；砷中毒不同病情组Se、Zn和Cu、Fe、Mn、As等含量有随病情加重而降低或升高的趋势。 结论 砷可影响人体内微量元素的平衡，微量元素的失衡可能是砷毒作用的重要机制之一。 【关键词】 痕量元素； 钙； 镁； 砷中毒； 毛发 ［Abstract］Objective To explore the relationship between arsenism and trace elements in hair of arsenism patients caused by coal-burning, so as to provide bases for theoretical study, diagnosis, and intervention of arsenism. s For 107 arsenism patients and 30 healthy people as control, the concentrations of Cu, Mn, Zn, Fe, Ca, and Mg in hair were measured with Flame Atomic Absorption Spectrometry, and the concentrations of As, and Se were tested with Flame Atomic Fluorescence Spectrometry. The data were analyzed statistically. Results The concentrations of Se, Zn, Ca and Mg were lower and the concentrations of Cu, Fe, Mn and As were higher significantly in the hair of patients than those of control group; There was a trend that concentrations of Se, Zn, Cu, Fe and Mn in hair of arsenism patients decreased or increased along with the aggravating of the disease. Conclusions Arsenic can effect the balance of trace elements in human‘s body and the unbalance of trace elements may be one of the important mechanisms of arsenism. To monitor and to supplement some trace elements with known effects such as Zn and Se will be helpful for diagnosis and intervention of arsenism. ［Key words］ trace elements; calcium; magnesium; arsenic poisoning; hair 全球面临砷威胁的大多数国家位于亚洲，而中国是受砷危害最为严重的国家之一[1]。我国的新疆、内蒙古、贵州及山西等省已查出地方性砷中毒患者17 000余人，受威胁人口达200万。刘开泰等近期报道，自2005年陕西省被确认为第二个燃煤污染型砷中毒病区后，我国的该型砷中毒病区范围扩大，患病人数增加，其病人总数已明显超过饮水型砷中毒，防控形势严峻。贵州省为典型的燃煤污染型砷中毒病区，受威胁人口约20万人，病人近3 000人，近年来仍有新发病人出现，病情呈发展趋势。微量元素与健康是现代生命科学研究的热点领域，2004年-2007年以107例临床确诊的砷中毒患者及30例健康者为观察对象，测定其头发中微量元素的负荷水平，探讨燃煤型砷中毒患者头发中的微量元素与砷中毒发生的关系，为阐释砷的毒作用机制及辅助诊断和干预提供参考依据。 1 对象与方法 1.1 调查对象及分组 以贵州省兴仁县交乐病区为调查点,选择依据地方性砷中毒诊断标准（WS/T2112001）确诊的砷中毒患者107例,其中男68名，女39名，平均年龄45岁（2065岁）。 分为轻度砷中毒组、中度砷中毒组及重度砷中毒组。平均接砷年限为20年，大于20年占73。另选择非砷污染区无燃用高砷煤史，且生活方式、生活习惯相近，年龄、性别经配比均衡的居民30例为对照组。所有对象半年内均未染发或烫发，也无接触冶炼和金属烟尘等职业史。 1.2 头发样的采集、处理及测定 取枕部距头皮3 cm内新生头发，经丙酮→乙醚→乙醇→非极性洗涤剂→去离子水处理后干燥备用。As和Se采用原子荧光光谱法测定（AFS-2201型双道原子荧光光度计，北京海光仪器公司）。Fe、Ca、Mg、Mn、Cu和Zn采用原子吸收光谱法测定（PE100原子吸收分光光度计，美国PERKINELMER公司）。 1.3 统计学处理 采用SPSS12.0软件录入数据，并进行t检验和方差分析，P0.05为差异有统计学意义。 2 结果 2.1 砷中毒组与对照组微量元素含量砷中毒组头发中的As、Cu、Mn、Fe明显高于对照组，而Se、Zn、Ca、Mg则明显低于对照组，差异均有统计学意义（见表1）。 表1 砷中毒患者与对照人群头发中微量元素含量比较（略）注Fe为对数转换数据；与对照组比较,1P0.05，2P0.01。 2.2 各砷中毒组与对照组微量元素含量 不同程度砷中毒患者头发中的As、Cu、Mn、Zn、Fe、Ca、Mg 与对照组比较差异均有显着性，Se仅与中、重度中毒组比较差异有显着性，且有随病情加重其含量逐渐降低。对不同病情组微量元素比较可见，随着病情的加重As、Cu、Mn、Fe含量呈逐渐升高趋势，Se、Zn则呈逐渐降低趋势，但差异无统计学意义（见表2）。表2 不同病情砷中毒患者与对照人群头发中的微量元素含量比较（略）注Fe为对数转换数据； 与对照组比较,1P0.05,2P0.01。 3 讨论 贵州省地方性砷中毒为典型的燃煤污染型，由于当地居民使用砷含量过高的煤烘烤粮食、煮食及取暖，使室内空气或食物被砷污染而导致长期居住在此环境中的居民发生慢性砷中毒。微量元素对机体生长发育、新陈代谢、免疫功能、酶及内分泌活性等具有重要的生物学作用，正常情况下在人体的分布及浓度较为恒定，微量元素的缺乏或过量,均可引起机体生理功能及生化代谢的异常。有研究表明，头发中微量元素含量与人体内微量元素的含量成正相关性，其水平能反映体内器官中微量元素的代谢积累，并为疾病的研究提供重要信息。本研究的测定结果显示，患者头发中的As、Cu、Mn、Fe含量明显升高，而Se、Zn、Ca、Mg则明显降低，与对照组比较差异均有统计学意义，提示燃煤砷污染可影响人体微量元素在体内的代谢。 硒在体内发挥着重要的生理功能, 科学界普遍认为硒是人体微量元素中的“抗癌之王”。研究表明硒参与谷胱甘肽过氧化物酶GSH-Px的合成，具有很强的抗氧化作用，能清除自由基，使生物膜免受损伤。硒还可以抑制肿瘤细胞蛋白质的合成和DNA复制，从而抑制肿瘤细胞增殖，对DNA损伤有预防和修复作用。我们前期研究已发现砷可引起机体脂质过氧化的产生及抗氧化能力降低，导致机体氧化与抗氧化系统平衡紊乱[10]。砷尚能引起人体血细胞 DNA单链断裂，明显抑制DNA合成和修复[11-12]。有学者研究发现砷对淋巴细胞的生长有抑制作用,并拮抗砷的细胞毒性[13]。本次观察到砷中毒患者头发硒含量显着低于对照组，推测砷中毒患者体内硒含量降低是影响抗氧化酶或抗氧化物质发挥正常的抗氧化作用及影响预防和修复DNA损伤作用的原因之一。有学者研究表明，饮水型砷中毒患者头发硒水平并未降低[14]，这是否与所选择的观察对象所处的地理环境和营养状况等因素不同有关，还有待研究。 锌是人体多种金属酶如碳酸酐酶、胰岛素、脱氢酶、肽酶等的组成成分，参与人体代谢及蛋白质合成，机体缺锌可使胸腺激素的活性减低，从而使人体免疫功能下降[15]。钙离子不仅是细胞浆内信使，而且参与调控核内许多重要的生化过程，如DNA合成、降解、修复、基因转录等[16]。镁可以激活全身数百个酶系，与人体生长、细胞生存、肌肉功能以及神经活动均有关。现己证实，镁长期摄入不足者，心血管系统疾病和肿瘤的发生率显着增高。本次观察到砷中毒患者头发锌、钙、镁含量均显着低于对照组，基于头发锌、钙、镁的生理作用，推测它们在体内含量的低下与砷中毒所表现出的免疫功能低下[16]，以及病情的发展或癌变过程有一定关系，但具体作用尚待进一步深入观察。 铁、铜、锰都是人体必需微量元素。铁能参与自由基代谢，促进自由基引起的损伤，使脂质过氧化，从而影响细胞中微粒体和线粒体的功能，导致细胞膜的损伤，引起细胞死亡，故一般认为铁为辅助致癌金属[15]。有报道指出，Cu2可加强砷的毒性[17]。铁、铜、锰这三种微量元素的升高具有协同作用，如血浆铜蓝蛋白多功能酶含有较多的铜，这种酶参与体内铁的代谢，能将2价铁氧化成3价铁，对于形成运铁蛋白有重要作用，即铜能促进铁的吸收、运送和利用，铜还促进血红蛋白-卟啉的合成，或铁由贮存场所进入骨髓；在骨髓造血过程中，锰与铁有协同作用，同时锰还可促进铜的吸收或间接促进铁的利用[18]。本观察结果显示，砷中毒患者体内的铁、铜、锰含量增加，且随着患者病情的加重呈逐渐升高趋势，提示这三种元素高含量对加重砷中毒的毒性可能有一定的协同作用。微量元素在机体内代谢过程复杂，许多规律及在疾病发生发展中的明确机制尚需深入探讨，动态监测其砷中毒患者的微量元素变化及适当补充作用机制较清晰的元素，如硒、锌等，有助于对该病的诊断和针对性干预治疗。 【参考文献】 [1]李玉珍.有害元素与人体健康[J].生命科学仪器，2004610-19. 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