鋅是目前所知人體必需的少數(shù)幾種微量元素之一,其在體內(nèi)的含量僅次于鐵而居第二位,在新生兒體內(nèi)的3.4×1026 個原子中,鋅原子占5.1 ×1020。
關(guān)于鋅在醫(yī)學(xué)上的重要地位,已有很多綜述及專著作了介紹。本節(jié)概述鋅元素的生化、代謝和生理作用。
18.1.1 鋅的吸收與排泄
鋅在小腸中有控制地被吸收。在鋅負(fù)荷過高時,鋅在腸細(xì)胞內(nèi)形成金屬硫因(metallothioneine),隨著細(xì)胞的脫落而被排出體外,故鋅—硫因?qū)︿\的吸收起調(diào)節(jié)作用。缺鋅時,鋅的吸收和從組織中動用增加。在血漿中,50%的鋅與白蛋白,40%與α2-球蛋白,7%與運載蛋白連結(jié)。在循環(huán)外,鋅主要儲存于肝臟、肌肉及骨骼中;前列腺中濃度甚高。骨骼中的鋅受甲狀旁腺及維生素D的調(diào)節(jié),并可在外源性鋅不足時成為兒童身體其他組織生長所需的鋅的來源。
示蹤法研究表明鋅主要通過膽汁及脫落腸細(xì)胞排出體外。在一定條件下相當(dāng)量的鋅也可從汗及尿中喪失。
為了保證必需微量元素的生物利用,和防止某些有毒金屬對人體的傷害,必須對金屬之間的相互作用有所了解。已經(jīng)闡明,在吸收、運轉(zhuǎn)、儲存、利用、排泄等各個環(huán)節(jié)中,鋅與在化學(xué)特性上相同的一些其他元素都可能相互促進(jìn)或相互干擾。這些現(xiàn)象,在診斷、治療與預(yù)防等工作中都是必須考慮的。
18.1.2 鋅的生理
早在19世紀(jì)即已發(fā)現(xiàn)鋅為植物生長所必需,本世紀(jì)30年代人們也開始了解鋅與動物的生長及健康的關(guān)系,但直至1963年P(guān)raead才首先提出人類缺鋅的問題。20年來,鋅對人的體格生長、心理發(fā)育以及健康的影響愈來愈受到重視。
鋅與人的生理功能的關(guān)系,從碳酸酐酶的分離成功于1940年第一次得到證明,F(xiàn)知人體中含鋅的酶(包括碳酸酐酶、醇脫氫酶、羧基肽酶、DNA多聚酶、醛縮酶、過氧化物歧化酶),及非酶蛋白質(zhì)不下70余種,這類酶依靠幾個鋅原子的存在(一般一克分子含鋅1~4g原子)而發(fā)揮其活性作用。此外,還有另一些酶(如精氨酸酶、組氨酸酶、卵磷脂酶、烯醇化酶)則需要鋅激活。
(1)鋅與內(nèi)分泌系統(tǒng) 鋅影響內(nèi)分泌系統(tǒng)功能。人和動物缺鋅都表現(xiàn)性腺功能低下,可能是與垂體促性腺激素的分泌減少或睪酮生成障礙有關(guān);也有作者曾觀察到缺鋅的鼠性腺發(fā)育不良。早年的研究提到加鋅于垂體后葉提取物中,可延長其對蛙抗利尿作用,晚近的實驗表明,牛垂體提取物與鋅保溫,則GH、TSH、LH、FSH及ACTH釋放增加。鋅極易與胰島素連結(jié)成復(fù)合物,延遲和延長其降血糖作用;在細(xì)胞水平上,鋅可能與胰島素的釋放有關(guān)。另一方面,血中激素濃度可影響血、尿及組織中鋅的濃度,例如GH濃度增高(如肢端肥大癥時),則尿鋅排泄增多,血鋅降低;GH不足則導(dǎo)致相反的結(jié)果。其他多種激素如雌激素、催乳激素、腎上腺皮質(zhì)酮、甲狀腺素、甲狀旁腺激素等分泌的改變也均對血鋅濃度發(fā)生影響。
(2)鋅與免疫功能 鋅對機(jī)體免疫功能,包括胸脾的發(fā)育、免疫球蛋白的合成,和以遲發(fā)型皮膚過敏反應(yīng)為指標(biāo)的細(xì)胞免疫等,也有重要作用。鋅促進(jìn)淋巴細(xì)胞有絲分裂,對肥大細(xì)胞、巨噬細(xì)胞、粒細(xì)胞以及血小板有抑制或調(diào)節(jié)其功能的作用。
鋅促進(jìn)DNA、蛋白質(zhì)、膠原的合成,故能促進(jìn)生長發(fā)育(包括骨骼生長),并有助于傷口愈合。
鋅廣泛地存在于自然界中,城市自來水也存在鋅。動物性食物含鋅頗多,從上海市兒科研究所對上海地區(qū)50種食物含鋅量的分析可見一斑(表18-1)。雖然如此,人類缺鋅狀態(tài)并不少見,例如在一組158名營養(yǎng)不良、生長障礙的嬰幼兒中。74.7%血鋅低于正常低限(75mg)。
表18-1 上海食物鋅含量
食品 | 鋅(mg·100g-1) | 食品 | 鋅(mg·100g-1) | 食品 | 鋅(mg·100g-1) |
標(biāo)準(zhǔn)粉 | 1.8 | 核桃仁 | 1.9 | 鴨蛋黃 | 2.6 |
黃豆 | 3.6 | 瘦豬肉 | 3.8 | 黃魚 | 3.6 |
赤豆 | 2.0 | 牛肉 | 5.0 | 馬面魚 | 2.1 |
芹菜(莖) | 1.8 | 豬肝 | 4.0 | 海 (干) | 8.0 |
海帶(干) | 3.2 | 豬腎 | 2.8 | 烏賊(干) | 6.3 |
紫菜(干) | 4.2 | 雞肝 | 5.0 | 淡菜(干) | 4.0 |
荔枝(干) | 2.6 | 雞肫 | 3.9 | 鮮牛奶 | 0.34 |
花生(生) | 2.6 | 雞蛋黃 | 3.4 |
缺鋅原因可為先天性或后天性(包括醫(yī)源性),F(xiàn)按其產(chǎn)生的不同環(huán)節(jié)分述于下。
18.2.1 攝入不足
世界衛(wèi)生組織一個技術(shù)報告提出正常成人的鋅每日平均需要量為2.2mg,妊娠后期婦女增加到3mg,哺乳婦女5.45mg。兒童鋅需要量為:嬰兒1.25~1.1mg ;男孩1~10歲1.6mg,11~17歲2.8mg;女孩1~9歲1.55mg,10~13歲 2.65mg,14~17歲2.2mg。從食物成分來看,似乎一般人不難從膳食中獲得足量的鋅,但事實并非如此。有調(diào)查表明美國少年婦女有3~4%鋅營養(yǎng)不足。在食品充裕的條件下,個體的嗜好及食欲狀態(tài)均可限制鋅的攝入。可以設(shè)想疾病可降低機(jī)體消化、代謝功能,因而造成鋅不足,而鋅缺乏則反過來影響食欲,形成惡性循環(huán)。有時食品加工可無意地降低其含鋅量,以致單純以這些種食品為營養(yǎng)來源者造成鋅攝入不足。如 Walravens 和Hambidge曾報道血鋅低于正常的一組男嬰,乳方中加鋅(每升4mg)后,生長顯著加速 ,其缺鋅的原因,經(jīng)查明乃當(dāng)時(1975年)所用牛奶粉的鋅濃度在制作過程中過分降低之故。此外,在長期靜脈營養(yǎng)尚未完善之前,營養(yǎng)液造成醫(yī)源性急性缺鋅也屢有報道,病例包括成人、嬰兒及早產(chǎn)兒。早產(chǎn)兒回腸喂養(yǎng)也有造成輕度缺鋅的危險。
不言而喻,受經(jīng)濟(jì)條件所限或因其他原因而使動物性食物攝入不足者,其每日鋅攝入量必然偏低,蛋白質(zhì)-能量營養(yǎng)不良、感染、惡性腫瘤、以及尿毒癥患者接受透析療法的缺鋅,主要或部分由于與攝入不足有關(guān)。
生理需要量增加可造成鋅攝入的相對不足。上述低血鋅男嬰,在乳方中加鋅后,生長顯著加快,此期鋅的蓄積估計每日可達(dá)0.5mg以上,嬰兒則每日從乳汗中獲得1mg以上的鋅,足見孕婦和哺乳婦女比一般婦女需要更多的鋅,因而也容易遭受鋅的不足。
18.2.2 吸收的障礙
食物中的鋅由小腸粘膜細(xì)胞微絨毛攝取。在細(xì)胞內(nèi)有不同分子量的配體與之連結(jié)。Song和Adham通過鼠腸細(xì)胞提取物的研究,提出前列腺素(PG)E2促進(jìn)鋅的吸收,而PG抑制劑可阻礙其吸收。
一般人只吸收食物中31~51%的鋅,吸收程度受多種因素的影響。植酸(與鋅形成不可溶性復(fù)合物)與纖維均阻礙其吸收。半纖維素增加鋅從糞便中排出,比纖維素更為顯著。具有共同化學(xué)特征的二價金屬(銅、鋅、鈷、鐵、鉻、錳)在吸收利用上均可互相拮抗競爭,例如鐵與鋅同時攝入時,可互相干擾吸收。曾認(rèn)為鈣能影響鋅的吸收,但Spencer等觀察人在攝入不同量的鈣(200及800 mg)的鋅平衡試驗時,證明鈣本身對鋅的吸收并無影響。關(guān)于磷對鋅的吸收的影響,各家報告不一,Peˊcoud認(rèn)為大量磷當(dāng)與無機(jī)鋅以溶液形式給予時,才影響鋅的吸收。Snedeker等給9名大學(xué)生服用葡萄糖酸鈣及甘油磷酸鹽膠囊,則發(fā)現(xiàn)中等量鈣、磷、大量鈣、磷或中等量鈣與大量磷的配合,均對鋅的吸收利用沒有影響。Silvcrmem與Rivlin研究乙醇對鼠的影響,用乙醇注入鼠胃中,發(fā)現(xiàn)乙醇使鋅與高分子蛋白質(zhì)連結(jié)減少,而與低分子蛋白質(zhì)連結(jié)增加,認(rèn)為乙醇有抑制或延緩鋅吸收的作用,此可說明患肝硬化而飲酒者血鋅過低的原因。
以上種種因素,均可造成鋅的缺乏,尤其在食物中含鋅量不高時。在疾病方面 腸病性肢端皮炎(acrodermatitis enteropathica,AE) 的發(fā)病機(jī)理就是鋅吸收障礙。其他如脂肪瀉、腸吸收不良綜合征、短腸綜合征以及腸手術(shù)均可影響鋅的吸收。
18.2.3 丟失增加
一般情況下,鋅主要從腸道排出,故引起排出增多的情況都可導(dǎo)致缺鋅。這類情況包括有嚴(yán)重鉤蟲病及血吸蟲病(埃及)、節(jié)段性回腸炎、蛋白質(zhì)丟失性腸病等。
在異常情況下,腎臟鋅排泄增多可導(dǎo)致缺鋅。腎病綜合征患者可因大量蛋白尿而失鋅。文獻(xiàn)也有糖尿病患者高鋅尿癥的報道。灼傷、外科手術(shù)性創(chuàng)傷、脫屑性皮膚病均可造成低鋅狀態(tài)。EDTA靜脈注射、青霉胺治療(肝豆?fàn)詈俗冃?/a>患者)、雙氫克尿塞治療、長期靜脈營養(yǎng)(鋅伴同氨基酸排出)也引起高鋅尿癥。乙醇也使健康人及嗜酒者尿中排鋅增加。
鋅丟失的另一途徑是payment-defi.com/wszg/出汗。WHO的專家報告中指出鋅在汗中排泄每日估計量,在正常情況下嬰兒為0.5mg,其他年齡1~1.5mg,故異常大量出汗,如炎夏、劇烈運動時及盜汗者,可造成缺鋅。
18.3.1 發(fā)病機(jī)理
鋅原子對含鋅酶的活性起關(guān)鍵性作用,故缺鋅時有關(guān)的酶活性降低。人體中含酶有數(shù)十種之多,國際生化聯(lián)合會命名的6類酶系統(tǒng)中,都有鋅酶的代表,可見缺鋅對健康的影響是多方面的。而且缺鋅還可有降低細(xì)胞膜及細(xì)胞器膜的穩(wěn)定性,也對其他微量元素代謝產(chǎn)生影響,從而造成更為復(fù)雜的臨床現(xiàn)象。
前已述及鋅的主要生理功能,缺鋅時就發(fā)生這些功能的障礙。其他一些癥狀的發(fā)生機(jī)理,將結(jié)合在癥狀的敘述中說明。
18.3.2 臨床表現(xiàn)
缺鋅可在不同條件下產(chǎn)生不同的結(jié)果及不同的癥狀組合。文獻(xiàn)報道的及被認(rèn)為與缺鋅有關(guān)的癥狀組合有:貧血、肝脾大、性發(fā)育遲緩 、侏儒癥和食土癖;兒童厭食、生長障礙,味覺減退等等。孕婦缺鋅者較多發(fā)生異常分娩;有外科創(chuàng)傷者傷口愈合不良;胎兒發(fā)育期缺鋅者可發(fā)生畸形;乳兒缺鋅者可有尿布疹。因此,除與遺傳性缺陷有關(guān)的腸病性肢端皮炎(AE)外,缺鋅沒有類似于缺鐵性貧血那樣的臨床病名。現(xiàn)先述慢性與急性缺鋅的表現(xiàn),再述腸病性肢端皮炎。
(1)慢性缺鋅的表現(xiàn)
①生長障礙:研究鋅營養(yǎng)者常引用Prasad等60年代初的報告,來說明鋅缺乏與兒童生長及性發(fā)育的關(guān)系。他們于1961年首先報道一組沒有血吸蟲或鉤蟲感染的伊朗少年,他們體格發(fā)育似10歲兒童水平,性發(fā)育延遲,伴粗皮膚、勺狀甲 、貧血與肝脾大,骨齡延遲,長骨骨骺未閉合,多有食土癖及厭食。進(jìn)行血鋅測定的一例鋅濃度低。其后他們又對另一些有類似臨床表現(xiàn)的青少年作了鋅代謝檢查,發(fā)現(xiàn)血漿、汗、頭發(fā)及細(xì)胞含量均低,血漿鋅轉(zhuǎn)換加快,糞及尿鋅排泄減少。但這些患者多數(shù)有血吸蟲及鉤蟲感染,而我國曾有報道血吸蟲病可致性腺功能低下性侏儒癥,且Coble在同地區(qū)的進(jìn)一步調(diào)查,發(fā)現(xiàn)隨機(jī)抽樣的對照兒童血鋅也低。故這些關(guān)于生殖腺功能低下侏儒癥的報告沒有不可爭辯的說服力。
不過,Prasad等關(guān)于缺鋅影響生長的觀察,在以后Hambidge等的報道中得到支持。Prasad等又報道鐮狀細(xì)胞性貧血者用大劑量鋅劑后生長加速 。我們也觀察到在營養(yǎng)不良、生長障礙的兒童中2/3有明顯的低血鋅。缺鋅可使兒童生長障礙是沒有疑問的。
②性發(fā)育障礙與性功能低下;缺鋅對性發(fā)育及功能的影響也有其他臨床的證據(jù)。例如Prasad等觀察到鐮狀細(xì)胞性貧血患者多有明顯低血鋅,男性患者常表現(xiàn)生長障礙及生長幼稚癥,鋅均有一定程度的改善。另有報道這些患者垂體激素正長常治療后而睪酮偏低。文獻(xiàn)也有關(guān)于鋅用于一些不育癥患者的療效報道;Antoniou和他的同事對因腎功能不全接受透析療法的陽萎癥患者進(jìn)行觀察,4例在膳食中加鋅,6個月后血鋅僅稍有改善。于是她們在透析液中加氯化鋅,以使血漿鋅濃度維持在15300、22950μmol·L-1之間,2~4周內(nèi)他們的癥狀明顯好轉(zhuǎn),睪酮及促濾泡激素升于正常水平。用安慰劑的4例癥狀無改變。亦有關(guān)于用鋅治療精子過少的不育患者有效的報道。
③味覺及嗅覺障礙:慢性缺鋅者(例如孕早期婦女及肝炎患者)可出現(xiàn)味、嗅覺遲鈍或異常。自從HeNkiN等報道了特發(fā)性味覺遲鈍與異常和嗅覺遲鈍與異常后,對此現(xiàn)象的研究受到了重視,Hambidge等報道了味覺障礙與發(fā)鋅過低之間的聯(lián)系,他們的調(diào)查表明4~16歲的兒童,發(fā)現(xiàn)132人中間有10人發(fā)鋅值在正常成人值3個SD以下,與中東缺鋅侏儒癥兒童的發(fā)鋅相當(dāng);進(jìn)一步檢查發(fā)現(xiàn)其中8人身高在第10百分位以下。他們不喜肉食。6人作了味覺檢查,5人味覺遲鈍,用小劑量鋅(每日每kg 0.2~0.4mg)治療1~3個月后,味覺恢復(fù)正常。
鋅影響味覺的確切機(jī)理還不完全清楚,F(xiàn)知腮腺唾液中鋅含量的降低與味覺遲鈍有關(guān),有人認(rèn)為唾液中有一種含鋅蛋白對維持味蕾的結(jié)構(gòu)與功能是重要的因素。另外,可從味蕾分離出的堿性磷酸酶(鋅酶)也可能有重要作用。
異食癖及食欲不振大概與味覺障礙有關(guān)。異食癖可表現(xiàn)為食土癖、嗜酸癖(孕婦)等。Prasad 1961年報告的生殖腺功能低下性侏儒癥的伊朗兒童,有食土癖而無寄生蟲感染,說明此癥狀與寄生蟲無關(guān)。Hambige和Silvermun報道一例18個月女孩有舐金屬及食頭發(fā)癖,生長不良,發(fā)鋅比正常成人值低3SD以上,給鋅治療,每次10mg,先每日一次,一周后增為每日2次,治療3天后,異食癖消失,食量比治療前增加1倍,6個月后身長增加7 cm,體重從936 g增至1474 g。
④傷口愈合不良:Pories等首先提出鋅能促進(jìn)外科傷口的愈合。缺鋅影響傷口愈合,也得到動物實驗的證明。近年的臨床資料表明,缺鋅者易發(fā)生靜脈曲張性慢性潰瘍以及褥瘡,補(bǔ)鋅可以促進(jìn)愈合。鋅在傷口愈合中的作用是成纖維細(xì)胞的增生及膠原的合成,以及上皮細(xì)胞的增生,從而影響疤痕的緊張度。
⑤胎兒生長障礙與畸形:Halas等觀察鼠產(chǎn)前及產(chǎn)后輕度缺鋅的影響。將胚胎期至哺乳期母鼠三組,ZD組給予輕度缺鋅(鋅10ppm)食物;PF組給予足量鋅,但其他食物與ZD鼠相同;AL組給足鋅及任意取食。結(jié)果表明AL母鼠攝食量最多;ZD組所生小鼠出生體重最輕;出生后每日體重增加量以ZD小鼠最少,而AL小鼠最多。斷奶后,ZD小鼠體重增加最少,而PE小鼠則與AL小鼠相同。此時PF小鼠顯著地較ZD小鼠重,并趕上AL小鼠。ZD小鼠肝及腓骨含鋅量均低于PF及AL組。但腦兒茶酚胺含量三組無差別。說明輕度缺鋅的胎鼠生長不良,而腦的發(fā)育不受影響。但較嚴(yán)重缺鋅,即使發(fā)生在妊娠后期,也影響腦的發(fā)育。Mekenzic觀察到母鼠孕后期缺鋅者胎鼠體重減輕,腦重及腦DNA降低。世界衛(wèi)生組織一個流行病學(xué)報告提示胎兒無腦畸形與孕母缺鋅可能有關(guān),其后也有關(guān)于孕母缺鋅對胎兒影響的臨床報道。Vir等在調(diào)查孕母鋅營養(yǎng)狀態(tài)時,發(fā)現(xiàn)婦女血鋅濃度特低者,較多生育早產(chǎn)兒與畸形兒以及分娩異常,并提出缺鋅對母嬰的危險可能來自:鋅代謝的改變和孕母脂肪儲備少,使胎兒不能從母血中獲得生長所需的鋅。Hmbidge等調(diào)查了7個AE婦女,發(fā)現(xiàn)1例無腦兒、1例軟骨營養(yǎng)不良性侏儒,1例流產(chǎn);此情況與一般人群所見顯然不同。
⑥分娩異常:Apgar早就報道實驗動物缺鋅者,流產(chǎn)和子宮收縮不協(xié)同及出血等異常分娩的發(fā)生率增高。Verburg等報道AE婦女懷孕后較多流產(chǎn)或生育畸形胎兒。Vir等關(guān)于孕婦缺鋅與分娩異常的關(guān)系前已提及。
(2)急性缺鋅的表現(xiàn) 急性缺鋅可發(fā)生于靜脈(回空腸)營養(yǎng)而不注意補(bǔ)鋅或用青霉胺治療肝豆?fàn)詈俗冃浴lo脈營養(yǎng)時,因鋅隨氨基酸從尿中排出,而使其需要量增加。關(guān)于透析療法治療腎功能衰竭與缺鋅的關(guān)系,Blendis等根據(jù)臨床研究的結(jié)果指出,患者缺鋅主要與膳食中缺乏蛋白質(zhì)有關(guān),并提出透析器械中的鋅漏出反可能部分地彌補(bǔ)缺鋅。如此,則透析療法本身不是缺鋅的原因。
急性缺鋅除造成前述味覺障礙、厭食、皮損和禿發(fā)外,還可引起神經(jīng)精神障礙及免疫功能減退。
①神經(jīng)精神障礙;鋅在鼠腦中含量頗多,尤其在海馬。其他含量多的部位依次為大腦、紋狀體和小腦。組織化學(xué)檢查證明鋅分布于海馬及小腦苔狀纖維的終末者較多?梢娙变\對這些部位的功能影響會特別明顯。動物實驗證明鼠妊娠后期缺鋅者,雄仔鼠表現(xiàn)行為異常及學(xué)習(xí)能力不足,獼猴也有同樣現(xiàn)象。急性缺鋅的人精神癥狀可表現(xiàn)為嗜睡、欣快感或幻覺;小腦癥狀包括構(gòu)音障礙和軀干及肢體共濟(jì)失調(diào)。Sivasu brama nian和Henkin報道的用高能營養(yǎng)的2例早產(chǎn)嬰兒也表現(xiàn)行為的改變。Wallwark等研究鋅對鼠腦兒茶酚胺的影響,將剛斷奶的小鼠分為4組,各喂以鋅食物9~10天,然后分別給以:A,不限食加飲去離子水;B,與前組同食物加鋅;C,不限食加鋅;D,不限食加鋅至解剖前夕為止。后3組加鋅量各為25 ppm。結(jié)果表明缺鋅鼠腦兒茶酚胺顯著地增高,與食物無關(guān)。作者等認(rèn)為兒茶酚胺的增高可能是酪氨酸增加或醇脫氫酶減少之故,并可以部分地解釋缺鋅動物和人的行為障礙及異常神經(jīng)癥。
②免疫功能減退;蛋白質(zhì)-能量營養(yǎng)不良者易發(fā)生感染,其因素之一是缺鋅。關(guān)于鋅與動物免疫的關(guān)系已有大量文獻(xiàn)資料。Lnecke等和Fraker等的實驗分別證明,缺鋅小鼠胸腺重量減輕,T細(xì)胞功能不足,IgM和IgG生成減少。Yolden等給曾患過蛋白質(zhì)-能量營養(yǎng)不良的8個小兒補(bǔ)鋅(每日每kg體重2mg),結(jié)果X線胸片示胸腺增大。其后作者等又對他們進(jìn)行皮膚試驗,在一臂先涂硫酸鋅軟膏,另一臂為對照,結(jié)果涂鋅的一例遲發(fā)型過敏反應(yīng)加強(qiáng),其加強(qiáng)程度與當(dāng)時血漿鋅濃度成負(fù)相關(guān)。Pekerek等報道一個證明為缺鋅及能量攝入不足的去大腦強(qiáng)直少年,觀察其對二硝基氯苯的遲發(fā)型皮膚過敏反應(yīng)及淋巴細(xì)胞轉(zhuǎn)化率,結(jié)果皮膚反應(yīng)陰性,轉(zhuǎn)化指數(shù)明顯地低于對照組。給鋅治療(每日22.7mg),3周后皮膚反應(yīng)陽性,淋巴轉(zhuǎn)化率明顯提高,原有的皮脂溢出性皮炎及褥瘡迅速痊愈。此現(xiàn)象也與Fraker等小鼠實驗的結(jié)果相似;出生后7周小鼠喂以缺鋅食物,26天后對二硝基氯苯的皮膚遲發(fā)型過敏反應(yīng)顯著地低于對照組。再喂含鋅食物21天后反應(yīng)恢復(fù)正常。
所謂慢性與急性缺鋅,差別是相對的。臨床表現(xiàn)也與缺鋅的程度有關(guān)。Halas等指出較輕度的缺鋅可發(fā)生于任何年齡,而嚴(yán)重缺鋅則只見于嬰兒AE、蛋白質(zhì)-能量營養(yǎng)不良的嬰兒與兒童、營養(yǎng)不足的早產(chǎn)兒、不恰當(dāng)?shù)母吣軤I養(yǎng)(靜脈或回腸)、腸吸收不良綜合征嚴(yán)重者,以及肝硬化嗜酒者。
18.3.3 腸病性肢端皮炎
腸病性肢端皮炎是隱性遺傳性疾病,起病于嬰兒期。臨床表現(xiàn)為腹瀉和相繼出現(xiàn)的手足、肛周濕疹樣或皰疹性皮損害和禿發(fā),可有甲溝炎伴甲萎縮、瞼邊炎、結(jié)膜炎、口炎、唇炎等。未治療者生長遲緩,情緒障礙,并多因細(xì)菌性或霉菌性感染而早夭。
Karcioglu綜述腸病性肢端皮炎的病理基礎(chǔ),光學(xué)顯微鏡下可見腸絨毛變平、粘膜表現(xiàn)非特異性淋巴性炎癥和粘膜下水腫。電鏡檢查發(fā)現(xiàn)帕內(nèi)特細(xì)胞內(nèi)有異常包涵體,其中桿形者類似溶酶體,而球形者可能為變形的分泌顆粒。關(guān)于這些電鏡變化與缺鋅的因果關(guān)系,有互相對立的見解。皮膚的非特異性變化輕者僅示淋巴性炎癥,重者有真皮廣泛性壞死。有時見表皮內(nèi)水皰隨著基膜的破壞而擴(kuò)散成大皰。在一個6歲兒童尸剖時,Rodin和Yoldman發(fā)現(xiàn)空腸及回腸局灶粘膜萎縮與變性、胸腺、脾及淋巴結(jié)的生發(fā)中心發(fā)育不良,胰島細(xì)胞如篩狀排列。
關(guān)于AE發(fā)病原因的研究到70年代才獲得突破。Moynahan等發(fā)現(xiàn)一個乳糖不耐癥伴AE表現(xiàn)的幼兒,所用飲食中嚴(yán)重缺鋅(每日0.81mg而推薦量為3.75mg),補(bǔ)充鋅后AE的臨床表現(xiàn)完全消失。其后他通過對另一些病人的治療,進(jìn)一步證明缺鋅與AE的關(guān)系。Hambidge將AE的臨床、生化和代謝特點與人類及實驗動物缺鋅時的各種表現(xiàn)進(jìn)行對比,得出AE的癥候群乃由缺鋅引起的結(jié)論。
關(guān)于AE缺鋅的機(jī)理有不同的推測,Moynahan假設(shè)膳食中蛋白質(zhì)可在腸內(nèi)產(chǎn)生一種能與鋅連結(jié),并阻礙其吸收的肽,AE的發(fā)生是由于降解這種肽的酶的缺乏,雙碘方的療效基礎(chǔ)是它能與肽結(jié)合而釋放鋅。但現(xiàn)認(rèn)為較為可取的假設(shè)是腸腔內(nèi)能與鋅連結(jié)的低分子PG合成或運輸缺陷,因為此說與下列事實相符合:①PG已被證實能促進(jìn)鋅的吸收,②AE基因型常在從母乳喂養(yǎng)改為牛乳喂養(yǎng)后發(fā)病,是因為母乳中含有低分子的配體。據(jù)此,也有猜測以碘方治療AE就是通過在腸內(nèi)形成這種配體而發(fā)揮療效。不過也有作者提出必需脂肪酸代謝障礙為AE的發(fā)病基礎(chǔ)。Cash 和Brger曾用富含亞麻二烯酸的人乳或葵花子油治療AE均有效,認(rèn)為不飽和脂肪酸的代謝障礙是AE的病理基礎(chǔ)。此觀點得到了Battger和O,ell的實驗的支持。他們在缺鋅鼠的食物中,加入1%雙碘方雖可防止皮損的發(fā)展,卻不改善生長或提高皮膚中及血漿中的鋅濃度,說明此藥可能是防止缺鋅所致的細(xì)胞膜缺陷,而與促進(jìn)鋅的吸收無關(guān)。Cunnane基于亞麻二烯酸是細(xì)胞膜磷酯的重要成分,提出雙碘方的作用可能在于促進(jìn)亞麻二烯酸代謝。不過脂肪酸代謝說與PG合成缺陷說并無根本矛盾,因為PG的合成需要花生四烯酸。
18.4.1 臨床診斷
診斷以臨床表現(xiàn)與缺鋅的實驗室檢查為依據(jù),臨床上,雖然 Prasad 首先報道的伊朗兒童的癥狀可能有其他發(fā)病因素,但因鋅治療有顯效,故仍多以生殖腺功能低下性侏儒癥作為慢性缺鋅的代表。其表現(xiàn)為生長障礙,生殖系統(tǒng)發(fā)育遲緩,味覺欠缺,精神萎靡,厭食,皮膚干燥而色素不足。如前所述,其他條件下的慢性缺鋅還可致異食癖、傷口愈合不良、禿發(fā)等。
急性缺鋅的表現(xiàn)為厭食,嗅覺及味覺不靈或紊亂,精神異常,共濟(jì)失調(diào)。
腸病性肢端皮炎典型者起病于幼嬰期,癥狀包括腹瀉、皮疹(肛周,肢端伸面)、反復(fù)感染和行為障礙,有時伴精神萎靡及震顫等。凡有以上綜合征者可作臨床診斷。
有人認(rèn)為味覺欠缺及異食癖是診斷的重要線索;其他表現(xiàn)多是非特異性的。但最重要的是:在臨床實踐中勿忘缺鋅的可能性,尤其在缺鋅的條件下(為兒童蛋白質(zhì)-能量營養(yǎng)不良、成人嗜酒,以及患與缺鋅有關(guān)的疾病和使用增加鋅排泄的藥物及食物時)。
18.4.2 診斷缺鋅的實驗室指標(biāo)
(1)血清或血漿鋅 用近代技術(shù)如中子活化分析(neutron activation analysis)、原子吸收分光光度法及質(zhì)子誘導(dǎo)射線(proton induced x-ray emission或質(zhì)子活化分析),可準(zhǔn)確地測出μg量的微量元素,大大促進(jìn)鋅的研究和利于缺鋅狀態(tài)的診斷。測血鋅要求嚴(yán)格的預(yù)處理,以避免溶血及外界污染,還需要有正常標(biāo)準(zhǔn)以資比較。我們的實驗室以60%正丁醇5倍稀釋測正常人血清鋅值,結(jié)果如下(如18-2)。
我們根據(jù)測得值的常態(tài)分布定年齡均值減1.29標(biāo)準(zhǔn)差為各該齡低限,這樣老年人的“正!钡拖揎@然低于其他年齡低限。老年人的血鋅低于1.07μmol·L-1
時補(bǔ)鋅是否有益?手頭文獻(xiàn)未見討論。Vir和Love認(rèn)為老年人血鋅低與血漿白蛋白低相關(guān)。
表18-2 健康人血鋅值(μmol·L-1)
年齡 | 例數(shù) | 均數(shù)±D | 低限 | 年齡 | 例數(shù) | 均數(shù)± | 低限 |
初生 | 30 | 14±3.31 | 9.83 | 12歲 | 184 | 13.47±2.08 | 10.80 |
1月 | 156 | 13.21±1.40 | 11.40 | 20歲 | 181 | 13.54±2.11 | 10.80 |
2月 | 217 | 13.47±2.27 | 11.63 | 60~93 | 116 | 10.49±1.92 | 9.01 |
6月 | 151 | 14.46±2.03 | 12.3 |
(注:血清鋅一般比血漿鋅高5~15%)
低血鋅有助于缺鋅病的診斷,但有例外。Garvetts和Molokhia治療過一個AE病人,血鋅及發(fā)鋅都高,而鋅治療見效,Molokhia和Portnoy的另一個類似病人則血鋅正常,發(fā)鋅特低(32.8μg·g-1)用鋅治療5天后,手指腫痛及皮疹開始好轉(zhuǎn),3月后營養(yǎng)不良的指甲恢復(fù)正常,可見血鋅不低,并不能排除缺鋅狀態(tài)。Strain等提出銅鋅比值升高,并于鋅治療后降至正常為診斷AE的有用指標(biāo),他們實驗室的銅、鋅正常值分別為100±0和125±1.8μg·g-1,銅鋅正常比值0.82,一例6個月AE患兒的比值為4,此有參考價值。
低血鋅也不絕對反映機(jī)體缺鋅。首先,血鋅的60%與白蛋白松散地結(jié)合,它在血中濃度取決于血中白蛋白濃度及其對鋅的親合力。更重要的是感染及炎癥可出現(xiàn)降血鋅作用。實驗動物感染發(fā)熱及在炎性疾病時,以及動物體外實驗都證明,吞噬中的白細(xì)胞釋放一種與內(nèi)源性熱原(pyrogen)相似或一致的物質(zhì),稱為白細(xì)胞內(nèi)源性誘介物(leukocyteendogenous mediator ,LEM)。它作用于肝細(xì)胞膜,促進(jìn)肝細(xì)胞儲留鋅及鐵;又加速肝細(xì)胞核及核糖核蛋白體RNA的合成,從而促進(jìn)粗內(nèi)質(zhì)網(wǎng)合成各種反應(yīng)物蛋白和參與鋅酶的產(chǎn)生,如堿性磷酸酶(此酶可能有防御作用)。亦有人提出感染時,肝細(xì)胞是在LEN作用下合成鋅-硫因而增加其從血流中提取鋅的?傊,在這種情況下,低血鋅是感染及炎癥的結(jié)果,發(fā)生很快,而不是原因。因此,在急性疾病時,血鋅可能不代表通常的情況,更不反映全身的鋅營養(yǎng)狀態(tài)。
(2)發(fā)鋅 頭發(fā)是容易取得的組織,發(fā)鋅在一定程度上可反映一個人的鋅營養(yǎng)狀態(tài)。正常人發(fā)鋅值擇要摘錄于下表。
表18-3 正常人發(fā)鋅值
地區(qū)或國家 | 對象 | 發(fā)鋅(μg·g-1) | 作者 |
上海 | 男 | 219.7±75.9(SD) | 吳裕炘等 |
女 | 206.0±41.6(SD) | ||
黑龍江富?h | 男 | 204±70(SD) | 周葆初等 |
女 | 201±47(SD) | ||
香港 | 成人 | 208±54(SD) | 以下摘錄自Molokhia and portnoy |
泰國 | 嬰兒 | 202±26(SE) | |
兒童 男 | 163±22(SE) | ||
女 | 172±12(SE) | ||
英格蘭 | 成人 | 172.5±18.2(SD) | |
美國丹fo | 新生兒 | 174±8(SE) |
低發(fā)鋅與體內(nèi)缺鋅的關(guān)系,在一些臨床報道中,得到肯定。例如鐮狀細(xì)胞性貧血、脂肪瀉、節(jié)段性回腸炎、糖尿病、AE患者發(fā)鋅都低,不過也有保留的意見;Mcbean等調(diào)查的結(jié)果表明6~11歲兒童血漿及頭發(fā)鋅濃度沒有相關(guān)。Vir等稱老年人及孕婦發(fā)鋅相對地高于血漿鋅。Gibson和Dewolfe指出發(fā)鋅測定與新生兒鋅營養(yǎng)狀態(tài)相關(guān)性差。蛋白質(zhì)-能量營養(yǎng)不良者頭發(fā)長度增加速率比鋅進(jìn)入組織減低更甚。6個月以下嬰兒頭發(fā)可能有一部分是出生前長出者;這些情況下,發(fā)鋅值可能會引出不正確的判斷。
發(fā)鋅測定還受外來因素影響,頭發(fā)上污染著鋅,若不預(yù)先處理則測出值偏高。但一些潔凈劑卻可洗除發(fā)發(fā)內(nèi)的鋅,這是技術(shù)上需要注意的。有人指出可能由于污染之故,離頭皮愈遠(yuǎn)的頭發(fā)部分,其含鋅量愈高,但吳裕炘等認(rèn)為頭發(fā)根段、中段及頂端的含量沒有差異(P>0.05)。
Solomons認(rèn)為隨著技術(shù)的發(fā)展,發(fā)段不同及頭發(fā)因生長速率變化帶來的一些誤差是有可能避免的。這樣,使頭發(fā)作為評價鋅營養(yǎng)水平的活體組織有了較好的前景。
(3)味覺試驗 Burch和Sullivan認(rèn)為在缺鋅診斷的疑問時,可利用味覺試驗和維生素A醇結(jié)合蛋白測定作為補(bǔ)允工具。我們試驗了營養(yǎng)不良缺鋅小兒(5 1/2~6歲)和健康小兒(57/12~9 3/12歲)的味覺敏銳度,幾種溶液濃度及味覺分級如表18-4所示。結(jié)果低鋅組兒童幾種基味覺減低者9人中有3~5人,鋅治療55天、血鋅恢復(fù)正常水平時,味覺都明顯提高,與健康兒童比較,除苦味外,均無顯著差異。
表18-4 味覺試驗的溶液及濃度(mmol·L-1)
溶液 | 1 | payment-defi.com2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 |
蔗糖(甜) | 1000 | 800 | 500 | 300 | 150 | 90 | 60 | 30 | 12 | 6 |
鹽酸(酸) | 500 | 300 | 150 | 60 | 30 | 15 | 6 | 3 | 0.8 | 0.5 |
尿素(苦) | 5000 | 2000 | 1000 | 800 | 500 | 300 | 150 | 120 | 90 | 60 |
(4)唾液鋅 與味覺有關(guān)的是唾液鋅的測定,Henkin等注意到嗅覺不敏的人腮腺唾液含鋅均低于每ml10ng,認(rèn)為此濃度指示鋅的缺乏。他們認(rèn)為味覺敏銳度與唾液存在的相關(guān)是肯定了的,Yugor和Sickles報道了青春期女孩分別在代謝研究和營養(yǎng)調(diào)查中的唾液分析結(jié)果,根據(jù)對象的意愿,采用去離子蒸餾水漱口后,吐出的混合唾液。代謝研究的結(jié)果表明,唾液離心后上清液中鋅含量,每日攝入11.5mg鋅的兒童顯著地低于攝入14.7mg者,提示此測定用作邊緣性鋅營養(yǎng)不足是敏感的指標(biāo),但從總體看與血清鋅值之間沒有顯著相關(guān)。營養(yǎng)調(diào)查的兒童全唾液和上清液含鋅量分別為173和30.5ng·ml-1,二者含鋅及含蛋白質(zhì)量有顯著相關(guān)。唾液分析結(jié)果與發(fā)鋅也無顯著相關(guān)。
該文作者在討論中指出唾液含鋅量可受膳食、唾液分泌速度、刺激物質(zhì)及持續(xù)時間、日間不同時間、水代謝狀況和血漿成分的影響。
(5)尿鋅 正常人從尿中排出少量的鋅,每日約400~600μg,中東的性幼稚性侏儒、夸希奧科(Kwashiorkor)及AE患者和一些其他與缺鋅有關(guān)的疾病的患者,血鋅及尿鋅均降低。不過如所述,在一些情況如飲酒、高能營養(yǎng)或糖尿病、鐮狀細(xì)胞性貧血時或手術(shù)后,則尿鋅增高并可能成為鋅損耗的一個原因。另一方面,感染時,在LEM的作用下的尿鋅減少,則是鋅在體內(nèi)分布改變的結(jié)果,而不真正反映鋅營養(yǎng)狀態(tài)。
Solomons提出尿鋅測定仍然對判斷病情有助,因為即使尿鋅排泄增加,排泄的情況仍能有助于發(fā)現(xiàn)鋅代謝紊亂的實質(zhì),這種紊亂可能與實際的鋅營養(yǎng)有關(guān)。
(6)紅細(xì)胞鋅 紅細(xì)胞可能反映身體組織的營養(yǎng)狀態(tài),人的實驗性缺鋅產(chǎn)生紅細(xì)胞鋅的明顯降低?湎W科及鐮狀細(xì)胞性貧血患者血鋅及紅細(xì)胞鋅同時降低。不過慢性進(jìn)行性肝炎、壞死后肝硬化、糖尿病及肺結(jié)核時,雖血鋅降低而紅細(xì)胞鋅正常,隨著技術(shù)的進(jìn)展,紅細(xì)胞內(nèi)鋅的含量分析的困難可能克服,促進(jìn)此項診斷指標(biāo)能廣泛地采用。
(7)白細(xì)胞鋅 白細(xì)胞在血液中更替快,含鋅量比紅細(xì)胞多25倍,理論上對體內(nèi)微量元素的變化更為敏感。糖尿病患者紅細(xì)胞鋅正常,而白細(xì)胞鋅明顯降低。白細(xì)胞分離手續(xù)較繁,此組織作為診斷指標(biāo)尚有待探索。
(8)含鋅酶和其他蛋白質(zhì) 血清及組織中含鋅酶的活性也可反映缺鋅引起的生化及功能障礙。缺鋅性侏儒癥患者血清堿性磷酸酶降低,補(bǔ)鋅后活性恢復(fù)正常:AE患者及高能營養(yǎng)后也是這樣。鐮狀細(xì)胞性貧血患者的鋅營養(yǎng)狀況,可用紅細(xì)胞碳酸酐酶測定來反映。核糖核酸酶雖非含鋅酶,但在鼠實驗中,它隨缺鋅狀況的進(jìn)展而增加。鐮狀細(xì)胞性貧血者此酶也增高。
鋅對維生素A的代謝也有作用,動物實驗證明從肝臟動用維生素A儲備時,需要維生素A醇結(jié)合蛋白進(jìn)行運轉(zhuǎn),酒精性肝硬化患者血鋅及維生素A醇結(jié)合蛋白均降低,有抗A性夜盲癥,補(bǔ)鋅1~2周后,暗視適應(yīng)改善。因此,此蛋白質(zhì)測定對評價鋅水平也有意義。
(9)皮膚活檢 基于Im等報道,Solomons提出皮膚活組織檢查,可能也是有前途的缺鋅的診斷手段之一。Molokhia和Portnoy的皮膚分析結(jié)果如表18-5所列。他們指出身體各部皮膚含鋅量不同,包皮含量最高而足底最低;差別可能與各部表皮的細(xì)胞構(gòu)成有關(guān)。因此他們指出只有用一部位皮膚的化驗結(jié)果才可進(jìn)行比較。
表18-5 正常皮膚鋅含量()
樣品 | 均值±標(biāo)準(zhǔn)差 | 樣品 | 均值±標(biāo)準(zhǔn)差 |
尸體皮膚 | 活體組織 | ||
皮表 | 705±26.3 | 表皮 | 56.6±8.8 |
真皮 | 12.6±4.7 | 真皮 | 12.5±3.1 |
總之,缺鋅的診斷目前還未有特異性方法,鋅代謝的復(fù)雜性及在特殊情況下鋅在體內(nèi)的重分布,使上述診斷指標(biāo)的變化可能具有不同的臨床意義,故診斷要求:①注意缺鋅尤其是邊緣性缺鋅。Sullivan等曾對住院病人進(jìn)行調(diào)查,發(fā)現(xiàn)68%肝硬化病人和21%其他病人缺鋅;低血鋅可發(fā)生于動脈粥樣硬化、慢性皮膚潰瘍、肝硬化、某些癌癥、尿毒癥、鐮狀細(xì)胞性貧血、心肌梗死、糖尿病等;②特別對有高危因素者應(yīng)進(jìn)行監(jiān)查;如營養(yǎng)不良,腸吸收不良、接受高能營養(yǎng)及其他靜脈補(bǔ)液、類固醇激素長期治療、利尿劑長期治療和灼傷、創(chuàng)傷、手術(shù)等病人以及嗜酒者。在高度警惕的基礎(chǔ)上,進(jìn)行一些實驗室檢驗,綜合分析,就有可能避免漏診。
18.5.1 經(jīng)鋅途徑
缺鋅的治療常用鋅鹽口服,通常用硫酸鋅(ZnSO4·7H2O)每次220mg,每日3次。醋酸鋅也容易吸收。文獻(xiàn)關(guān)于AE治療也多用硫酸鋅,偶有用葡萄糖酸鋅的。鋅元素每日劑量自嬰兒期的75mg到壯年人的150mg不同。不過鋅元素50mg每日3次的劑量,是從動物實驗折算而來的,F(xiàn)認(rèn)為用較小劑量,也可達(dá)到相當(dāng)?shù)难\水平而減少惡心、嘔吐等胃腸道反應(yīng)。為減輕胃腸反應(yīng)可在餐后服藥(但應(yīng)注意不與鐵劑同服及減少纖維食物)。有報道用組織胺與鋅同服可幫助吸收,但吸收后在體內(nèi)運送又是另一個問題。
靜脈給鋅常用于靜脈高能營養(yǎng),成人劑量為每日2.5~4.0mg,AMA(1979),但患者原有缺鋅有時短期可給予較大劑量。
鋅可經(jīng)皮膚吸收。故外用鋅劑除用于燙傷、慢性潰瘍等外,也有提出可利用其局部殺菌及抗炎作用和從局部吸收的特性而應(yīng)用于開放性傷口的治療。
過量的鋅可產(chǎn)生急性中毒,Brocks等報道的一例在鋅靜脈滴入過量后出現(xiàn)少尿、低血壓、腹瀉、嘔吐、黃疸和肺水腫。死后解剖發(fā)現(xiàn)急性腎小管壞死的病理表現(xiàn)。亦有口服氯化鋅后發(fā)生腎功能衰竭者,還有報道透析療法病人發(fā)生急性高鋅血癥和貧血,原因是用了鍍鋅儲水器中的水。不過在一般劑量下,口服鋅很少產(chǎn)生嚴(yán)重副作用。因此,在高度懷疑缺鋅可能時,給患者試服鋅劑是允許的。
18.5.2 AE的治療
在AE病因尚未闡明之前,臨床工作者懷疑其與梨形鞭毛蟲感染有關(guān)而用雙碘方,并確實取得一些療效。現(xiàn)知雙碘方是通過促進(jìn)鋅的吸收而起作用的。鑒于用鋅治療安全可靠,而雙碘方則可產(chǎn)生諸如視神萎縮的毒性反應(yīng),美國兒科科學(xué)會藥物委員會于1975年作了如下建議:正在用雙碘方治療的AE患者宜中止治療,待試用鋅劑后再作決定;對診斷的病例,則應(yīng)以鋅劑為首選藥物。