第11章　微量元素研究進展與臨床意義

微量元素與人體健康是一門涉及到醫(yī)學(xué)、藥學(xué)、環(huán)境科學(xué)以及物理、化學(xué)、生物學(xué)等新興的多學(xué)科相互滲透的邊緣學(xué)科。世界衛(wèi)生組織認(rèn)可的人體必需微量元素有鉻、鈷、銅、氟、碘、鐵、錳、銅、硒、硅、鋅、釩、錫、鎳。但人體必需的微量元素有8種：鋅、銅、鉻、碘、鈷、硒、錳、鉬。人體必需的超微量元素11種：硼、砷、溴、鎘、氟、鉛、鋰、鎳、硅、錫、釩。

由于微量元素的巨大生物學(xué)作用及其實用價值，吸引一切基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)及臨床醫(yī)藥學(xué)工作者。就目前所知，人的生老病死無不與微量元素有關(guān)。臨床各種疾病的病因、發(fā)病、診斷、治療、預(yù)防以及保健等方面的突出成就，使人們對微量元素懷著極大的希望，目前屬于疑難病癥的疾病，通過微量元素與人體健康的研究，能夠得到突破。所以說微量元素與人體健康是一個非常重要的科學(xué)研究領(lǐng)域，它直接關(guān)系到造福于人類的大事。

第一節(jié)　微量元素研究進展

一、理論研究方面

1.關(guān)于硒的研究　關(guān)于硒的研究我國一直處于國際先進水平。

（1）硒防癌機制的研究：于樹玉等報道硒對癌細(xì)胞有促進分化和抑制分裂的雙向作用。繼而證明硒有調(diào)控與增殖和分裂有關(guān)的癌基因表達之后，近來又證明硒可抑制蛋白激酶C的活性在癌細(xì)胞中增長，該酶與細(xì)胞癌變和增殖密切相關(guān)，因此認(rèn)為硒的抗癌作用與調(diào)節(jié)蛋白激酶系統(tǒng)有關(guān)。

（2）硒對生物膜的作用：楊福愉等報道硒可保護紅細(xì)胞的脂質(zhì)流動性鈉、鉀、三磷酸腺苷酶活性，并防止收縮蛋白自膜骨架蛋白上脫落。朱蓮珍等發(fā)現(xiàn)缺硒兒童紅細(xì)胞膜的骨架蛋白的成分無顯著改變，而收縮蛋白的結(jié)構(gòu)改變明顯。用核磁共振儀測缺硒或缺維生素E大鼠的紅細(xì)胞膜流動性發(fā)現(xiàn)，缺硒組大鼠的紅細(xì)胞膜流動性降低，而缺維生素E組與正常組相比無明顯差異，說明硒缺乏使紅細(xì)胞蛋白中的巰基受損。正常人紅細(xì)胞的收縮蛋白與硒作用后，會產(chǎn)生構(gòu)象變化。李芳生等發(fā)現(xiàn)缺硒兒童紅細(xì)胞膜中神經(jīng)磷脂和膽堿磷脂低于正常。

（3）含硒酶的研究：20世紀(jì)80年代以前，我國許多科學(xué)家也證明缺硒人群和動物的血中谷胱甘肽過氧化物酶（GPX）活力顯著下降。并在一定范圍內(nèi)與血硒水平呈正相關(guān)。但在攝入較高時，谷胱甘肽過氧化物酶活力不隨血硒水平升高而升高，夏弈明等調(diào)查我國膳食硒水平為低，然而血紅蛋白中的硒含量隨膳食硒水平變化，血紅蛋白似乎是硒儲存場所。故常以血中GPX活力作為確定硒的生理需要量的指標(biāo)。給低硒人群補充硒酸鈉和硒蛋氨酸的結(jié)果不同，二者對提高GPX活性的效果相似，而補充硒蛋氨酸組的血紅蛋白中硒含量隨補硒時間延長而增加，而補硒酸鈉無此現(xiàn)象，說明硒酸鈉不進入硒庫。血紅蛋白中的硒均勻分布于珠蛋白α-鏈和β-鏈上。然而補充硒蛋氨酸時，β-鏈上的硒低于α-鏈。

1990年Behne等又發(fā)現(xiàn)Ⅰ型甲狀腺激素5-脫碘酶也是一種含碘酶，此種酶的發(fā)現(xiàn)，對缺硒的克山病人的甲狀腺激素代謝紊亂可以有所解釋。最近我國有人對此酶進行研究。

2.關(guān)于鐵和鋅的研究

（1）生物利用率的研究：大鼠血紅蛋白恢復(fù)實驗結(jié)果表明，豬血血紅素鐵有良好的抗貧血作用，補充7ppm血紅素鐵即能滿足大鼠鐵的需要。以淀粉鐵和蔗糖鐵灌胃，大鼠的利用率與硫酸亞鐵相似，而無不良反應(yīng)。還有人研究大豆的鐵利用率，所得結(jié)果不一致。

一直認(rèn)為植物酸影響鋅的利用，調(diào)查北京市一托兒所的學(xué)齡前兒童的植物酸攝入量，平均為499mg/d，植物酸/鋅摩爾比值平均為6. 66，在此范圍內(nèi)未見影響鋅的生物利用率。用穩(wěn)定核素70 Zn研究大豆發(fā)酵斷乳食品鋅的利用率優(yōu)于未發(fā)酵的大豆食品和谷物類斷乳食品。

（2）對健康的影響：有人研究了缺鐵性貧血（IDA）對小兒免疫功能的影響，發(fā)現(xiàn)血清IgG、Ig A、Ig M和補體C3含量正常，糞便SIg A含量、外周血淋巴細(xì)胞3 H-Td R參入量、中性粒細(xì)胞過氧化物酶染色積分均明顯低于對照。補鐵后顯著升高。用紅細(xì)胞免疫黏附試驗也觀察到紅細(xì)胞C3 b受體的花環(huán)形成率下降，并與缺鐵程度有關(guān)。缺鐵性貧血患兒用鐵劑治療后，隨著貧血癥狀的改善，紅細(xì)胞C3 b受體的花環(huán)形成率也顯著提高。用放射配體法研究缺鐵性貧血患者與健康對照，作者用Scatchord分析表明，其原因不是由于配體-受體的親和力改變，而是由于患者骨髓幼細(xì)胞的Tf R數(shù)增加，研究鐵缺乏對大鼠紅細(xì)胞膜蛋白的影響時，發(fā)現(xiàn)收縮蛋白（帶1、2）減少，帶3與帶4的相對含量比值下降，甚至可倒置。帶3的陰離子（Cl-）交換功能減弱、膜蛋白的變化與缺鐵程度和病程有關(guān)。由于缺鐵性貧血兒童有智商發(fā)育降低的現(xiàn)象，有人觀察到缺鐵性貧血大鼠腦中的紋狀體組織囊的單胺氧化酶（MAO）活性顯著降低，大腦皮質(zhì)、下丘腦組織的5-羥色胺（5-HT）和多巴胺（DA）含量升高。

鋅與許多其他營養(yǎng)素關(guān)系密切。缺鋅使維生素A積聚于肝臟，血清中維生素A濃度明顯降低，補鋅可使缺鋅大鼠動員肝中的維生素A進入血液。維生素A缺乏會加重缺鋅損害，大鼠攝入大劑量維生素A，使血清和肝鋅含量增加，使缺鋅癥狀出現(xiàn)時間延遲，發(fā)病率降低。鋅與必需的脂肪酸同時缺乏，極易招致大鼠死亡，提高飼料中亞油酸水平，飼喂4周仍不出現(xiàn)缺鋅癥狀，血鋅、頭發(fā)鋅含量與對照大鼠的差別也不顯著。給大鼠補充?；撬?周后，大鼠大腦中鋅含量顯著高于未補充組，而血清含量前者低于后者，8周后，補充組二者均顯著低于未補充組，從細(xì)胞培養(yǎng)試驗觀察到?；撬?鋅復(fù)合物具有抑制細(xì)胞代謝作用，其作用強弱與該復(fù)合物的濃度成正比。

3.地方性碘病和地方性氟病　蔡子微等認(rèn)為大鼠胚胎全期乃至生后腦發(fā)育期，碘缺乏影響了大鼠發(fā)育關(guān)鍵時期，大腦細(xì)胞核總核糖核酸合成能力，特別影響了核糖核酸前體的合成。缺碘對胎鼠甲狀腺發(fā)生、發(fā)育的影響，從形態(tài)學(xué)看缺碘不影響濾泡原基的發(fā)育，胎鼠在19d齡前，即垂體與甲狀腺發(fā)生功能上的聯(lián)系之前，缺碘未影響到甲狀腺的發(fā)育，在20d齡以后，也就是垂體與甲狀腺之間功能建立后，缺碘使甲狀腺產(chǎn)生代償性反應(yīng)，還有從組織學(xué)對缺碘動物腦和克汀病患者的大腦神經(jīng)細(xì)胞進行了研究。

高碘地方性甲狀腺腫在國內(nèi)外均認(rèn)為是一種新的地方病，我國有人制成高碘甲狀腺腫模型，進行了病理形態(tài)和生化代謝研究。認(rèn)為攝入碘多，合成大量甲狀腺激素蓄積在甲狀腺濾泡腔中形成膠質(zhì)性甲狀腺腫；而低碘甲狀腺腫的組織呈現(xiàn)活躍增生狀態(tài)，因此，甲狀腺因代償性增生而腫大。

近年來對氟骨癥的發(fā)病機制已開始研究，用X線衍射和偏光顯微鏡觀察了氟磷灰石的結(jié)構(gòu)沉積于哈氏管周圍的不規(guī)則形態(tài)。電鏡觀察到氟骨癥患者椎板內(nèi)膠原蛋白有異常改變，在細(xì)胞培養(yǎng)研究中發(fā)現(xiàn)氟離子對人胎成骨細(xì)胞形態(tài)、功能、酶系統(tǒng)和攝鈣量有多方面的影響，也有人觀察到氟骨癥患者紅細(xì)胞有程度不等的變形，出現(xiàn)棘狀細(xì)胞。在生物化學(xué)方面也開始用較先進的分析技術(shù)進行了較系統(tǒng)的研究，觀察到氟骨癥患者血漿中堿性磷酸酶，2-羥丁酸脫氫酶升高，乳酸脫氫酶和磷酸肌酸激酶、總蛋白、尿膽素等均有改變。并對利用生化指標(biāo)進行早期診斷作了探討。還開展了神經(jīng)行為毒理學(xué)的研究。

4.其他元素的研究　銅和錳很少存在人類營養(yǎng)缺乏問題，但由于他們是許多酶的必需組成部分或輔助因子，因而研究血中這些元素的水平或含這些元素酶活性的工作大大增加。凌亦凌等觀察到14例腦栓塞患者在治療后錳超氧化物歧化酶MnSOD活力早期出現(xiàn)增高。季紅光等報道缺銅大鼠紅細(xì)胞及各臟器銅、鋅SOD活性顯著降低，但其他抗氧化酶活力無明顯變化，故不影響抗氧化系統(tǒng)的總體能力。銅和錳與其他元素如鋅、鐵、硒等之間的關(guān)系密切。中外不少調(diào)查研究發(fā)現(xiàn)，癌癥患者血或組織中銅含量高于正常，鋅低于正常。許多疾病的銅/鋅比值有變化，癌癥和類風(fēng)濕疾病患者增高，冠心病患者降低。章凈霞等用掃描質(zhì)子探針技術(shù)測定了單個正常的和脂質(zhì)過氧化損傷了的肝細(xì)胞中的鐵、銅、鋅的相對含量和鋅/銅、鋅/鐵比值，發(fā)現(xiàn)損傷細(xì)胞中的鐵和銅高于正常，鋅低于正常，2個比值均下降，這種變化的意義何在，尚有待進一步研究。

當(dāng)前鍺是研究的熱點，因臨床上曾用鍺治療貧血，防治腫瘤，有的還認(rèn)為可能參與免疫調(diào)節(jié)反應(yīng)。還有人認(rèn)為食物中提取出來的富鍺化合物可治高血壓和高膽固醇血癥。馬峰峻等以離體豚鼠心臟進行實驗認(rèn)為，有機鍺可能有抗心律失常作用。最近有不少人注意到銣的問題，劉年度觀察到四川克山病區(qū)兒童紅細(xì)胞中的銣高于正常兒童。張寧等測定生育年齡男子精液中的銣，發(fā)現(xiàn)精液中的銣含量與精子數(shù)密切相關(guān)。付秋凡等報道肥胖兒血清銣含量低于正常。

由于農(nóng)業(yè)上稀土微肥的使用，人類通過食物開始接觸稀土元素，稀土進入人體后的代謝情況和生物效應(yīng)已引起人們關(guān)注。唐任寰等給小鼠喂以含鐿和141硒的食物，觀察到99%的稀土排出體外，被吸收的少量鐿主要蓄積在骨和肌肉中，鈰偏于肌肉。靜脈注射這2種稀土于小鼠體內(nèi)，鐿多蓄積于肝、脾和骨，鈰主要分布于肝和脾中，骨中很少。作者并從小鼠肝中提取出含重稀土鐿和輕稀土鈰的蛋白質(zhì)。說明稀土在體內(nèi)與某種蛋白質(zhì)有較牢固的結(jié)合。

由此看來，我國微量元素營養(yǎng)研究不僅在深度上有所進展，在廣度上即元素的種類上也有擴展。

二、應(yīng)用方面的研究

微量元素營養(yǎng)研究在應(yīng)用方面的最大貢獻是根據(jù)我國不同硒水平的人群的調(diào)查，提出我國人民最低硒需要量，硒的生理需要量和硒的最大安全攝入量。根據(jù)這些資料制訂出人類的硒的RDA，已為國際所公認(rèn)。

近年來應(yīng)用方面最多的工作是微量元素補充劑的研究。為提高利用率，研究有機形式的鐵、鋅和硒的利用率或提高天然食物鐵、鋅和硒含量。如血色素鐵、淀粉鐵、蔗糖鐵絡(luò)合物及蛋黃中鐵的利用問題。鋅的補充物有富含鋅的金針菇和發(fā)酵的大豆制品。硒的補充在研制高鋅酵母，富硒麥芽粉和硒強化的沙辣油。最近還在利用陜西省高硒地區(qū)紫陽縣生產(chǎn)的紫陽富硒茶作為保健飲料。作為防癌、防衰老的含微量的保健食品，還有鍺-132，即羧乙基鍺倍半氧化物，正在研究的富鍺食品還有富鍺酵母和富鍺麥芽。

防治地方性氟病和地方性甲狀腺腫病的方法仍在不斷改善。我國歷來用的飲水除氟方法主要用活性氧化鋁法，為提高活性氧化鋁的除氟容量，開展了一些研究，如天津自來水公司采取改進吸附柱，調(diào)原水p H和用氫氧化鈉再生等措施使除氟容量為5. 74～5. 98mg F/g Al2 O3。有人建議，根據(jù)除氟原理，可找些價廉、常見的、就地取材的物質(zhì)。如黏土、粉煤灰等能對H+、Al3+有一定吸附作用，用以除氟，既經(jīng)濟又方便實際的方法。

食鹽加碘是歷史悠久，國內(nèi)外普遍用以防治地方性甲狀腺腫病的方法。然而有其缺點，第一不易混勻，第二碘易丟失，故曾推廣口服碘油進行預(yù)防，并有較滿意的效果。但其用量及有效期各地報道不一，且有出現(xiàn)一過性藥物反應(yīng)，故這些老方法尚須進一步研究。

三、新技術(shù)的應(yīng)用

近年來我國在微量元素營養(yǎng)研究中，已采用不少先進技術(shù)。用核素如65鋅和70鋅、53鐵和59鐵研究鋅和鐵的生物利用率，特別是在我國已能使用穩(wěn)定同位素，可以直接研究微量元素的代謝和在組織中的分布。已有人用掃描質(zhì)子微探針研究單個細(xì)胞的微量元素。在微量元素含量測定方面，中子活化法已常備采用，但還不普遍。質(zhì)子激發(fā)的X-熒光法（PIXE）僅少數(shù)采用。

四、展　　望

雖然我國對微量元素的研究已有長足的發(fā)展，但與國外相比，在深度和廣度兩方面均有一定的距離，而且我國的特長也發(fā)揮不夠，今后應(yīng)向以下幾方面發(fā)展。

1.加強微量元素在防治疾病和保健方面的理論和應(yīng)用研究　在我國已明確微量元素與幾種疾病有關(guān)，過去對微量元素與這些疾病病因關(guān)系研究較多，而微量元素對一些與病因無直接關(guān)系的疾病也有防治作用，如國外用許多微量元素，如鍺、鎵、釕、鈦、錫、鋰、鑭、鈀和重金屬金、鉑等治療癌癥。國外發(fā)現(xiàn)在某些治癌藥物中加入銅形成復(fù)合物，可提高這些藥物的療效。他們對這些元素的藥理作用和作用機制也有深入研究。我國在這方面注意不夠。雖有用硒治療退行性疾病和抗衰老，但面較窄；而理論性研究不夠。

2.提高微量元素的分析技術(shù)和研究方法　我國測定微量元素含量多用原子吸收光譜、質(zhì)譜和極譜法。生化研究方面多用分離細(xì)胞或亞細(xì)胞或體外細(xì)胞培養(yǎng)作生化分析。這兩方面均很少用核技術(shù)，用核技術(shù)如原子激發(fā)X-熒光法（PIXE）或全反射X-熒光分析測定含量可提高靈敏度。生物研究中用核子微探針，掃描質(zhì)子探針和掃描隧道顯微術(shù)，可能在保持細(xì)胞原狀態(tài)下，觀察微量元素在細(xì)胞內(nèi)的變化。

3.加強微量元素在中醫(yī)中藥作用的理論研究　中醫(yī)中藥是我國的瑰寶，我國對中藥的微量元素含量的分析工作又很少，且不同微量元素含量的藥物在中醫(yī)治療中如何與中醫(yī)理論結(jié)合起來的研究尚不多見。開展這方面的理論和應(yīng)用的研究是我國的特色。

第二節(jié)　微量元素作用與疾病關(guān)系

微量元素在當(dāng)代以其廣泛的生物學(xué)作用，生理功能及臨床診斷治療價值，吸引了地球化學(xué)、醫(yī)學(xué)原理、農(nóng)業(yè)、環(huán)境保護、分子生物學(xué)、生物化學(xué)、營養(yǎng)學(xué)、免疫學(xué)、遺傳學(xué)、藥理學(xué)、地方病學(xué)、老年醫(yī)學(xué)、腫瘤學(xué)等許多基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)及臨床醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的學(xué)者，并取得許多令人矚目的進展。微量元素在許多疾病的病因?qū)W、發(fā)病學(xué)、診斷學(xué)、防治學(xué)方面具有重要的意義。

人體內(nèi)必需的微量元素有：鐵、鋅、銅、錳、鉻、鉬、鈷、硒、鎳、釩、錫、氟、碘、硅；非必需的微量元素中屬于可能必需的有：銣、砷、鍶、硼、鍺；屬于無害的則有：鋇、鈦、鈮、鋯等；有害的微量元素有：鉍、銻、鈹、鎘、汞、鉛、鋁等。上述微量元素（占人體總重量的1/ 10 000以下者）與宏量元素（占人體總重量的1/10 000以上者，包括碳、氫、氧、鈣、磷、鎂、鈉、鉀、氯、硫）相比只占人體總重量的0. 05%左右。

一、微量元素的分布及其生理功用（表11-1）

表11-1　人體內(nèi)微量元素的含量

（續(xù)　表）

微量元素的生理功用：微量元素與酶的關(guān)系，酶是一種生命現(xiàn)象及生物化學(xué)的反應(yīng)基礎(chǔ)。人體內(nèi)發(fā)現(xiàn)的近1000種酶中有50%～70%的酶含有微量元素或以微量元素的離子作為激活劑。已知鋅與上百種酶有關(guān)。鐵與數(shù)十種酶有關(guān)，錳和銅亦與數(shù)十種有關(guān)。鉬與黃嘌呤氧化酶等有關(guān)，硒與谷胱甘肽過氧化物酶等有關(guān)。因此，微量元素常作為酶的組成成分或激活劑。

微量元素構(gòu)成體內(nèi)重要的載體及電子傳遞系統(tǒng)，鐵參與組成血紅蛋白、肌紅蛋白、運輸和儲存氧；鐵構(gòu)成的細(xì)胞色素系統(tǒng)（細(xì)胞色素b、Cl、C、αα3、b5、p450等）是重要的電子傳遞物質(zhì)；鐵硫蛋白作為呼吸鏈中的電子傳遞體。

參與激素和維生素的合成，鈷組成維生素B12、碘構(gòu)成甲狀腺激素T 3、T4，因而微量元素與代謝的調(diào)控有密切關(guān)系。

微量元素影響免疫系統(tǒng)的功能，影響生長及發(fā)育，能增強免疫功能，硒能刺激抗體的生成，增強機體的抵抗力。

二、微量元素與疾病的關(guān)系

不論必需微量元素缺乏或過多，有害微量元素接觸、吸收、儲積過多或干擾了必需微量元素的生理功能和營養(yǎng)作用，都會引起一定的生理及生物化學(xué)過程的紊亂而發(fā)生疾病。反之，在各種疾病的情況下，會對微量元素的吸收、運輸、利用、儲存和排泄產(chǎn)生一定的影響。

微量元素缺乏或過多，可導(dǎo)致某些地方病的發(fā)生。例如缺碘與地方性甲狀腺腫及呆小病有關(guān)；低硒與克山病和大骨節(jié)病有關(guān)；缺鋅與伊朗鄉(xiāng)村病和腸源性肢端皮炎有關(guān)。接觸或吸收過量的有害微量元素還可引起各種職業(yè)病，即使是必需微量元素，像鈣、銅、鈷、錳等進入機體過多也會引起急性或慢性中毒。如接觸六價鉻可引起特征鷹眼狀鉻潰瘍及鼻中隔穿孔；砷過多引起砷性皮膚癌及中毒；還有錳中毒、鐵中毒、鋅中毒等。

微量元素的檢測還可用作某些疾病的診斷指標(biāo)，對于某些微量元素缺乏癥還可用補充微量元素的方法進行治療。

1.微量元素的缺乏癥與過多癥　微量元素的缺乏可導(dǎo)致缺乏癥的出現(xiàn)，現(xiàn)將重要的微量元素缺乏癥列表如下（表11-2）。

表11-2　微量元素的功能與缺乏癥

微量元素的過多癥，例如鐵過剩的血色沉著病時，鐵吸收過多，在心、胰腺、睪丸、肝內(nèi)沉積，導(dǎo)致纖維化，造成心肌損害、糖尿病、性腺功能不全及肝硬化。先天性銅代謝異常的Wilson病時，由于運送銅的銅藍蛋白生成減少，使過剩的銅在腦的基底核和肝中沉積，出現(xiàn)神經(jīng)癥狀及肝硬化。鋅過多可引起發(fā)熱；錳過多可導(dǎo)致中樞神經(jīng)障礙，運動失調(diào)；鈷過多可造成心臟病，甲狀腺功能異常、聽覺障礙等；錫過多可造成嘔吐、腹瀉、腹痛及肝臟損傷；汞中毒時發(fā)生“水俁病”；鎘中毒造成疼痛、骨損傷及骨折的疼痛病。

2.微量元素在疾病診斷中的應(yīng)用　由于原子吸收光度法的應(yīng)用，使得醫(yī)院檢驗部門逐步開展體液、血液和毛發(fā)中微量元素的檢測工作，微量元素的檢測在疾病診斷中的價值開始受到應(yīng)有的重視。鐵、銅、鋅、硒等的資料日漸增多?，F(xiàn)將幾種重要微量元素對疾病的診斷價值及這些微量元素增高或降低的臨床意義介紹如下（表11-3）。

表11-3　微量元素增高或降低的臨床意義

（續(xù)　表）

三、重要微量元素的生物學(xué)作用及代謝

1.鋅（Zn）　鋅的生物學(xué)作用：鋅是當(dāng)代微量元素研究中非常活躍的課題之一。鋅可作為多種酶的功能成分或激活劑。鋅是碳酸酐酶、核糖核酸聚合酶、去氧核糖核酸聚合酶、胸嘧啶核苷激酶、堿性磷酸酶、亮氨酸氨肽酶等含鋅酶的組成成分。鋅能促進機體生長發(fā)育，促進核酸及蛋白質(zhì)的生物合成。缺鋅后創(chuàng)傷潰瘍難愈合，生長發(fā)育不良，性器官發(fā)育不全或減弱，成為缺鋅性侏儒或腸源性肢端皮炎。

鋅能增強免疫及吞噬細(xì)胞的功能，缺鋅后免疫功能減退。

鋅具有抗氧化、抗衰老及抗癌作用。鋅亦是超氧化物歧化酶的組成成分，能防止自由基對細(xì)胞膜造成的損傷，減少過氧化脂質(zhì)的生成，某些腫瘤病人及衰老過程中有缺鋅的傾向，因此鋅可能具有抗氧化、抗衰老及抗癌作用。

鋅在體內(nèi)的代謝：正常人體內(nèi)含鋅2～2. 5g，平均2. 3g，男性比女性稍高，鋅以視網(wǎng)膜、前列腺及胰腺中的濃度最高，在肌肉及骨骼中儲存。肌肉內(nèi)儲鋅是全身鋅的62. 2%，骨中的鋅占全身體內(nèi)鋅的28. 5%。正常人從普通膳食中每日攝取10～15mg鋅，吸收率為20%～30%，主要在小腸內(nèi)和胰腺分泌的小分子量配體---前列腺E2結(jié)合后，經(jīng)小腸上皮細(xì)胞吸收。鋅進入毛細(xì)血管后，由血漿運輸至肝及全身。鋅主要由糞便、尿、汗、頭發(fā)及乳汁排泄，每天由尿排泄的鋅不超過1mg。

2.銅（Cu）　銅的生物學(xué)作用，參與造血及鐵的代謝，銅主要影響鐵的吸收，促進儲存鐵進入骨髓，加速血紅蛋白及鐵卟啉的合成。銅還促進幼稚紅細(xì)胞的成熟，使成熟紅細(xì)胞從骨髓釋放進入血液循環(huán)。

構(gòu)成體內(nèi)許多含銅的酶（如丁酰輔酶A脫氫酶、酪氨酸氧化酶、尿酸酶、超氧化物歧化酶等）及含銅的生物活性蛋白質(zhì)（如血漿銅藍蛋白、血銅蛋白、肝銅蛋白、乳銅蛋白等）。

銅與核糖核酸結(jié)合，在核糖核酸2條鏈中形成架橋，形成金屬絡(luò)合物與維持核酸結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性有關(guān)。

銅參與賴氨酸氧化酶的組成，促進彈性蛋白及膠原纖維中共價交聯(lián)的形成，維持組織的彈性和結(jié)締組織的正常功能。含銅酶大部屬氧化酶類，如細(xì)胞色素C氧化酶、酪氨酸酶、多巴胺-β-羥化酶、胺氧化酶等，這些酶類參與兒茶酚胺類激素的代謝、黑色素的生成以及神經(jīng)遞質(zhì)的代謝，因而對中樞神經(jīng)系統(tǒng)的功能、智力及精神狀態(tài)，防御功能及內(nèi)分泌功能等均有重要作用。

血漿銅藍蛋白：正常人在25～43mg/dl，在肝豆?fàn)詈俗冃裕╓ilson病、為銅在肝、腦等組織中沉積的慢性內(nèi)源性銅中毒，為常染色體性隱性遺傳性疾?。┖蚆enke綜合征（以中樞神經(jīng)病變?yōu)橹鞯?，頭發(fā)卷曲色淺為特征的嬰幼兒缺銅性遺傳疾?。r明顯減低。

血漿銅藍蛋白氧化酶活性，正常人在66～140U/L。心肌梗死、傳染病、肝癌及轉(zhuǎn)移性腫瘤患者明顯升高，Menke綜合征及Wilson病時顯著降低。血清銅：成年人在105～114mg/dl，女性稍高于男性；尿銅：24h在70μg以下，肝豆?fàn)詈俗冃浴⒛I病綜合征、急性銅中毒、急性病毒性肝炎、肝硬化時尿銅增加。毛發(fā)銅含量較為恒定，能反映機體營養(yǎng)狀況，正常成年人平均值9. 5～23μg/g。

銅的代謝：銅主要參與造血及酶的合成。正常人體內(nèi)含銅100～200mg，平均150mg左右，50%～70%的銅存在于肌肉及骨骼內(nèi)，20%存在于肝，肝是重要的儲銅庫，5%～10%的銅分布于血液中，微量的以酶的形式存在于組織中。一般成年人每日從食物攝取2mg銅已能滿足生理需要。

3.硒（Se）　硒的生物學(xué)作用：硒是谷胱甘肽過氧化酶（GSHPX）的必需組成部分，每摩爾的酶含有4摩爾的硒，該酶催化的反應(yīng)為：2GSH+ H202→GSSG+ 2H20。

通過GSH-PX的作用，在清除自由基、分解過多的H202，減少過氧化物、保護細(xì)胞膜、保護細(xì)胞敏感分子核糖核酸、去氧核糖核酸中占有重要地位。

硒參與輔酶A和輔酶Q的合成，促進α-酮酸脫氫酶系的活性，在三羧酸循環(huán)及呼吸鏈電子傳遞過程中發(fā)揮重要作用。

硒與視力和神經(jīng)傳導(dǎo)有密切關(guān)系，虹膜及晶狀體含硒豐富，視網(wǎng)膜的視力與含硒量有關(guān)。硒是光電管基礎(chǔ)物質(zhì)之一，硒在視網(wǎng)膜、運動終板中可能起著整流器及蓄電器的作用。

硒能抵抗某些有毒元素及物質(zhì)的毒性。硒可在體內(nèi)外減低汞、鎘、鉈、砷等的毒性作用。能刺激免疫球蛋白及抗體的產(chǎn)生，增強機體對疾病的抵抗力。

硒與心血管結(jié)構(gòu)和功能的關(guān)系：硒可防止鎘引起的實驗高血壓，并可防止冠心病及心肌梗死。硒參與保護細(xì)胞膜的穩(wěn)定性及正常通透性，抵制脂質(zhì)的過氧化反應(yīng)，消除自由基的毒害作用，從而保護心肌的正常結(jié)構(gòu)、代謝和功能。投予亞硒酸（每周0. 5～1mg），可有效防治克山病的發(fā)生。

硒的抗腫瘤作用：許多報道表明結(jié)腸癌、前列腺癌、直腸癌及白血病等的死亡率與其居住地區(qū)土壤的硒含量、日攝取量以及血硒水平呈逆相關(guān)關(guān)系。動物實驗中觀察到硒對動物的實驗性皮膚癌、肝癌、結(jié)腸癌、乳腺癌、肺癌等均有顯著的抑制作用，且此種的抑癌效果還受食物中維生素A、維生素C、維生素E等含量影響。關(guān)于硒化合物的抗癌作用機制尚未闡明，可能與硒能抑制致癌物質(zhì)的致突變性或改變致癌物的代謝或通過抗氧化作用而抗癌。有報道硒化合物能促進肝癌細(xì)胞及白血病細(xì)胞的再分化，通過促分化而抗癌。

硒的代謝：人體內(nèi)硒的含量14～21mg，以肝、胰腺、腎中的含量較多，人類對硒的攝入量受環(huán)境及食物含硒量的影響。富含硒的食品有蒜、芝麻、啤酒、酵母、蘑菇、小蝦、魚類、肝、腎等，富含硒的中藥有黃芪、地龍等。人對硒的攝入量不應(yīng)低于40μg/d，一般認(rèn)為成人每日從食物中攝取60～350μg的硒，每日的尿約排泄50μg，由糞便排泄80μg，由汗排泄20μg，在血漿內(nèi)的硒主要與α 及β球蛋白結(jié)合而運輸。

4.鉻（Cr）　鉻的生物學(xué)作用：鉻形成葡萄糖耐量因子（GTF），使胰島素與膜受體上的- SH基形成- S- S-鍵，協(xié)助胰島素發(fā)揮作用；降低血漿膽固醇及調(diào)節(jié)血糖；促進血紅蛋白的合成及造血過程。

鉻的代謝：成人體內(nèi)含鉻6mg，日攝入量5～115μg，進入血漿的鉻與運鐵蛋白結(jié)合運至肝臟及全身。富含鉻的食品有紅糖、麥麩、魚、葡萄汁、啤酒、酵母等，鉻主要隨尿排泄，3～60μg/d。

5.鈷（Co）　鈷的生物學(xué)作用：人類不能利用鈷合成維生素B12，主要從能合成維生素B12的動物及細(xì)菌攝取，維生素B12在人體內(nèi)參與造血。維生素B12參與體內(nèi)一碳單位的代謝、參與脫氧胸腺嘧啶核苷酸的合成，維生素B12缺乏可導(dǎo)致葉酸利用率下降，造成巨幼紅細(xì)胞性貧血。維生素B12促進鐵的吸收及儲存鐵的動員，它還能促進鐵的吸收，提高鋅的活性。

鈷的代謝：正常成人體內(nèi)含鈷1. 1～1. 5mg，一般從普通膳食中攝入鈷150～450μg/d，吸收率63%～97%，每日吸收鈷190～290μg，鈷通過小腸進入血漿后，由3種運鈷蛋白（transcobalbminⅠ、Ⅱ、Ⅲ）結(jié)合后運至肝臟及全身，主要由尿排泄，每日排泄量約等于吸收量。當(dāng)內(nèi)因子缺乏、運鈷蛋白缺乏、攝入量不足或因消化系統(tǒng)疾病而干擾吸收時，可造成鈷及維生素B12缺乏。全血及血清鈷10. 8ng/ml±6. 0ng/ml，在惡性貧血、急性白血病時降低，慢性粒細(xì)胞白血病、淋巴肉芽腫時血鈷升高。富含鈷的食品有小蝦、扇貝、粗麥粉、肉類及動物肝臟。

6.錳（Mn）　錳的生物學(xué)作用：錳為多種酶的組成成分及激活劑，錳是精氨酸酶、脯氨酸酶、丙酮酸羧化酶、核糖核酸聚合酶、超氧化物歧化酶的組成成分，是磷酸化酶、醛縮酶、半乳糖基轉(zhuǎn)移酶等的激活劑、與蛋白質(zhì)生物合成、生長、發(fā)育有密切關(guān)系。參與造血、卟啉合成、改善機體對銅的利用。構(gòu)成錳超氧化物歧化酶，有抗衰老作用；衰老時錳超氧化物歧化酶活性降低，腫瘤細(xì)胞內(nèi)錳超氧化物歧化酶（Mn-SOD）活性降低。故錳具有抗衰老、抗腫瘤作用。

錳的代謝，正常成人體內(nèi)含錳12～20mg，分布于一切組織，每日從一般食物攝入錳0. 7～22mg，吸收率為3%～4%。吸收的錳經(jīng)小腸壁進入血流與β1-球蛋白或運“錳蛋白”結(jié)合后，迅速運至富含線粒體的細(xì)胞中，血錳含量5～15μg/L，人體內(nèi)的錳主要由腸道、膽汁、尿液排泄。茶葉、堅果、各類富含錳。

7.鉬（Mo）　鉬的生物學(xué)作用：鉬是構(gòu)成黃嘌呤氧化酶、醛氧化酶、亞硫酸氧化酶等氧化酶的組成成分，可解除有害醛類的毒性。鉬參與電子的傳遞及鐵從鐵蛋白的釋放及鐵的運輸。

鉬有抗癌作用，缺鉬地區(qū)食管癌發(fā)病率高，鉬構(gòu)成亞硝酸還原酶（植物），降低環(huán)境中亞硝酸含量，減少致癌物亞硝酸銨的生成。

鉬與心血管疾病有關(guān)，洋地黃類施用鉬肥可提高產(chǎn)量及強心苷的療效。

鉬的代謝：成人體內(nèi)含鉬9mg左右，分布于全部組織及體液中。一般成人每日由普通膳食中攝入鉬300μg，吸收率為40%～60%，隨食物及飲水進入消化道的鉬化物可迅速被吸收，80%與蛋白質(zhì)結(jié)合，血清鉬590ng/dl，而在食管癌高發(fā)區(qū)血清鉬明顯減低為220～290ng/dl，癌癥病人，心律不齊病人均可有血鉬降低，白血病及缺鐵性貧血時血清鉬增高。富含鉬的食品有：豆莢、肝、腎、酵母、粗面粉及牛奶等。

8.氟（F）　氟的生物作用：氟為骨骼、牙齒的必需成分與牙齒及骨的形成有關(guān)，可增加骨硬度及牙齒的耐酸蝕能力。缺氟易生蝺齒，氟過多可引起骨密度增加和斑采由齒，氟在細(xì)胞內(nèi)可抑制多種酶的活性，干擾膠原的合成。含氟的食品有：海味（牡蠣）、蔥、豆類、茶葉等。

9.碘（I）　碘的生物學(xué)作用：碘主要構(gòu)成甲狀腺激素T 3、T 4。甲狀腺激素維持正常生長發(fā)育及智力發(fā)育，調(diào)整能量代謝。缺碘可發(fā)生地方性甲狀腺腫和呆小病，碘過多可造成碘中毒、激刺甲狀腺功能亢進。

碘的代謝：人體含碘量約為11mg，每日成人需攝入50～100μg的碘，為防治地方性甲狀腺腫，應(yīng)普遍食用加碘食鹽。

總之，微量元素在生命科學(xué)中具有重要的作用，微量元素與地方病、微量元素與職業(yè)病、微量元素與衰老、微量元素與腫瘤等領(lǐng)域的研究近十余年來很活躍，是臨床醫(yī)學(xué)、醫(yī)藥學(xué)、生物化學(xué)等令人矚目的研究篇章。

第三節(jié)　微量元素在臨床的意義

在3 000年前，人們已知用含鋅的爐甘石治病，19世紀(jì)Land等先后用鐵的酒劑治療婦女病和用碘防治地方性甲狀腺腫等。20世紀(jì)后大約以每2年發(fā)現(xiàn)一個微量元素的速度進展著，至20世紀(jì)70年代初已公認(rèn)有10種微量元素是人體及高等動物所必需，到目前為止則已公認(rèn)有14種微量元素。近半個世紀(jì)以來的大量研究工作，使人們的認(rèn)識由宏觀進入分子生物學(xué)領(lǐng)域，認(rèn)識到微量元素的作用是各種各樣的，有的滲入單個組織的特殊分子中，有的滲入一切組織的許多蛋白質(zhì)中，而有的是游離狀態(tài)而滲入生物大分子，而研究工作亦由動物實驗進入臨床，現(xiàn)敘述如下。

一、微量元素與病因?qū)W

1.微量元素與地方病　很多疾病是由于微量元素代謝不平衡引起的，這些元素都取決于人類生存的地質(zhì)環(huán)境中，而在地球表面微量元素的分布是很不均勻的，由于氣候、地質(zhì)、地貌、構(gòu)造以及人為因素的影響。

2.微量元素與腫瘤　臨床上常見各種癌癥有缺鋅、錳、銅、鉬及硒的傾向。因鋅和銅參與過氧歧化酶（SOD）的組成，銅占據(jù)了酶的活性部位，鋅起構(gòu)象作用。該酶是一種重要的保護性催化劑，能催化過氧化物自由基的歧化反應(yīng)，具有抗過氧化及消除自由基的功能而抗癌、防癌。而且鋅可使細(xì)胞及IgG抗體明顯增加，有利于免疫功能的提高；錳作為錳超氧化物歧化酶（MnSOD）的組成成分，具有消除自由基的作用；鉬是黃嘌呤氧化酶和亞硝酸還原酶的組成成分，故對某些癌腫有抑制作用；硒參與人體內(nèi)谷胱甘肽過氧化酶（GPX）的組成，該酶能促進體內(nèi)過氧化物還原為相應(yīng)的氧化物，也就是破壞體內(nèi)的一些有機過氧化物致癌劑，從而保護細(xì)胞膜免受過氧化物損傷，而起穩(wěn)定細(xì)胞膜的作用，同時也是自由基的捕獲劑，從而免受自由基的攻擊。此外，硒能刺激免疫反應(yīng)，提高免疫系統(tǒng)的保護能力以抵抗疾病，并可提高肝細(xì)胞內(nèi)環(huán)腺苷酸（CRMP）的水平，造成為了控制細(xì)胞分裂繁殖的內(nèi)環(huán)境，從而起到抗腫瘤作用。科學(xué)家認(rèn)為每天若能從飲食中攝入100～200μg硒，將減少某些腫瘤的發(fā)生；Schrouzer說：防癌的關(guān)鍵之一在于保證人們有充分的硒及其他重要的微量元素的攝入。

3.微量元素與生殖、生長、發(fā)育和智力　研究證明有鋅、銅、鎂、鈣、鉀、鈉等6種微量元素與男性的生殖生理和生殖內(nèi)分泌關(guān)系密切，其中鋅、銅、鎂是體內(nèi)近100種酶的輔基，參與酶活性中心的構(gòu)成，是體內(nèi)（包括生殖器官內(nèi)）不可缺少的物質(zhì)，如缺乏可使性腺功能減弱，精子數(shù)目減少，而影響生殖能力，其中的鋅直接關(guān)系到核酸及蛋白質(zhì)的合成及代謝，故能影響到人體的生長、發(fā)育、缺鋅可產(chǎn)生侏儒癥，并引起智力下降、學(xué)習(xí)能力下降及神經(jīng)系統(tǒng)異常。

4.微量元素與畸形　缺乏鋅、銅、碘、錳、硒等任何一種微量元素，均能影響胚胎組成器官及胎兒正常分化和發(fā)育，以至導(dǎo)致無性畸形。

5.微量元素與外傷　臨床研究證明，缺鋅外傷愈合不良，補鋅可加速外傷、燒傷、手術(shù)刀口、下肢潰瘍、胃潰瘍、皮膚炎癥及瘺管的愈合，Strain等證明鋅與含鋅酶參與了外傷修復(fù)。

6.微量元素與貧血　缺鐵和銅可發(fā)生缺鐵性貧血，因鐵參與人體血紅蛋白的結(jié)構(gòu)，而銅能解除抑制鐵吸收的因子使鐵從儲存蛋白中釋放和運輸；缺鈷引起巨細(xì)胞貧血，因鈷參與人體腸道對維生素B12的合成；此外，鋅也影響鐵的代謝及鐵組合進入鐵蛋白；缺鎳也會削弱鐵的吸收，使血紅蛋白水平及紅細(xì)胞計數(shù)下降。

7.微量元素與心血管病　心血管病與銅、鉬、硒、鉻、釩等代謝紊亂有關(guān)。缺銅則彈性組織（鎖鏈素）的合成受到抑制，結(jié)果大血管失去彈性，易發(fā)生缺血性心臟??；鉬過多干擾銅吸收和利用。流行病學(xué)說明動脈硬化與鉻缺乏有聯(lián)系，因鉻能增加膽固醇的分解和排泄，預(yù)防動脈硬化。缺硒和鉻易引起冠心病、高血壓，血小板中硒含量很高，缺硒易發(fā)生血栓傾向；釩對脂肪代謝有一定作用，故也能降低膽固醇的含量，有抗動脈硬化的作用。此外，鎂缺乏可使Ca2+無妨礙地進入血管平滑肌細(xì)胞內(nèi)，并與收縮蛋白發(fā)生相互作用，致使腦血管發(fā)生痙攣、出血或栓塞。

8.微量元素與糖尿病　鋅、錳、鉀、鎂4種元素離子作用于1. 6果糖的磷酸酶起調(diào)節(jié)糖原異生作用，鋅還參與胰島素的組成，故缺鋅則糖代謝異常；鉻與胰島素共同起作用影響糖的吸收利用，故缺鉻易引起糖尿??；錳缺乏傷害葡萄糖異生能力，會使胰腺的胰島素生產(chǎn)能力降低，故錳對糖的代謝也起重要作用。

9.微量元素與夜盲癥　夜視需要依賴維生素A及視黃醛的不斷供應(yīng)，而視黃醛在發(fā)揮作用后，即同時被還原為視醇，視醇在脫氫酶的作用下，不能再生為視黃醛而恢復(fù)對長波的感光能力。這種醇脫氫酶是一種含鋅酶，故缺鋅時醇脫氫酶活性降低或失活，視黃醇再生渠道阻斷而出現(xiàn)夜盲和暗適應(yīng)障礙。

10.微量元素與腦疾病及骨軟化病　腦疾病與人體中鋅、錳含量有關(guān)。精神分裂癥、威爾遜病、皮克病等都是與鋅、錳有關(guān)的腦疾病。兒童多動癥可能是鋅、錳、維生素B6缺乏，同時鉛、鎘過多；缺鋰引起神經(jīng)失常，鋁過多引起老年性癡呆、缺銅過多會產(chǎn)生大腦和肝部位的病變。錳缺乏骨生成受妨礙，導(dǎo)致骨骼疾病如軟骨營養(yǎng)障礙等；銅缺乏骨骼膠原合成受阻至結(jié)構(gòu)疏松，易骨折畸形；鋁對骨細(xì)胞有毒害作用。

11.微量元素與衰老及免疫功能　低銅高錳有利于長壽，頭發(fā)中鋅、鐵含量減少是人體衰老指標(biāo)，鋅/銅比值20左右是長壽的標(biāo)志，鎘、鉛含量高是重要的促衰老的危險因素，因鎘在體內(nèi)可置換含鋅酶中的鋅，而使相應(yīng)的酶失去活性，導(dǎo)致機體的功能障礙，硒由于抗過氧化及消除自由基的作用，在防衰老上有難以估量的意義。

在免疫功能方面缺鋅則可引起免疫缺陷，使免疫功能損害，免疫器官明顯減退（可減退20%～40%），細(xì)胞功能不全，淋巴細(xì)胞的絕對數(shù)值減少等。

二、微量元素與治療學(xué)

臨床治療主要是通過口服某些含微量元素藥物，來調(diào)節(jié)人體內(nèi)必需元素的余缺，如口服氯化鋁、氯化鎂可治狂躁、精神病、氯化銣對大腦有興奮作用，可治療抑郁癥；三氯化鉻可治療高血壓、糖尿??；大劑量碘可有效治療地方性甲狀腺腫；硫酸鋅可治療糖尿病、侏儒癥、下肢動脈粥樣硬化性跛行和男性原發(fā)性不育癥。有人服硫酸鋅3/d，220mg/d，4～8周后睪丸素含量及精子數(shù)成倍增加；將硫酸鋅每天660mg口服，可治療因缺鋅而導(dǎo)致的夜盲癥。試驗證明鋅能抑制數(shù)種病毒的生長，口服50mg葡萄糖酸鋅可使感冒病期平均縮短6～9d，患有白血病的患者口服50mg葡萄糖酸鋅幾天感冒即可治愈；每天口服硫酸鋅，可治療人體創(chuàng)傷，對各種潰瘍、炎癥、瘺管等均能加速愈合，可用甘草鋅治療胃及十二指腸潰瘍。潑尼松引起的體內(nèi)缺鋅，每天補充220mg即可好轉(zhuǎn)；心臟外科手術(shù)中體外循環(huán)會引起病人體內(nèi)鋅、銅含量變化，人體大量鋅從尿中排出，故在輸液中加入鉀、鎂、銅、鋅微量元素，用于臨床的含鋅藥物尚有煙酸鋅、醋酸鋅等。

系列銅的水楊酸化合物，可用于治療風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎，且無潰瘍毒性；由于先天性遺傳缺陷引起肝、腦中銅積累的威爾遜病，可用適當(dāng)?shù)尿蟿┲委?；缺銅引起的Menk病可以S-組氨酸銅補充而治愈。

對精神分裂癥病人可聯(lián)合使用鋅、錳藥物，因口服鋅、錳后可增加尿中銅的排泄，如單口服鋅會導(dǎo)致血中錳水平減少。錳已成功地用于威爾遜病及精神分裂癥的治療。

補鐵防治缺鐵性貧血，靜脈注射的鐵劑分別有：含硫酸軟骨素鐵、糖化鐵及葡萄糖酸鐵等；用鈷鹽及含鈷的維生素B12治療巨細(xì)胞性貧血。

病人口服硒或靜脈注射硒，可迅速使血中硒水平恢復(fù)正常，補硒可防治克山病、大骨節(jié)病等。含硒的營養(yǎng)品有硒酵母、人工硒酵母及亞硒酸鈉維生素C片等。人微量元素每天必需量和攝取量及毒性量，見表11-4。

表11-4　人微量元素每天必需量和攝取量及毒性量

第四節(jié)　微量元素的臨床應(yīng)用

一、微量元素鋅、銅的臨床意義

1.鋅的臨床意義　鋅是構(gòu)成多種蛋白質(zhì)所必需的微量元素，而蛋白質(zhì)是構(gòu)成細(xì)胞大部分的固體物質(zhì)，幾乎所有的鋅（98%）都分布在細(xì)胞之內(nèi)，它在細(xì)胞里的含量比任何別的微量元素都多。在腦中鋅是銅的5倍，是錳的10倍，它與蛋白質(zhì)和核酸的合成有密切關(guān)系，鋅能維持細(xì)胞膜的穩(wěn)定性。

人和動物的精液中含有大量的鋅，高至0. 2%；眼球的視覺部位含鋅量更高，可達4%。在所有檢查動物眼中，含鋅量都很高，看來必定具有某種特殊的效用，但是人們知道得較少。

成年人每天需要鋅15mg，主要分布于肝、肌肉、骨骼。從糞便、尿和汗排出體外。鋅的毒性很低，用口服鋅來治療某些慢性疾病是一個重要突破。有報道長期服用硫酸鋅200mg，每天3次，14年未見副作用。

關(guān)于鋅的功能及缺鋅的影響

（1）鋅與代謝及酶的關(guān)系：大約有100種酶含有鋅元素，其與酶的活性有關(guān)，在組織呼吸和體內(nèi)生化過程中占有主要地位，鋅是碳酸酐酶、胸腺嘧啶核苷激酶、去氧核糖核酸和核糖核酸聚合酶、堿性磷酸酶、胰腺羥基肽酶及乳酸脫氫酶等的主要成分。缺鋅導(dǎo)致一系列代謝紊亂及病理變化；各種含鋅酶的活性降低時，脫氨酸、蛋氨酸、亮氨酸和賴氨酸的代謝紊亂；谷胱甘肽的合成減少；結(jié)締組織蛋白和腸黏液蛋白合成過程均受到干擾。

（2）鋅與免疫有關(guān)：缺鋅可引起免疫功能損傷、免疫器官（淋巴結(jié)、脾和胸腺）明顯減輕，抵抗力降低，細(xì)胞免疫受抑制，淋巴細(xì)胞的絕對數(shù)值減少，免疫應(yīng)答減弱。白細(xì)胞的殺菌趨向性降低，增加對感染的易感性。補鋅后免疫缺陷綜合征明顯改善。鋅能干擾病毒的復(fù)制能力，使新病毒顆粒停止產(chǎn)生。慢性肝炎、肝硬化時全血鋅低，補鋅后明顯好轉(zhuǎn)。

此外有些研究認(rèn)為，腸病性肢體皮炎、妊娠毒血癥、癲 發(fā)作與鋅有關(guān)，鐮狀細(xì)胞貧血、動脈硬化、胃酸過低、吸收不良綜合征、小腸黏膜疾病、脂痢、糖尿病、肺結(jié)核、溶血性貧血、膠原疾病等有缺鋅，補鋅后病情好轉(zhuǎn)。

（3）鋅與潰瘍：有些研究認(rèn)為缺血性、無痛性潰瘍、外傷、燒傷和術(shù)后傷口愈合延緩等與缺鋅有關(guān)、補鋅后可迅速愈合，有效率占80%。已有報道用鋅治療胃潰瘍有效。

（4）鋅與凝血機制有關(guān)：缺鋅有明顯的出血傾向，因為缺鋅，體 內(nèi)膠原組織減少，不能釋放出足夠的二磷酸腺苷，削弱了血小板的聚集作用，補充大量鋅后出血傾向可糾正。

（5）鋅促進生長發(fā)育：缺鋅生長發(fā)育停滯、性成熟障礙、性功能低下，第二性征不出現(xiàn)或發(fā)育不全、睪丸萎縮、肝脾大、皮膚粗糙、缺鐵性貧血，形成“伊朗村病”即缺鋅性侏儒。還發(fā)現(xiàn)鉤蟲、血吸蟲病、痢疾的生長發(fā)育停滯也與缺鋅有關(guān)，補鋅可以加速學(xué)齡兒童的生長發(fā)育，平均每月增高1～1. 9cm，也可糾正那些類似缺鋅性侏儒，青年人的生長發(fā)育和成長，增加血漿鋅，血漿睪丸素水平及精子數(shù)目增加，治療原發(fā)性男性不育癥。

（6）鋅與缺氧肌肉中能量的代謝密切相關(guān)：鋅可改善血流灌注，從而治療肢體動脈硬化性跛行。鋅能促進二倍體成纖維細(xì)胞的生長，減慢結(jié)締組織的衰老。

（7）鋅能維持正常的味覺：唾液中有一種蛋白質(zhì)---味覺素也含鋅。缺鋅，不論由藥物產(chǎn)生還是疾病引起，如燒傷、肝壞死，均可致味覺遲鈍。補鋅后，味覺正常。老年人品味能力差，也與老年人體內(nèi)鋅含量減少有關(guān)。

（8）鋅對正常的角質(zhì)生成是必需的元素：缺鋅可以引起皮膚炎癥、角化、禿發(fā)，并認(rèn)為主要是鋅吸收障礙，補鋅后可以減少皮膚或黏膜的角化過度。有人用鋅治療青春期痤瘡，獲得了良好的效果，12周后面部病灶減少了75%。

（9）鋅與維生素的關(guān)系：鋅與維生素A的代謝及暗適應(yīng)密切相關(guān)。鋅對血漿里維生素A的水平甚為重要，血清鋅和頭發(fā)鋅減少時，血清維生素A的含量顯著降低；有維生素缺乏時，往往同時缺鋅；此時暗適應(yīng)不正?；蛞姑ぐY。白內(nèi)障時晶體的維生素C含量明顯降低，正常眼睛組織的含鋅量特多，可見鋅與維生素C有密切關(guān)系。某些疾病如皮膚潰瘍、濕疹、生長發(fā)育不良等，如缺鋅，往往同時缺必需脂肪酸和維生素E，實驗證明補充鋅不能代替必需脂肪酸和維生素E，說明它們有協(xié)同作用。

（10）鋅與妊娠：鋅不足可引起妊娠延長，難產(chǎn)、產(chǎn)后大出血，胎兒先天缺陷，妊娠中大量飲酒時，胎盤向胎兒輸送的鋅明顯減少，影響胎兒發(fā)育。有人統(tǒng)計美國有100萬人以上由于妊娠中飲酒、在產(chǎn)生智力落后原因中占第3位，其機制主要是從胎盤輸送給胎兒的鋅量減少引起。美國人類研究中心發(fā)現(xiàn)，在缺鋅的鼠中，海馬區(qū)發(fā)育不良，記憶力和學(xué)習(xí)能力均有嚴(yán)重?fù)p害。

此外，測定全血鋅及頭發(fā)含鋅量、含鋅酶的活性，有助于很多疾病的診斷、治療及估計預(yù)后，特別是頭發(fā)鋅的含量。從頭發(fā)皮開始1cm處剪下頭發(fā)，分別測量其中的含鋅量，可反映不同時期體內(nèi)鋅的狀況，大氣和水源污染的程度，具有一定的公共衛(wèi)生意義。

微量元素之間的關(guān)系是錯綜復(fù)雜的，它們可以互相之間克制和置換。例如鎘是有毒元素（來源于工業(yè)污染或生銹的熱水管），大量的鋅可以置換有毒的鎘，使鋅/鎘比值升高，達到治療效果。鋅與銅、鈣都有拮抗作用，鋅過多可降低銅和鈣的吸收。

國內(nèi)外研究資料表明，類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎患者血鋅偏低而血銅過高，其鋅/銅比值與正常人相比有非常顯著差異。有人認(rèn)為冠心病與鋅/銅比值高有關(guān)，在硬水區(qū)冠心病發(fā)病率低，因水中的多量鈣，將鋅移到骨中，降低鋅/銅比值；亦有人認(rèn)為鋅/銅比值低與高血壓發(fā)病高有關(guān)。有報道肺癌患者血清鋅含量和銅/鋅比值均比對照組低，＜0. 01，有統(tǒng)計學(xué)意義。支氣管癌、白血病、Hodgkin病，各種肉瘤的患者，血清銅/鋅比值常＞2. 0，補充鋅可使白血病的病情穩(wěn)定，肺結(jié)核時也是銅/鋅比值明顯增大，平均為2. 73，＜0. 001，有診斷參考價值。

2.銅的臨床意義　銅是人類生命活動過程中重要微量元素之一，它廣泛分布于動物組織中，銅是人體的一種正常成分，成人每天由食物進入2. 5～5mg，食物20%～30%由胃腸道黏膜吸收，大部分由消化道排出；吸收的5%銅在血中松散地結(jié)合，易于游離或沉積于組織中，吸收的90%～95%，入肝后與球蛋白結(jié)合形 成銅藍蛋白，再從肝到血液，經(jīng)膽汁、腸道和尿排出。

銅主要儲存于肝、血、腦、角膜和腎中，幼兒肝組織中含銅比成人高，血銅存在于血清和紅細(xì)胞中，但血清銅很不穩(wěn)定，易受多種因素影響。

銅的生物功能還不完全清楚，人和動物需要銅制造紅細(xì)胞和血紅蛋白，銅與血的代謝有關(guān)，銅缺乏時發(fā)生貧血，是由于鐵吸收遲緩或者由于骨骼合成紅細(xì)胞速度受到限制，故只有足夠鐵而無銅也不能改善貧血。

一般認(rèn)為銅在合成血紅蛋白上是一個活化劑，具有酶活性的銅蛋白稱銅蛋白酶，有資料表明，銅藍蛋白是人類血清中唯一有效的亞鐵氧化酶，銅藍蛋白能調(diào)節(jié)血清生物胺，腎上腺素和5-羥色胺的濃度。

銅對合成彈性蛋白起一定作用，缺銅時，由于彈性蛋白不足，可以發(fā)生血管缺陷（如夾層動脈瘤等），使單胺氧化酶活性降低，血管彈性硬蛋白、結(jié)締組織、骨骼膠原蛋白合成受阻，骨質(zhì)成分排出增多，骨骼畸形或易骨折，以及白細(xì)胞減少，紅細(xì)胞生成障礙。

銅過多時非但損害器官的形態(tài)結(jié)構(gòu)，還可干擾重要的酶系統(tǒng)活動，如抑制腦內(nèi)銅酸氧化酶及大腦膜的三磷酸腺苷酶，導(dǎo)致組織內(nèi)三磷酸腺苷、磷酸肌酸及鉀含量減少。銅可以干擾細(xì)胞膜的傳遞功能，因而能阻滯細(xì)胞攝取葡萄糖。

人體有些疾病出現(xiàn)代謝異常，如肝豆?fàn)詈俗冃圆。ㄟz傳病）的特點是體內(nèi)組織積存銅，銅氧化酶活力降低，患者肝有一種蛋白質(zhì)，該蛋白質(zhì)與銅的結(jié)合力較正常人強4倍。類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎患者的全血或關(guān)節(jié)滑液中銅元素比正常人升高4～8倍，說明患者消化道對銅的吸收和排泄有障礙。銅代謝障礙也是類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎的關(guān)節(jié)外表現(xiàn)之一。在心肌梗死后，某些腫瘤、白血病、甲狀腺功能亢進、膽汁性肝硬化，膠原病等血銅亦升高。有人發(fā)現(xiàn)癲 病人血清銅含量高于正常人。Brunia等報道170例不同類型癲 病人血清銅含量比正常人高，統(tǒng)計學(xué)上有顯著差異，以后許多人證實此點。正常皮膚的酪氨酸酶與酮結(jié)合產(chǎn)生黑色素，有些缺銅的白癜風(fēng)患者，酪氨酸酶活性低，用銅離子導(dǎo)入治療有效，若酶本身缺陷者銅 治療無效。

銅與鉬有相克作用，用Cu64研究證實鉬過多，使鉬滯留在肝、脾及紅骨髓，鉬妨礙銅吸收，大量的鋅可以降銅。

二、強直性脊椎炎與某些微量元素代謝障礙

強直性脊椎炎是一種全身性、慢性、炎癥性的骨關(guān)節(jié)病，與自身免疫功能紊亂密切相關(guān)，屬風(fēng)濕病范疇。

本病除了性別、年齡分布、家族史、類風(fēng)濕因子陰性，無類風(fēng)濕結(jié)節(jié)，白細(xì)胞表面抗原等與類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎不同之外，幾乎所有患者都有不同程度的骶髂關(guān)節(jié)X線改變，過去將本病列為類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎中的中心型。近代已將本病作為一個獨立疾病來描述，從類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎中分出去。

鑒于類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎患者有微量元素代謝障礙，突出的表現(xiàn)為血銅高而血鋅低，血鋅/銅比值降低有統(tǒng)計學(xué)意義。已知強直性脊椎炎與風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎有許多不同之點，微量元素代謝是否也有不同？本工作除測定鋅、銅之外，還測試了鉻、鈣和鉛等元素，結(jié)果見表11-5。

表11-5　正常人與強直性脊椎炎患者五個元素均值（全血，單位:1%）

從表中數(shù)值可看出，強直性脊椎炎患者血鋅值比正常人低（＜0. 01），而血銅正常。鉻和鉛的濃度與正常人比較均有顯著性差異。據(jù)William Niedermeier等人報道，類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎患者血清鉻是正常的。研究提示，微量元素銅與鉻在血中濃度的變化不同，可作為兩病鑒別參考。

在觀察過程中發(fā)現(xiàn)，本組有4例患者的職業(yè)是司機，汽油中含鉛量大，因而測試鉛，血中鉛任何濃度對人體都是不安全的，尤其是兒童。據(jù)亞特蘭大疾病中心（CDC）研究鉛毒性結(jié)果，建議血鉛濃度的上限為25μg/dl（即0. 25ppm）。本組正常值的供試者，年齡是20～40歲男性，可見鉛的污染程度已上限，本組患者均為男性，年齡19～49歲。血鉛均值反而比對照組低，據(jù)鉻與鉛相互作用的研究證明，鉻與鉛有拮抗作用，其機制尚不清楚。本組患者的鉛偏低，可能與鉻偏高有關(guān)，故鉛的濃度似乎與強直性脊椎炎的發(fā)病機制關(guān)系不大。

強直性脊椎炎雖有肌肉萎縮，但骨質(zhì)疏松不及類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎者嚴(yán)重。其病變多在骨關(guān)節(jié)的間質(zhì)組織，本組43例血鈣均值雖比正常稍低但無統(tǒng)計學(xué)意義。

綜上所述，強直性脊椎炎患者微量元素代謝障礙與類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎有所不同，尤其值得注意的是鉻。三價鉻是有益的微量元素，與糖代謝有密切關(guān)系，本研究提示強直性脊椎炎患者要補充鋅（可選用葡萄糖酸鋅），少用干酵母和少飲啤酒，因其內(nèi)含有較大量的鉻。

三、關(guān)節(jié)病與微量元素鋅

現(xiàn)代大量研究證明，不論工業(yè)發(fā)達國家還是發(fā)展中國家，正常人、營養(yǎng)不良人以及許多患有慢性病的人，都有不同程度的微量元素代謝紊亂，關(guān)節(jié)炎或關(guān)節(jié)病亦不例外。臨床上見到關(guān)節(jié)炎有肌腱薄弱，肌萎縮、神經(jīng)損傷、內(nèi)臟病變、貧血、血液生化成分改變等局部與全身病癥。鋅是機體中僅次于鐵的必需微量元素，它在細(xì)胞里的含量比任何別的微量元素都多，而且98%藏在細(xì)胞內(nèi)，對肌體酶的活性，免疫功能與新陳代謝起重要作用。已知類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎患者鋅銅代謝障礙。

在探討微量元素鋅與各種關(guān)節(jié)病的關(guān)系：我們選擇男性年齡在20～40歲。用原子吸收光譜儀測定全血鋅的含量，以作對照值。同時先后測定各種類型的關(guān)節(jié)病患者237例，方法和條件同上，經(jīng)統(tǒng)計學(xué)處理列表比較（表11-6）。

表11-6　若干關(guān)節(jié)病患者與健康人全血鋅含量的比較

由于臨床上見到有些病例只有主訴關(guān)節(jié)痛，而無腫脹或微腫，無熱或微熱，無功能障礙，除血鋅偏低之外，沒有其他實驗室資料可證明其屬哪一類關(guān)節(jié)炎，故將其列入未定型關(guān)節(jié)炎。其他關(guān)節(jié)病包括非變形性的風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎、結(jié)節(jié)性紅斑、結(jié)核、紅斑狼瘡、痛風(fēng)、硬皮痛、頸椎痛和軟骨病等8種關(guān)節(jié)病。

微量元素不像維生素那樣能在生物體內(nèi)合成，故微量元素在營養(yǎng)中比維生素更要引起重視。從表中的數(shù)字可見，大多數(shù)關(guān)節(jié)炎或關(guān)節(jié)病均有不同程度的鋅不足，與健康組比較差異顯著（＜0. 01）。

許多慢性關(guān)節(jié)炎病人中，如類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎與強直性脊椎炎等均有不同程度的免疫功能障礙。缺鋅可引起免疫功能損傷，抵抗 力降低，細(xì)胞免疫受抑制，淋巴細(xì)胞的絕對數(shù)值減少，免疫應(yīng)答減弱，白細(xì)胞的殺菌趨向性降低，增加對感染的易感性。補鋅后免疫缺陷綜合征明顯改善。鋅能干擾病毒的復(fù)制能力，使新病毒顆粒停止產(chǎn)生，服用葡萄糖酸鋅可縮短感冒病程。要提高治療關(guān)節(jié)病的療效，必須從其發(fā)病機制著手，調(diào)整免疫功能。

本來自然界的食物都含有人體必需的微量元素，但當(dāng)食物被人們加工改造過程中，必需的微量元素往往損失。鋅在小腸上段被吸收，剩余部分從糞便、尿、汗等排出。由于各種關(guān)節(jié)炎癥均需較長時間接受抗風(fēng)濕藥物治療，致使消化功能障礙，干擾腸道的吸收機制。長期攝入減少，超過其體內(nèi)補償能力時，就會出現(xiàn)缺鋅的癥狀。關(guān)節(jié)病患者缺鋅表現(xiàn)如面色蒼白、四肢乏力、肌力與肌脹力降低，肌腱變薄、指甲變薄易斷裂或出現(xiàn)白點，“指甲花”，補鋅后正常指甲從近端長出。缺鋅者常伴發(fā)神經(jīng)損傷，皮膚癬菌感染，關(guān)節(jié)腫脹，用常規(guī)治療消除較慢，補鋅后癥狀和體征改善較快，隨著病情好轉(zhuǎn)，血鋅升高。有些血清檢查陰性，而血鋅低的關(guān)節(jié)炎患者，單獨用鋅治療癥狀緩解。

關(guān)節(jié)病的種類很多，病因復(fù)雜，涉及到的微量元素不只是鋅，但從上述試驗與臨床觀察，證明關(guān)節(jié)病缺鋅帶有普遍性，對各種類型的關(guān)節(jié)病，無論是原發(fā)性或繼發(fā)性缺鋅，除伴有佝僂病之外，為了提高療效，都有必要在綜合治療的基礎(chǔ)上，適當(dāng)?shù)匮a足鋅。

目前市面上含鋅的藥物有無機鋅（硫酸鋅片、維兒靈、Su RBEX，后兩者含鋅量較低，適宜作保健用）和有機鋅（葡萄糖酸鋅與甘草鋅，后者對年齡大腎功能不全者或多個關(guān)節(jié)腫脹者不宜使用），臨床上均有補鋅的效果，但有機鋅的生物利用度較高，對胃腸刺激較少。

各種類型關(guān)節(jié)病含鋅量測定與健康人比較，差異顯著。葡萄糖酸鋅治療能顯著降低關(guān)節(jié)腫脹率。關(guān)節(jié)病普遍有低鋅現(xiàn)象，補鋅可以提高療效。

四、葡萄糖酸鋅對多種慢性病的臨床觀察

微量元素的研究是當(dāng)前國內(nèi)外非?；钴S的領(lǐng)域，尤其是鋅元素?，F(xiàn)代大量研究證明，不論工業(yè)發(fā)達的國家還是發(fā)展中國家，正常人或患有各種慢性病患者，缺乏微量元素鋅的情況相當(dāng)普遍。近幾年來我們先后測試多種慢性病650例，低鋅者占50%，其中包括各種類型的關(guān)節(jié)病、慢性胃炎、慢性腎炎、傷口愈合不良，反復(fù)發(fā)作的神經(jīng)根炎等與正常人比較均有非常顯著性差異（＜0. 01）。

本組病例包括各種類型的關(guān)節(jié)病、慢性皮膚潰瘍、慢性腎炎及腹膜透析者、慢性胃炎、小兒厭食、異食癖、口腔潰瘍等。男性35例、女性54例。年齡最小的3個月，最大的80歲，病史最短的1個月，最長的20年。

口服葡萄糖酸鋅后，做血常規(guī)、血鋅值或外周血淋巴細(xì)胞絕對值檢查，各專科病例按常規(guī)檢查。

治療方法：口服葡萄糖酸鋅，每次25mg，每日2～3次；小兒每日2～3次，每次1～2mg/kg，飯后服用。每周復(fù)查1次，無不良反應(yīng)者繼續(xù)服用。觀察1個月至半年。每組病例除部分反應(yīng)性關(guān)節(jié)炎、口腔潰瘍、皮膚潰瘍等病之外，大多數(shù)在原來藥物治療基礎(chǔ)上，加用葡萄糖酸鋅，觀察未改善的癥狀與體征。本組病例多用原來藥物、甘草鋅、硫酸鋅對照；慢性腎炎（住院病人）設(shè)了安慰劑對照組比較。

療效評定標(biāo)準(zhǔn)：治愈---體征與檢驗資料正常；有效---上述3項中任何1項有明顯進步；無效---用藥半個月后，上述3項中的均無改善。

結(jié)果：經(jīng)過1個月至半年用葡萄糖酸鋅治療觀察各種慢性病92例，發(fā)現(xiàn)服用葡萄糖酸鋅很受患者的歡迎，服用1～2周患者精神與胃納差好轉(zhuǎn)；易患感冒的病人，即使感冒發(fā)生，病情亦輕，病程縮短、感冒發(fā)生次數(shù)減少；月經(jīng)多者，經(jīng)量減少；不規(guī)則陰道出血 者，出血消失；有皮膚潰瘍患者，潰瘍面愈合加速；肌肉關(guān)節(jié)酸痛者，癥狀減輕或消失，療效比較，見表11-7。

表11-7　葡萄糖酸鋅臨床應(yīng)用療效比較

上述病例中，12例皮膚潰瘍以往用常規(guī)換藥方法，但1個月至3年不愈；在常規(guī)換藥情況下，加服葡萄糖酸鋅1～3個月，治愈10例，好轉(zhuǎn)2例，可以認(rèn)為鋅起作用。20例慢性腎炎尿毒癥患者，住院做腹膜透析治療，由于血鋅低、胃納差、抵抗力弱、貧血、反復(fù)感染，造成惡性循環(huán)。在常規(guī)治療基礎(chǔ)上，10例用葡萄糖酸鋅治療，10例對照。1個月后小結(jié)，治療組用葡萄糖酸鋅后，精神、食欲均有好轉(zhuǎn)，抗感染能力提高，性功能改善，血蛋白與血清鋅升高，輸血量及透析次數(shù)減少。對照組癥狀同前，第2個月起，兩組同時用鋅，對照組亦見同樣效果。小兒用藥后，胃納差、睡眠好轉(zhuǎn)，體重增加；身高平均每月升高0. 8～1. 2cm，異食癖消失。

42例全血鋅檢查（內(nèi)外科檢查血清鋅，未統(tǒng)計在內(nèi)），10例在正常值的下限，25例在正常值范圍的低值。治療前全血鋅均值為3. 79±1. 21；治療后5. 15±1. 82，兩組比較 ＜0. 05。

血紅蛋白低于6g的8例；低于8g的2例，用藥1個月后血紅蛋白升高，5例升至正常。

外周血淋巴細(xì)胞絕對值2次低者25例，用葡萄糖酸鋅治療后，多在1～2個月后升至正常，服藥最長1例持續(xù)4個月。

副作用，除3例空腹服藥后有頭暈、惡心之外，其余未見明顯的副作用。

微量元素鋅之所以能治療多種慢性病，是因大多數(shù)慢性病均有不同程度的低鋅和免疫功能異常，患者對病毒、真菌及其他微生物入侵的抵抗力不足；反過來，這些外因使機體反復(fù)感染，致使體液免疫功能亢進，免疫紊亂，最后導(dǎo)致細(xì)胞免疫功能衰竭，自身免疫病形成。缺鋅可引起細(xì)胞調(diào)整免疫功能的損傷，T細(xì)胞數(shù)量減少、活性降低。近代研究證明，依賴胸腺的淋巴細(xì)胞（T細(xì)胞），包括輔助T細(xì)胞和殺傷T細(xì)胞均依賴鋅元素。顯然，鋅與免疫功能有關(guān)，缺鋅可降低對抗感染的能力，嚴(yán)重者可致命。

鋅是構(gòu)成膜脂蛋白的成分，并影響某些膜結(jié)合酶（Ca2+-ATP酶、Na+-ATP酶、環(huán)單磷酸腺苷酶等）的活性，影響細(xì)胞膜對某些二價陽離子（鎘、鈣、鉛）的通透性，影響金屬離子催化脂質(zhì)過氧化作用。因而鋅有保護細(xì)胞按生理程序分裂繁殖，不受或少受自由基的攻擊和損害，抑制脂肪的過氧化，穩(wěn)定細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)等功能；防止肥大細(xì)胞釋放組胺，促進傷口愈合；補鋅可抑制巨噬細(xì)胞和多形核細(xì)胞的遷移的活性，抑制感冒病毒復(fù)制；動物實驗證明葡萄糖酸鋅有加速關(guān)節(jié)腫脹消除的作用。以上這些，就是鋅對上述各種慢性病有療效的原因所在。

第五節(jié)　微量元素藥物的研究進展

人們認(rèn)識微量元素與疾病的關(guān)系是從用爐甘石治病開始，以后發(fā)現(xiàn)甲狀腺腫與碘的關(guān)系，威爾遜病與體內(nèi)銅有關(guān)，體內(nèi)缺鉻，不但引起糖代謝紊亂，而且還導(dǎo)致膽固醇增高，引起動脈粥樣硬化，缺鋅導(dǎo)致發(fā)育不良。近幾十年來隨著現(xiàn)代科學(xué)的發(fā)展，多邊緣學(xué)科的相互滲透，現(xiàn)代醫(yī)學(xué)和分析技術(shù)的發(fā)展，人們對微量元素進行了大量的研究工作，發(fā)現(xiàn)人體中必需微量元素的種類和含量對人體影響極大，它們在體內(nèi)與蛋白質(zhì)、氨基酸及其他有機物結(jié)合生成多種酶、激素、維生素。它們是細(xì)胞正常新陳代謝所必需，也是人體新陳代謝的催化劑，微量元素的過多或缺乏，即在體內(nèi)不平衡，可使人體生長發(fā)育不良，直接影響人體健康或造成某些地方性疾病。微量元素與維生素一樣，都是人體營養(yǎng)物質(zhì)，但生物體自身能制造維生素，不能在體內(nèi)合成微量元素，因此，對體內(nèi)缺乏微量元素或者體內(nèi)微量元素平衡失調(diào)，都必須靠微量元素藥物進行治療。

為了研發(fā)微量元素新藥物，不少學(xué)者在動植物及合成藥物方面做了大量研究工作，但畢竟微量元素是一門新的學(xué)科，文獻成果報道還不多，現(xiàn)概述如下。

一、天然藥物中微量元素的研究

天然藥物包括動植物藥和礦物藥，對此類藥國內(nèi)外在近十幾年來進行著研究，如蘇聯(lián)學(xué)者Nozdryu Khina等研究，發(fā)現(xiàn)洋地黃制劑和含有維生素P活性的蕎麥屬植物含有錳、鉬、鋅能促進心肌功能。Kanias等人發(fā)現(xiàn)利尿藥玉米須、熊果葉、狗牙根、莖、藥厥全草的利尿作用與內(nèi)含氯、鉀、鈉有關(guān)。Turel等人指出，補骨脂種子對白斑及其他皮膚病的治療作用與內(nèi)含銅有關(guān)。岡崎雄交等人發(fā)現(xiàn)人參中鎂的含量比其他中藥高3倍以上，因而對心肌有保護作用。

我國對中草藥應(yīng)用已有悠久歷史，如晉朝在《抱樸子》一書中就已用海藻治療“癭”即地方性的甲狀腺腫；唐朝《外臺秘要》中介紹的治癭藥就有17種，現(xiàn)代的醫(yī)藥技術(shù)已研究出海藻中含有碘。用碘可以治療甲狀腺腫。現(xiàn)代分析技術(shù)的進展，20世紀(jì)70年代開始進行了動植物中微量元素分析，并指出微量元素與藥物療效的關(guān)系，如大黃對消化道的止血作用與鈣含量有密切關(guān)系；腫節(jié)風(fēng)中的鉀、銣、錳、溴含量都很高，在癌癥治療中可能起著重要作用；黨參中含鐵、鈷、銅具有明顯的提高血紅蛋白的含量作用；含鈷又能治氣短喘咳，含錳能溢氣、含鋅可治食少、便溏、四肢怠倦；最近國內(nèi)研制的淫羊藿?jīng)_劑，治療白細(xì)胞減少癥具有較好療效；就其藥效分析，是由于該藥含有白細(xì)胞增生的微量元素鋅，還含有核苷酸后還原酶的成分鎂。以中藥復(fù)方消痔靈治療內(nèi)痔，效果顯著，就其方劑分析，消痔靈富含鋅，使內(nèi)痔患者體內(nèi)鋅銅比值得到糾正，達到治療的目的。復(fù)方康復(fù)靈主要含有鋅，治療萎縮性鼻炎等。

動物藥物如蛇膽酒劑口服或制成丸散服用，可治療風(fēng)濕、半身不遂、疔瘡、紅腫、水火燙傷等癥。其療效與蛇膽中含的鋅、銅、鐵、鈣、鎂有關(guān)；蛇膽制成霜劑治療痤瘡效果明顯；牛黃含鋅、銅，具有清心開竅、鎮(zhèn)驚解毒作用；水牛角和犀牛角含鋅高，治療風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎、高熱等癥，含硒、鉻、錳具有強心降壓作用；牡蠣含鋅、銅最多，久服能強身，養(yǎng)顏，延年益壽。蛤蚧含磷、鎂、硅、鈣等17種微量元素，主治虛癆、喘嗽、咯血、消渴、陽痿。狗骨治療風(fēng)濕性關(guān)節(jié)痛，冷骨風(fēng)痛、腰腿無力及四肢麻木與含磷、錳、銅、鋅、鈦等有關(guān)。

礦物藥物在我國醫(yī)學(xué)方面的研究已有悠久的歷史，歷代的《本草》對礦物藥的研究均作了記載，如有西漢的《五十二病方》收載了礦物藥21種，《神農(nóng)本草經(jīng)》收載了礦物藥46種，明代李時珍的《本草綱目》收載了礦物藥333種，并對各種礦物的來源、產(chǎn)地、形態(tài)、功效作了詳細(xì)的論述。

礦物藥按其藥效及臨床應(yīng)用，歸納起來具有抗菌、消炎、鎮(zhèn)靜、催眠、收斂、利尿、止血、滋補等作用。礦物藥的治療作用顯然是由于其所含微量元素的作用。如爐甘石主要的成分是碳酸鋅，有止血、消腫、收斂、生肌的功效，同鋅加速組織愈合的機制相一致，可見爐甘石的作用與含鋅有關(guān)；紫石英治療心神不安、肝血不足、女性血虛不孕等癥與錳的某些生物作用和功能相似，現(xiàn)已證明紫石英中含有錳。幾種補益藥如陽起石含有硅、鐵，赤石脂含有鐵、錳、硅，鐘乳石含有硅、鐵，磁石含有四氧化鐵及硅，白石英含有鐵、硅等，其益補作用與這些微量元素有密切關(guān)系。又如抗菌、抗炎藥物雄黃含三硫化二砷，對皮膚真菌有抑制作用，輕粉氯化亞汞、星形奴卡等對真菌有抑制作用，枯礬對綠膿桿菌生長有明顯的抑菌作用。麥飯石內(nèi)含有13種微量元素，具有消腫鎮(zhèn)痛作用，主治一切痛癥。

動物藥、礦物藥資源豐富，藥理作用廣泛，副作用少，隨著微量元素超微量分析技術(shù)的建立和提高，從微量元素這方面去開拓，這類藥物將在醫(yī)療保健方面發(fā)揮更大的效能。

二、微量元素合成藥物的研究

微量元素藥物的研究，是從“地球化學(xué)”興起后開始的，我國自從20世紀(jì)70年代以來，日益重視微量元素對人體健康的影響，但對微量元素藥物合成的研究還只是開始。人體中必需的微量元素有25種，就其藥物而言，為數(shù)很少，下面根據(jù)資料報道，介紹幾種微量元素藥物研究情況。

1.鋅　國外報道得較多的是鋅制劑，目前鋅制劑治療的疾病有口腔潰瘍、食欲缺乏、異食癖、智力低下、皮炎、濕疹、痤瘡、發(fā)育不良、生長遲緩、男性不育、下肢潰瘍、感冒等。氧化鋅作為外科收斂藥，已人所共知，氯化鋅、N-乙酰羥脯氨酸鋅副作用較大，易引起惡心、嘔吐?，F(xiàn)在鋅制劑中的硫酸鋅應(yīng)用較廣，但對胃、腸有一定的刺激作用，不適用于潰瘍病患者，據(jù)報道，口服硫酸鋅后，有15%病人出現(xiàn)惡心、嘔吐及胃部不適的反應(yīng)。國外報道，枸櫞酸鋅具有一定的穩(wěn)定性，在胃部為金屬螯合物，能減少對胃腸的刺激，但在十二指腸中，枸櫞酸鋅容易形成帶電荷的離子，可能會將其他體內(nèi)的元素螯合，而造成其他微量元素的缺乏，有人建議，枸櫞酸鋅加入蜂蜜，會減少這方面的副作用。以氨基酸作為螯合劑，制成谷氨酸鋅、精氨酸鋅，國外已有報道，此類藥物比硫酸鋅及枸櫞酸鋅好，因為氨基酸本身含有電負(fù)性很強的氮原子，能接受H+離子，故對腸胃無刺激，能治療潰瘍病。胰島素鋅臨床上用于治療糖尿病，乳酸鋅噴霧給藥較好，乳清酸鋅作用差。

我國研制的甘草鋅，是從甘草中提取的有效成分與鋅結(jié)合而制得的有機鋅制劑，甘草的抗?jié)兂煞帜茉黾游葛つぜ?xì)胞的己糖胺成分，提高胃黏膜的防御能力，延長胃上皮細(xì)胞的壽命，加速潰瘍愈合，兩者結(jié)合能產(chǎn)生協(xié)同或相加作用，對消化性潰瘍治愈率為90%，療效優(yōu)于丙谷胺，其特點是在體內(nèi)吸收快，排泄也快，在體內(nèi)不會積蓄中毒，是目前補鋅及抗?jié)兊男滤帯?/p>

最近國內(nèi)研制的葡萄糖酸鋅，是目前被認(rèn)為是較理想的鋅制劑，它用途廣，機體易吸收，副作用少，對增強人體免疫力，促進嬰幼兒的智力和生長發(fā)育起著重要作用。臨床驗證，對治療小兒厭食癥的有效率為92. 16%，治療痤瘡的總有效率為88. 64%，治療口腔潰瘍的總有效率為82. 54%。葡萄糖酸鋅能有效的減輕及縮短感冒的時間和癥狀，是由于鋅離子具有抑制感冒病毒的復(fù)制。我國醫(yī)務(wù)工作者在美國用美國葡萄糖酸鋅進行臨床試驗，病人含服葡萄糖酸鋅片（每片23mg），首次2片，以后每隔2h 1片，1d最大用量12片，結(jié)果11%癥狀在12h內(nèi)消失，22%在24h消失，7d后癥狀消失的占86%，感冒平均病程縮短了36%。

2.鋰　鋰在合成藥方面報道的資料較少，目前臨床研究認(rèn)為鋰是精神病、狂躁病的特效藥，還可治療耳性腦暈病、震顫性麻痹、防治眼病、治療風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎，據(jù)報道，還可作避孕藥。

精神病藥以碳酸鋰為主，國外還制成緩釋片，以減少副作用。國外臨床試驗應(yīng)用碳酸鋰治療叢集性頭痛有效率達80%，用碳酸鋰治療原發(fā)性和繼發(fā)性的細(xì)胞減少癥及因再生障礙性貧血所致的中性粒細(xì)胞減少癥，并在治療Fe1tg綜合征及抗利尿激素分泌異常癥療效顯著。還有檸檬酸鋰，碘化鋰都是治療精神病類藥物。

3.鎂　鎂是人體的重要元素，它參與糖類、脂肪、蛋白質(zhì)的代謝，近期不少文獻報道，鎂在臨床應(yīng)用越來越廣泛，鎂鹽在臨床應(yīng)用中，主要用于心肌梗死、心律失常、冠心病、心肌病、膽囊炎、膽石癥、胰腺炎、肺炎、哮喘、妊娠中毒、糖尿病并發(fā)酸中毒等。目前鎂制劑主要有氧化鎂、硫酸鎂、硫代硫酸鎂、氯化鎂、煙酸鎂、天門冬氨酸鉀鎂、葡萄糖酸鎂等。

國外的葡萄糖酸鎂是有機鎂制劑，用于治療偏頭痛、痛經(jīng)等。容易吸收，對胃腸無刺激。天門冬氨酸鉀鎂是較理想的有機鎂制劑，很多臨床應(yīng)用證明服用利尿藥時，不但要補鉀而且補鎂，因此天門冬氨酸鉀鎂是良好的補充劑，洋地黃中毒性心律失常臨床用鎂鹽加鉀鹽來治療，天門冬氨酸鉀鎂不但可同時提供鉀鎂離子，而且還提供了天門冬氨酸，天門冬氨酸除參與檸檬酸循環(huán)氧化供能外，還因?qū)?xì)胞親和力強，作為鉀鎂離子載體直接帶入細(xì)胞內(nèi)，有利于心律失常轉(zhuǎn)復(fù)，又補充細(xì)胞內(nèi)的鉀鎂，安全可靠，對于有傳導(dǎo)阻滯的病人也不會發(fā)生危險。

4.硒　硒是重要的生物微量元素，對它的研究是近十幾年才開始的。硒是一種多功能生物營養(yǎng)素，它可以保護心肌、防治克山病、大骨節(jié)病、肝病及癌癥等。

臨床應(yīng)用硒的藥物有亞硒酸鈉、硒酵母等，亞硒酸鈉用于防治克山病、大骨節(jié)病。亞硒酸鈉是以無機的形式結(jié)合的硒制劑，有一定的毒性，人的日攝入量超過500mg即會出現(xiàn)不良反應(yīng)。目前國外市場有含硒酵母制品出售。硒酵母是在特定的條件下，在培養(yǎng)基內(nèi)加入較多的硒成分，使酵母細(xì)胞富含元素硒，硒酵母的含量可高達1 000～2 000ppm，硒酵母的毒性很低，在規(guī)定的范圍內(nèi)是安全的。吸收和利用率方面都比亞硒酸鈉好。

近期國外對硒的化合物進行了研究，不同的硒化合物，具有不同的用途，如雙（對氨苯）二硒化物具有抗菌作用，其抗菌能力比雙（對氨苯）二硫化物高，氯霉素硒是抗菌劑，硫化硒對葡萄球菌或其他類型的微生物感染有療效。美國有一種洗頭膏，其唯一成分就是硫化硒、它能殺菌、防止斑禿，并能促進頭發(fā)生長。硒代半胱氨酸具有抗病毒作用；硒脲，具有驅(qū)除鉤端螺旋體蟲的作用。此外，硒的其他化合物可作安眠、止痛、局部麻醉、抗組胺、抗癌等用藥。

三、現(xiàn)有微量元素制劑臨床應(yīng)用藥物

微量元素是指維持人體正常生命活動所必需的，但又必不可少的某些元素。這些元素在體內(nèi)的含量極低（低于體重的0. 01%），但它們具有重要的生化活性和營養(yǎng)作用，是關(guān)系到營養(yǎng)、免疫、遺傳、優(yōu)生、優(yōu)育、兒童及孕婦保健、地方病、心血管疾病等多種臨床疾病的預(yù)防、診斷和治療的重要因素（表11-8）。

表11-8　必需微量元素的主要生理功能

（續(xù)　表）

（續(xù)　表）

目前國內(nèi)市場上比較多見的微量元素制劑，除碘、鐵、銅制劑外，主要是鋅制劑和硒制劑。一些復(fù)方制劑如多維元素片等內(nèi)均含有微量元素。如葡萄糖酸鋅、硫酸鋅、亞硒酸鈉片、甘草鋅、安達美注射液、派達益注射液、蓋福潤膠囊、施爾康片、安爾康片、21金維他，多維金片，善存片。