人体内的微量元素通过直接或间接的方式作用于骨细胞或骨矿化而影响骨吸收和骨构成。人体内微量元素平衡失调是疾病发生的病理生理的基础。微量元素与骨质疏松的发病、病理及治疗密切相关
[1]。如今,国内外很多研究表明钙与骨质之间的关系有着相互作用、相互协同。而血清中血清离子元素与骨质之间关系,其影响骨量的密度的文章甚少。人体内有许多必须离子元素和非必须离子元素都直接或间接地影响骨质的密度。
曾经茹选良
[2]检测25例骨质疏松患者血清锌和尿锌,结果显示骨质疏松组尿锌排出明显多于对照组,而血清锌明显低于对照组。作者认为,锌的降低可能与骨质疏松症的发生有关。临床观察已证明,给绝经期妇女补充微量元素锌,结果钙缺乏组与不缺乏组的骨密度均增加在给绝经后骨质疏松患者补充钙剂的同时补充锌要比单纯补钙效果更明显
[3]。近些年研究,发现饮食补充锌的摄入量与人体骨密度之间呈正相关
[4]。孙体健等
[5]研究发现,骨密度异常人群头发中钙、磷、锌含量与骨质疏松症有一定关系。
人体内钙含量的不足可能是导致骨质疏松症的最主要因素之一。钙是人体内微量元素中含量较多的微量元素,是人生长过程中决定骨质形成及重建的必需微量元素。有资料显示,美国食品药物管理局(FDA)于1994年指出:生命前期(儿童期、青春期和成年期)摄入足够微量元素钙能够获得最佳的骨峰值,因而可以减少生命后期人们患骨质疏松症危险的概率;绝经后妇女增加钙摄入量能减缓骨质钙元素的丢失,进而可使骨密度水平减缓向骨质疏松症的发展。
锌具有维持肥大细胞和抑制内源性肝素释放的作用,而内源性肝素与骨质疏松病理过程有关。锌还可以协同细胞因子、雌激素等调节骨细胞的代谢,因此锌在骨生成和骨代谢中起着重要的作用。在国外有学者进行一项多中心前瞻性锌干预性研究中,发现膳食锌摄入量与尿吡啶啉及尿去氧吡啶啉的浓度呈负相关(
P < 0.000 1),但与骨形成指标无关,ZENITH的研究结论提示锌的摄入状态与骨转换有一定的联系
[6]。近几年,国内好多学者的理论同样是膳食锌的摄入量、血中锌浓度都与人体骨密度的变化呈正相关。
铜在
人体内,有一半分布在骨骼和肌肉中。如果铜缺乏,会影响骨胶原的合成与稳定性,使其强度减弱,骨骼的矿化作用不良,成骨细胞活动减少停滞。临床检查发现骨质异常、骨骼变形、结构疏松,发生骨折的危险性增加[7]。国内有学者认为,人发铜低可能是原发性骨质疏松症的骨外表现,可作为疾病早期的特征,用于诊断
[8]。但是,将铜的含量应用到临床,作为诊断骨质疏松症还没有得到国内外的认可,体内铜的缺乏不足以作为诊断骨质疏松症的依据,维持骨骼及肌肉稳定性的微量元素,除钙、铁、锌为主要元素外,其次还有磷、镁、锰、铜等等很多微量元素共同调节骨质硬度。
铁是人体内含量最多的微量元素,其大量沉积于骨髓之中,对骨的硬化和形成有协同效应,血清铁的改变与骨密度有相关性,铁积蓄是老年人许多慢性疾病的危险因素,有实验显示对去卵巢大鼠(OVX),给予服用有活性的铁鳌合剂(其可以阻止铁沉积)
[9],结果表明如此可减少骨量丢失和降低骨微量元素结构的改变。乳铁蛋白是铁结合蛋白,其有增强成骨细胞稳定,和抑制破骨细胞的作用,在骨生长过程中具有重要的生理学作用
[10]。有靶向作用的铁鳌合剂在临床的应用时,其是一种有效的阻止骨质疏松症发生发展的治疗手段。另外铁还是很多酶参与化学反应的中心活性物质,在体内催化一系列成
骨的化学反应。同时,人体内铁是血红蛋白的重要组成部分,铁以铁蛋白的形式储存于肝脏、脾脏和骨髓的网状内皮系统中,对骨的形成和硬化起协同效应。铁的缺乏是引起许多慢性疾病的因素之一,近几年有许多学者都在研究骨代谢与铁代谢有相关性。伊晟等[11]曾做过血清中铁的浓度与骨质疏松症的相关性研究,实验结果显示骨质疏松症组中微量元素铁浓度增高,提示铁离子浓度增高影响骨质疏松症患者的骨密度值,表明机体内微量元素铁的浓度与骨代谢和骨质结构有着密切关系。同时,赵理平等
[12]曾报道过微量元素铁能明显减少钙盐沉积和钙结节形成,可抑制碱性磷酸酶的活性以及骨钙素的表达,表明铁离子与骨质疏松症之间存在相关性,作者认为可能存在直接或间接关系。另有外文报道指出:血清微量元素铁的离子浓度增加可引起机体内活性氧的增加,然而活性氧又可以影响骨形成和骨吸收之间的平衡,进而导致骨质疏松症的发生
[13]。
镁是构成人体骨骼的主要成分,其具有酵素的功能,能辅助微量元素钙和微量元素钾的吸收。没有微量元素镁的调节,补钙是不可能得到预期理想效果的。所以说微量元素镁具有
维护骨骼生长和神经肌肉的兴奋性。体内缺镁的时候,成骨过程障碍,骨密度下降,严重时导致骨质疏松症。Wallach
[14]发表过的一篇综述指出,微量元素镁可以通过激素和其他调节因子间接地影响体内软组织及骨组织的矿物质代谢,但其与骨形成、骨吸收和骨矿化有直接作用,导致骨质疏松症患者的血清和红细胞中微量元素镁轻度减少。有人报道服用含镁的多种营养素补充剂或选取大量摄入含镁的食物能增加骨矿密度
[8]。陈照坤
[15]曾做过骨密度正常组和骨质疏松症组血镁值的观察比较,显示骨质疏松症组血镁值(0.68±0.17)比骨密度正常组(0.96±0.05)偏低(
P < 0.05),差异有显著性意义。
磷是构成人体骨骼、牙齿和神经组织的重要成分之一,人体内大部分的微量元素磷存在于骨骼和牙齿中。磷在维持机体酸碱平衡上有缓冲作用。当人体中缺磷时,就会影响人体对钙的吸收,将影响骨组织的钙化,出现骨痛、骨软化和骨强直,可导致骨质疏
松症[16]、软骨病和佝偻症等。如果在饮食中摄取过量的磷,就有可能会破坏矿物质
的平衡,甚至造成缺钙。
此外,骨质疏松症尚与其它微量元素直接存在一定关系,如:锶、氟、硒、硼、锰等,国内学者认为,微量元素锰、铜与骨质疏松症的关系尤为密切,其重要性仅次于钙,这些微量元素虽然在体内含量极少,但是当这些微量元素摄入不足或较低时,均会增加骨质疏松症的危险。曾有学者做过这方面饮食摄入的调查,田玉慧等
[17]对309例60岁以上的老年人进行了调查,研究结果表明:骨质疏松症组膳食中镁、钙、磷、铁、硒、锰摄入量均显著低于同性别对照健康老年组,其膳食中微量元素的摄入量与人体骨骼的骨密度呈正相关。微量元素硼,人们一直认为其植物生长的必需元素,然而也是人和动物发育和代谢所必须的微量元素,其与机体矿物代谢、骨代谢、脂质代谢、能量转换以及免疫功能有着密切的关系,硼可以减少体内钙的流失,增加镁因素的吸收作用,促进骨质钙化的过程,同时提高激素水平和蛋白质的代谢过程,也促进维生素在体内的吸收。微量元素锶是一种亲骨性的元素,和人体微量元素钙在胃肠的吸收机制很相近,锶对骨骼的作用与锶的含量多少有关系,元素锶摄入含量多会使机体内的矿物质发生代谢异常,增加矿物质的溶解,引起骨质密度的减低;摄入低含量的锶反而对骨骼颇为有益。微量元素氟是众多元素代谢的辅助元素,如钙、磷代谢时,需要一定数量的微量元素氟,并且在一定的酸碱度的环境下辅助微量元素钙和磷转化形成羟基磷灰石,曾有人通过鸡胚骨细胞培养,证实了氟的重要性,在间充质细胞向成骨细胞转化过程中,微量元素氟也起着重要的作用,并且氟化物有着抗骨吸收的作用。微量元素镓是人体内一种非必需微量元素,很多实验研究表明:镓盐可以降低骨转化率,可以抑制破骨细胞的活性、抑制骨溶解,抑制骨吸收,阻止骨钙成分释放;同时增加了微量元素钙和磷的含量,导致骨形成的作用提高,从而使骨的硬度增加,起到抗骨质疏松的作用。
骨骼是微量元素镉的主要靶器官,镉引起的疾病为骨软化和骨质疏松症,目前研究认为,微量元素镉可以引起骨代谢紊乱、引起骨质疏松症,其主要机制为增加尿钙的排泄、减低胃肠对钙的吸收、影响骨钙化、抑制胶原代谢、抑制肾羟化酶活性、干扰肾细胞对维生素D的活化作用,总之,微量元素镉可直接或间接影响骨代谢,从而导致骨质疏松的发生。微量元素铝是人体内有害的微量元素,当体内铝过多时,会在体内积蓄并产生慢性毒性,微量元素铝能引起人体骨质病变、骨软化、骨发育不全等疾病,其机制主要为微量元素铝直接作用于骨组织而引起病理改变,微量元素铝增加时可以抑制骨细胞活性、使骨质钙化作用遭到抑制,有临床研究报道,在股骨头坏死的病人中,其头发中微量元素铝的含量明显高于正常人。
骨质疏松症与微量元素及矿物质的饮食摄取过量、不足或不均衡有关,适当含量的微量元素锌、锶、氟、铜、锰、硅、硼、镓等对骨骼的发育和代谢时必须的,但是微量元素镉、铝、铅等可能是引起骨质疏松症的危险因子。微量元素在人体骨骼的代谢和转换过程中具有重要的作用,通过直接或间接的方式作用于骨细胞或骨矿化,从而影响骨吸收和骨形成。
骨质疏松症是以低骨量及骨组织微结构退变为特征、伴有骨脆性增加、易于发生骨折的一种全身性骨骼疾病
[18]。各个民族的遗传特征不同、各民族饮食、生活习惯、民族聚居区的地理环境差异较大,这些都有可能是造成民族之间骨密度的差异
[19]。骨质疏松症是一种受遗传和环境等众多因素共同作用的多因素疾病,人种、老龄、女性绝经、母系家族史等因素是不可避免的,但是体质量低、吸烟、性腺功能低下、过度饮酒、饮用过多咖啡、体力活动缺乏等因素是可以调控的,正如很多报道所述,体质量指数可以作为骨折危险的预测因子,依赖于骨密度,其独立于年龄和性别,患者倾向于峰值骨量低和骨量丢失的加速,人体肥胖对骨骼骨量的保护作用极低,体质量对骨量的不利影响,已得到大量学者研究的证实,所以控制体重也是能有效避免发生骨质疏松症的因素之一。饮酒可以减少胃肠道的吸收功能,干扰维生素D的吸收及合成。吸烟能增加肝脏对雌激素的代谢以及对骨的直接破坏作用,进而影响骨密度,因此选择一个好的生活方式、适量运动,可以有效地减少骨质疏松症的发生。
目前,很多学者都在研究有关骨质疏松与人体微量元素的关系,但是具体哪些微量元素与骨质疏松有相关性,本文章只研究部分微量元素,提供少量数据资源。
本试验研究结果分析显示:对维吾尔族不同年龄段女性的骨密度研究,性别相同、年龄不同其骨密度随体内血清中部分离子元素的改变有较大的改变,如微量元素锌,其锌的改变与骨密度有相关性;而其钙、磷、镁、铁、锌、铜等离子元
素从生理学及各学者研究显示有明显的相关性,但与骨密度无相关性。