18 鋅缺乏
18.1 前言
鋅是目前所知人體必需的少數幾種微量元素之一,其在體內的含量僅次于鐵而居第二位,在新生兒體內的3.4×10[SB]26[/SB] 個原子中,鋅原子占5.1 ×10[SB]20[/SB]。
關于鋅在醫學上的重要地位,已有很多綜述及專著作了介紹。本節概述鋅元素的生化、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。在鋅負荷過高時,鋅在腸細胞內形成金屬硫因(metallothioneine),隨著細胞的脫落而被排出體外,故鋅—硫因對鋅的吸收起調節作用。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。在循環外,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的調節,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胞排出體外。在一定條件下相當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。已經闡明,在吸收、運轉、儲存、利用、排泄等各個環節中,鋅與在化學特性上相同的一些其他元素都可能相互促進或相互干擾。這些現象,在診斷、治療與預防等工作中都是必須考慮的。
18.1.2 鋅的生理
早在19世紀即已發現鋅為植物生長所必需,本世紀30年代人們也開始了解鋅與動物的生長及健康的關系,但直至1963年Praead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系,從碳酸酐酶的分離成功于1940年第一次得到證明。現知人體中含鋅的酶(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)鋅與內分泌系統 鋅影響內分泌系統功能。人和動物缺鋅都表現性腺功能低下,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;也有作者曾觀察到缺鋅的鼠性腺發育不良。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成復合物,延遲和延長其降血糖作用;在細胞水平上,鋅可能與胰島素的釋放有關。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不足則導致相反的結果。其他多種激素如雌激素、催乳激素、腎上腺皮質酮、甲狀腺素、甲狀旁腺激素等分泌的改變也均對血鋅濃度發生影響。
(2)鋅與免疫功能 鋅對機體免疫功能,包括胸脾的發育、免疫球蛋白的合成,和以遲發型皮膚過敏反應為指標的細胞免疫等,也有重要作用。鋅促進淋巴細胞有絲分裂,對肥大細胞、巨噬細胞、粒細胞以及血小板有抑制或調節其功能的作用。
鋅促進DNA、蛋白質、膠原的合成,故能促進生長發育(包括骨骼生長),并有助于傷口愈合。
18.2 缺鋅的原因
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,人類缺鋅狀態并不少見,例如在一組158名營養不良、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[SB]-1[/SB]) | 食品 | 鋅(mg·100g[SB]-1[/SB]) | 食品 | 鋅(mg·100g[SB]-1[/SB]) |
標準粉 | 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(包括醫源性)。現按其產生的不同環節分述于下。
18.2.1 攝入不足
世界衛生組織一個技術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。有調查表明美國少年婦女有3~4%鋅營養不足。在食品充裕的條件下,個體的嗜好及食欲狀態均可限制鋅的攝入。可以設想疾病可降低機體消化、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。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,經查明乃當時(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,在長期靜脈營養尚未完善之前,營養液造成醫源性急性缺鋅也屢有報道,病例包括成人、嬰兒及早產兒。早產兒回腸喂養也有造成輕度缺鋅的危險。
不言而喻,受經濟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-能量營養不良、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。
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胞微絨毛攝取。在細胞內有不同分子量的配體與之連結。Song和Adham通過鼠腸細胞提取物的研究,提出前列腺素(PG)E2促進鋅的吸收,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。關于磷對鋅的吸收的影響,各家報告不一,Peˊcoud認為大量磷當與無機鋅以溶液形式給予時,才影響鋅的吸收。Snedeker等給9名大學生服用葡萄糖酸鈣及甘油磷酸鹽膠囊,則發現中等量鈣、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,發現乙醇使鋅與高分子蛋白質連結減少,而與低分子蛋白質連結增加,認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) 的發病機理就是鋅吸收障礙。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致缺鋅。這類情況包括有嚴重鉤蟲病及血吸蟲病(埃及)、節段性回腸炎、蛋白質丟失性腸病等。
在異常情況下,腎臟鋅排泄增多可導致缺鋅。腎病綜合征患者可因大量蛋白尿而失鋅。文獻也有糖尿病患者高鋅尿癥的報道。灼傷、外科手術性創傷、脫屑性皮膚病均可造成低鋅狀態。EDTA靜脈注射、青霉胺治療(肝豆狀核變性患者)、雙氫克尿塞治療、長期靜脈營養(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 臨床
18.3.1 發病機理
鋅原子對含鋅酶的活性起關鍵性作用,故缺鋅時有關的酶活性降低。人體中含酶有數十種之多,國際生化聯合會命名的6類酶系統中,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胞膜及細胞器膜的穩定性,也對其他微量元素代謝產生影響,從而造成更為復雜的臨床現象。
前已述及鋅的主要生理功能,缺鋅時就發生這些功能的障礙。其他一些癥狀的發生機理,將結合在癥狀的敘述中說明。
18.3.2 臨床表現
缺鋅可在不同條件下產生不同的結果及不同的癥狀組合。文獻報道的及被認為與缺鋅有關的癥狀組合有:貧血、肝脾大、性發育遲緩 、侏儒癥和食土癖;兒童厭食、生長障礙,味覺減退等等。孕婦缺鋅者較多發生異常分娩;有外科創傷者傷口愈合不良;胎兒發育期缺鋅者可發生畸形;乳兒缺鋅者可有尿布疹。因此,除與遺傳性缺陷有關的腸病性肢端皮炎(AE)外,缺鋅沒有類似于缺鐵性貧血那樣的臨床病名。現先述慢性與急性缺鋅的表現,再述腸病性肢端皮炎。
(1)慢性缺鋅的表現
①生長障礙:研究鋅營養者常引用Prasad等60年代初的報告,來說明鋅缺乏與兒童生長及性發育的關系。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,他們體格發育似10歲兒童水平,性發育延遲,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的青少年作了鋅代謝檢查,發現血漿、汗、頭發及細胞含量均低,血漿鋅轉換加快,糞及尿鋅排泄減少。但這些患者多數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在同地區的進一步調查,發現隨機抽樣的對照兒童血鋅也低。故這些關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性發育障礙與性功能低下;缺鋅對性發育及功能的影響也有其他臨床的證據。例如Prasad等觀察到鐮狀細胞性貧血患者多有明顯低血鋅,男性患者常表現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。文獻也有關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[SB]-1[/SB]之間,2~4周內他們的癥狀明顯好轉,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)可出現味、嗅覺遲鈍或異常。自從HeNkiN等報道了特發性味覺遲鈍與異常和嗅覺遲鈍與異常后,對此現象的研究受到了重視,Hambidge等報道了味覺障礙與發鋅過低之間的聯系,他們的調查表明4~16歲的兒童,發現132人中間有10人發鋅值在正常成人值3個SD以下,與中東缺鋅侏儒癥兒童的發鋅相當;進一步檢查發現其中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,味覺恢復正常。
鋅影響味覺的確切機理還不完全清楚。現知腮腺唾液中鋅含量的降低與味覺遲鈍有關,有人認為唾液中有一種含鋅蛋白對維持味蕾的結構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。異食癖可表現為食土癖、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。Hambige和Silvermun報道一例18個月女孩有舐金屬及食頭發癖,生長不良,發鋅比正常成人值低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,缺鋅者易發生靜脈曲張性慢性潰瘍以及褥瘡,補鋅可以促進愈合。鋅在傷口愈合中的作用是成纖維細胞的增生及膠原的合成,以及上皮細胞的增生,從而影響疤痕的緊張度。
⑤胎兒生長障礙與畸形:Halas等觀察鼠產前及產后輕度缺鋅的影響。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,而腦的發育不受影響。但較嚴重缺鋅,即使發生在妊娠后期,也影響腦的發育。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。世界衛生組織一個流行病學報告提示胎兒無腦畸形與孕母缺鋅可能有關,其后也有關于孕母缺鋅對胎兒影響的臨床報道。Vir等在調查孕母鋅營養狀態時,發現婦女血鋅濃度特低者,較多生育早產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等調查了7個AE婦女,發現1例無腦兒、1例軟骨營養不良性侏儒,1例流產;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,流產和子宮收縮不協同及出血等異常分娩的發生率增高。Verburg等報道AE婦女懷孕后較多流產或生育畸形胎兒。Vir等關于孕婦缺鋅與分娩異常的關系前已提及。
(2)急性缺鋅的表現 急性缺鋅可發生于靜脈(回空腸)營養而不注意補鋅或用青霉胺治療肝豆狀核變性。靜脈營養時,因鋅隨氨基酸從尿中排出,而使其需要量增加。關于透析療法治療腎功能衰竭與缺鋅的關系,Blendis等根據臨床研究的結果指出,患者缺鋅主要與膳食中缺乏蛋白質有關,并提出透析器械中的鋅漏出反可能部分地彌補缺鋅。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、皮損和禿發外,還可引起神經精神障礙及免疫功能減退。
①神經精神障礙;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。組織化學檢查證明鋅分布于海馬及小腦苔狀纖維的終末者較多。可見缺鋅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,雄仔鼠表現行為異常及學習能力不足,獼猴也有同樣現象。急性缺鋅的人精神癥狀可表現為嗜睡、欣快感或幻覺;小腦癥狀包括構音障礙和軀干及肢體共濟失調。Sivasu brama nian和Henkin報道的用高能營養的2例早產嬰兒也表現行為的改變。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。結果表明缺鋅鼠腦兒茶酚胺顯著地增高,與食物無關。作者等認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癥。
②免疫功能減退;蛋白質-能量營養不良者易發生感染,其因素之一是缺鋅。關于鋅與動物免疫的關系已有大量文獻資料。Lnecke等和Fraker等的實驗分別證明,缺鋅小鼠胸腺重量減輕,T細胞功能不足,IgM和IgG生成減少。Yolden等給曾患過蛋白質-能量營養不良的8個小兒補鋅(每日每kg體重2mg),結果X線胸片示胸腺增大。其后作者等又對他們進行皮膚試驗,在一臂先涂硫酸鋅軟膏,另一臂為對照,結果涂鋅的一例遲發型過敏反應加強,其加強程度與當時血漿鋅濃度成負相關。Pekerek等報道一個證明為缺鋅及能量攝入不足的去大腦強直少年,觀察其對二硝基氯苯的遲發型皮膚過敏反應及淋巴細胞轉化率,結果皮膚反應陰性,轉化指數明顯地低于對照組。給鋅治療(每日22.7mg),3周后皮膚反應陽性,淋巴轉化率明顯提高,原有的皮脂溢出性皮炎及褥瘡迅速痊愈。此現象也與Fraker等小鼠實驗的結果相似;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型過敏反應顯著地低于對照組。再喂含鋅食物21天后反應恢復正常。
所謂慢性與急性缺鋅,差別是相對的。臨床表現也與缺鋅的程度有關。Halas等指出較輕度的缺鋅可發生于任何年齡,而嚴重缺鋅則只見于嬰兒AE、蛋白質-能量營養不良的嬰兒與兒童、營養不足的早產兒、不恰當的高能營養(靜脈或回腸)、腸吸收不良綜合征嚴重者,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。臨床表現為腹瀉和相繼出現的手足、肛周濕疹樣或皰疹性皮損害和禿發,可有甲溝炎伴甲萎縮、瞼邊炎、結膜炎、口炎、唇炎等。未治療者生長遲緩,情緒障礙,并多因細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,光學顯微鏡下可見腸絨毛變平、粘膜表現非特異性淋巴性炎癥和粘膜下水腫。電鏡檢查發現帕內特細胞內有異常包涵體,其中桿形者類似溶酶體,而球形者可能為變形的分泌顆粒。關于這些電鏡變化與缺鋅的因果關系,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。有時見表皮內水皰隨著基膜的破壞而擴散成大皰。在一個6歲兒童尸剖時,Rodin和Yoldman發現空腸及回腸局灶粘膜萎縮與變性、胸腺、脾及淋巴結的生發中心發育不良,胰島細胞如篩狀排列。
關于AE發病原因的研究到70年代才獲得突破。Moynahan等發現一個乳糖不耐癥伴AE表現的幼兒,所用飲食中嚴重缺鋅(每日0.81mg而推薦量為3.75mg),補充鋅后AE的臨床表現完全消失。其后他通過對另一些病人的治療,進一步證明缺鋅與AE的關系。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進行對比,得出AE的癥候群乃由缺鋅引起的結論。
關于AE缺鋅的機理有不同的推測,Moynahan假設膳食中蛋白質可在腸內產生一種能與鋅連結,并阻礙其吸收的肽,AE的發生是由于降解這種肽的酶的缺乏,雙碘方的療效基礎是它能與肽結合而釋放鋅。但現認為較為可取的假設是腸腔內能與鋅連結的低分子PG合成或運輸缺陷,因為此說與下列事實相符合:①PG已被證實能促進鋅的吸收,②AE基因型常在從母乳喂養改為牛乳喂養后發病,是因為母乳中含有低分子的配體。據此,也有猜測以碘方治療AE就是通過在腸內形成這種配體而發揮療效。不過也有作者提出必需脂肪酸代謝障礙為AE的發病基礎。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,認為不飽和脂肪酸的代謝障礙是AE的病理基礎。此觀點得到了Battger和O[SB],[/SB]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胞膜缺陷,而與促進鋅的吸收無關。Cunnane基于亞麻二烯酸是細胞膜磷酯的重要成分,提出雙碘方的作用可能在于促進亞麻二烯酸代謝。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 診斷
18.4.1 臨床診斷
診斷以臨床表現與缺鋅的實驗室檢查為依據,臨床上,雖然 Prasad 首先報道的伊朗兒童的癥狀可能有其他發病因素,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。其表現為生長障礙,生殖系統發育遲緩,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、禿發等。
急性缺鋅的表現為厭食,嗅覺及味覺不靈或紊亂,精神異常,共濟失調。
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。
有人認為味覺欠缺及異食癖是診斷的重要線索;其他表現多是非特異性的。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-能量營養不良、成人嗜酒,以及患與缺鋅有關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
(1)血清或血漿鋅 用近代技術如中子活化分析(neutron activation analysis)、原子吸收分光光度法及質子誘導射線(proton induced x-ray emission或質子活化分析),可準確地測出μg量的微量元素,大大促進鋅的研究和利于缺鋅狀態的診斷。測血鋅要求嚴格的預處理,以避免溶血及外界污染,還需要有正常標準以資比較。我們的實驗室以60%正丁醇5倍稀釋測正常人血清鋅值,結果如下(如18-2)。
我們根據測得值的常態分布定年齡均值減1.29標準差為各該齡低限,這樣老年人的“正常”低限顯然低于其他年齡低限。老年人的血鋅低于1.07μmol·L-1
時補鋅是否有益?手頭文獻未見討論。Vir和Love認為老年人血鋅低與血漿白蛋白低相關。
表18-2 健康人血鋅值(μmol·L[SB]-1[/SB])
年齡 | 例數 | 均數±D | 低限 | 年齡 | 例數 | 均數± | 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,發鋅特低(32.8μg·g[SB]-1[/SB])用鋅治療5天后,手指腫痛及皮疹開始好轉,3月后營養不良的指甲恢復正常,可見血鋅不低,并不能排除缺鋅狀態。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,他們實驗室的銅、鋅正常值分別為100±0和125±1.8μg·g-[SB]1[/SB],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體缺鋅。首先,血鋅的60%與白蛋白松散地結合,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降血鋅作用。實驗動物感染發熱及在炎性疾病時,以及動物體外實驗都證明,吞噬中的白細胞釋放一種與內源性熱原(pyrogen)相似或一致的物質,稱為白細胞內源性誘介物(leukocyteendogenous mediator ,LEM)。它作用于肝細胞膜,促進肝細胞儲留鋅及鐵;又加速肝細胞核及核糖核蛋白體RNA的合成,從而促進粗內質網合成各種反應物蛋白和參與鋅酶的產生,如堿性磷酸酶(此酶可能有防御作用)。亦有人提出感染時,肝細胞是在LEN作用下合成鋅-硫因而增加其從血流中提取鋅的。總之,在這種情況下,低血鋅是感染及炎癥的結果,發生很快,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狀態。
(2)發鋅 頭發是容易取得的組織,發鋅在一定程度上可反映一個人的鋅營養狀態。正常人發鋅值擇要摘錄于下表。
表18-3 正常人發鋅值
地區或國家 | 對象 | 發鋅(μg·g-[SB]1[/SB]) | 作者 |
上海 | 男 | 219.7±75.9(SD) | 吳裕炘等 |
女 | 206.0±41.6(SD) | ||
黑龍江富裕縣 | 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) | |
美國丹佛 | 新生兒 | 174±8(SE) |
低發鋅與體內缺鋅的關系,在一些臨床報道中,得到肯定。例如鐮狀細胞性貧血、脂肪瀉、節段性回腸炎、糖尿病、AE患者發鋅都低,不過也有保留的意見;Mcbean等調查的結果表明6~11歲兒童血漿及頭發鋅濃度沒有相關。Vir等稱老年人及孕婦發鋅相對地高于血漿鋅。Gibson和Dewolfe指出發鋅測定與新生兒鋅營養狀態相關性差。蛋白質-能量營養不良者頭發長度增加速率比鋅進入組織減低更甚。6個月以下嬰兒頭發可能有一部分是出生前長出者;這些情況下,發鋅值可能會引出不正確的判斷。
發鋅測定還受外來因素影響,頭發上污染著鋅,若不預先處理則測出值偏高。但一些潔凈劑卻可洗除發發內的鋅,這是技術上需要注意的。有人指出可能由于污染之故,離頭皮愈遠的頭發部分,其含鋅量愈高,但吳裕炘等認為頭發根段、中段及頂端的含量沒有差異(P>0.05)。
Solomons認為隨著技術的發展,發段不同及頭發因生長速率變化帶來的一些誤差是有可能避免的。這樣,使頭發作為評價鋅營養水平的活體組織有了較好的前景。
(3)味覺試驗 Burch和Sullivan認為在缺鋅診斷的疑問時,可利用味覺試驗和維生素A醇結合蛋白測定作為補允工具。我們試驗了營養不良缺鋅小兒(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[SB]-1[/SB])
溶液 | 1 | 2 | 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,認為此濃度指示鋅的缺乏。他們認為味覺敏銳度與唾液存在的相關是肯定了的,Yugor和Sickles報道了青春期女孩分別在代謝研究和營養調查中的唾液分析結果,根據對象的意愿,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不足是敏感的指標,但從總體看與血清鋅值之間沒有顯著相關。營養調查的兒童全唾液和上清液含鋅量分別為173和30.5ng·ml[SB]-1[/SB],二者含鋅及含蛋白質量有顯著相關。唾液分析結果與發鋅也無顯著相關。
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、刺激物質及持續時間、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、高能營養或糖尿病、鐮狀細胞性貧血時或手術后,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,則是鋅在體內分布改變的結果,而不真正反映鋅營養狀態。
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現鋅代謝紊亂的實質,這種紊亂可能與實際的鋅營養有關。
(6)紅細胞鋅 紅細胞可能反映身體組織的營養狀態,人的實驗性缺鋅產生紅細胞鋅的明顯降低。夸希奧科及鐮狀細胞性貧血患者血鋅及紅細胞鋅同時降低。不過慢性進行性肝炎、壞死后肝硬化、糖尿病及肺結核時,雖血鋅降低而紅細胞鋅正常,隨著技術的進展,紅細胞內鋅的含量分析的困難可能克服,促進此項診斷指標能廣泛地采用。
(7)白細胞鋅 白細胞在血液中更替快,含鋅量比紅細胞多25倍,理論上對體內微量元素的變化更為敏感。糖尿病患者紅細胞鋅正常,而白細胞鋅明顯降低。白細胞分離手續較繁,此組織作為診斷指標尚有待探索。
(8)含鋅酶和其他蛋白質 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,補鋅后活性恢復正常:AE患者及高能營養后也是這樣。鐮狀細胞性貧血患者的鋅營養狀況,可用紅細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,它隨缺鋅狀況的進展而增加。鐮狀細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醇結合蛋白進行運轉,酒精性肝硬化患者血鋅及維生素A醇結合蛋白均降低,有抗A性夜盲癥,補鋅1~2周后,暗視適應改善。因此,此蛋白質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胞構成有關。因此他們指出只有用一部位皮膚的化驗結果才可進行比較。
表18-5 正常皮膚鋅含量()
樣品 | 均值±標準差 | 樣品 | 均值±標準差 |
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,鋅代謝的復雜性及在特殊情況下鋅在體內的重分布,使上述診斷指標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等曾對住院病人進行調查,發現68%肝硬化病人和21%其他病人缺鋅;低血鋅可發生于動脈粥樣硬化、慢性皮膚潰瘍、肝硬化、某些癌癥、尿毒癥、鐮狀細胞性貧血、心肌梗死、糖尿病等;②特別對有高危因素者應進行監查;如營養不良,腸吸收不良、接受高能營養及其他靜脈補液、類固醇激素長期治療、利尿劑長期治療和灼傷、創傷、手術等病人以及嗜酒者。在高度警惕的基礎上,進行一些實驗室檢驗,綜合分析,就有可能避免漏診。
18.5 治療
18.5.1 經鋅途徑
缺鋅的治療常用鋅鹽口服,通常用硫酸鋅(ZnSO[XB]4[/XB]·7H[XB]2[/XB]O)每次220mg,每日3次。醋酸鋅也容易吸收。文獻關于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。現認為用較小劑量,也可達到相當的血鋅水平而減少惡心、嘔吐等胃腸道反應。為減輕胃腸反應可在餐后服藥(但應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,但吸收后在體內運送又是另一個問題。
靜脈給鋅常用于靜脈高能營養,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用于開放性傷口的治療。
過量的鋅可產生急性中毒,Brocks等報道的一例在鋅靜脈滴入過量后出現少尿、低血壓、腹瀉、嘔吐、黃疸和肺水腫。死后解剖發現急性腎小管壞死的病理表現。亦有口服氯化鋅后發生腎功能衰竭者,還有報道透析療法病人發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,口服鋅很少產生嚴重副作用。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而用雙碘方,并確實取得一些療效。現知雙碘方是通過促進鋅的吸收而起作用的。鑒于用鋅治療安全可靠,而雙碘方則可產生諸如視神萎縮的毒性反應,美國兒科科學會藥物委員會于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,則應以鋅劑為首選藥物。