微量元素锌与糖尿病

2009-02-09116013沈阳军区大连疗养院刘维会刘雪婷

中国疗养医学 2009年4期

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微量元素锌与糖尿病

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近年来，糖尿病(DM)的患病率呈上升趋势，发病年龄也有所提前。全国营养状况调查结果发现，我国18岁以上居民糖尿病患病率为2.6%，空腹血糖受损率为1.9%；估计全国糖尿病现患病人数达2 000多万，另有近2 000万人空腹血糖水平高于正常。大城市20岁以上糖尿病患病率由4.6%上升到6.4%，中小城市由3.4%上升到3.9%。国内外的研究报告表明，微量元素在DM的发生、发展、预防、治疗等方面也起着重要的作用[1-6]。现就近年来微量元素锌与糖尿病关系的研究进展综述如下。

1 锌与DM的发病机制

锌与生物的生长发育有关，是促进儿童生长的关键元素和智慧元素，是维持人体各种酶系统的必需成分，也是200多种酶的主要成分和激活剂，其直接参与核酸和蛋白质的合成、细胞的分化和增殖以及许多重要物质的代谢。人体内还有一些酶需要锌的激活而发挥其活性作用。锌在人体内的微量元素含量中位居第2位，仅次于铁，在细胞内广泛分布。锌有催化和调节的生物学功能，参与体内多种物质的代谢。在糖的分解代谢中，锌是3-磷酸甘油脱氢酶、苹果酸脱氢酶、乳酸脱氢酶的辅助因子，直接参与糖的氧化供能[7]；同时，锌也能协助葡萄糖在细胞膜上的转运。胰岛素的分子结构中有4个锌原子，能直接影响胰岛素的合成、贮存、分泌和结构的完整性及胰岛素本身的活性。锌也是许多葡萄糖代谢酶的成分及脂质和蛋白质代谢酶的辅助因子。锌还能调节胰岛素和受体的水平，在维持受体磷酸化和去磷酸化水平及胰岛素传导发挥重要的作用。Sprietsma[8]等认为，锌不但可以维持胰岛素的活性，而其本身又具有胰岛素样作用，在锌足够的情况下，机体对胰岛素的需要量减少；锌可纠正葡萄糖耐量异常，甚至替代胰岛素改善糖尿病大鼠的糖代谢紊乱。锌能加速伤口或溃疡的愈合，并减少糖尿病并发症。缺锌可诱导产生胰岛素抵抗甚至发生糖尿病。有学者发现，糖尿病病人普遍缺锌，糖尿病并发症也与细胞锌或锌依赖抗氧化酶的降低有关，如糖尿病视网膜病变、糖尿病周围神经病变等。

2 机理分析

2.1 缺锌与DM DM患者锌缺乏是肠锌的吸收障碍和高锌尿共同作用的结果。有人对锌平衡6个因素（血清锌、发锌、尿锌、肠锌表观吸收率、血糖和血清铜锌比值）进行逐步回归分析，从标准回归方程（复相关系数R＝ 0.910 9，P＜0.01）的偏回归系数得知，对锌平衡影响最大的因素是肠锌表观吸收率（偏回归系数＝0.658）和24 h尿锌排泄量（偏回归系数＝－0.369）。也就是说肠表观吸收率越低，24 h尿锌排泄越多，则锌负平衡越严重，锌丢失越多。糖尿病患者铜代谢呈过渡正平衡，血铜浓度高于正常人，两者呈正相关（r＝0.38，P＜0.05）。提示糖尿病患者体内有铜的积蓄，而其主要原因是肠铜表观吸收率提高，糖尿病患者锌、铜代谢呈反向变化并互为影响，糖尿病患者铜代谢紊乱与血糖浓度密切相关，血糖越高，则血清锌、发锌含量越低，尿锌排泄越多，肠锌吸收障碍及负平衡越严重。血糖越高，则血清铜及肠铜吸收率越高。当糖尿病人经治疗糖代谢紊乱被控制后，锌的代谢趋于正常，而铜代谢则完全恢复正常，这就说明了高血糖是造成糖尿病锌铜代谢紊乱的始动因素[9]。

何氏[10]研究结果表明，糖尿病患者血清锌显著低于正常人，且与血糖呈显著负相关，与胰岛素和肽呈正相关。糖尿病患者血清铜升高，且与血糖呈显著正相关，与胰岛素和C肽呈负相关。因此，认为有必要给糖尿病患者适当补充锌，通过补锌可抑制铜的吸收，也能提高机体对胰岛素的敏感性，延缓或减轻并发症的发生。

2.2 缺锌与糖尿病视网膜病变(DR)DR是DM最为严重和常见的毛细血管并发症之一[11]，是主要的致盲性眼病。国内最近有报告指出[12]，DM眼底正常组和DR组的全血锌值均低于正常对照组，表现出显著性差异。随着视网膜病变的进展，全血锌浓度似有下降趋势，说明DR的发生、发展与低锌血症可能存在一定联系。

已有研究表明，锌在人体的各器官中，眼内含量比较高。在眼组织中，含量所以较高是因为以金属酶的形式广泛存在于各眼组织中，视黄醇还原酶以及视黄醇结合蛋白的形成都必须有锌参与。锌还有保护视网膜上皮细胞正常形态的功能，锌缺乏则出现视网膜色素上皮细胞组织结构和形态的改变，视细胞外段变性，类似鼠的遗传性视网膜色素变性。低锌还可使视网膜抗氧化系统，如超氧化物歧化酶(SOD)的活性降低，造成视觉细胞的过氧化损害。

2.3 缺锌与DM微血管病变锌在全血中，85%存在于红细胞内，而红细胞内锌多以碳酸酐酶等酶的形式存在，或结合为金属蛋白。因此，机体缺锌则会使这些锌酶类合成不足，影响红细胞物理、生化性质发生变化，使红细胞脆性增加，变形能力降低则易于聚集，易于形成微血管病变[12]。机体缺锌造成胰岛素合成、分泌障碍，同时导致DM病人对胰岛素敏感性下降、病情加重，这样又会造成锌排除增多，形成恶性循环，势必要加速、加重DM及其并发症微血管病变的发生、发展。微血管并发症包括视网膜病变、肾病和神经病变，这些病变尤其是视网膜病变发生的危险性都随DM病程延长而增加。

随着微血管病变的进程，低锌越来越明显。目前国内外资料多数报告均为DM病人出现微血管病变后发现血清锌变化。因此，多数学者认为在DM病人治疗中补充锌剂，对纠正缺锌状态，提高胰岛素的敏感性和免疫功能有一定作用。但也有学者认为，锌对胰岛素分泌的影响呈双向性，血清锌浓度极高或极低均可损害胰岛素分泌，所以补锌要适量才能有效治疗DM及并发症。

2.4 缺锌与DM患者的脂代谢紊乱糖尿病患者在蛋白的非酶糖基化过程中可产生大量自由基，而高脂血症及其并发症的发生与氧自由基参与脂质过氧化损伤致机体的多种病理生理变化有关。金属硫蛋白是一种可由金属诱导合成、具有丰富巯基的小分子量复合蛋白质。在自然情况下，金属硫蛋白上的20个半胱氨基酸基上的巯基均处于还原态，具有很强的抗氧化作用。糖尿病患者补充锌，可诱导机体合成金属硫蛋白，发挥其清除自由基、防止脂质过氧化和DNA损伤的作用[13]。

3 补锌与糖尿病的三级预防

微量元素锌与糖尿病的发生发展等密切相关，应针对微量元素缺乏的病因开展糖尿病的三级预防。糖尿病的发病过程分3步。第1步，由患糖尿病的危险人群（即有糖尿病家庭史、肥胖和曾生产过巨大婴儿者）发展到糖尿病阶段；第2步，由糖耐量减低阶段发展到临床糖尿病阶段；第3步，由临床糖尿病阶段发展到糖尿病并发症，出现临床症状及功能衰减阶段。

糖尿病预防也分“三级预防”。第1级是降低糖尿病的发病率。现已证实，生活方式包括饮食、运动、减肥、戒烟等干预可显著降低Ⅱ型糖尿病的发病率[14]。锌的供给量和食物来源：每天锌的摄入量一般成人需10～14.5 mg，孕妇16～20 mg，哺乳妇女18～20 mg，婴幼儿3～5 mg，儿童及青少年10～15 mg。可通过以下双向策略来实现：①人群策略。加强糖尿病知识的健康教育，改变现在已知为糖尿病危险因素的生活方式和环境因素，大力宣传微量元素与糖尿病的发生、发展、预防、控制的相互关系，提倡多吃富含锌及铬和硒的食物。锌存在于多种食物中，特别是肝和牛羊肉、海生植物、乳制品、蛋黄、全麦面包、谷类及其制品等，牡蛎也含有丰富的锌，植物型食物含锌较少。制定并完善我国人体必需微量元素需要量和摄入量标准，美国营养需要量标准委员会推荐的安全适宜的锌的摄入量一般认为每人15 mg/d[15]。②高危策略。指对那些将来可能发展为糖尿病的特殊高危个体或人群采取针对性的预防，使这些人不进入或晚进入到糖耐量减低阶段。第2级预防是对已进入到糖耐量减低阶段的病人的预防，使他们不进入或减缓进入到临床糖尿病阶段。有研究[16]认为预防糖尿病的关键是在糖耐量异常阶段发现并治疗，对这一阶段的病人要加强血微量元素水平的监测，开展微量元素的饮食疗法，必要时开展微量元素类干预治疗。第3级预防要加强对糖尿病病人补充微量元素的合适剂量的研究，是对已经进入临床阶段的病人定期监测血微量元素水平，积极进行微量元素的饮食疗法和药物干预，使糖尿病的并发症形成和进展延缓，避免重要脏器的功能进入衰竭阶段。

1 雷永乐.微量元素与糖尿病[J].广东微量元素科学，1995，2(12)：70

2 苗新德.健康老年人与糖尿病患者血清10种元素测定比较[J].微量元素与健康研究，2001，18(3)：23-24

3 李晖.糖尿病母亲及新生儿全血14种微量元素的研究[J].广东微量元素科学，2001，8(8)：37-39

4 王秋月.糖尿病发病与微量元素锌硒的相关性[J].中国临床康复，2002，6(7)：1056-1057

5 ZaryarAH.BashiuMI.MasoodiSR.LawaayBA.WaniAIKhanAR.Dar-FA[J].CopperZinland.mangnesium.leveis In TYRe-Idiahetas. Saudi-Mecl-J,2002,23：539-542

6 余爱琴.糖尿病病人的血清微量元素变化的初步探讨[J].广州医学院学报，1998，16(2)：25

7 赵汉芬.锌与三大物质代谢.微量元素与健康研究，1996，13(2)：63

8 Sprietsma JE.Schuttcmakcr GE Diabctcs can be prcventcd reducing insulin production Mcd Hypothese,1994，42(1):15

9 贡长生.微量元素化学与人体健康.大学化学，1989，4 (1)：23

10 何邦平.赵得山，王颖，等.糖尿病患者血清锌、铜、铁、钙、镁的水平与血糖、胰岛素和C肽的相关性.南昌大学学报（理科版），1994，32(18)：11

11 duance TD.Clinical ophthanlmology New York,San Francisco [J].London:Harper&Row，1998，3：2107-2110

12 傅永怀.微量元素与临床[M].北京：中国医药科技出版社，1997.217-218