澄迈长寿村居民头发中微量元素谱特征

澄迈长寿村居民头发中微量元素谱特征

于洋王雅娟肖钰杰贺杨洋罗盛旭

(海南大学材料与化工学院海南大学热带生物资源教育部重点实验室，海南海口570228)

摘要〔〕目的研究澄迈长寿村居民头发微量元素谱特征。方法选择澄迈6个长寿村，每村选取6个长寿家庭，采集长寿老人(90～110岁)及其成年亲属(40～60岁)头发样品，检测样品中12种微量元素含量，对长寿老人及其成年亲属以及相关文献等头发元素谱数据进行比较。结果澄迈长寿老人头发元素谱特征为：高的Mg、Ni、Cr，偏高的Fe、Sr，正常的Ca、Pb、Mn，明显低值的Cu、Zn、Cd，其中高Mg和低Cu的特点较为突出。而长寿家庭成年人发元素谱特征为：高的Sr、Ni、Cr、Mn、Mg，正常的Ca、Fe、Pb、Cu，低的Zn、Cd。头发元素谱分布模式比较，长寿组为Mg > Ca >>Zn、Fe>Ni、Cr> Cu、Sr> Mn、Pb> F>Cd，成年组为Mg > Ca >> Fe、Zn、Sr>Ni、Cr、Cu、Mn、Pb> F>Cd，两者总体分布类似、个别元素分布有交叉，Sr含量差异较大。从成年组到长寿组，发Zn、F、Cu含量并不突出，但却高度稳定，尤其是Zn。结论澄迈长寿村居民居住生活环境对其身体有影响，生命火花Zn元素有待进一步深入研究。

关键词〔〕长寿；头发；微量元素

中图分类号〔〕R161.7〔

基金项目：国家自然科学基金(20867001)；海南省教育厅高等学校科学研究项目(Hjkj2013-01)

通讯作者：罗盛旭(1964-)，男，博士，教授，硕士生导师，主要从事微量元素及生物利用性、环境化学研究。

第一作者：于洋(1989-)，女，硕士，主要从事微量元素及生物利用性研究、环境化学研究。

微量元素指的是在人体内含量低于人体质量的万分之一的元素，它们量微效大，与人体健康和疾病有着密切的联系，尤其是一些必需微量元素，是人体生长、发育和生命活动所不可缺少的〔1，2〕。对中国长寿地区和百岁老人进行的流行病学调查及实验研究表明，微量元素在长寿形成的过程中起着极为重要的作用〔3〕。海南澄迈县于2009年荣膺“中国长寿之乡”称号〔4〕，截至2011年12月，在澄迈56万总人口中，百岁老人有205人，百岁老人占比远远高出国际自然医学会关于长寿之乡的标准(7位百岁老人/10万)。人体头发中微量元素的含量可以较真实地反映出人体的营养状况、疾病与人们生活环境的关系〔5〕，本研究探讨澄迈长寿村居民头发的微量元素谱特征。

1对象与方法

1.1研究对象以分布于澄迈北、中、南的6个长寿村为对象，包括花场村(1)、黄竹村(2)、高山朗村(3)、横滩村(4)、罗驿村(5)和三多村(6)，其中(1)村靠海、(4)和(6)村靠江，代表了澄迈长寿村的基本生态环境特征。每个村选择6户长寿家庭，以家庭为单位采集长寿老人(90～110岁)及其子女辈亲属(40～60岁，含子女或媳妇)头发，分为“老人组”和“成年组”，共获取了36位老人组(男14位和女22位)和35位成年组(男17位和女18位)的头发样品，计71件。采集样品时，用剪刀紧贴头皮枕部剪取头发一撮，约2 g，置于样品袋中保存带回实验室。

1.2仪器与试剂TAS-990火焰原子吸收光谱仪(北京普析公司)；Nex ION 300X电感耦合等离子体质谱仪(PE公司)；TB-214电子天平(北京赛多利斯仪器系统有限公司)；PXSJ226离子计(上海精科)，YXLG128型氟离子选择性电极(上海精密科学仪器有限公司)；PXSJ226型离子计(上海精密科学仪器有限公司)；L-180DTH超声波清洗器(上海杰里科技有限公司)；GWA-UN 型Pure water system(北京普析通用)；101B型数显式电热恒温干燥箱(上海沪越科学试验仪器厂)硝酸(优级纯)、过氧化氢、硝酸锶、氧化镁、盐酸、碳酸钙、氯化钠、柠檬酸钠、氢氧化钠试剂均为分析纯(广州化学试剂厂)；冰醋酸为优级纯(天津市福晨化学试剂厂)；实验用水为超纯水。

1.3样品处理头发样品用洗涤剂搅拌清洗，再用温水漂洗至无泡沫，然后依次用蒸馏水、超纯水超声清洗，再置于恒温干燥箱中在60℃下烘干，剪碎，装袋保存于干燥器中。消解时准确称取0.1 g样品，置于聚四氟乙烯(PTFE)消化内胆里，加入1 ml硝酸过夜，次日加入1 ml过氧化氢，组装消解罐，在180℃下高温高压消解4 h。待冷却后取出，定容到25 ml，置于冰箱中(4℃)保存待测。按同样的方法做空白试验。

1.4样品中微量元素含量测定方法依据元素及其含量范围，选用不同方法测定头发样品中12种元素，Fe、Zn、Mn、Ca、Mg，采用火焰原子吸收分光光度法， 在优化的仪器条件下，以标准曲线法测定样品中各元素含量；F采用氟离子选择性电极法，以标准曲线法对样品中氟含量进行测定；Cd、Cr、Cu、Ni、Pb、Sr采用电感耦合等离子体质谱法，使用含24种元素混标配制系列标准溶液，以标准曲线法测定样品中各元素含量。

1.5澄迈长寿村居民头发微量元素谱特征比较头发样品中元素查到的国内外已报道各种人群头发元素含量值为“文献值”〔1，6〕。其中包括一般人群头发元素含量值，分为“文献值(老年)”“文献值(成年)”。

1.6统计学分析应用SPSS19.0进行相关性分析。

2结果

2.1分析方法评价火焰原子吸收分光光度法测定Fe、Zn、Mn、Ca、Mg含量，标准曲线的相关系数(R2)在0.994 0～0.999 2,检测限为0.900～0.955 μg/L,RSD<7.2%，加标回收率为94.7%～105.4% ；离子选择性电极法测定F含量，标准曲线的相关系数(R2)为0.994 1,检测限为0.06 mg/L,RSD<9%，加标回收率为96.8%～104.2% ；电感耦合等离子体质谱法测定Cd、Cr、Cu、Ni、Pb、Sr含量，标准曲线的相关系数(R2)在0.999 6～0.999 9,检测限为0.05～0.09 μg/L，加标回收率为97.5%～105.1%,RSD<9.7%。因此，所用分析方法具有较高的精密度和准确度，方法可靠。

2.2长寿老人头发微量元素谱特征由表2可见，澄迈长寿老人头发Mg和Ca的含量与其他长寿区文献值(长寿)相符，其中Mg含量高于一般人群文献值(老年)，具有高Mg的特征；对于头发Ni、Cr的含量，澄迈长寿老人远高于一般人群文献值(老年)，即呈现高的Ni、Cr；澄迈长寿老人头发Fe、Sr含量高于一般人群文献值(老年)，但低于其他长寿地区文献值(长寿)，呈现偏高的Fe、Sr含量特征；Pb、Mn的含量低于其他长寿地区文献值(长寿)，而与一般人群文献值(老年)一致，属于正常值范围；而Cu、Zn、Cd低于一般人群文献值(老年)和其他长寿区文献值(长寿)，处于明显低值；因此，澄迈长寿老人头发的微量元素谱特征为：高的Mg、Ni、Cr含量，偏高的Fe、Sr含量，正常的Ca、Pb、Mn含量，明显低值的Cu、Zn、Cd含量。见表1。与一般人群文献值(成年)相比，澄迈长寿家庭成年人头发的微量元素谱特征为：高的Sr、Ni、Cr、Mn、Mg含量，正常的Ca、Fe、Pb、Cu含量，低的Zn、Cd含量。见表2。

表1　澄迈长寿老人及成人头发中微量元素含量和与文献值比较 ± s)

-为未检出

2.3长寿村居民头发微量元素含量特征4、6号村长寿老人发Mg含量较高，对应长寿老人男女比例为1∶5；1、2、3号村长寿老人发Mg含量中等，应的男女比例均为2∶4；而5号村长寿老人发Mg含量较低，对应的男女比例为3∶3。呈现出随长寿老人发镁含量下降，男性长寿老人比例上升的趋势，即长寿老人头发中Mg含量和性别有一定的联系。将6个长寿村长寿老人头发中Fe、Ni、Cr、Cu、Pb平均含量进行比较，在长寿老人头发中Fe、Ni、Cr、Cu、Pb五种元素含量均呈现出相对一致的变化：5号村>4、1、6号村>2号村>3号村。观察6个长寿村长寿老人组及成年人组发Pb平均含量数据发现，除去2号村，其他村中长寿老人和成年人发Pb含量的变化趋势相同，即5号村>4号村>1号村>6号村>3号村。澄迈长寿老人组和成人组发Pb含量呈显著正相关(r=0.973)。见表2。

表2　以长寿村为单位居民头发中典型

3讨论

本研究初步得到澄迈长寿村居民头发微量元素谱特征：随长寿老人发镁含量下降，男性长寿老人比例呈上升趋势；长寿老人发元素含量与不同村庄紧密联系，不同家庭成员发Pb含量高度相关，均体现了居住生活环境的重要影响；从成年组到长寿者组，发Zn、F、Cu含量并不突出，但却高度稳定，尤其是Zn，素有‘生命火花’之称，而澄迈长寿居民体内稳定的Zn含量可能对健康长寿产生重要影响，同时Zn、F、Cu三种元素均与癌症和心血管疾病如高血压有着最为密切关系，其对人体健康的影响可能反映出微量元素量微效大的特性。

据资料表明〔1〕，长寿地区头发中微量元素含量具有高Mg、Fe和低Cu的特点，在澄迈长寿村中，高Mg和低Cu的特点较为突出。据统计〔7〕国内共有12类94种疾病与血液、头发、尿液中的多种微量元素含量异常有关，其中最为密切之一则为Cu，如临床上发现糖尿病患者明显高Cu。低Cu与人体健康的关系值得深入研究。Pb、Cd是有害元素，在澄迈长寿老人头发中，Pb、Cd的含量较低，均远低于秦俊发〔8〕认定的我国居民发Pb和发Cd正常值上限，显然对人体健康有利，其特征与澄迈长寿老人头发微量元素谱特征有一定的差异，说明随年龄变大，微量元素的分布发生了一定的变化。但尽管如此，澄迈长寿村居民头发微量元素谱特征仍然具有一致的方面：高的Ni、Cr、Mg含量，正常的Ca、Pb含量，低的Zn、Cd含量。同时，成年人头发具有明显高的Sr、Mn含量，可能与成年人的身体状况相关；而Cu的含量虽不是明显低值但也属于正常值范围；Sr、Mn、Cu则随年龄增大而有所降低。因此，成年人和长寿老人头发元素谱具有一脉相承的基本特征，可能反映了该地区的生态环境特性。这从该地区居民头发元素谱分布模式的比较可进一步说明。澄迈长寿老人头发元素谱分布模式为Mg > Ca >Zn、Fe>Ni、Cr> Cu、Sr> Mn、Pb> F>Cd，而成年人的分布模式为Mg > Ca> Fe、Zn、Sr>Ni、Cr、Cu、Mn、Pb> F>Cd，两者呈现出总体分布模式类似、个别元素含量有交叉，其中交叉元素中含量差异较大的是Sr，该元素含量呈现出成年时高而老年时明显降低的变化。由于长寿老人及其子女辈亲属(含媳妇)都生活在同一家庭，相同的食物来源与环境状况是其头发元素谱分布模式类似的基础，在此基础上，长寿老人与成年人的差异反映了各自的身体特点和生活状态，如年轻人身体功能好、生活流动性大等，具有一定的合理性。

澄迈长寿村Zn、F和Cu含量从成年人组到长寿老人组都显得十分稳定，尤其是Zn的含量，长寿老人组的Zn平均含量还略大于成年人组，说明长寿村居民头发中Zn含量随年龄增长高度稳定，这与通常报道的情况明显不同,即随着人体年龄的增长，人发中的锌含量成正态分布，儿童与老年人缺锌比较严重〔9〕。人体中锌素有生命火花之称， F是形成骨骼和牙齿的必要成分，Cu与多种疾病高度相关，它们都是生命必需元素，其量微效大，长寿村居民头发Zn、F、Cu含量并不突出，但却高度稳定，其健康意义值得深入探讨，本文结果反映出头发元素含量与不同村庄的紧密联系。老人大多生活在村里，一般不离开，受村庄生态环境的影响较大。因此，澄迈长寿老人的长寿与其居住村庄的生态环境状况有一定的联系。本研究以家庭为单位，由于长寿老人及其家庭中的成年人生活在同样环境中，食物和饮用水等相同，导致其家庭成员发铅含量高度相关是合理的，也体现了生活环境及食物等影响的重要性。

4参考文献

1杨维东,刘洁生,彭喜春.微量元素与健康〔M〕.武汉:华中科技大学出版社,2007:155-9.

2刘学莹.原子吸收光谱法测定人体头发中的微量元素锌、铁和钙〔J〕.光谱实验室,2012;29(3):1721-3.

3秦俊法.中国的百岁老人研究V.微量元素——长寿的重要物质基础〔J〕.广东微量元素科学,2008;15(2):15-32.

4黄谋云.澄迈·中国长寿之乡〔M〕.海口:南方出版社，2010:5.

5邓娟.人发微量元素测试的应用及有关问题的探讨〔J〕.地方病通报,2001;16(4):106-7.

6刘百海,朱苏华.老年人头发中微量元素含量的测定与分析〔J〕.中国热带医学,2007;7(4):642-6.

7李淑芹,翟俊民.微量元素与人体健康的关系〔J〕.中国地方病防治杂志,2008;23(6):433-4.

8秦俊发.中国居民的头发铅、镉、砷、汞等正常值上限〔J〕.广东微量元素科学,2004;11(4):29-37.

9黄高明,孙林超.人体头发中锌含量分析研究〔J〕.农产品加工-学刊,2007;11(7):87-9.

〔2013-12-20修回〕

(编辑安冉冉/曹梦园)