成年人发样中镁、铝、锌、铁、铜和锰元素水平检测及其与腹型肥胖的相关性分析

李 卓，李 璐，王长聪，邵梦云，王琳博，李 波

(吉林大学公共卫生学院，吉林 长春130021)

成年人发样中镁、铝、锌、铁、铜和锰元素水平检测及其与腹型肥胖的相关性分析

李 卓#，李 璐#，王长聪，邵梦云，王琳博，李 波*

(吉林大学公共卫生学院，吉林 长春130021)

目的 了解成年人发样中镁、铝、锌、铁、铜和锰元素水平，探讨各元素含量与腹型肥胖的相关性。方法 采用随机整群抽样的方法，以问卷调查、体格检查和实验室检测(ICP-MS测定发样中镁、铝、锌、铁、铜和锰元素水平)相结合的方式，收集吉林省靖宇、东辽和长岭县657名成年人的有效数据。结果 不同性别成年人发样中镁、铝、锌、铁和锰元素含量比较差异有统计学意义(P<0.05)，不同年龄段的成年人发样中，各元素含量比较，其差异均有统计学意义(P<0.05)。腹型肥胖组各矿物质元素水平均低于正常组，且差异均具有统计学意义(P<0.05)。采用Spearman相关分析，结果显示镁、铝、锌、铁、铜和锰元素均与腹型肥胖呈负相关(r=-0.120,P=0.002；r=-0.200,P<0.001；r=-0.091,P=0.020；r=-0.162,P<0.001；r=-0.088,P=0.024；r=-0.135,P=0.001)。控制其他元素的影响后，二元Logistic回归分析结果显示铜、铝和锌元素与腹型肥胖呈负相关。结论 人体矿物质元素水平受性别和年龄的影响。腹型肥胖者发样中镁、铝、锌、铁、铜和锰元素水平明显降低。

镁；铝；锌；铁；铜；锰；腹型肥胖

(ChinJLabDiagn,2017,21:1307)

近些年来，随着全球经济的快速增长和居民生活水平的提高，人民的生活方式和膳食结构发生了巨大的改变，从而导致肥胖问题日益突出。一项汇总分析显示，在1975年至2014年期间，全球的男性肥胖率已从3.2%增长至10.8%，女性肥胖率也从6.4%增长至14.9%；若按现有的增长速度，预计在2025年男性和女性的肥胖率将分别达到18%和21%[1]。在国内，中国健康营养调查(China Health and Nutrition Survey,CHNS)表明，从1993年至2009年，成年人超重率/肥胖率从13.4%增加至26.4%[2]。肥胖作为糖尿病、心血管疾病及其他代谢性疾病和肿瘤的潜在危险因素[3，4]，不仅威胁着人类的健康，更是带来了沉重的疾病经济负担[5]。由此可见，肥胖已成为影响生命质量和社会发展的重要公共卫生问题。大量的已有研究表明，肥胖的发病机制多涉及体内相关物质的代谢失常或紊乱，而矿物质元素作为酶的重要组成成分在人体内新陈代谢活动中发挥重要作用[6]。镁(Mg)、铝(Al)、锌(Zn)、铁(Fe)、铜(Cu)和锰(Mn)元素均是人体所必需的矿物质元素，既往研究表明：矿物质元素在糖代谢和脂代谢中起到重要的作用[7，8]。目前关于肥胖的研究大多是以体质指数(BMI)判别，而对腹型肥胖的研究较少。而脂肪在腹腔内肠系膜、内脏器官以及主动脉周围囤积的肥胖即为腹型肥胖[9]，该定义更具病理意义。且人群中有相当比例的人群属于BMI正常的腹型肥胖者[10]，因此对于腹型肥胖的危险因素探索显得尤为重要。本研究旨在了解成年人发样中矿物质元素水平和腹型肥胖的相关性，进一步探讨腹型肥胖者发样中矿物质元素水平变化，为制定以营养和生活方式干预为核心的肥胖/超重管理提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 调查对象 采用随机整群抽样的方法选择吉林省靖宇县、东辽县和长岭县作为研究区，并从中随机选择657名18-79岁常住社区居民中近期无烫染发且无重大疾病者作为研究对象。

1.2 方法

1.2.1 调查方法 采用问卷调查和体格检查相结合的方式，收集调查对象人口学特征(年龄、性别、地区、民族、文化程度、职业、婚烟状况)，使用统一标准化仪器进行体格检查(腰围、臀围)，并采集发根部发样，装入封袋内编号待用。腹型肥胖分类标准按照腹型肥胖：达到以下任一标准即诊断为腹型肥胖：男性WHR>0.9，女性 WHR>0.8，WHtR>0.5，男性 WC>85 cm，女性 WC>80 cm。

1.2.2 样品测定 将采集的发样洗净晾干，剪碎为1-2 mm，准确称取样品(0.1000±0.0003)g于洁净的试管中，加入69.0%-70.0%的浓硝酸1 ml，采用湿法消解，将样品置于140℃的电热消解器中加热4 h，待样品消解完全后取出冷却至室温，用去离子水定容至20 ml，应用美国铂金帕尔默公司生产的ELAN DRC-e型电感耦合等离子质谱仪(ICP-MS)进行发样中矿物质水平测定。

1.2.3 质量控制 调查前对调查员进行统一培训并进行预调查；使用统一标准的腰围和臀围测量仪器，；检验仪器设备通过国家计量认证；实验前均进行预实验，规范实验操作，遵守操作流程；所有数据均采用双录入制。

1.2.4 统计方法 采用SPSS20.0统计软件进行统计学分析。计数资料以率和构成比表示；采用M和QL,QU描述集中趋势和离散趋势；研究对象各元素水平比较采用秩和检验；各元素和腹型肥胖的相关性分析采用Speaman相关分析；并采用Logistic回归寻找腹型肥胖的独立危险因素并探索矿物质元素和腹型肥胖的关联。

2 结果

2.1 调查对象一般情况 本研究共调查657名18-79岁的成年人，平均年龄(48.3±12.6)岁。其中，男性417名(63.5%)，女性240名(36.5%)。根据WHO关于腹型肥胖的分类标准，腹型肥胖的患病率分别为男性45.1%、女性73.8%。腹型肥胖组与正常组在年龄、性别、地区、文化程度、职业和婚姻状况等人口学特征方面有统计学差异(P<0.05)。见表1。

表1 腹型肥胖组和正常组的基线特征

*缺失值

2.2 调查对象发样中矿物质元素水平 不同性别成年人发样中镁、铝、锌、铁和锰元素含量比较，差异均有统计学意义(P<0.05)。其中男性发样中铝和铁元素含量高于女性(P<0.05),而镁、锌和锰元素含量均低于女性(P<0.05)。不同年龄段成年人发样中这六种元素含量比较均有统计学意义，其中，锌和铜元素水平随年龄的增长而逐渐降低，其它元素水平随年龄的增长达到峰值后逐渐降低。见表2。

表2 657名成年人发样中矿物质元素含量

2.3 腹型肥胖组和正常组矿物质元素水平 腹型肥胖组镁、铝、锌、铁、铜和锰和元素水平均低于正常组，且组间比较差异均具有统计学意义(P<0.05)。

表3 正常组和腹型肥胖组的矿物质元素含量比较

*以M(Q)表示元素含量

2.4 研究对象发样中矿物质元素水平和腹型肥胖的相关性 采用Spearman相关分析，结果显示镁、铝、锌、铁、铜和锰元素均与腹型肥胖呈负相关(r=-0.120,P=0.002；r=-0.200,P<0.001；r=-0.091,P=0.020；r=-0.162,P<0.001；r=-0.088,P=0.024；r=-0.135,P=0.001)。见表4。对这六种元素采用二元Logistic回归分析，在控制其它元素的影响后，铜、铝和锌元素与腹型肥胖呈负相关。见表5。

表4 腹型肥胖和六种元素水平的相关分析

表5 腹型肥胖和六种元素水平的二元Logistic回归分析

3 讨论

研究结果表明，在成年男性发样中锰和镁元素含量低于女性，可能是由于女性不均衡饮食而导致的铁吸收障碍以及月经期失铁过多造成的。既往有针对儿童血锰水平的研究表明男性发样中锰和镁元素含量低于女性[11]，但尚缺乏对于成人可参比的研究数据。老年人各元素含量处于各年龄段最低水平，这可能与老年人饮食结构改变，体内激素水平下降及代谢功能减低有关。两项结论均与舒画[12]的研究结果相符。

本研究结果显示腹型肥胖与铝元素水平呈负相关。同样，镁元素与腹型肥胖呈负相关，这与Iwona Rotter等的研究结果相符[13]，这可能与镁是代谢综合征的保护性因素有关[14]。

本研究结果显示肥胖者体内锌元素水平低，这与白玲[15]等的研究结果相符，但与Kim HN[16]等的研究结果有差异。国内外研究结果对于肥胖者体内锌含量高低一直存在分歧，这可能与各研究人群存在人口学差异等因素有关。

铁离子能启动脂质过氧化造成血脂代谢紊乱。孙榕[17]等对BMI正常的人进行研究显示，腹型肥胖组铁元素摄入明显低于正常组，与本研究结果相符。以上均提示腹型肥胖者要注意补充铁元素。

铜元素可参与体内多种生化过程，与肥胖息息相关。Choi MK[18]研究发现，铜与代谢综合征呈负相关,这与本研究结果相符。

本研究中成年人发样中锰元素水平与腹型肥胖呈负相关，与既往研究得出的肥胖组锰元素水平低[19]的研究结果相一致，进一步提示了低锰可能是腹型肥胖的危险因素。

综上所述，发样中各元素水平均与腹型肥胖有关联，尤其是铝、锌和铜元素，要注意通过饮食结构和生活方式的调整维持体内各矿物质元素水平的均衡。但是，本研究为横断面分析，要想确定这几种矿物质元素对于腹型肥胖的病因学意义，还需前瞻性研究来进一步探索，从而为以营养和生活方式为主的干预措施提供科学依据。

[1]NCD Risk Factor Collaboration.Trends in adult body-mass index in 200 countries from 1975 to 2014:a pooled analysis of 1698 population-based measurement studies with 19.2 million participants[J].The Lancet,2016,387(10026):1377.

[2]中国超重/肥胖医学营养治疗专家共识(2016年版)[J].糖尿病天地(临床),2016,(09):395.

[3]周 婷,刘 祥,李晓松,等.中国人群2型糖尿病影响因素的Meta分析[J].中华流行病学杂志,2016,37(5):730.

[4]中华医学会心血管病学分会高血压学组.肥胖相关性高血压管理的中国专家共识[J].中华心血管病杂志,2016,44(3):212.

[5]李 青,蔡 乐,崔文龙,等.云南省大姚县归因于肥胖的高血压疾病经济负担研究[J].现代预防医学,2016,(03):467,485.

[6]李 伟,唐认桥,吴建新.蛋白质组学在肥胖症研究中的应用[J].现代生物医学进展,2016,(19):3771.

[7]杨朝菊,侯冬利,王晓昆,等.血脂异常类型和微量元素的相关性研究[J].医学与哲学(B),2015,(10):62.

[8]杜 坤,王庆雄,梁小红.微量元素锌在肥胖中的作用[J].实用医学杂志,2014,(16):2673.

[9]孙博喻,张 冰,林志健,等.腹型肥胖的研究进展[J].中华中医药学刊,2015,(01):80.

[10]鹿子龙,陈先献,任 杰,等.山东省成人体质指数、腰围与血压、血糖及血脂关系分析[J].预防医学论坛,2016,(03):177,187.

[11]梁美玲,刘志宝,梁栋伟,等.佛山市南海区0-6岁儿童血液中镁、锰元素水平分析[J].国际检验医学杂志,2013,(16):2119.

[12]舒 画.人体成分与营养元素分析及其与代谢综合征的关系[D].中国人民解放军医学院,2013.

[13]Rotter I,Kosik-Bogacka D,Dogowska B,et al.Relationship between serum magnesium concentration and metabolic and hormonal disorders in middle-aged and older men[J].Magnesium research,2015,28(3):99.

[14]Pereira CD,Monteiro R,Martins MJ.Further insights into the metabolically healthy obese phenotype:the role of magnesium[J].European journal of internal medicine,2014,25(9):e105.

[15]白 玲,陈军建.不同程度单纯性肥胖儿童锌水平及其与胰岛素抵抗的关系[J].江苏大学学报(医学版),2011,(05):419.

[16]Kim HN,Song SW,Choi WS.Association between serum zinc level and body composition:The Korean National Health and Nutrition Examination Survey[J].Nutrition,2016,32(3):332.

[17]孙 榕,薛丽霞.正常BMI腹型肥胖者胰岛素抵抗、血脂及营养素摄入与正常体型人群的差异分析[J].世界最新医学信息文摘,2016,(17):81,89.

[18]Choi MK,Bae YJ.Relationship between dietary magnesium,manganese,and copper and metabolic syndrome risk in Korean adults:the Korea National Health and Nutrition Examination Survey (2007-2008)[J].Biological trace element research,2013,156(1-3):56.

[19]高 静,李晓岚,谢自敬.新疆维吾尔族居民矿物质摄入量与肥胖相关性研究[J].中国卫生产业,2012,(17):143.

The levels of Mg,Al,Zn,Fe,Cu and Mn in adult hair samples and their correlation with abdominal obesity

LIZhuo#,LILu#,WANGChang-cong,etal.

(JilinUniversitySchoolofPublicHealth,Changchun130021,China)

Objective To know the levels of Mg,Al,Zn,Fe,Cu and Mn elements in the hair of adults,and explore their correlation with abdominal obesity.Methods The data was acquired by questionnaire survey,physical examination and laboratory tests(ICP-MS was used to detected the levels of Mg,Al,Zn,Fe,Cu and Mn elements in hair) from 657adults,which were sampled through random cluster sampling method.Results There were significant difference of the levels of Mg,Al,Zn,Fe and Mn elements in hair of the adults with different gender(P<0.05).The levels of all six kinds of elements in hair of the adults with various age groups were different significantly(P<0.05).The levels of all mineral elements in abdominal obesity group were below normal group’s level with statistical significance.The spearman correlation analyses suggested that Mg,Al,Zn,Fe,Cu and Mn elements had negative correlation with abdominal obesity(r=-0.120,P=0.002；r=-0.200,P<0.001；r=-0.091,P=0.020；r=-0.162,P<0.001；r=-0.088,P=0.024；r=-0.135,P=0.001).Controlling the effect of other elements,Log-binomial regression analyses indicated that Al,Zn,and Cu were negatively related to abdominal obesity.Conclusion The levels of mineral elements in human are affected by gender and age.The levels of Mg,Al,Zn,Fe,Cu and Mn elements in the hair of abdominal obesity group are obviously lower.

Mg；Al；Zn；Fe；Cu；Mn；abdominal obesity

吉林省卫生厅科研基金资助课题(2011Z116)；吉林大学“大学生创新创业训练计划”项目(2015721021)

1007-4287(2017)08-1307-04

R446.1

A

李卓(1994-)，女，湖北孝感人，2013级预防医学本科生，主要从事预防医学研究；李璐(1992-)，女，山东德州人，硕士研究生，主要从事流行病学调查研究；通讯作者：李波(1963-)，女，吉林东丰人，硕士生导师，主要从事临床流行病学、慢性流行学研究。

2017-03-15)

#共同第一作者；*通讯作者