澄邁長(zhǎng)壽村居民頭發(fā)中微量元素譜特征

澄邁長(zhǎng)壽村居民頭發(fā)中微量元素譜特征

于洋王雅娟肖鈺杰賀楊洋羅盛旭

(海南大學(xué)材料與化工學(xué)院海南大學(xué)熱帶生物資源教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，海南?？?70228)

摘要〔〕目的研究澄邁長(zhǎng)壽村居民頭發(fā)微量元素譜特征。方法選擇澄邁6個(gè)長(zhǎng)壽村，每村選取6個(gè)長(zhǎng)壽家庭，采集長(zhǎng)壽老人(90～110歲)及其成年親屬(40～60歲)頭發(fā)樣品，檢測(cè)樣品中12種微量元素含量，對(duì)長(zhǎng)壽老人及其成年親屬以及相關(guān)文獻(xiàn)等頭發(fā)元素譜數(shù)據(jù)進(jìn)行比較。結(jié)果澄邁長(zhǎng)壽老人頭發(fā)元素譜特征為：高的Mg、Ni、Cr，偏高的Fe、Sr，正常的Ca、Pb、Mn，明顯低值的Cu、Zn、Cd，其中高M(jìn)g和低Cu的特點(diǎn)較為突出。而長(zhǎng)壽家庭成年人發(fā)元素譜特征為：高的Sr、Ni、Cr、Mn、Mg，正常的Ca、Fe、Pb、Cu，低的Zn、Cd。頭發(fā)元素譜分布模式比較，長(zhǎng)壽組為Mg > Ca >>Zn、Fe>Ni、Cr> Cu、Sr> Mn、Pb> F>Cd，成年組為Mg > Ca >> Fe、Zn、Sr>Ni、Cr、Cu、Mn、Pb> F>Cd，兩者總體分布類似、個(gè)別元素分布有交叉，Sr含量差異較大。從成年組到長(zhǎng)壽組，發(fā)Zn、F、Cu含量并不突出，但卻高度穩(wěn)定，尤其是Zn。結(jié)論澄邁長(zhǎng)壽村居民居住生活環(huán)境對(duì)其身體有影響，生命火花Zn元素有待進(jìn)一步深入研究。

關(guān)鍵詞〔〕長(zhǎng)壽；頭發(fā)；微量元素

中圖分類號(hào)〔〕R161.7〔

基金項(xiàng)目：國(guó)家自然科學(xué)基金(20867001)；海南省教育廳高等學(xué)?？茖W(xué)研究項(xiàng)目(Hjkj2013-01)

通訊作者：羅盛旭(1964-)，男，博士，教授，碩士生導(dǎo)師，主要從事微量元素及生物利用性、環(huán)境化學(xué)研究。

第一作者：于洋(1989-)，女，碩士，主要從事微量元素及生物利用性研究、環(huán)境化學(xué)研究。

微量元素指的是在人體內(nèi)含量低于人體質(zhì)量的萬(wàn)分之一的元素，它們量微效大，與人體健康和疾病有著密切的聯(lián)系，尤其是一些必需微量元素，是人體生長(zhǎng)、發(fā)育和生命活動(dòng)所不可缺少的〔1，2〕。對(duì)中國(guó)長(zhǎng)壽地區(qū)和百歲老人進(jìn)行的流行病學(xué)調(diào)查及實(shí)驗(yàn)研究表明，微量元素在長(zhǎng)壽形成的過(guò)程中起著極為重要的作用〔3〕。海南澄邁縣于2009年榮膺“中國(guó)長(zhǎng)壽之鄉(xiāng)”稱號(hào)〔4〕，截至2011年12月，在澄邁56萬(wàn)總?cè)丝谥校贇q老人有205人，百歲老人占比遠(yuǎn)遠(yuǎn)高出國(guó)際自然醫(yī)學(xué)會(huì)關(guān)于長(zhǎng)壽之鄉(xiāng)的標(biāo)準(zhǔn)(7位百歲老人/10萬(wàn))。人體頭發(fā)中微量元素的含量可以較真實(shí)地反映出人體的營(yíng)養(yǎng)狀況、疾病與人們生活環(huán)境的關(guān)系〔5〕，本研究探討澄邁長(zhǎng)壽村居民頭發(fā)的微量元素譜特征。

1對(duì)象與方法

1.1研究對(duì)象以分布于澄邁北、中、南的6個(gè)長(zhǎng)壽村為對(duì)象，包括花場(chǎng)村(1)、黃竹村(2)、高山朗村(3)、橫灘村(4)、羅驛村(5)和三多村(6)，其中(1)村靠海、(4)和(6)村靠江，代表了澄邁長(zhǎng)壽村的基本生態(tài)環(huán)境特征。每個(gè)村選擇6戶長(zhǎng)壽家庭，以家庭為單位采集長(zhǎng)壽老人(90～110歲)及其子女輩親屬(40～60歲，含子女或媳婦)頭發(fā)，分為“老人組”和“成年組”，共獲取了36位老人組(男14位和女22位)和35位成年組(男17位和女18位)的頭發(fā)樣品，計(jì)71件。采集樣品時(shí)，用剪刀緊貼頭皮枕部剪取頭發(fā)一撮，約2 g，置于樣品袋中保存帶回實(shí)驗(yàn)室。

1.2儀器與試劑TAS-990火焰原子吸收光譜儀(北京普析公司)；Nex ION 300X電感耦合等離子體質(zhì)譜儀(PE公司)；TB-214電子天平(北京賽多利斯儀器系統(tǒng)有限公司)；PXSJ226離子計(jì)(上海精科)，YXLG128型氟離子選擇性電極(上海精密科學(xué)儀器有限公司)；PXSJ226型離子計(jì)(上海精密科學(xué)儀器有限公司)；L-180DTH超聲波清洗器(上海杰里科技有限公司)；GWA-UN 型Pure water system(北京普析通用)；101B型數(shù)顯式電熱恒溫干燥箱(上海滬越科學(xué)試驗(yàn)儀器廠)硝酸(優(yōu)級(jí)純)、過(guò)氧化氫、硝酸鍶、氧化鎂、鹽酸、碳酸鈣、氯化鈉、檸檬酸鈉、氫氧化鈉試劑均為分析純(廣州化學(xué)試劑廠)；冰醋酸為優(yōu)級(jí)純(天津市福晨化學(xué)試劑廠)；實(shí)驗(yàn)用水為超純水。

1.3樣品處理頭發(fā)樣品用洗滌劑攪拌清洗，再用溫水漂洗至無(wú)泡沫，然后依次用蒸餾水、超純水超聲清洗，再置于恒溫干燥箱中在60℃下烘干，剪碎，裝袋保存于干燥器中。消解時(shí)準(zhǔn)確稱取0.1 g樣品，置于聚四氟乙烯(PTFE)消化內(nèi)膽里，加入1 ml硝酸過(guò)夜，次日加入1 ml過(guò)氧化氫，組裝消解罐，在180℃下高溫高壓消解4 h。待冷卻后取出，定容到25 ml，置于冰箱中(4℃)保存待測(cè)。按同樣的方法做空白試驗(yàn)。

1.4樣品中微量元素含量測(cè)定方法依據(jù)元素及其含量范圍，選用不同方法測(cè)定頭發(fā)樣品中12種元素，F(xiàn)e、Zn、Mn、Ca、Mg，采用火焰原子吸收分光光度法， 在優(yōu)化的儀器條件下，以標(biāo)準(zhǔn)曲線法測(cè)定樣品中各元素含量；F采用氟離子選擇性電極法，以標(biāo)準(zhǔn)曲線法對(duì)樣品中氟含量進(jìn)行測(cè)定；Cd、Cr、Cu、Ni、Pb、Sr采用電感耦合等離子體質(zhì)譜法，使用含24種元素混標(biāo)配制系列標(biāo)準(zhǔn)溶液，以標(biāo)準(zhǔn)曲線法測(cè)定樣品中各元素含量。

1.5澄邁長(zhǎng)壽村居民頭發(fā)微量元素譜特征比較頭發(fā)樣品中元素查到的國(guó)內(nèi)外已報(bào)道各種人群頭發(fā)元素含量值為“文獻(xiàn)值”〔1，6〕。其中包括一般人群頭發(fā)元素含量值，分為“文獻(xiàn)值(老年)”“文獻(xiàn)值(成年)”。

1.6統(tǒng)計(jì)學(xué)分析應(yīng)用SPSS19.0進(jìn)行相關(guān)性分析。

2結(jié)果

2.1分析方法評(píng)價(jià)火焰原子吸收分光光度法測(cè)定Fe、Zn、Mn、Ca、Mg含量，標(biāo)準(zhǔn)曲線的相關(guān)系數(shù)(R2)在0.994 0～0.999 2,檢測(cè)限為0.900～0.955 μg/L,RSD<7.2%，加標(biāo)回收率為94.7%～105.4% ；離子選擇性電極法測(cè)定F含量，標(biāo)準(zhǔn)曲線的相關(guān)系數(shù)(R2)為0.994 1,檢測(cè)限為0.06 mg/L,RSD<9%，加標(biāo)回收率為96.8%～104.2% ；電感耦合等離子體質(zhì)譜法測(cè)定Cd、Cr、Cu、Ni、Pb、Sr含量，標(biāo)準(zhǔn)曲線的相關(guān)系數(shù)(R2)在0.999 6～0.999 9,檢測(cè)限為0.05～0.09 μg/L，加標(biāo)回收率為97.5%～105.1%,RSD<9.7%。因此，所用分析方法具有較高的精密度和準(zhǔn)確度，方法可靠。

2.2長(zhǎng)壽老人頭發(fā)微量元素譜特征由表2可見(jiàn)，澄邁長(zhǎng)壽老人頭發(fā)Mg和Ca的含量與其他長(zhǎng)壽區(qū)文獻(xiàn)值(長(zhǎng)壽)相符，其中Mg含量高于一般人群文獻(xiàn)值(老年)，具有高M(jìn)g的特征；對(duì)于頭發(fā)Ni、Cr的含量，澄邁長(zhǎng)壽老人遠(yuǎn)高于一般人群文獻(xiàn)值(老年)，即呈現(xiàn)高的Ni、Cr；澄邁長(zhǎng)壽老人頭發(fā)Fe、Sr含量高于一般人群文獻(xiàn)值(老年)，但低于其他長(zhǎng)壽地區(qū)文獻(xiàn)值(長(zhǎng)壽)，呈現(xiàn)偏高的Fe、Sr含量特征；Pb、Mn的含量低于其他長(zhǎng)壽地區(qū)文獻(xiàn)值(長(zhǎng)壽)，而與一般人群文獻(xiàn)值(老年)一致，屬于正常值范圍；而Cu、Zn、Cd低于一般人群文獻(xiàn)值(老年)和其他長(zhǎng)壽區(qū)文獻(xiàn)值(長(zhǎng)壽)，處于明顯低值；因此，澄邁長(zhǎng)壽老人頭發(fā)的微量元素譜特征為：高的Mg、Ni、Cr含量，偏高的Fe、Sr含量，正常的Ca、Pb、Mn含量，明顯低值的Cu、Zn、Cd含量。見(jiàn)表1。與一般人群文獻(xiàn)值(成年)相比，澄邁長(zhǎng)壽家庭成年人頭發(fā)的微量元素譜特征為：高的Sr、Ni、Cr、Mn、Mg含量，正常的Ca、Fe、Pb、Cu含量，低的Zn、Cd含量。見(jiàn)表2。

表1　澄邁長(zhǎng)壽老人及成人頭發(fā)中微量元素含量和與文獻(xiàn)值比較 ± s)

-為未檢出

2.3長(zhǎng)壽村居民頭發(fā)微量元素含量特征4、6號(hào)村長(zhǎng)壽老人發(fā)Mg含量較高，對(duì)應(yīng)長(zhǎng)壽老人男女比例為1∶5；1、2、3號(hào)村長(zhǎng)壽老人發(fā)Mg含量中等，應(yīng)的男女比例均為2∶4；而5號(hào)村長(zhǎng)壽老人發(fā)Mg含量較低，對(duì)應(yīng)的男女比例為3∶3。呈現(xiàn)出隨長(zhǎng)壽老人發(fā)鎂含量下降，男性長(zhǎng)壽老人比例上升的趨勢(shì)，即長(zhǎng)壽老人頭發(fā)中Mg含量和性別有一定的聯(lián)系。將6個(gè)長(zhǎng)壽村長(zhǎng)壽老人頭發(fā)中Fe、Ni、Cr、Cu、Pb平均含量進(jìn)行比較，在長(zhǎng)壽老人頭發(fā)中Fe、Ni、Cr、Cu、Pb五種元素含量均呈現(xiàn)出相對(duì)一致的變化：5號(hào)村>4、1、6號(hào)村>2號(hào)村>3號(hào)村。觀察6個(gè)長(zhǎng)壽村長(zhǎng)壽老人組及成年人組發(fā)Pb平均含量數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，除去2號(hào)村，其他村中長(zhǎng)壽老人和成年人發(fā)Pb含量的變化趨勢(shì)相同，即5號(hào)村>4號(hào)村>1號(hào)村>6號(hào)村>3號(hào)村。澄邁長(zhǎng)壽老人組和成人組發(fā)Pb含量呈顯著正相關(guān)(r=0.973)。見(jiàn)表2。

表2　以長(zhǎng)壽村為單位居民頭發(fā)中典型

3討論

本研究初步得到澄邁長(zhǎng)壽村居民頭發(fā)微量元素譜特征：隨長(zhǎng)壽老人發(fā)鎂含量下降，男性長(zhǎng)壽老人比例呈上升趨勢(shì)；長(zhǎng)壽老人發(fā)元素含量與不同村莊緊密聯(lián)系，不同家庭成員發(fā)Pb含量高度相關(guān)，均體現(xiàn)了居住生活環(huán)境的重要影響；從成年組到長(zhǎng)壽者組，發(fā)Zn、F、Cu含量并不突出，但卻高度穩(wěn)定，尤其是Zn，素有‘生命火花’之稱，而澄邁長(zhǎng)壽居民體內(nèi)穩(wěn)定的Zn含量可能對(duì)健康長(zhǎng)壽產(chǎn)生重要影響，同時(shí)Zn、F、Cu三種元素均與癌癥和心血管疾病如高血壓有著最為密切關(guān)系，其對(duì)人體健康的影響可能反映出微量元素量微效大的特性。

據(jù)資料表明〔1〕，長(zhǎng)壽地區(qū)頭發(fā)中微量元素含量具有高M(jìn)g、Fe和低Cu的特點(diǎn)，在澄邁長(zhǎng)壽村中，高M(jìn)g和低Cu的特點(diǎn)較為突出。據(jù)統(tǒng)計(jì)〔7〕國(guó)內(nèi)共有12類94種疾病與血液、頭發(fā)、尿液中的多種微量元素含量異常有關(guān)，其中最為密切之一則為Cu，如臨床上發(fā)現(xiàn)糖尿病患者明顯高Cu。低Cu與人體健康的關(guān)系值得深入研究。Pb、Cd是有害元素，在澄邁長(zhǎng)壽老人頭發(fā)中，Pb、Cd的含量較低，均遠(yuǎn)低于秦俊發(fā)〔8〕認(rèn)定的我國(guó)居民發(fā)Pb和發(fā)Cd正常值上限，顯然對(duì)人體健康有利，其特征與澄邁長(zhǎng)壽老人頭發(fā)微量元素譜特征有一定的差異，說(shuō)明隨年齡變大，微量元素的分布發(fā)生了一定的變化。但盡管如此，澄邁長(zhǎng)壽村居民頭發(fā)微量元素譜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。同時(shí)，成年人頭發(fā)具有明顯高的Sr、Mn含量，可能與成年人的身體狀況相關(guān)；而Cu的含量雖不是明顯低值但也屬于正常值范圍；Sr、Mn、Cu則隨年齡增大而有所降低。因此，成年人和長(zhǎng)壽老人頭發(fā)元素譜具有一脈相承的基本特征，可能反映了該地區(qū)的生態(tài)環(huán)境特性。這從該地區(qū)居民頭發(fā)元素譜分布模式的比較可進(jìn)一步說(shuō)明。澄邁長(zhǎng)壽老人頭發(fā)元素譜分布模式為Mg > Ca >Zn、Fe>Ni、Cr> Cu、Sr> Mn、Pb> F>Cd，而成年人的分布模式為Mg > Ca> Fe、Zn、Sr>Ni、Cr、Cu、Mn、Pb> F>Cd，兩者呈現(xiàn)出總體分布模式類似、個(gè)別元素含量有交叉，其中交叉元素中含量差異較大的是Sr，該元素含量呈現(xiàn)出成年時(shí)高而老年時(shí)明顯降低的變化。由于長(zhǎng)壽老人及其子女輩親屬(含媳婦)都生活在同一家庭，相同的食物來(lái)源與環(huán)境狀況是其頭發(fā)元素譜分布模式類似的基礎(chǔ)，在此基礎(chǔ)上，長(zhǎng)壽老人與成年人的差異反映了各自的身體特點(diǎn)和生活狀態(tài)，如年輕人身體功能好、生活流動(dòng)性大等，具有一定的合理性。

澄邁長(zhǎng)壽村Zn、F和Cu含量從成年人組到長(zhǎng)壽老人組都顯得十分穩(wěn)定，尤其是Zn的含量，長(zhǎng)壽老人組的Zn平均含量還略大于成年人組，說(shuō)明長(zhǎng)壽村居民頭發(fā)中Zn含量隨年齡增長(zhǎng)高度穩(wěn)定，這與通常報(bào)道的情況明顯不同,即隨著人體年齡的增長(zhǎng)，人發(fā)中的鋅含量成正態(tài)分布，兒童與老年人缺鋅比較嚴(yán)重〔9〕。人體中鋅素有生命火花之稱， F是形成骨骼和牙齒的必要成分，Cu與多種疾病高度相關(guān)，它們都是生命必需元素，其量微效大，長(zhǎng)壽村居民頭發(fā)Zn、F、Cu含量并不突出，但卻高度穩(wěn)定，其健康意義值得深入探討，本文結(jié)果反映出頭發(fā)元素含量與不同村莊的緊密聯(lián)系。老人大多生活在村里，一般不離開(kāi)，受村莊生態(tài)環(huán)境的影響較大。因此，澄邁長(zhǎng)壽老人的長(zhǎng)壽與其居住村莊的生態(tài)環(huán)境狀況有一定的聯(lián)系。本研究以家庭為單位，由于長(zhǎng)壽老人及其家庭中的成年人生活在同樣環(huán)境中，食物和飲用水等相同，導(dǎo)致其家庭成員發(fā)鉛含量高度相關(guān)是合理的，也體現(xiàn)了生活環(huán)境及食物等影響的重要性。

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〔2013-12-20修回〕

(編輯安冉冉/曹夢(mèng)園)