Ⅱ型糖尿病患者與健康男性血清中19種微量元素含量對(duì)比

熊 嬋，蔣學(xué)慧，田亞平，馬慶偉，郭廣宏

(1.天津大學(xué)精密儀器與光電子工程學(xué)院，天津 300072；2.Institution of Chemistry, Karl-Franzens University Graz, Graz A-8010；3.解放軍總醫(yī)院生化科，北京 100853；4.毅新博創(chuàng)(北京)生物科技有限公司，北京 102206)

Ⅱ型糖尿病患者與健康男性血清中19種微量元素含量對(duì)比

熊 嬋1,2，蔣學(xué)慧1，田亞平3，馬慶偉4，郭廣宏3

(1.天津大學(xué)精密儀器與光電子工程學(xué)院，天津 300072；2.Institution of Chemistry, Karl-Franzens University Graz, Graz A-8010；3.解放軍總醫(yī)院生化科，北京 100853；4.毅新博創(chuàng)(北京)生物科技有限公司，北京 102206)

微量元素代謝在糖尿病患者中可能發(fā)生了改變，這些元素在糖尿病發(fā)病機(jī)制和發(fā)展中起特定的作用。本工作研究了年齡區(qū)間50～60歲男性Ⅱ型糖尿病患者(95例)與健康人對(duì)照組(91例)的血清微量元素含量的差異。采用微波消解法對(duì)血清中19種微量元素進(jìn)行前處理，稀釋25倍，選擇電感耦合等離子體質(zhì)譜法(ICP-MS)進(jìn)行檢測(cè)。該方法的檢測(cè)限、精密度和重復(fù)性良好，符合血清微量元素的檢測(cè)要求。相比于對(duì)照組，糖尿病患者血清中錳、鈷、銅、鋇和鉛元素的含量相對(duì)較高，釩、鋅、砷、銻和鎢元素的含量相對(duì)較低，而鉻、鐵、鎳、硒、鉬、鎘、錫、汞和鉈元素的含量在糖尿病患者和健康對(duì)照組中無(wú)顯著統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。結(jié)果表明，與糖尿病密切相關(guān)的10種微量元素在年齡區(qū)間50～60歲男性糖尿病患者與健康人之間存在顯著統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。該結(jié)論可為進(jìn)一步研究與微量元素缺乏或者過(guò)量相關(guān)的糖尿病發(fā)病機(jī)制和發(fā)展過(guò)程提供數(shù)據(jù)支持。

微量元素；糖尿??；血清；電感耦合等離子體質(zhì)譜(ICP-MS)

糖尿病是一種慢性病，當(dāng)胰腺不能產(chǎn)生足夠的胰島素或者人體無(wú)法有效地利用所產(chǎn)生的胰島素時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)糖尿病[1]。2012年，全球由糖尿病直接導(dǎo)致死亡的有150萬(wàn)例；2014年，18歲以上成年人中有9%患有糖尿??；世界衛(wèi)生組織預(yù)測(cè)，到2030年，糖尿病將成為人類(lèi)第7個(gè)主要死因[2]。

微量元素對(duì)人體的健康至關(guān)重要，并具有不同的代謝特點(diǎn)和功能[3]。微量元素參與組織、細(xì)胞和亞細(xì)胞的功能結(jié)構(gòu)，其中包括體液和細(xì)胞機(jī)制的免疫調(diào)控、神經(jīng)傳導(dǎo)、肌肉收縮、膜電位法則、線粒體活性和酶的反應(yīng)。如，鉻、錳、鐵、鈷、鋅、硒、銅、鉬是參與人體生化反應(yīng)的微量元素；砷、鎘、汞、鉈、鉛是過(guò)量時(shí)對(duì)人體有毒的微量元素；釩、鎳、錫、銻、鎢、鋇是潛在的人體必需微量元素。研究表明，在糖尿病患者中微量元素的代謝發(fā)生了改變，這些元素可能在糖尿病發(fā)病機(jī)制和發(fā)展中起著特定的作用[4-6]。目前普遍認(rèn)同的觀點(diǎn)是，微量元素的變化可能源于長(zhǎng)期不受控制的高血糖狀態(tài)，也可能是某些微量元素參與了葡萄糖穩(wěn)態(tài)的調(diào)節(jié)過(guò)程[7]。

血液中微量元素分析是疾病診斷和環(huán)境、職業(yè)健康研究的生物監(jiān)測(cè)手段[8]。但由于血液中微量元素的含量很低(ng/L～μg/L級(jí)別)，而且人體血液的基質(zhì)復(fù)雜，給檢測(cè)過(guò)程帶來(lái)了很多不確定的因素。過(guò)去有許多關(guān)于糖尿病患者微量元素的研究，但值得注意的是，類(lèi)似的研究手段得到的結(jié)果差別較大[9]。因此，建立一種穩(wěn)定高效的血清微量元素檢測(cè)方法，研究糖尿病患者的微量元素分布，有助于了解與微量元素相關(guān)的糖尿病發(fā)病機(jī)制。

本研究擬測(cè)定50～60歲男性糖尿病患者和健康人血清中釩、鉻、錳、鐵、鈷、鎳、銅、鋅、砷、硒、鉬、鎘、錫、銻、鋇、鎢、汞、鉈、鉛等19種微量元素含量，以獲得有關(guān)糖尿病患者與健康人微量元素分布的差異，為進(jìn)一步闡述與微量元素相關(guān)的糖尿病發(fā)病機(jī)制提供數(shù)據(jù)支持。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 儀器及工作參數(shù)

Agilent 8800 ICP-QQQ儀器：美國(guó)Agilent公司產(chǎn)品，配有SPS4自動(dòng)進(jìn)樣器，基本參數(shù)設(shè)置列于表1。

由于碰撞反應(yīng)池對(duì)減少干擾、提高元素檢測(cè)限有明顯的幫助。因此，對(duì)于釩、鉻、錳、鐵、鈷、鎳、銅和鋅元素，采用氦氣模式；對(duì)于硒元素，采用氫氣模式；對(duì)于砷元素，采用氧氣模式；其余元素均采用標(biāo)準(zhǔn)模式。

表1 ICP-MS參數(shù)設(shè)置Table 1 Instrumental settings of ICP-MS

1.2 主要材料與試劑

釩、鉻、錳、鐵、鈷、鎳、銅、鋅、砷、硒、鉬、鎘、錫、銻、鋇、鎢、汞、鉈和鉛單標(biāo)液(1 000 mg/L)：美國(guó)Rosa公司產(chǎn)品；ICP multi-element standard solution VI混標(biāo)液：德國(guó)Merck公司產(chǎn)品；1640a天然水(含17種元素標(biāo)定值)：美國(guó)NIST公司產(chǎn)品； ClinChek?-Control, Serum Level I標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)(含17種元素標(biāo)定值)：德國(guó)Recipe公司產(chǎn)品；實(shí)驗(yàn)用超純水：由Milli-Q超純水儀制備；硝酸(Rotipuran?，濃度≥65%)：德國(guó)Roth公司產(chǎn)品，使用時(shí)經(jīng)低沸點(diǎn)蒸餾進(jìn)行純化。

1.3 實(shí)驗(yàn)對(duì)象

95例Ⅱ型糖尿病患者和91例健康志愿者：從中國(guó)人民解放軍總醫(yī)院生化科招募，年齡分布于50～60歲之間，均為男性。所有參與者采血前都沒(méi)有攝入維生素和礦物質(zhì)補(bǔ)充劑。采集的血液經(jīng)30 min凝血后，放入離心機(jī)以3 000 r/min離心，然后將上層血清分裝在1.5 mL離心管內(nèi)，于-80 ℃保存。血清樣本的使用和檢測(cè)經(jīng)中國(guó)人民解放軍總醫(yī)院醫(yī)學(xué)倫理委員會(huì)審核批準(zhǔn)，符合醫(yī)學(xué)倫理的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)定。

1.4 樣品準(zhǔn)備與分析

取400 μL血清，加入2 mL硝酸、1 mL內(nèi)標(biāo)和1 mL超純水，放入微波消解裝置中，于250 ℃、4 MPa條件下消解30 min，消解后的溶液轉(zhuǎn)移至聚丙烯試管中，定容至10 mL。

測(cè)試過(guò)程中所用的空白試劑、標(biāo)準(zhǔn)曲線、標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)和內(nèi)部質(zhì)控品都按照同樣的步驟配制。樣品準(zhǔn)備過(guò)程中所使用的聚丙烯試管均采用10%硝酸浸泡過(guò)夜，并用超純水清洗3遍，待用；消解所用的石英管用5 mL純硝酸于250 ℃，4 MPa條件下消解20 min，然后用超純水清洗3遍，待用。

1.5 樣品測(cè)定

標(biāo)準(zhǔn)曲線用單標(biāo)液混合進(jìn)行配制，對(duì)于血液中含量較高的元素，如鐵、銅、鋅、硒、鋇，7點(diǎn)標(biāo)準(zhǔn)曲線的濃度分別為1、2、5、10、50、100、200 μg/L；對(duì)于血液中含量較低的元素，7點(diǎn)標(biāo)準(zhǔn)曲線的濃度分別為0.01、0.02、0.05、0.1、0.5、1、2 μg/L。選擇銦、鍺、镥、銠4種元素作為內(nèi)標(biāo)，內(nèi)標(biāo)元素在檢測(cè)溶液中的最終濃度為10 μg/L。

1.6 統(tǒng)計(jì)分析

采用安捷倫質(zhì)譜工作站軟件進(jìn)行定量分析，Excel軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與討論

2.1 儀器檢出限和準(zhǔn)確度

本實(shí)驗(yàn)測(cè)定了19種元素的7點(diǎn)標(biāo)準(zhǔn)溶液，得到各元素的相關(guān)系數(shù)和背景等效濃度(BEC)，檢測(cè)限由4次重復(fù)消解空白的平均值加上3倍標(biāo)準(zhǔn)偏差計(jì)算得到。為了檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)曲線的準(zhǔn)確性，采用NIST 1640a天然水作為標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，其標(biāo)定元素的含量范圍、方法的檢測(cè)限及相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差(RSD)列于表2。

由表2可知，19種微量元素的相關(guān)系數(shù)均在0.999 1以上；方法的檢測(cè)限較低(稀釋倍數(shù)25)，其中，鈷、鎘、錫、銻、鎢、鉈和鉛元素低于0.01 μg/L，釩、鉻、錳、砷、硒、鉬、鋇和汞元素低于0.1 μg/L，鐵、鎳、銅和鋅元素低于1 μg/L；對(duì)于背景等效濃度，鉻、鐵、鎳和銅元素低于0.1 μg/L，其余元素均低于0.01 μg/L。結(jié)果表明，各元素均有較好的抑制背景干擾能力；本方法對(duì)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)(天然水)的檢測(cè)結(jié)果良好，錳、鐵、鋅、硒、鎘、鋇、鉈和鉛元素的測(cè)量值均在天然水的標(biāo)定范圍內(nèi)；釩、鈷、銅、砷和鉬元素的RSD小于5%，鉻、鎳、銻元素的RSD小于10%。

表2 相關(guān)系數(shù)，檢測(cè)限，背景等效濃度和標(biāo)準(zhǔn)水檢測(cè)值Table 2 Correlation coefficients, detection limits, background equivalent concentrations and results of reference water

注：√表示檢測(cè)值處于標(biāo)準(zhǔn)品標(biāo)定值范圍之內(nèi)

2.2 標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)和內(nèi)部質(zhì)控品

標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的參考平均值、參考范圍和測(cè)量的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)濃度，以及內(nèi)部質(zhì)控品的測(cè)量平均值和批間變異系數(shù)列于表3。

表3 標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)和內(nèi)部質(zhì)控品Table 3 Reference material and in-house control material

續(xù)表

分別在一個(gè)月內(nèi)的8天測(cè)量?jī)?nèi)部質(zhì)控品，每次測(cè)量3個(gè)重復(fù)樣品，批間變異系數(shù)(VC)由24個(gè)重復(fù)樣品的標(biāo)準(zhǔn)偏差/平均值計(jì)算得到。除錫、鎢、鉛元素在標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)中沒(méi)有參考值外，其余所有元素的測(cè)量結(jié)果均在參考范圍內(nèi)，說(shuō)明該方法的測(cè)量精度良好。對(duì)于內(nèi)部質(zhì)控品，除鉻、鉬、汞和鉛4種元素(鉻15.7%，鉬16.2%，汞13.3%，鉛18.3%)外，其余元素的VC均小于10%，表明該方法具有良好的穩(wěn)定性。

2.3 樣品分析

根據(jù)以上儀器條件和檢測(cè)方法，分別對(duì)糖尿病患者(n=95)和志愿者(n=91)的血清樣本進(jìn)行19種微量元素的測(cè)量，結(jié)果列于表4。

表4 糖尿病患者和健康志愿者的微量元素含量Table 4 Trace elements concentrations of diabetes and healthy controls

注：a表示p<0.01；b表示p<0.05

相比于對(duì)照組，糖尿病患者血清中錳、鈷、銅、鋇和鉛元素的含量相對(duì)較高；釩、鋅、砷、銻和鎢元素的含量相對(duì)較低；而鉻、鐵、鎳、硒、鉬、鎘、錫、汞和鉈元素在對(duì)照組和糖尿病患者中的含量無(wú)顯著統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。

本研究發(fā)現(xiàn)，錳、鈷、銅、鋇和鉛等元素的含量在糖尿病人中較高。Nicoloff等[10]發(fā)現(xiàn)，錳是葡萄糖激酶的激活劑，直接影響葡萄糖的生成，錳可以直接作用于胰腺，促使胰島素分泌，還可以激活丙酸酮羧化酶及其他與糖代謝有關(guān)的酶。Ward等[11]研究表明，糖尿病患者的鈷和鋇元素含量高于對(duì)照組；Kazi等[12]觀察到銅含量在糖尿病患者中較高。銅具有類(lèi)似胰島素的性質(zhì)，能夠促進(jìn)脂肪的生成[13]。過(guò)量攝入銅會(huì)增加糖尿病患者的并發(fā)癥風(fēng)險(xiǎn)，如大血管病變、微血管病變、高膽固醇癥和高血壓癥都與銅的積累有關(guān)。研究人員還發(fā)現(xiàn)，鉛在糖尿病患者的不同生物樣本中(如血液、血清和頭發(fā))均比對(duì)照組含量高[14-16]。

本研究發(fā)現(xiàn)，釩、鋅、砷、銻和鎢等元素的含量在糖尿病患者中較低。Chen等[7]發(fā)現(xiàn)，糖尿病患者中的釩含量低于對(duì)照組，與本實(shí)驗(yàn)的結(jié)果一致。釩能夠影響糖代謝的各個(gè)方面，包括葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)、糖酵解、葡萄糖氧化和糖原合成[18]。釩具有類(lèi)似胰島素的作用，并能增加組織對(duì)胰島素的敏感性，口服釩酸鈉能降糖。Ekin等[19]觀察到鋅在糖尿病患者中含量較低。鋅在葡萄糖代謝中起重要的作用，鋅作為細(xì)胞內(nèi)的輔酶因子，可能參與蛋白質(zhì)、脂質(zhì)和糖的代謝過(guò)程[20]。鋅有助于肌肉和脂肪細(xì)胞對(duì)葡萄糖的利用率，直接參與糖的氧化功能，鋅也能協(xié)助葡萄糖在細(xì)胞膜上的轉(zhuǎn)運(yùn)。Kuo等[21]研究結(jié)果支持了長(zhǎng)期砷暴露與糖尿病之間的關(guān)系。砷元素會(huì)影響胰島素受體和葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)功能，氧化苯砷、三價(jià)砷形成穩(wěn)定的循環(huán)硫代亞砷酸鹽配合鄰位或成對(duì)的硫基細(xì)胞蛋白質(zhì)，該化合物顯示出抑制脂肪細(xì)胞葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)的能力。

另外，研究結(jié)果還顯示，鐵、鎳、硒、鉬、鎘、錫、汞和鉈元素的含量在對(duì)照組和糖尿病患者中無(wú)顯著統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。Forte等[9]發(fā)現(xiàn)，糖尿病患者和健康對(duì)照組之間血液中的鐵濃度并沒(méi)有顯著統(tǒng)計(jì)學(xué)差異，糖尿病人的血汞略高于健康人，但不明顯。鐵可能導(dǎo)致氧化損傷的發(fā)生和發(fā)展，也可能對(duì)血糖控制產(chǎn)生負(fù)面作用。Serdar等[14]觀察到硒在糖尿病患者和健康人之間不存在顯著統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。硒具有類(lèi)似胰島素作用，缺硒是胰島素?fù)p害的原因之一，補(bǔ)硒可顯著提高血清胰島素水平。Zima等[22]觀察到鉻含量在糖尿病患者和健康人之間不存在顯著統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。鉻是葡萄糖耐量因子的重要活性成分，長(zhǎng)期缺鉻可引起糖尿病糖耐量降低，胰腺分泌胰島素能力減弱[23]。Ward等[11]研究結(jié)果表明，糖尿病患者中鎳和錫元素的含量與健康人不存在顯著統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。鎳具有誘導(dǎo)高血糖癥，增加肝臟糖酵解和胰高血糖素釋放，減少葡萄糖的外周利用率，并誘導(dǎo)糖異生的能力[24]。Kuo等[25]觀察到鎘含量在糖尿病患者和健康人之間不存在顯著統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。鎘可能是某些類(lèi)型糖尿病發(fā)展的因素之一，鎘和高血糖癥存在協(xié)同作用以導(dǎo)致腎損傷的可能性[26]。Flores等[27]發(fā)現(xiàn)，糖尿病患者的鉬元素含量高于健康人，但不存在顯著統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。鉬至少是3個(gè)重要酶系統(tǒng)中的重要組成部分，即黃嘌呤氧化酶、醛氧化酶和亞硫酸鹽氧化酶，這些酶系統(tǒng)已被證明在碳水化合物代謝和鐵的利用功能中發(fā)揮關(guān)鍵作用。Moon等[15]觀察到汞含量在糖尿病患者和健康人之間不存在顯著統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。汞可以通過(guò)多種途徑改變胰島β細(xì)胞的功能，引起血糖升高[28]。

近年來(lái)，微量元素代謝與糖尿病的密切關(guān)系已經(jīng)引起人們的廣泛關(guān)注，多達(dá)15種微量元素可能參與糖尿病的代謝過(guò)程。本研究結(jié)果顯示，有10種微量元素在糖尿病患者和健康志愿者之間表現(xiàn)出顯著統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。對(duì)比本研究結(jié)果與近年來(lái)關(guān)于糖尿病患者微量元素的研究，發(fā)現(xiàn)多數(shù)元素都與文獻(xiàn)結(jié)果一致，但以往不同文獻(xiàn)之間仍存在研究手段類(lèi)似，而結(jié)果相反的情況。因此，在下一步的工作中，應(yīng)當(dāng)從抽樣方法、飲食習(xí)慣、居住環(huán)境、血糖控制情況、臨床并發(fā)癥、遺傳學(xué)、患者年齡和性別等方面進(jìn)行分析，并在設(shè)計(jì)糖尿病患者與健康人對(duì)比實(shí)驗(yàn)時(shí)，進(jìn)一步控制抽樣條件，以得到糖尿病患者與健康人之間血液微量元素差異性結(jié)論。

3 結(jié)論

本研究在Agilent 8800 ICP-MS儀器平臺(tái)上建立了一種檢出限低、準(zhǔn)確度高、精密度好、操作簡(jiǎn)便的血清微量元素檢測(cè)方法，對(duì)95例糖尿病患者和91例健康人血清中19種微量元素進(jìn)行檢測(cè)。通過(guò)對(duì)檢測(cè)結(jié)果的分析發(fā)現(xiàn)，相比于對(duì)照組，糖尿病患者血清中錳、鈷、銅、鋇和鉛元素的含量相對(duì)較高，釩、鋅、砷、銻和鎢元素的含量相對(duì)較低，鉻、鐵、鎳、硒、鉬、鎘、錫、汞和鉈元素的含量在對(duì)照組和糖尿病患者之間無(wú)顯著統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。結(jié)果表明，與糖尿病密切相關(guān)的10種微量元素在年齡區(qū)間50～60歲男性糖尿病患者與健康人之間存在顯著統(tǒng)計(jì)學(xué)差異，這一結(jié)論有助于了解與微量元素缺乏或者過(guò)量相關(guān)的糖尿病發(fā)病機(jī)制，可為進(jìn)一步闡述與微量元素相關(guān)的糖尿病發(fā)病機(jī)制和發(fā)展過(guò)程提供數(shù)據(jù)支持，并為利用微量元素預(yù)防和控制糖尿病提供理論基礎(chǔ)。

致謝：感謝格拉茨大學(xué)分析化學(xué)系提供的儀器平臺(tái)，試劑及標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)支持。

[1] ALBERTI K G M M, ZIMMET P Z. Definition, diagnosis and classification of diabetes mellitus and its complications. Part 1: diagnosis and classification of diabetes mellitus. Provisional report of a WHO consultation[J]. Diabetic Medicine, 1998, 15(7): 539-553.

[2] MATHERS C D, LONCAR D. Projections of global mortality and burden of disease from 2002 to 2030[J]. Plos Med, 2006, 3(11): e442.

[3] MATSUMURA M, NAKASHIMA A, TOFUKU Y. Electrolyte disorders following massive insulin overdose in a patient with Type 2 diabetes[J]. Internal Medicine, 2000, 39(1): 55-57.

[4] BADRAN M, MORSY R, SOLIMAN H, et al. Assessment of trace elements levels in patients with Type 2 diabetes using multivariate statistical analysis[J]. Journal of Trace Elements in Medicine and Biology, 2016, 33: 114-119.

[5] FATANI S H, SALEH S A K, ADLY H M, et al. Trace element alterations in the hair of diabetic and obese women[J]. Biological Trace Element Research, 2016: 1-8.

[6] KHAN F A, AL JAMEIL N, ARJUMAND S, et al. Comparative study of serum copper, iron, magnesium, and zinc in Type 2 diabetes-associated proteinuria[J]. Biological Trace Element Research, 2015, 168(2): 321-329.

[7] MOORADIAN A D, MORLEY J E. Micronutrient status in diabetes mellitus[J]. The American Journal of Clinical Nutrition, 1987, 45(5): 877-895.

[9] FORTE G, BOCCA B, PERUZZU A, et al. Blood metals concentration in Type 1 and Type 2 diabetics[J]. Biological Trace Element Research, 2013, 156(1/2/3): 79-90.

[10]NICOLOFF G, MUTAFTCHIE V K, STR-ASHIMIROV D, et al. Serum manganese in children with diabetes mellitus Type 1[J]. Diabetol Croat, 2004, 33(2): 47-51.

[11]WARD M I, PIM B. Trace element concentrations in blood plasma from diabetic patients and normal individuals[J]. Biological Trace Element Research, 1984, 6(6): 469-487.

[12]KAZI T G, AFRIDI H I, KAZI N, et al. Copper, chromium, manganese, iron, nickel, and zinc levels in biological samples of diabetes mellitus patients[J]. Biological Trace Element Research, 2008, 122(1): 1-18.

[13]WALTER R M, URIU-HARE J Y, OLIN K L, et al. Copper, zinc, manganese, and magnesium status and complications of diabetes mellitus[J]. Diabetes Care, 1991, 14(11): 1 050-1 056.

[14]SERDAR M, BAKIR F, HASIMI A, et al. Trace and toxic element patterns in nonsmoker patients with noninsulin-dependent diabetes mellitus, impaired glucose tolerance, and fasting glucose[J]. International Journal of Diabetes in Developing Countries, 2009, 29(1): 35-40.

[15]MOON S S. Association of lead, mercury and cadmium with diabetes in the Korean population: the Korea National Health and Nutrition Examination Survey (KNHANES) 2009-2010[J]. Diabetic Medicine, 2013, 30(4): e143-e148.

[16]AFRIDI H I, KAZI T G, KAZI N, et al. Evaluation of status of toxic metals in biological samples of diabetes mellitus patients[J]. Diabetes Research and Clinical Practice, 2008, 80(2): 280-288.

[17]CHEN H, TAN C. Prediction of type 2 diabetes based on several element levels in blood and chemometrics[J]. Biological Trace Element Research, 2012, 147(1/2/3): 67-74.

[18]CAM M C, BROWNSEY R W, MCNEILL J H. Mechanisms of vanadium action: insulin-mimetic or insulin-enhancing agent?[J]. Canadian Journal of Physiology and Pharmacology, 2000, 78(10): 829-847.

[19]EKIN S, MERT N, GUNDUZ H, et al. Serum sialic acid levels and selected mineral status in patients with Type 2 diabetes mellitus[J]. Biological Trace Element Research, 2003, 94(3): 193-201.

[21]KUO C C, HOWARD B V, UMANS J G, et al. Arsenic exposure, arsenic metabolism, and incident diabetes in the strong heart study[J]. Diabetes Care, 2015, 38(4): 620-627.

[22]ZIMA T, MESTEK O, TESAR V, et al. Chromium levels in patients with internal diseases[J]. IUBMB Life, 1998, 46(2): 365-374.

[23]MERTZ W. Chromium in human nutrition: a review[J]. J Nutr, 1993, 123(4): 626-633.

[24]TIKARE S N, DAS GUPTA A, DHUNDASI S A, et al. Effect of antioxidants I-ascorbic acid and alpha-tocopherol supplementation in nickel-exposed hyperglycemic rats[J]. Journal of Basic and Clinical Physiology and Pharmacology, 2008, 19(2): 89-102.

[25]KUO C C, MOON K, THAYER K A, et al. Environmental chemicals and Type 2 diabetes: an updated systematic review of the epidemiologic evidence[J]. Current Diabetes Reports, 2013, 13(6): 831-849.

[26]EDWARDS J R, PROZIALECK W C. Cadmium, diabetes and chronic kidney disease[J]. Toxicology and Applied Pharmacology, 2009, 238(3): 289-293.

[27]FLORES C R, PUGA M P, WROBEL K, et al. Trace elements status in diabetes mellitus Type 2: possible role of the interaction between molybdenum and copper in the progress of typical complications[J]. Diabetes Research and Clinical Practice, 2011, 91(3): 333-341.

[28]CHEN Y W, YANG C Y, HUANG C F, et al. Heavy metals, islet function and diabetes development[J]. Islets, 2009, 1(3): 169-176.

Concentrations of 19 Trace Elements in Type Ⅱ Diabetes Compared with Healthy Male Controls

XIONG Chan1,2, JIANG Xue-hui1, TIAN Ya-ping3, MA Qing-wei4, GUO Guang-hong3

(1.DepartmentofPrecisionInstrumentandOpto-ElectronicsEngineering,TianjinUniversity,Tianjin300072,China;2.InstitutionofChemistry,Karl-FranzensUniversityGraz,GrazA-8010,Austria;3.DepartmentofClinicalBiochemistry,ChinesePLAGeneralHospital,Beijing100853,China;4.BioyongTechnologyInc,Beijing102206,China)

There are increasing evidences showing that the metabolism of trace elements in diabetic patients has being varied. These elements might play some specific roles in the pathogenesis of diabetes and its development. The differences of human serum trace element concentration between age range of 50-60 years old male with type 2 diabetes (95 cases) and healthy control group (91 cases) were studied. Concentrations of 19 trace elements in the serum samples were determined with acid assist microwave digestion by inductively coupled plasma mass spectrometry (ICP-MS) platform with a dilution factor of 25. The detection limit, precision and reproducibility were proved sufficient to serum trace element measurement. Compared with the control group, the patients of diabetes have higher concentration of elements Mn, Co, Cu, Ba, Pb and have lower concentration of elements V, Zn, As, Sb, W, there is no significant statistical differences between the diabetic patients and the healthy control group of elements Cr, Fe, Ni, Se, Mo, Cd, Sn, Hg, Tl. The results show that there are 10 trace elements which closely related to the diabetes mellitus have significant statistical concentration differences between the diabetic patients and the healthy control group with the age range of 50-60 years old male. This conclusion is helpful to study further on the pathogenesis of diabetes-related diseases which related on excess or deficiency of trace elements in the human serum, and also offer data support to further elaborate mechanisms and the development of diabetes which related with trace elements in the human serum.

trace elements; diabetes; serum; inductively coupled plasma mass spectrometry (ICP-MS)

2016-04-20;

2016-06-18

國(guó)家863計(jì)劃(2014AA022305，2014AA020901)資助

熊 嬋(1986—)，女(漢族)，湖北宜昌人，博士后，分析化學(xué)專(zhuān)業(yè)。E-mail: chinaxc@tju.edu.cn

郭廣宏(1974—)，男(漢族)，河北大城人，從事臨床檢測(cè)研究。E-mail: 1974ggh@sina.com

時(shí)間：2016-12-28；

http:∥www.cnki.net/kcms/detail/11.2979.TH.20161228.0934.016.html

O657.63

A

1004-2997(2017)02-0195-08

10.7538/zpxb.youxian.2016.0060