学术报告厅

Studies on the relationship between micronutrient status and growth velocity in preschool children
 
1、中国预防医学科学院营养与食品卫生研究所,北京 100050
2、天津市卫生学环境医学研究所, 天津 300050
  摘要:本研究旨在通过动物实验,比较观察维生素A、钙和锌单独缺乏或联合缺乏对骨和机体生长发育的影响;并从形态学、病理学以及生化改变等方面探讨其作用特点及有关机制;同时通过现场膳食干预实验,证明联合补充这些营养素对儿童生长发育的有益作用以及适宜的补充方式,从而为我国学龄前儿童合理补充营养、促进其健康成长提供科学依据。研究包括以下3个实验:
1几种营养素联合缺乏影响大鼠生长的比较研究
   实验结果表明,锌、钙、维生素A三种营养素联合缺乏对动物生长速度的影响在5个实验组中最为严重,明显低于对照组;锌和维生素A缺乏引起的生长迟缓虽然较锌、钙和维生素A缺乏组稍轻,但其影响程度超过锌-钙缺乏组和钙-维生素A缺乏组大鼠,与对照组比较也呈现明显降低趋势。另一方面,在两种营养素联合缺乏的3个实验组中,锌-钙缺乏动物的骨径、骨重和骨矿物质含量最低,而钙-维生素A缺乏组的骨抗张强度最小。
2补充锌、钙、维生素A对儿童生长速度的影响
  儿童补充锌或锌-钙后可使其身高增加速度得到显著提高,超过对照组和生长迟缓组(分别为7.84和7.70厘米/年对7.48与6.74 厘米/年),提示锌是改善儿童生长迟缓的主要营养素;补充锌-钙-维生素A 或者钙-维生素A ,可以明显加快儿童的体重增长速度,分别为2.57千克/年和2.77千克/年, 而对照组和生长迟缓组的为2.48和2.19千克/年。此外,补充这些微量营养素后,儿童的患病率和平均患病天数都显著下降。
3三种营养素单独缺乏对大鼠生长发育的影响及其机制研究
  本研究的实验资料提示,与钙和维生素A缺乏相比,锌缺乏是引起动物骨发育延迟及生长缓慢的主要因素;研究从有关激素和酶的调节作用、骨组织形态学变化、骨胶原合成、骨的矿化和成熟等方面探讨了这三种微量营养素影响动物生长的不同机制。
  
The purpose of the present study is to observe and compare the effects of vitamin A-, Zinc- and calcium-deficiency, as well as the joint deficiency of these nutrients on the body development of growing rats, and to observe the beneficial effects of supplementation of these micronutrients on children growth, to learn the mechanisms of the nutrients influencing bone development related to morphologic, pathologic and biochemical changes, and to provide scientific evidence for the adequate nutritional intervention of preschool children.
   The following three parts were included in this research.
   1. Effects of the joint deficiency of zinc, vitamin A and calcium on rat growth. It was shown that the growth velocity of zinc- calcium- and vitamine A-deficient (ZCA) animals were most seriously affected by nutrition deficiency among the 5 groups. The connection deficiency of Zn-VA rats had more retarded growth than that of Ca-VA and Zn-Ca rats. However the bone mineral content, bone weight and radius of ZC animals and the broken strength of bone in CA group were the lowest levels among the 3 groups of two nutrient-deficiency.
   2. Effects of supplementation of zinc,calcium and vitamine A on growing velocity of the children.
   The children supplemnted with Zn or Zn-Ca had higher height velocity than those of control and stunning groups (7.84 and 7.70cm/y, versus 7.48 and 6.74cm/y), which indicated that supplementation of zinc played more important roles in body height increase. The weight velocity of the children supplemented with Zn-Ca-VA or Ca-VA, got more weight increase than those of control and stunning groups (2.57 and 2.77 kg/y,versus 2.48 and 2.19 kg/y); In addition, the morbidity and average illness days of all children were decreased after supplementation with these nutrients.
   3. Effects of separate deficiency of the nutrients on rat growth and the related mechanisms.
   The results showed that insufficient intake of zinc was the major factor inducing delayed bone development and growth retardation compared with calcium- and vitamine A-deficiency .The mechanisms responsible for rat growth retardation of the separate deficiency of the three nutrients were discussed in the present study, which were involved in regulation of hormones and enzymes, bone cell proliferation and bone histomorphometric changes, protein synthesis, mineralization and maturation of bone and so on.


   我国90年代进行的全国营养状况调查资料提示:与WHO标准及发达国家比较,生长发育迟缓仍然是中国儿童存在的严重问题。5岁以下儿童生长发育迟缓的发生率平均为357%左右;此外,儿童膳食中某些微量营养素摄入水平普遍较低,尤其是锌、钙、维生素A的摄入处在缺乏状态,分别仅达到RDA相应标准的48%、50%、56%。本研究针对我国部分少年儿童同时存在着微量营养素边缘缺乏以及生长发育迟缓的问题,通过现场人体试验,从体格测量、骨和智力发育、生化检测等方面系统探讨单独或联合补充微量营养素锌、钙和维生素A对儿童生长发育的作用,以及对儿童常见疾病发生率的影响。同时进行动物实验,观察比较维生素A、锌和钙三种营养素单独缺乏或联合缺乏对生长期动物发育状况的影响;并从骨形态计量、病理改变、生化检测等方面探讨营养缺乏影响骨发育的作用环节及其机制;通过上述研究,系统了解影响我国儿童发育的主要营养因素及其作用特点,以便为儿童合理补充营养、改善其生长发育迟缓的现状提供科学依据。

1 几种营养素联合缺乏影响大鼠生长的比较研究

11 实验材料和方法
   选用生长期健康Wistar大鼠,每组10只,雌雄各半。以AIN-93 配方为依据, 配制锌、钙、维生素A三种营养素联合缺乏的大鼠饲料,其中包括:锌-钙缺乏(ZC)、锌-维生素A缺乏(ZA)、钙-维生素A缺乏(CA)和锌-钙-维生素A全部缺乏(ZCA)以及基础饲料(Ctr)等共5种饲料。 在纯净环境中用上述饲料分别饲养实验大鼠两个月,建立营养缺乏动物模型。饲养期间定期进行饲料摄取量、身长、体重的测量;动物处死后测定骨长度、骨径、骨重、骨抗张强度及脏器重量;并对骨矿物元素含量、胶原蛋白和血清有关激素进行生化分析。
12 研究结果锌、钙、维生素A 联合缺乏对实验大鼠生长情况的影响如表1~表3所示。

表1 营养素联合缺乏对大鼠身长增加的影响(X±S,cm)

时间

ZAC

ZA

ZC

CA

CTR

初始

16.3 ± 0.63

16.5 ± 0.64

16.4 ± 0.65

16.2 ± 0.69

16.2 ± 0.74

6 周

18.2 ± 0.29**

18.7 ± 0.92**

19.8 ± 0.98**

21.6 ± 0.80*

22.9 ± 0.74


表2 营养素联合缺乏对大鼠股骨发育的影响(X±S)

分组

ZAC

ZA

ZC

CA

CTR

骨长 ( cm )

2.66 ± 0.07**

2.78 ± 0.12**

2.90 ± 0.10*

2.99 ± 0.12*

3.16 ± 3.17

骨径 ( cm )

0.26 ± 0.02**

0.25 ± 0.02 **

0.27 ± 0.04**

0.30 ± 0.04*

0.35 ± 0.40

骨重 ( g )

0.50 ± 0..05 **

0.53 ± 0..04 **

0.52 ± 0.04 **

0.58 ± 0.0 6 **

0.78 ± 0..05

表3 联合缺乏对大鼠骨骼胶原蛋白含量及抗张强度的影响(X±S)

指标

ZAC

ZA

ZC

CA

CTR

羟脯氨酸( mg/g )

9.08 ± 0.65**

9.60 ± 1.10*

10.68 ± 1.10

10.50 ± 0.52

11.54 ± 1.17

抗张强度( kg )

2.10 ± 0.48**

2.48 ± 0.25**

2.36 ± 0.33**

2.24 ± 0.24**

3.30 ± 0.42

   从实验动物的身长增加速度、骨骼发育情况综合评价,可以看到钙、锌、维生素A这几种微量营养素的联合缺乏都对大鼠生长速度产生了不同程度的影响。与对照组比较,三种营养素都缺乏的ZCA组动物生长状况最差。
   两种营养素联合缺乏组与对照组比较,ZA缺乏组所受影响比较严重。在身长、体重、骨长度、胶原蛋白合成,以及骨钙素和甲状旁腺激素含量等方面的指标都低于CA 和 ZC组。在这三个组中,ZC组大鼠骨生长也受到营养缺乏比较严重的影响,多数测定指标都比CA 组低,有些指标低于ZA和CA两个组。例如,ZC组的骨矿物质含量、骨重量和骨径都属于三个组的最低值。
   CA组动物的生长状况受到营养缺乏的影响较小,但是该组动物骨的抗张强度测定值低于另外两个组。
   上述研究资料表明, 锌、钙、维生素A三种营养素缺乏或其中任何两者的联合缺乏都可以影响动物的骨发育和身体增长;在两种营养素联合缺乏的情况下,锌和维生素A缺乏、锌和钙缺乏对骨发育及生长速度的影响最严重,是实验动物生长延迟的主要因素;锌和维生素A的联合缺乏主要妨碍骨胶原合成和骨长度的增加,而锌和钙的联合缺乏主要限制骨矿化过程,使骨重量下降;钙和维生素A的联合缺乏对生长速度的影响较小。

2 联合补充锌、钙、维生素A对儿童生长发育和患病率的影响

21 实验对象
   选择身高低于WHO标准ISD的3~5岁儿童156人作为试验组,随机分为试验对照组、补充锌组、补充锌钙组、补充锌钙维生素A组、补充钙维生素A组,同时随机抽取身高正常的儿童作为正常对照,共6组。各组儿童在性别、年龄、膳食营养素摄入等方面有良好的可比性。按以上分组每周5天分别对儿童进行微量营养素的补充,时间持续12个月。
   在补充营养素后的3个月、6个月、9个月、12个月时对儿童进行体格测量、血清生化指标测定、疾病调查、膳食调查和智力测验。
22 补充营养素剂量和方式(表4)

表4 人体实验分组及营养补充情况

组 别

对象条件

补充的营养素含量

Zn(mg)

Ca(mg)

V A ( μ g)

正常对照

实验对照

+Zn

+ZnCa

+ZnCaV A

+CaV A

正常儿童

生长缓慢

生长缓慢

生长缓慢

生长缓慢

生长缓慢

0

0

3.5

3.5

3.5

0

0

0

0

250

250

250

0

0

0

0

200

200

补充时间为1998年11月~1999年10月,每周5天,持续12个月。各组每天补充的营养素剂量见下表。试验的前6个月以奶粉形式进行补充,后6个月以营养片剂进行补充。
23 观察指标
   (1) 体格检查:儿童补充营养素期间,定期测量身高、体重、上臂围、坐高
   (2) 骨检查:对儿童右手腕部进行X片拍摄,分析骨龄和骨钙化程度
   (3) 膳食调查:72h询问法
   (4) 智力测验:用首都儿研所编制的学龄前儿童50项智能筛查表
   (5) 健康情况:保健员跟踪记录儿童的健康情况;每3个月对儿童父母调查该儿童的患病情况,包括儿童腹泻、呼吸道感染 皮肤疾病、患病次数与天数。
   (6) 血液生化指标:血红蛋白, 血清碱性磷酸酶、生长激素、锌、钙和维生素
24 主要研究结果
   (1) 补充微量营养素对儿童生长发育的影响
   观察对象的体格测量指标的变化见表5和表6。由表可见,补充微量营养素锌钙维生素A组和补充钙维生素A组的儿童体重增长速度分别达到255 千克/年和257 千克/年,高于实验对照组的219千克/年,也高于1988年九市调查和WHO参考值中4岁男孩的体重增加速度(19千克/年和20千克/年),提示补充锌钙维生素A及补充钙维生素A可促进儿童体重增长速度,其中维生素A起重要作用。补充锌和补充锌钙可使生长缓慢儿童身高增长速度达到784厘米/年和770 厘米/年,明显高于实验对照组儿童的身高增长速度(674厘米/年),并且各补充组的HAZ增加值均比实验对照组高,提示补锌或补充锌钙对身高增长速度有明显促进作用。

表5 观察对象补充营养素前后的身高和HAZ的变化(X±SD)

组 别

身高( cm )

H A Z

初始值

增长值

初始值

增长值

正常对照

实验对照

+Zn

+ZnCa

+ZnCaV A

+CaV A

99.52 ± 4.30 a

96.73 ± 4.36 b

95.99 ± 4.96 b

96.56 ± 4.73 b

95.15 ± 7.29 b

95.70 ± 3.56 b

7.48 ± 1.04 ab

6.74 ± 1.10 b

7.84 ± 1.12 a

7.70 ± 1.63 a

7.42 ± 1.04 ab

7.47 ± 1.51 ab

-0.33 ± 0.51 a

-1.56 ± 0.55 b

-1.58 ± 0.44 b

-1.42 ± 0.48 b

-1.48 ± 0.58 b

-1.49 ± 0.50 b

0.14 ± 0.16 b

0.08 ± 0.32 c

0.34 ± 0.25 a

0.30 ± 0.32 ab

0.20 ± 0.15 ab

0.23 ± 0.34 ab

表6 观察对象补充营养素前后的体重和WAZ的变化(X±SD)

组 别

体重( kg )

W A Z

初始值

增长值

初始值

增长值

正常对照

实验对照

+Zn

+ZnCa

+ZnCaV A

+CaV A

14.87 ± 1.11 a

14.58 ± 1.49 ab

14.09 ± 1.36 ab

14.47 ± 1.36 ab

13.78 ± 1.70 b

13.79 ± 1.14 b

2.48 ± 1.01

2.19 ± 1.08

2.17 ± 0.62

2.05 ± 1.29

2.57 ± 1.22

2.77 ± 1.02

-0.59 ± 0.58 a

-1.16 ± 0.46 b

-1.29 ± 0.63 b

-1.06 ± 0.68 b

-1.31 ± 0.63 b

-1.37 ± 0.66 b

0.33 ± 0.54 ab

0.25 ± 0.51 ab

0.29 ± 0.31 ab

0.05 ± 0.62 b

0.43 ± 0.59 a

0.58 ± 0.49 a

   各试验组的血清生化指标结果表明,血清锌在试验前后的变化有显著差异(方差分析,P=0012)。将血清生化指标与体格测量结果进行相关分析,证实血清锌的变化与身高的变化有密切关系(P=003)。
   (2) 补充微量营养素对骨龄的影响
   在补充开始和结束时对参加实验的儿童拍腕部X片测量骨龄评价其骨发育期变化,结果如表7。正常对照组的骨龄与生活年龄之差小于实验组儿童的差值,说明正常对照组儿童骨龄发育较正常,而实验组儿童骨龄发育有一定程度的滞后,比生活年龄小05~08岁。各组儿童在补充前、后各组骨龄无差异,骨龄的增长值各组之间差异也无统计学意义。提示补充营养素维持儿童骨发育正常,不加速骨的成熟,因而不影响个体以后的身高增长。

表7 观察对象补充营养素前后的骨龄变化(X±SD,岁)

组 别

骨龄与年龄之差

补充前

补充后

骨龄增长值

正常对照

实验对照

+Zn

+ZnCa

+ZnCaV A

+CaV A

-0.1 ± 0.8

-0.8 ± 1.1

-0.6 ± 0.9

-0.5 ± 1.0

-0.6 ± 0.7

-0.7 ± 0.9

3.82 ± 1.07

3.39 ± 1.02

3.37 ± 1.08

3.87 ± 1.11

3.61 ± 1.08

3.46 ± 1.22

4.85 ± 1.10

4.37 ± 1.00

4.28 ± 1.05

4.70 ± 1.05

4.54 ± 1.28

4.32 ± 1.22

1.03 ± 0.55

0.98 ± 0.54

0.91 ± 0.53

0.83 ± 0.37

0.93 ± 0.57

0.86 ± 0.65


  (3) 补充微量营养素对智力的影响
   按照首都儿研所编制的50项智能筛查表,在营养补充开始和结束时对儿童进行智力测验。结果发现补充前各组儿童的能力商都属于正常,各组间差异无显著性(P>005)。干预后各补充营养组能商差异与对照组相比有增加趋势,但无统计学显著性差异 。
   在动物实验中锌与脑功能的关系较明确,在此次人体干预试验中难以观察到阳性结果,可能因为人体缺锌时常伴有不同程度多种营养素的缺乏,也可能影响实验效果。所以补充后不易对智力产生较明显作用。另一方面儿童智力本身的发育是一个比较复杂过程,它受遗传、家庭、学校、社会环境等多种因素的影响。营养只能在一定程度上对智力产生影响。因此对锌与智力的关系,尚需进一步研究。
   (4)补充微量营养素对儿童发病的影响
   锌通过多种途径对儿童疾病产生作用,锌的缺乏可导致皮肤和粘膜的表皮细胞的损伤,在动物实验中也可观察缺锌导致胃肠道呼吸道的损伤,易导致皮肤的疾病、呼吸道和胃肠道的疾病发生。而且锌参与核酸和蛋白质的合成,使受伤的皮肤和粘膜不易修复,导致胃肠道、呼吸道疾病的病程延长。
   维生素A通过以下途径对疾病产生作用:1促进细胞的分化,缺锌可使呼吸道上皮细胞角化和失去纤毛,致使呼吸道抵抗力降低,易被细菌侵袭,特别是儿童可因此引起支气管炎。2参与机体的免疫反应,动物实现表明补充维生素A可明显增加大鼠的胸腺重量、肺巨噬细胞数目、巨噬细胞吞噬功能及NO2的分泌。许多研究证明维生素A对免疫器官、细胞免疫功能、非特异性免疫功能及细胞因子都有影响作用。
   本研究结果显示,补充营养素组儿童的平均患病天数为13~15天/年,明显低于对照组的23天/年,补充锌及补充锌钙维生素A总患病次数为15~2次/年,明显少于对照组的33次/年。补充锌、补充锌钙维生素A及补充钙维生素A可减少呼吸道感染的患病次数。补充锌、补充锌钙可减少皮肤疾病的患病次数和天数。补充营养素对儿童腹泻发病的影响不明显(表8)。
表8 观察对象疾病年平均患病次数的比较(X±SD,次/人年)

组 别

人数

呼吸道感染

腹泻

皮肤病

总次数

正常对照

实验对照

+Zn

+ZnCa

+ZnCaV A

+CaV A

29

22

33

33

24

26

2 . 47 ± 1.90 a

1.72 ± 1.66 ab

1.54 ± 1.92 b

1.84 ± 2.10 ab

1.29 ± 1.33 b

1.34 ± 1.62 b

0 . 07 ± 0.25 ab

0.18 ± 0.39 a

0.06 ± 0.24 b

0.06 ± 0.24 b

0.08 ± 0.28 ab

0.15 ± 0.46 ab

0 . 24 ± 0.57 ab

0.36 ± 0.65 a

0.03 ± 0.17 b

0.06 ± 0.24 b

0.08 ± 0.28 ab

0.15 ± 0.46 ab

3.58 ± 3.25 a

3.31 ± 2.57 a

2.00 ± 2.09 b

2.28 ± 2.20 ab

1.58 ± 1.41 b

2.11 ± 2.02 ab

纵栏内上标若含相同字母者表示两组比较差异显著性。3 锌、钙或VA单独缺乏对大鼠生长的影响及有关机制研究

31 实验材料和方法
   实验包括锌、钙、VA的单独缺乏组(ZD、CD、AD),与其相应的对喂组(ZP、CP、AP),以及对照组(Ctr),共7组动物。对喂组动物摄取基础饲料,但其摄入量要与相应的缺乏组保持相同,以排除饲料摄取量不同对测定指标的影响。
   实验动物为生长期Wistar大鼠,每组10只,雌雄各半,在纯净环境中分别饲养上述饲料两个月。喂养42天后对实验动物灌胃,进行四环素荧光双标记。10d后取血、活杀并留取骨、肝脏、脑组织样品。其中骨样品分为4个部分:第一部分与肝、脑样品同时进行生化分析;第二部分经染色、脱水、包埋后,制作骨磨片,进行图象分析和形态计量学测定;第三部分骨样品用来检测抗张强度;第四部分观察病理学变化。

32 实验观察指标
   (1)实验动物生长发育有关指标
   饲养期间定期进行饲料摄取量、身长、体重的测量;学习记忆能力测定;
   动物处死后测定骨长度、骨径、骨重、骨抗张强度及脏器重量;
   (2)骨样品的病理形态学指标:骨形态计量学图象分析, 骨病理观察;
   (3) 血液和骨生化指标: 血清骨钙素、甲状旁腺激素、生长激素、降钙素含量测定;骨特异性碱性磷酸酶活性测定; 骨胶原蛋白含量测定及矿物元素分析。
   (4) 脑组织核酸和蛋白质含量测定
33 实验结果
   三种营养素缺乏对实验动物生长发育、有关激素水平和骨组织形态学的影响见表 9~表12所列结果。

表9 锌、钙、维生素A缺乏对实验动物生长速度的影响(X±S)

身 长

CTR

ZD

CD

AD

开 始

16.2 ± 0.74

16.5 ± 0.70

16.7 ± 0.28

16.4 ± 0.70

6 周

22.9 ± 0.74

19.9 ± 1.61 **

21.7 ± 0.59

21.6 ± 1.01

   实验结果显示,在本研究涉及的三种营养素中,锌缺乏是影响动物骨发育和生长速度最主要的因素。缺锌动物的摄食量与对喂组完全一致,但是缺锌动物的骨长度、身长、及骨锌磷含量都低于对喂组;如果再加上缺锌引起食欲降低的因素(和对照组比较),缺锌除了对骨直径未见明显影响以外,其他的测定指标均出现不良改变。
   实验大鼠缺钙后对食欲、体重、骨长度以及身长的影响程度比缺锌较小,但对动物骨矿物质含量、骨密度、骨重量的影响却超过缺锌喂养动物,显著低于对照组。
   维生素A缺乏对实验动物骨发育及身长的影响程度与缺钙组接近,体重、身长、骨抗张力及骨密度虽然与对照组差别明显,但其变化幅度较小,不似缺锌组严重。而且,此组动物的骨直径和骨胶原含量与对照组无明显差异。
   生化指标测定结果表明,缺锌大鼠的生长激素活性、骨胶原含量、血清骨钙素、降钙素和甲状旁腺激素水平均比对照组显著降低,其中骨钙素是4个组中的最低水平。骨中的锌和磷元素含量减少, 但铜、锰含量增加。缺锌动物骨的抗张强度显著减弱,可能与这些指标的改变有关。缺钙引起血清甲旁激素上升而骨胶原水平下降和骨中宏量元素钙、磷、镁含量的明显减少;维生素A缺乏动物的血清生长激素浓度与对照组基本一致,主要变化表现在血清甲旁激素和骨钙素水平的降低(表10)。

   表11和表12的骨形态计量学结果显示,动物缺锌可引起组织骨形成速率和矿化沉积速率降低,平均骨小梁板密度减小,但骨小梁板间隙增大;类骨质成熟时间延长,平均类骨质宽度增大。与其他两种营养素缺乏比较,缺锌引起的形态学指标变化最多,而且变化最大,由此也可证明缺锌对骨发育的不利影响最为严重。

表10 锌、钙、维生素A缺乏对实验大鼠血清有关激素含量的影响(X±S)

生化指标(μ g/ml)

CTR

ZD

CD

AD

甲状旁腺激素

1.89 ± 0.42

1.26 ± 0.23 *

2.42 ± 0.35 *

0.94 ± 0.41 **

生长激素

1 . 52 ± 0.36

1.20 ± 0.23 *

1.62 ± 0.20

1.57 ± 0.13

降钙素

68.3 ± 14.4

41.2 ± 13.5 *

86.2 ± 53.8

97.5 ± 40.8

骨钙素

131 . 2 ± 46. 9

76. 0 ± 24. 5 **

139. 5 ± 17. 7

99. 3 ± 16. 1*

表11 锌、钙、维生素A缺乏对实验大鼠骨形态计量学动态学参数的影响(X±S)

参 数

CTR

ZD

CD

AD

骨小梁类骨质表面 (%)

7.60 ± 1.56

2.35 ± 0.87 **

23.38 ± 9.19 **

11.30 ± 2.83 *

平均类骨质宽度 ( μ m)

2.10 ± 0.28

3.48 ± 0.42*

4.34 ± 0.49 *

4.86 ± 1.12 *

矿化沉积速率 ( μ m/d)

5.37 ± 0.53

3.26 ± 0.34*

2.61 ± 0.41 **

4.02 ± 0.62

矿化延迟时间 (d)

0.39 ± 0.06

1.08 ± 0.19 **

1.69 ± 0.27 **

1.23 ± 0.32 **

组织骨形成速率 ( μ m/d)

1.10 ± 0.40

0.53 ± 0.19 **

1.12 ± 0.73

1.17 ± 0.39

类骨质成熟时间 (d)

2.21 ± 1.12

7.12 ± 2.30 **

4.89 ± 2.14 **

4.49 ± 1.58 *

表12 锌、钙、维生素A缺乏对大鼠骨形态计量学静力学参数的影响(X±S)

参 数

CTR

ZD

CD

AD

平均骨小梁板厚度 ( μ m)

66.8 ± 9.6

62.6 ± 14.8

54.2 ± 10.9 **

56.3 ± 5.6

平均骨小梁板密度

2.40 ± 0.20

1.32 ± 0.13 **

1.63 ± 2.24*

1.73 ± 0.56*

平均骨小梁板间隙 ( μ m)

419 ± 34

766 ± 79 **

1695 ± 74 **

620 ± 16**

骨小梁体积 / 海绵骨体积 (%)

15.81 ± 1.56

8.18 ± 1.83 **

3.58 ± 1.53 **

9.73 ± 3.21**

   缺钙动物骨的形态计量学特点主要表现在动态参数方面,其四环素标记的表面积(单标记表面)呈现增大趋势,骨矿化沉积时间显著延长,且骨小梁板间隙增大,这两种指标的改变超过另外两种营养素,但骨组织形成速率未见明显改变;其余计量参数的变化与缺锌组基本一致。
   经图象分析计算,证实维生素A缺乏引起平均骨小梁板厚度减小、两间隙增大,骨小梁表面积与其体积之比下降,四环素双标记线与全部骨小梁表面的百分比显著增加。其余的形态学参数与另外两组一致。这些结果提示AD动物骨发育具有骨转换速率加快、骨丢失增多的特点。
   病理观察可见,缺锌组动物骨小梁粗细不均,排列紊乱,有断裂现象;骨生长板中的增殖带和肥大带细胞数目下降;髓腔的类骨质紊乱,骨小梁减少。缺钙动物骨骺部的骨小梁稀疏纤细;生长板排列不规则,增殖带细胞缺乏典型的扁平状结构,肥大细胞相对增多;髓腔成骨细胞数目减少,骨吸收陷窝增加,类骨质明显减少。 AD动物的骨小梁生长板某些区域明显增宽,在增宽区域可见肥大细胞数目显著增加;髓腔的类骨质较多,有时可以看到成纤维细胞大量增生现象;

4 结论

  本研究通过现场儿童膳食干预实验和实验室动物实验,系统观察了钙、锌、维生素A对机体生长发育的影响,比较了补充这三种微量营养素对生长迟缓的改善作用,并探讨了它们促进生长发育的有关机制。研究结果表明:
   1动物实验和人体观察结果提示,边缘缺锌可能是影响我国儿童身高增长速度的关键因素。生长缓慢儿童补充锌或联合补充锌钙后身高增长速度明显高于对照组。血清锌变化和身高的增长成正相关。
   2联合补充锌钙维生素A,或补充钙维生素A后,儿童体重增长值明显增加,提示维生素A可能在促进体重增长中起主要作用。此外,补充锌、钙、维生素A等营养素可降低儿童呼吸道感染或皮肤疾病的患病率。
   3对激素和酶的调节作用、骨胶原合成、骨的矿化和沉积、骨形态计量学等方面的观察结果表明,锌、钙、维生素A这三种营养素的缺乏,通过不同的作用机制影响骨发育和机体生长。

5 参考文献

  1常素英、常莹 儿童生长发育的影响因素及分析方法 ,国外医学卫生学分册,1997;24(1):40-44
   2张月红、程义勇 锌与骨发育关系的研究进展, 国外医学医学地理分册, 2000, 21(2):51-54
   3黎海芪、郑惠连 最佳钙营养与骨量发育, 国外医学儿科学分册, 1998;25(2):87-90
   4饶寒敏、柴本甫 降钙素对骨性质和成骨细胞功能的影响, 国外医学创伤与外科基本问题分册, 1994;15(3):159-160
   5党耕町。骨组织形态测量学, 中华外科杂志,1989;27(1):57-59
   6刘军、富昭、钱致中。锌缺乏对骨影响的X线研究,国外医学医学地理分册,1990;11(2):57-59
   7翟城、戴国钧、张志瑜。骨龄延迟青少年三大营养素及维生素摄入状况的调查,中国公共卫生 ,1998;14(2):84-86
   8苏蕴韵、杜敏联。营养对男性儿童生长及性成熟的影响,实用儿科临床杂志 ,1998;13(1):14-15
   9Rivera JA,Ruel MT,Santizo MC et al。 Zinc supplementation improves the growth of stunted rural Guatemalan infants J Nutr 1998 128:556-562
   10 Ehara Y and Yamaguchi M。Zinc stimulates protein synthesis in the femoral-metaphyseal tissues of normal and skeletally unloaded rats Res Exp Med 1997, 196:6 363-372
   11 Bushinsky DA and Sessler NE。 Critical role of bicarbonate in calcium release from bone Amer J Physiology 1992,263:F510-515
   12 Cha E, Ho C, MacDonald D et al。Interrelationships between urinary sodium, calcium,hydroxyproline and serum PTH in healthy subjects Acta Endocrinologica 1992,127:242-245