成人骨松質金屬微量元素的檢測與比較分析

張純清,關 華,張 莽

(河北工程大學醫學院組織胚胎學教研室,河北邯鄲056029)

骨松質作為骨的重要內部組成構件,在維持骨骼功能、參與造血微環境的形成以及作為包括金屬微量元素在內的多種必需微量元素的“儲存庫”,在生命生理過程的多個環節上發揮著重要的構成與調節意義[1-4]。本文開展了對30例成人腰椎、跟骨、髂骨以及股骨等 4部位的干骨骨松質中Ca、Fe、Zn、Cu以及Mn等5種金屬微量元素的檢測與比較分析。現報道如下。

1 資料與方法

1.1 標本收集 收集本實驗室30～50歲正常成人新鮮尸體30例,各取腰椎骨、股骨頭、髂骨以及跟骨等,在透風陰涼處自然干燥6～12個月。

1.2 檢測方法 剝取腰椎骨、股骨、髂骨以及跟骨等干骨骨松質5～6g,先用去離子水沖洗,后用濾紙吸干,再置70～80℃烘箱中烤干、瑪瑙研缽研碎,于干燥器中保存備用。測定時,將標本稱重后加入濃硝酸5～10mL和少許過氧化氫消化,并蒸發至1mL左右,再加入王水(濃硝酸與濃鹽酸按體積比為1∶3的混合液)1mL,用水沖至刻度為10mL的比色管中,搖勻后用北京華洋儀器公司生產的FAS-986F原子吸收分光光度計進行測試。5種微量元素的測定均采用火焰原子吸收分光光度法,測定波長分別為 Ca 422.7nm、Fe 248.3nm、Zn 213.8nm、Cu 324.7nm、M n 279.6nm,采用標準曲線法計算各種微量元素的含量。測定中所用的Ca單元素標準溶液、Fe單元素標準溶液、Zn單元素標準溶液、Cu單元素標準溶液、Mn單元素標準溶液均購自北京國家標準物質研究中心。

表1 成人干骨骨松質5種金屬微量元素含量,μ g/g 干重)

表1 成人干骨骨松質5種金屬微量元素含量,μ g/g 干重)

部位 n Ca Cu Zn Fe Mn腰椎 30 1405.72±4.71 0.485±0.013 39.98±0.82 14.65±0.38 1.41±0.02髂骨 30 1551.59±9.41 0.228±0.03 39.40±0.55 9.96±0.078 2.31±0.06股骨 30 985.56±3.34 0.138±0.03 30.17±0.64 7.13±0.067 2.15±0.04跟骨 30 1144.26±2.04 0.224±0.007 54.47±0.52 7.74±0.02 0.68±0.03

1.3 統計學方法 用Grap Pad Inttart軟件進行統計分析,數據以表示,組間比較采用 t檢驗。

2 結 果

2.1 成人干骨骨松質5種微量微量元素含量 見表1。

2.2 相關性分析 干骨骨松質中Ca含量在髂骨與股骨頭、髂骨與腰椎、股骨頭與跟骨等之間,經統計學分析,差異有統計學意義(P＜0.01),而其余組別之間差異無統計學意義;Cu含量在髂骨與股骨頭、腰椎與跟骨等之間差異有統計學意義(P＜0.05),在髂骨與腰椎之間差異有統計學意義(P＜0.01),而其余組別之間差異無統計學意義;Zn含量在髂骨與腰椎、股骨頭與跟骨等之間差異有統計學意義(P＜0.05),在髂骨與跟骨之間差異有統計學意義(P＜0.01),而其余組別之間則差異無統計學意義;Fe含量在髂骨與股骨頭、髂骨與腰椎、腰椎與跟骨等之間差異有統計學意義(P＜0.01),而其余組別之間差異無統計學意義;Mn含量髂骨與跟骨、股骨頭與腰椎、股骨頭與跟骨等之間差異有統計學意義(P＜0.01),而其余組別之間差異無統計學意義。

3 討 論

隨著分子生物學在醫學基礎與臨床應用的不斷擴展,不斷探索生物分子的構成成分與調節因子已經成為當今醫學的一個熱門課題。眾多研究表明,金屬微量元素作為眾多重要生物分子(如酶蛋白、激素蛋白、維生素等)的必需活性基團或是直接作為信號離子等,在機體生長發育、生命生理健康的維持以及生殖繁衍等多個方面發揮著不可替代的生命價值[1-5]。而骨松質作為骨的重要內部組成構件,無論是在維持骨骼功能方面還是作為包括金屬微量元素在內的多種必需微量元素的重要“儲存庫”等,均是重要的構成組分并起著生理調節的作用[1～3]。本試驗選擇的骨松質中的 Ca、Fe、Zn、Cu、Mn等 5種金屬微量元素,其中Fe元素主要是用于參與構成血紅蛋白、肌紅蛋白以及數十種鐵酶或鐵依賴酶(如單胺氧化酶、過氧化氫酶、過氧化物酶),與造血、運動、中樞神經系統發育及免疫等密切相關[1,3,6];Cu元素主要是構成超氧化物歧化酶、銅藍蛋白以及誘導合成金屬硫蛋白等,與抗氧化、清除氧自由基、拮抗有毒金屬元素以及提高免疫功能等相關[1,3,7];Zn元素主要參與碳酸酐酶、胸腺嘧啶核苷激酶、醇脫氫酶、超氧化物歧化酶、堿性磷酸酶、血管緊張素轉化酶、胰羧肽酶等100多種人類重要酶的組成,功能范圍涉及了細胞分化、基因表達、激素存儲與釋放、免疫、生長發育、中樞神經高級功能以及生殖等廣泛人體的生理過程[1,3,8];Mn元素主要是參與包括RNA聚合酶、精胺酸酶、脯胺酸肽酶、丙酮酸羧化酶、超氧化物歧化酶等多種酶的組成,同時也是DNA聚合酶、堿性磷酸酶、脫羧酶、黃素激酶等多種酶的激活劑,作用機制涉及細胞的三羧酸循環、DNA復制、基因轉錄與表達、糖與脂肪的正常代謝等,對大腦皮質、睪丸、卵巢、肝臟、腎臟、骨骼以及心血管等眾多器官或結構的正常發育與功能維持起著重要作用[1,3,9]。

此外,隨著近年來人們對持續高發的血液疾病的發病機制及其防治等研究的深入探索,特別是我國研制重金屬類中藥治療白血病等惡性腫瘤的成功,有關重新審視造血微環境的內涵、關注骨松質與造血之間的關系,特別是骨松質金屬微量元素與造血之間的關系等,也越來越受到重視[10-13]。本試驗開展的椎骨、股骨頭、髂骨以及跟骨等不同部位的Ca、Fe、Zn、Cu、Mn等金屬微量元素的含量檢測與比較分析,發現了這些微量元素的含量大多存在著顯著的差異,而有關這種現象與不同部位紅骨髓生理性造血活躍程度的差異、與不同部位的生理性造血系別的差異以及骨松質金屬微量元素的變化與造血功能的改變、與老年性骨質疏松癥發生的相關關系等,則有待深入探索。

[1]楊克敵 .微量元素與健康[M].北京:科學技術出版社,2003:2.

[2]廖清奎.小兒血液病基礎與臨床[M].北京:人民衛生出版社,2001:44.

[3]北京醫學院.生物化學[M].北京:人民衛生出版社,1978:496.

[4]上海第一醫學院.組織學[M].北京:人民衛生出版社,1983:221.

[5]李中偉,曲克服.中藥促進骨折愈合的研究進展[J].國內外中醫藥科技進展,1994,6:128.

[6]施明.鐵與腦皮質的發育和功能[J].國外醫學衛生學分冊,1999,26(2):102.

[7]雷連會.人體銅必需性的生化基礎[J].國外醫學衛生學分冊,1999,26(1):19.

[8]Mocchegiani E,Muzzioli M,Giacconi R.Zinc,metallothioneins,immune responses,survival and ageing[J].Biogerontonlogy,2000,1(2):133.

[9]劉鳳娟,黃賢儀,張明月,等.錳對細胞免疫功能的影響[J].環境與職業醫學,2002,19(3):138.

[10]張莽,單鐵英.談當今探索礦物中藥抗癌應用中思維模式的不足與改進[J].中國全科醫學,2004,7(6):1195.

[11]江標,李明.骨組織工程中骨髓間充質干細胞與細胞因子的研究進展[J].重慶醫學,2006,35(24):2290.

[12]陳幸華.造血功能障礙的修復與重建[J].重慶醫學,2007,36(17):1687.

[13]廖剛,孔憲炳.基質金屬蛋白酶與肝癌侵襲轉移的研究進展[J].重慶醫學,2007,36(17):1775.