絲氨酸攝入量與血硒濃度的相關性研究

摘要：目的 研究絲氨酸攝入量與血硒濃度之間是否有相關性。方法 利用1988年—1994年美國國家健康和營養調查數據庫，共納入11 197例符合條件的受試者。廣義線性回歸和限制性立樣方條分別分析絲氨酸攝入量與血硒濃度之間的關系。結果 絲氨酸攝入量與血硒濃度之間既無線性相關性，也無非線性相關性。結論 絲氨酸攝入量不影響血硒濃度。

關鍵詞：絲氨酸；血硒；相關性；線性分析；非線性分析

中圖分類號：R151 文獻標志碼：A" " " " "文章編號：1001-8751（2025）01-0017-06

Association Between Serine Intake and Blood Selenium Concentration

Li Jia-meng，" "Wang Tong-lei，" "Zhang Shuang-qing

（National Institute for Nutrition and Health， Chinese Center for Disease Control and Prevention，" "Beijing" "100050）

Abstract： Objective To investigate the association between serine intake and blood selenium. Methods A total of 11 197 participants were selected from the National Health and Nutrition Examination Survey from 1988 to 1994. Using restricted cubic spline and generalized linear regression， the relationship between blood selenium and serine consumption was examined. Results Neither linear nor non-linear association existed between serine intake and blood selenium. Conclusion Blood selenium levels were unaffected by serine consumption.

Key words： serine intake;" "blood selenium;" "association;" "linear analysis;" "non-linear analysis

硒是人體內一種重要的微量元素[1]，主要以硒蛋白的形式發揮調節內質網穩態、免疫反應、轉錄因子和細胞凋亡、控制細胞氧化還原狀態以及中樞神經系統的發育等作用[2-4]。硒蛋白含有至少一個硒代半胱氨酸，其在硒蛋白中起著關鍵作用[5]。硒蛋白的體內合成必須有L-絲氨酸參與，絲氨酸能夠為硒蛋白肽鏈上的硒代半胱氨酸殘基提供碳骨架，從而促進體內硒蛋白的合成與表達[6]。絲氨酸（分為D-絲氨酸和L-絲氨酸）是一種非必需氨基酸，體內L-絲氨酸主要來自飲食、一碳單元代謝、蛋白質和磷脂的分解代謝、葡萄糖的從頭合成以及D-絲氨酸的消旋化[7]。然而，L-絲氨酸、D-絲氨酸和甘氨酸的低血腦屏障通透性表明，葡萄糖生物合成L-絲氨酸對大腦的發育至關重要[8]。研究發現絲氨酸能增加肝細胞HepG2中硒蛋白P和谷胱甘肽過氧化物酶（GPx）的表達[9]，增加絲氨酸攝入量能夠提高大鼠體內硒濃度[10]，母仔豬日糧中添加絲氨酸能夠顯著提高肝臟中硒濃度[11]，增加乳母絲氨酸攝入量能夠提高母乳中硒含量[12]。這些研究結果提示絲氨酸可能與硒間存在相關性。目前，尚未有人群研究報道絲氨酸攝入量與血硒濃度間的相關性。因此，我們利用美國國家健康和營養調查（Nhanes）數據庫研究絲氨酸攝入量與血硒濃度的相關性，探討絲氨酸攝入量對血硒濃度的影響。

1 資料與方法

1.1 研究人群

1988年—1994年美國國家健康和營養調查第三期（Nhanes III） （https：//www.cdc.gov/nchs/nhanes/index.htm）是在美國進行的一系列橫斷面調查，目的是評估居民的健康狀況。Nhanes III期分第一階段（1988年—1991年）和第二階段（1991年—1994年）。Nhanes III期數據文件被系統地分為三個不同的類別。第一類包括原始或核心調查內容，第二類包括隨后核心調查材料的擴充或特殊數據文件，第三類包括從調查參與者收集的剩余血清樣本獲得的已批準項目的結果。Nhanes III期按照美國國家衛生統計中心倫理審查委員會的規定進行。本研究基于二次分析，因此不需要額外的倫理批準。在Nhanes III期調查的33 199例參與者中，按照圖1中的納入和排除標準選擇了11 197例符合條件的受試者。

1.2 膳食絲氨酸攝入量

24 h膳食回顧法確定膳食絲氨酸攝入量。在訪談期間，受試者提供了訪談前24 h內所攝入食物和飲料的詳細信息。使用美國農業部膳食研究食品和營養數據庫計算每名參與者從每種食物或飲料中攝入的營養素量。

1.3 研究中血硒濃度測定

采用原子吸收光譜法測定血硒濃度。

1.4 自變量與協變量

絲氨酸為自變量。協變量包括年齡、性別、種族、教育程度、婚姻狀況、體質指數（BMI）、貧困—收入比（PIR）、吸煙、飲酒、其他氨基酸和各種并發癥。年齡（20～59歲）、性別（男性和女性）、種族（白色人種、黑色人種、墨西哥人和其他種族）、教育水平（高中以下、高中和高中以上）由受試者自我陳述。婚姻狀況包括已婚或與伴侶同居、喪偶/分居/離婚和從未結婚。BMI（過輕：lt;18.5 kg/m2，正常：18.5～25 kg/m2，超重：25～30 kg/m2，肥胖：≥30 kg/m2）反映受試者的體質情況。PIR（≤1.3，1.3～4.0，≥4.0）是衡量家庭收入與貧困閾值的比值，按照美國衛生與公眾服務部的貧困指南計算。一生中吸煙至少100支的受試者為吸煙者。一生中飲酒超過12次的受試者定義為飲酒者。其他氨基酸（色氨酸、蘇氨酸、異亮氨酸、亮氨酸、賴氨酸、甲硫氨酸、半胱氨酸、苯丙氨酸、酪氨酸、纈氨酸、精氨酸、組氨酸、丙氨酸、天冬氨酸、谷氨酸、甘氨酸和脯氨酸）是美國農業部9類食品中包括的氨基酸。各種并發癥包括高血壓、糖尿病、冠心病和腦卒中。

1.5 統計分析

根據血硒濃度將參與者按照四分位數分為四組。分類變量以百分比（%）和數量（n）表示，采用Rao-Scott x2檢驗或Fisher確切概率法進行比較。連續變量以均數±標準差表示，組間比較采用t檢驗。

采用廣義線性回歸分析絲氨酸攝入量與血硒濃度的關系。本研究使用了三種模型，模型1未做任何調整。模型2調整了年齡、性別、種族、教育水平和婚姻狀況。模型3進一步調整了PIR、BMI、吸煙、飲酒、其他氨基酸和各種并發癥。采用限制性立方樣條模型分析絲氨酸攝入量與血硒濃度的劑量—反應關系。

本研究使用R軟件（版本4.4.1）進行統計分析，雙側Plt;0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 受試者基本特征

表1展示了基于血硒濃度分類的受試者個體特征。血硒濃度在年齡、性別、種族、教育水平、婚姻狀況、飲酒、收入、BMI和各種氨基酸含量均存在顯著性差異（Plt;0.05），但各種并發癥方面無顯著性差異（Pgt;0.05）。

2.2 絲氨酸攝入量與血硒濃度分布情況

絲氨酸攝入量和血硒濃度的分布情況分別見圖2A和圖2B。由圖可知絲氨酸攝入量分布和血硒濃度分布均不符合正態分布，因此用廣義線性回歸分析絲氨酸攝入量與血硒濃度的線性關系，而不能用邏輯回歸分析。

2.3 絲氨酸攝入量與血硒濃度的關系

使用廣義線性回歸模型分析絲氨酸攝入量與血硒濃度間的關系，結果如圖3所示。模型1顯示絲氨酸攝入量與血硒濃度呈正相關（Plt;0.05）；模型2和3顯示絲氨酸攝入量與血硒濃度不相關（Pgt;0.05）。因此，絲氨酸攝入量與血硒濃度間不存在線性相關關系。

2.4 絲氨酸攝入量與血硒濃度間的劑量—反應關系

采用限制性立樣方條研究絲氨酸攝入量與血硒濃度間的劑量—反應關系，結果如圖4所示。因此，絲氨酸攝入量與血硒濃度間不存在非線性相關關系。

3 討論

本研究利用Nhanes III期調查探討絲氨酸攝入量與血硒濃度的關系。兩種統計分析方法發現絲氨酸攝入量與血硒濃度間既無線性相關性，也無非線性相關性，說明絲氨酸攝入量并不能影響血硒濃度，這與先前的動物研究結果一致[13-14]。硒蛋白合成是一個復雜的過程，涉及多個步驟和多種酶[15]。絲氨酸在這一過程中主要為硒代半胱氨酸提供碳骨架，通過一系列的生化反應，最終形成硒蛋白[6]。該過程中，絲氨酸并不影響血液中硒的總量。血硒濃度主要受食物中硒的攝入量、硒在體內的吸收、轉運和排泄等因素的影響[16]。當人體攝入含硒食物后，硒在腸道被吸收，并經過血液循環被轉運到各個組織器官中[2]。血硒濃度的變化更多地反映了人體硒攝入量和體內硒代謝的平衡狀態[17]，而不是絲氨酸參與硒蛋白合成的直接結果。因此，絲氨酸攝入量不能影響血硒濃度。

參 考 文 獻

劉泉瑩， 李佳夢， 白雅芝， 等. 硒的抗菌作用研究進展[J/OL].國外醫藥（抗生素分冊）， 1-5[2024-12-18]. https：//doi.org/10.13461/j.cnki.wna.005660.

Bai Y Z， Zhang Y， Zhang S Q. New horizons for the role of selenium on cognitive function： advances and challenges[J]. Metab Brain Dis， 2024， 39（6）： 1255-1268.

李佳夢， 白雅芝， 劉泉瑩， 等. 全身免疫炎癥指數在硒與認知功能關系的中介效應研究[J/OL]. 國外醫藥（抗生素分冊）， 1-5[2024-12-18]. https：//doi.org/10.13461/j.cnki.wna.005659.

白雅芝， 李佳夢， 劉泉瑩， 等. 成年人血硒濃度與炎癥及氧化應激指標的相關性研究[J/OL]. 國外醫藥（抗生素分冊）， 1-6[2024-12-18]. https：//doi.org/10.13461/j.cnki.wna.005657.

Roman M， Jitaru P， Barbante C. Selenium biochemistry and its role for human health[J]. Metallomics， 2014， 6（1）： 25-54.

Bai Y Z， Li J M， Zhang S Q. Potential novel mechanism of selenium on cognition[J]. Metab Brain Dis， 2024， 39（1）： 249-251.

Li J M， Zhang S Q. Roles of serine in neurodegenerative diseases[J]. EXCLI J， 2023， 22： 1278-1279.

Li J M， Bai Y Z， Zhang S Q. Advances and challenges in serine in the central nervous system： physicochemistry， physiology， and pharmacology[J]. Metab Brain Dis， 2024， 39（8）：1637-1638.

Wang Q， Sun L C， Liu Y Q， et al. The synergistic effect of serine with selenocompounds on the expression of SelP and GPx in HepG2 cells[J]. Biol Trace Elem Res， 2016， 173（2）： 291-296.

韓楓， 劉軼群， 王琴， 等. 不同絲氨酸攝入水平對大鼠血液中微量元素含量的影響[J]. 環境化學， 2019， 38： 957-960.

周臘枚. 日糧添加絲氨酸對母仔豬硒含量及硒蛋白表達或活性的影響研究[D]. 長沙： 湖南農業大學， 2022.

Han F， Pang X， Wang Q， et al. Dietary serine and sulfate-containing amino acids related to the nutritional status of selenium in lactating Chinese women[J]. Biol Trace Elem Res， 2021， 199（3）： 829-841.

Long J， Liu Y， Zhou X， et al. Dietary serine supplementation regulates selenoprotein transcription and selenoenzyme activity in pigs[J]. Biol Trace Elem Res， 2021， 199（1）： 148-153.

Zhou L， Feng Y， Liu Y， et al. Serine supplementation in the diets of late gestating and lactating sows improves selenium nutritional status in sows and their offspring[J]. Biol Trace Elem Res， 2021， 200（2）： 609-614.

Schweizer U， Fabiano M. Selenoproteins in brain development and function[J]. Free Radic Biol Med， 2022， 190： 105-115.

Bai Y Z， Gao Y X， Zhang S Q. Identification of factors on blood selenium levels in the US adults： A cross-sectional study[J]. Nutrients， 2024， 16（11）： e1734.

Patterson B H， Combs G F， Taylor P R， et al. Selenium kinetics in humans change following 2 years of supplementation with selenomethionine[J]. Front Endocrinol， 2021， 12： e621687.