人体微量元素的增龄变化

第9章　微量元素与老年健康

按照世界卫生组织的最新概念，75～89岁为老年人。老年人的数量及在人口中的比例不断增多，这是世界各国已经面临或将要面临的一大社会问题。在发达国家，人口增长最快的部分是老年人，老年人的数量增多，首先面临一个问题就是适应老年特点的卫生保健。为提高老年人的健康水平，许多国家已对微量元素与老年健康的关系进行了深入的研究。

第一节　人体微量元素的增龄变化

人体内微量元素含量的地区性差异较大，这与人们所处的自然地理环境、生活条件、饮食习惯、特殊嗜好、职业等因素有关。随着年龄的增加，各种微量元素呈现有规律地变化：①随增龄增多；②随增龄减少；③随增龄无明显变化。

一、随增龄而增多的微量元素

（一）铁（Fe）

老年人血清铁蛋白增多，铁储存量增多。而血清铁和血清饱和铁及骨髓利用铁则有所下降。上海的研究结果表明，老年人的头发铁含量比年轻人明显升高。一般认为，血清铁蛋白的增多，提示机体的衰老进程加快。

（二）铜（Cu）

老年人血清铜升高与脂质过氧化反应增强有关。血清铜升高多见于原发性高血压、冠心病、心衰、脑动脉硬化、糖尿病、肺气肿，各种贫血等。心肌梗死时，在2～3d血清铜迅速升高，5～7d达高峰，以后逐渐下降。正常老年人血清铜有下降的趋势。目前关于血清铜含量报道结果尚不一致，有报道指出，老年人血清酮平均值为（15. 9±3. 4）μmol/L（10. 0～27. 2μmol/L），正常成年人为（12. 9±2. 1）μmol/L。血清铜可以增加体内自由基水平，故有人认为血铜增高可以加速人类衰老过程。血清铜增高可以改变脂质代谢而增加动脉粥样硬化的机会。有学者认为老年人血清铜增高是由于缺锌所致，使铜/锌比值升高。也就是说老年人血铜升高是相对的，其实总的趋势是老年人血清铜值是降低的。李世莉报道老年人血清铜为（1. 08±0. 18）ppm，而成年人为（1. 21±0. 23）ppm。

（三）氟（F）

体内氟含量地区差异甚大。在同一地区，氟随增龄而升高（表9-1）。

表9-1　不同年龄氟含量（ppm）

二、随增龄而递减的微量元素

（一）钴（Co）

血清钴的地区间差异甚大，低者仅33. 9～50. 9nmol/L，高者可达118 790nmol/L。血清钴一日变化也很大，因易受生活环境及饮食因素等影响。头发钴的含量比较稳定，一般随增龄稍有下降。如果头发钴明显低于成年人正常值，则提示有动脉硬化、冠心病的可能。

（二）硒（Se）

人体硒含量受地理因素影响较大。一般老年人体内硒含量是降低的。如头发硒含量16～40岁开始下降（0. 64～0. 59ppm），41～60岁较稳定，61～70岁最低。而长寿老人的头发硒则较一般成年人值略高。

（三）锰（Mn）

血锰含量有很大的地区差异性。头发锰的增龄变化为：成人高于儿童，到了老年期头发锰逐渐降低。但是长寿老人头发锰（9～22. 47ppm）明显高于一般成年人（1. 0～2. 1ppm）。因而有人认为高锰可能是长寿的一个因素。较多的报道认为，白发中比黑发中含锰少，因此，推测低锰可能导致白发。

（四）锌（Zn）

人体血清锌地区性差异较大，低者为（12. 2±1. 53）μmol/L，高者可达（26. 8±3. 5）μmol/L。随增龄血锌有所降低。老年人缺锌是一个较为普遍的现象。沈吕南报道，健康老年人红细胞锌含量（1. 1±0. 3）μmol/g Hb，显著低于健康青年人（1. 3±0. 5）μmol/ g Hb；李世莉等报道老年人血清锌（0. 92±0. 22）ppm，明显低于青年人（1. 12±0. 13）ppm。

我国成年人血清锌为（18. 4±3. 4）μmol/L。血清锌昼夜波动较大，上午8：00最高，下午3：00～9：00最低，可相差1. 5μmol/L，测定时应予以注意。血清锌急骤下降，提示有冠心病的可能。

第二节　老年病患者体内微量元素的改变

一、心血管系统疾病

许多研究表明，心血管系统疾病患者体内元素改变主要为硒、钴、锰、锶、锌、铁、钙降低，而铜则升高。美国、芬兰及我国等研究发现，缺硒地区易患心脏病，在这些地区冠心病的发生率与死亡率均高于一般地区。

体内某些微量元素的迅速变化，对于诊断冠心病有一定意义。急性心肌梗死时，血清锰和钠迅速升高，比谷草转氨酶、脱氢酶同功酶还要灵敏，可作为本病早期诊断的重要指标之一。与此同时，血清锌很快降低，48h降到最低点，一般3～5d恢复正常。因此，测定血清锌，也可帮助急性心肌梗死早期诊断。血浆铬＜4ppb时，显示有冠心病的可能。铬缺乏可导致高胰岛素血症，它可以促使糖、脂肪代谢紊乱，动脉壁平滑肌细胞增生，这些是动脉粥样硬化形成的中心环节。因此，可以认为缺铬是冠心病的主要参数之一。锰亦有改善脂质代谢的作用。文献报道铬、锰均有防止实验性动脉粥样硬化的作用，并发现在动脉粥样硬化病人的心脏及主动脉内含铬、锰均低。

二、糖　尿　病

老年糖尿病是老年人常见的代谢病。铬（Ⅲ）与糖尿病有密切关系。胰岛素发挥作用时需要铬参加，它能增强胰岛素在体内的作用。给轻度糖尿病病人添加铬（Ⅲ）或含铬丰富的啤酒酵母，可使半数以上的病人葡萄糖耐量改善。用胰岛素血糖控制不佳的糖尿病病人，尿铬明显降低。经补充铬（Ⅲ）络合物后1个月，尿铬升高，同时血糖从（16. 8±0. 01）mmol/L降至（7. 9±2. 7）mmol/L。

胰岛含锌量很高，锌能延长胰岛素的降糖作用，表明锌与糖尿病有关。Roth指出，锌能促进胰岛素元转变为胰岛素，并延长胰岛素的作用。摄入锌减少可使糖耐量减低。缺锌可加重糖尿病病情。因此，测定血清锌水平，有助于了解糖尿病的病情。

余爱琴等研究表明，老年糖尿病患者锌、镁、钼、钛显著降低。与非老年性糖尿病比较，锌水平明显降低。

体内铁过多，可干扰铬的运转，使组织中的铬减少。铁还可导致胰腺的纤维化，使胰腺功能下降。poston证明，糖耐受量的降低与低血锰密切相关。

三、肿　　瘤

恶性肿瘤是老年人多发病，以肺癌、胃癌、肝癌等常见。许多研究证明，一些微量元素与肿瘤的发病有密切关系。日本的氏家重记等研究证明，胃癌患者血清锌值随胃癌病程发展而降低。因此，血清锌值可提示胃癌病程发展的程度，并可做为判断疗效的指标。胃癌患者血清锌值的改变与胃癌有无肝转移以及胃癌组织类型无关。

硒等减少与食管癌和肝癌发病率高有关。

四、老年性白内障

老年性白内障为老年人低视力主要病因之一。关于老年性白内障病因的学说很多，迄今尚无肯定的结论。近30年来人们已经开始注意到必需微量元素对人体有着特殊的生理作用。关于微量元素与眼的关系研究，最早主要是注意了铁、铜、锌及宏量元素镁在晶状体的作用。Heinitz提出锌缺乏可以引起白内障。蔡淑安等研究证明，在透明晶状体和白内障晶状体中，其相对重要性依次为钾、钠、钙、铜和锌。

晶状体中钠、钾比值可作为衡量晶状体活力的一个指标，即当钠、钾比值增大，表明晶状体纤维和晶状体内细胞结构崩溃。一般认为，房水成分变化，晶状体囊膜通透性改变和某些因素都能影响晶状体代谢过程，从而引起晶状体混浊，形成白内障。预防白内障，重要的是维持晶状体水分处于正常状态；晶状体囊膜保持正常通透性；有效的发挥阳离子泵、不断排钠离子、保存钾离子。由于上述机制失调，晶状体钾减少、钠潴留，钾、钠比值增大，晶状体内水分增加，晶状体纤维和晶状体内细胞结构崩溃，出现水泡和水隙，晶状体混浊，遂导致白内障。可以推测，晶状体中钾含量降低是白内障的主要成因之一。长期补充钾制剂可能有利于白内障防治。

老年性白内障钙含量增高，而钙含量随白内障成熟程度的加深而增加。在成熟的白内障晶状体中钙含量特别高，而且白内障越成熟，晶状体内钙含量越高。

白内障晶状体核中铜含量明显高于正常晶状体及完整白内障晶状体，说明在老年性白内障中，铜主要集中于晶状体核部。铜元素缺乏或过量均会显示出相应组织的功能和结构异常。铜与老年性白内障具有肯定的相关性。

锌缺乏会对晶状体的糖和蛋白质代谢及能量供应产生影响，导致白内障。老年性白内障晶状体中锌含量低于正常晶状体的含量。Heinitz建议补锌可使老年人糖代谢功能恢复，从而有改善白内障的作用。

五、老年性痴呆及中枢神经系统疾病

铝对中枢神经系统的影响尤为显著。老年性痴呆患者的神经元中铝含量比非痴呆老年人高6～40倍。多发性脑硬化，帕金森病、脑出血等都与一些微量元素有一定的关系。脑出血患者往往有头发锌含量降低，头发铅、头发铝升高。帕金森病也多表现为头发锌降低、头发铅升高，而头发钙、头发镁含量则明显低于正常人。

六、老年性贫血

老年性贫血与铁密切相关。铁不但是血红蛋白、肌红蛋白等的重要成分，而且与乙酰辅酶A、琥珀酸脱氢酶、黄嘌呤氧化酶、细胞色素还原酶的活性密切相关。因此，当机体摄入铁量不足时，往往导致贫血和电子传递、氧化还原等代谢紊乱。由于老年人胃肠吸收功能的降低以及对铁利用的减退，因而患贫血者明显多于青壮年人。

韩乃英等研究证明，老年人血清铁蛋白（SE）明显高于青年人。这即是一般认为的衰老过程的一种表现，与铁的代谢紊乱和排泄障碍有关。

铜在体内也参与造血过程，影响铁的吸收、运送和利用。因此，当铜摄入不足时，可发生缺铁性贫血。

七、老年性骨质疏松

骨质疏松是老年人一种常见的疾病，60岁以上的男性发病率为60%以上，女性的发病率可达90%以上。骨质疏松是老年人易伤残的一个重要原因。骨质疏松多与宏量元素钙、磷、镁等的缺乏有关。男性骨钙丢失略低于女性。一般当骨钙丢失80%以上时，临床医生才能根据X线检查作出诊断。美国妇女45岁以上者，每年约有百万人发生骨折，其中70%是骨质疏松患者。骨质疏松性病变的持续发展，会引起各种脊椎畸形，出现驼背和身材变短。

妇女进入更年期以后，由于体内雌激素水平下降，可导致骨质疏松。卵巢切除的妇女和绝经较早的妇女，更易出现骨质疏松症。英国学者报道，绝经10～15年时，妇女丢失骨钙量是原来总量的1/3，这时很容易发生骨折。一旦骨折，难以愈合。从人种皮肤色来看，发生骨质疏松症的顺序是白种人＞黄种人＞黑种人。解决妇女易发生骨质疏松的方法是：①适当补充雌激素；②每天补充1000mg以上的钙。运动可减缓钙丢失的速度。营养因素与骨质疏松关系密切。钙、维生素D、维生素C缺乏都会加速骨质疏松。适量蛋白质的摄入也是防止骨质疏松的重要因素，摄入过多会导致尿钙排泄过多，而造成负钙平衡，引起骨质疏松。

体内镁的50%存在于骨内，低镁血症能兴奋甲状腺。甲状旁腺功能亢进对老年人的健康已构成严重威胁。甲状旁腺是人体调节骨钙-血钙平衡的关键组织之一。其功能亢进的后果，必然是骨钙缺少，血钙和细胞内钙增加。折磨着每一位老年人的各种不适症状，如食欲缺乏，情感淡漠、脆弱，全身疲惫乏力，关节痛，便秘，心律紊乱，嗜睡，非节律抽搐，多尿，瘙痒等，几乎无一例外都是甲状腺功能亢进症的临床表现。

采取补钙，增加钙质的摄取和吸收量，消除体内缺钙情况，扭转钙的负平衡，以降低血清甲状旁腺素的含量，减缓以至制止骨钙外流，达到降低血钙，增加骨钙的目的。长期服用钙剂还可降低细胞和软组织的钙量，阻止软组织随增龄而加剧钙化的现象，从根本上消除一系列老年病的致病原因。

第三节　老年营养与微量元素

一、合理营养对老年健康至关重要

国内外研究表明，老年人的合理营养对防治老年病、延缓衰老、增强体质等均有重要意义。

一般情况下，免疫功能随年龄增长而减退，这种减退在成年人以后即已开始。免疫衰老通常用作免疫功能的指标。免疫力的下降是与许多衰老过程的出现相关联的，包括传染病发病率增高，抗体滴度下降，自身抗体滴度增高。

饮食中添加锌元素可使循环T淋巴细胞增加，对破伤风类毒素免疫应答的IgG增加，并增进对结核菌素（PPD）、念珠菌属、链激酶和链球菌、去氧核糖核酸酶的皮肤迟发性过敏反应。老年人添加锌摄取量，可使血清蛋白水平和血清蛋白的锌运输能力增强，在体外研究老化细胞对锌的摄入和储存量也是有变化的。锌可作为一种与酶紧密结合的金属酶或作为与酶疏松结合的金属---酶复合物而发挥功能作用。锌对于稳定核酸和蛋白质高分子的三级结构亦已显示了其重要性。锌缺乏的影响也可能通过某些因素如降低酶活力，改变膜结构以及去氧核糖核酸转录和核糖核酸转录的失常而实现。锌缺乏能导致酶活力水平下降，诸如胸腺嘧啶激酶、去氧核糖核酸聚合酶以及改变F1和F3组蛋白的与去氧核糖核酸分子结合。

锰的缺乏和过量都会带来神经功能紊乱。锰代谢紊乱似与人类的帕金森病有关。含锰的金属酶只有丙酮酸羧化酶及超氧化物歧化酶。此外还有好些酶类被锰激活，包括某些激酶类、水解酶类、脱羧酶类和转移酶类等。足量的锰营养在健全的神经功能的发育和保持上具有重要性。人类严重缺锰症很少，其症状包括补充维生素K后仍不能提高凝血蛋白类的水平，严重的低胆固醇血症，皮炎、指甲和毛发生长缓慢、头发变红以及中度的体重下降。食物中锰的来源常常是植物性物质，因为动物组织的锰含量很低。咖啡及茶叶中含锰丰富。食物中坚果及谷类含量较高。

铜关系到许多重要的代谢功能。铜主要与多种酶系统结合在一起，它可为紧密的酶分子的一部分，可以是比较疏松结合的辅酶。缺铜最常见的表现为铁代谢缺陷和随之而来的贫血。严重缺铜的表现为骨骼异常，包括骨骼变形及易于骨折。骨骼异常的生化改变可能是铜酶（赖氨酰基及胺氧化酶）活力下降而导致骨骼的胶原蛋白交联减低。

以往营养学家对营养不足给人体带来的危害研究较多，但近十几年来营养过剩和营养失调对人体的影响正逐步引起注意。愈来愈多的证据表明，慢性疾病可能与微量元素摄入量有关。即使在为糖尿病、冠心病和高血压等慢性病制定治疗方案时，饮食中的微量元素也是一项重要的组成部分。许多医学家和营养学家认为，合理饮食和摄入微量元素对老年人的重要意义在于：

1.合理营养是维持老年人生命活动和新陈代谢的重要物质基础　机体组织结构和生理功能发生退行性变化，老年人基础代谢下降，牙齿脱落，胃肠蠕动减弱，消化酶分泌减少，糖耐量下降、肝脏对糖和蛋白质及胆固醇等代谢力减弱、肾功能下降等，都是老年人合理营养应注意的问题。

2.合理营养可延缓衰老速度　饮食营养是影响机体衰老的一个重要因素。某些营养素摄入不足或过剩，都可导致机体的早衰和早老。如过多摄入动物脂肪会引起体重增加，加大心脏的负荷，导致高脂血症、动脉硬化、高血压、心脏病等，衰老也随之加快。过多摄入糖类可缩短寿命。也有人认为过多摄入蛋白质也会加速机体衰老。

3.不合理营养是多种老年病发病的重要因素之一　目前已证实与营养有关的老年病有动脉硬化、高血压、冠心病、心肌梗死、脑卒中（中风）、肥胖症、糖尿病、恶性肿瘤等。

二、老年人吃什么最益寿

美国一些医生长期研究了日本人长寿的饮食方面的原因，认为大豆蛋白和豆腐起到了重要作用。因为大豆含有人体必需的绝大多数营养物质，是理想的益寿食品。就其所含微量元素而论，它可以称得上“微量元素库”。

已故的近藤正二教授曾指出：

1.稻米的摄取过量可使人早老短命，因为凡摄米量过多，都要辅以食盐，结果脑中风、高血压等增多。

2.长寿地区往往是大豆或鱼类供应充裕的地方。特别是吃保留内脏的小鱼，有极明显的高寿倾向。无鱼的长寿地区，则几乎都吃大豆（含较多的植物蛋白）。

3.长寿者大多喜欢吃蔬菜、尤其是胡萝卜和南瓜等。

4.常吃海藻（如海带、紫菜等）的地方，脑中风者少，长寿者多。

5.大量吃鱼而蔬菜不足的地方，也是短寿区，特别是年轻人易死于心脏病。

三、老年人对各种营养素的需要量

1.热量与糖类　多数学者主张，老年人的热量来源应以糖类为主，食物中淀粉含量以65%～68%为宜，每人每天吃300～350g即可。可添加少量果糖，尽量限制蔗糖，70岁以上则不应再食蔗糖。联合国粮农组织和世界卫生组织（FAO/WHO）曾推荐老年人摄入量，见表9-2。

表9-2　老年人所需的热量标准（J/d）

2.蛋白质　关于老年人对蛋白质的需要量，目前存在着分歧。有人主张老年人食物蛋白质供给量应高于青壮年，理由是老年人的蛋白质利用率低，分解代谢大于合成，因此应给予足够的蛋白质补偿。有人认为老年人代谢率低，高蛋白饮食便增加胃肠道及肝脏、肾脏的负荷，对心血管的功能也不利，因而应限制蛋白质的摄入。世界卫生组织提出中年和老年人每天摄入优质蛋白质的安全值为0. 57g/kg。美国麻省理工学院Uauy首次提出老年人蛋白质的摄入量为每天1g/kg，并被视为第一个国际性标准。蛋白质的摄入应以动物蛋白质和植物蛋白质兼有为宜。

3.脂肪　脂肪除供给热量外，其中的必需氨基酸能促进身体的正常发育，维护皮肤和微血管等的正常功能。过量摄入脂肪不利于健康。多数学者主张每天摄入脂肪以占总热量的20%～25%为宜，每天有50g即可，其中不饱和脂肪酸为1g/kg。鱼油及许多植物油中含有丰富的不饱和脂肪酸。

4.无机盐和维生素　目前大多数老年人无机盐摄入量是不合理的，高钠低钙普遍严重。如钠摄入量偏高，超过标准60%～70%，而钙则低43%。这种现象是引起老年人多发病的主要原因之一。

多种维生素对维护老年人的健康都有重要意义，特别是维生素A、维生素C、维生素E和维生素B2等，但剂量不宜过大。老年人主要无机盐和维生素的供给量可参照表9-3。

表9-3　老年人（75岁以上）每日营养素需要量

微量元素作为一类重要的营养素，已逐渐引起人们的重视。人体摄入微量元素的过多或不足，都会引起体内微量元素间的不平衡，对机体产生不利影响，对老年人危害尤为严重。Schroeder研究证实Cr+8、钇、钯等微量元素有延长动物寿命的作用。长寿地区的外环境和各种粮食中富含锰、硒、锶、锌、钼、氟、钙、镁等，尤其以黄豆中的含量最为丰富。近代老年医学研究还发现，铬、钼、硒、钴、锰、锌、硅、钒、铷等元素具有预防动脉硬化、高血压、冠心病、脑卒中、糖尿病和肿瘤等作用。

人体必需的微量元素主要存在于鱼、瘦肉、海产品、黄豆和粮食的麸皮、胚芽中。食物的选择和加工方法对微量元素的摄入量影响很大，如蛋黄中锰和钴都是蛋白中的2倍。蛋黄中的锌甚至比蛋白高100倍。刘汴生等研究发现，长寿地区黄豆中钴含量高于小麦37. 6倍，锰含量高于小麦48倍。粮食的加工精制可使微量元素严重丢失。如小麦精制成上等粉后，锰丢失48%，铬丢失88%，铁丢失76%，锌丢失70%，铜丢失63%、钴丢失50%、钼丢失48%，锶丢失40%，硒丢失16%。目前西方国家食用较多的精制粮，过多地摄入动物脂肪和蛋白，是老年人多发心脑血管疾病和肿瘤的重要原因之一。

老年人对微量元素的需要量通常与一般人接近，可参照成人供给量予以补充。对于某些老年人易缺乏的微量元素应酌量增加，以适应老年人的特殊生理需要。表9-4列出某些必需微量元素日需要量，以供参考。

表9-4　人体对必需微量元素的每日需要量

5.纤维素　纤维素是容易被人们忽视的一种营养素。纤维素能增强肠蠕动，改善肠道功能，预防老年人便秘，缩短有毒物在肠道滞留时间，预防结肠癌；降低血清胆固醇浓度。Reiser研究表明，高纤维饮食可升高糖耐量，改善机体对糖的代谢利用。另一方面，摄入过多的纤维素对身体也会产生一些不良影响。低量纤维素对盐类平衡的影响，高纤维素饮食对钙、镁、锌、铜的代谢产生了不良影响（表9-5）。

表9-5　高纤维饮食对某些元素代谢的影响