[目的]人体中的元素主要用来构造人体组织、维持生理功能、参与机体代谢等活动。元素在人体内并不能合成,只能通过所摄入的食物和水中获得。各种元素在食物中的种类和数量不同,加之人体对其吸收、利用以及需要量不同,很容易造成人体元素的缺乏或失衡,从而出现某些亚临床缺乏症状。本课题属于基线调查,选择梁山县具有代表性的人群作为调查对象,进行问卷调查、几种常见疾病指标检测及血清元素含量测定。分析调查对象血清钾(K)、钠(Na)、钙(Ca)、镁(Mg)、铜(Cu)、铁(Fe)、锌(Zn)七种必需元素的水平和分布特征；探讨食品、饮食习惯、性别、年龄以及个人行为因素对七种必需元素在体内含量水平的干扰和影响；研究七种必需元素含量与高血压、乙肝、肥胖等的内在关系。通过测定血清中七种必需元素值确定梁山县人群医学参考值范围；了解目标膳食结构和营养状况的变迁,预测今后的发展趋势,为与营养有关的综合性或专题性研究课题提供基础资料；通过课题研究结果为几种常见疾病的进一步随访监测及有效干预提供依据。[方法]1调查方法在山东省济宁市梁山县选取6个自然村(西张博、东张博、薛屯、张飞垓、马营、杨屯),被选中的自然村内的所有常住户口居民为本课题的调查对象。采用入户个人问卷调查与集中体检相结合的方法对队列人群进行普查。调查内容包括家庭信息、个人患病和暴露信息、个人行为生活习惯。2调查对象血清中七种必需元素的测定配制Fe、Cu、Zn、K、Na、Ca、Mg元素的标准系列。准确吸取200μL血清以3‰TritonX-10010倍稀释测定Fe,20倍稀释测定Cu,30倍稀释测定Zn,300倍稀释测定K、Na,以La203溶液稀释300倍测定Ca、Mg。用火焰原子吸收分光光度法测定标准系列溶液和样品的吸光度,求回归方程,计算样品中测定元素的浓度。分别对七种元素求出线性关系、检出限,进行加标回收率实验和精密度实验。3行为生活习惯与血清七种必需元素含量的关系根据被调查人群的年龄、性别、膳食结构、人均日吃油／盐量、吸烟、饮酒、饮茶、食品摄入种类与频率以及儿童生活习惯、母亲孕产期和哺乳期行为状况与血清中七种必需元素测定值进行统计学分析,研究行为生活习惯与血清中七种必需元素之间的关系。4血清中七种必需元素含量与几种常见疾病的关系分别对高血压与正常血压组人群、高血脂与正常血脂组人群、HBsAg阳性与阴性人群、妇女疾病患病与健康人群血清中七种必需元素值进行统计学分析；根据我国肥胖标准对被调查人群分成偏瘦组、正常体重组、超重组和肥胖组四组,对四组人群七种必需元素浓度进行方差分析；对血清中七种必需元素值与被调查人群收缩压值和甘油三酯、总胆固醇、LDL、HDL测定值以及体质指数进行相关分析。5数据统计处理统一采用Epidata软件录入数据库。数据采用均数±标准差(x±s)表示,统计分析均用SPSS16.0统计软件处理。SPSS13.0was used for statistical description and t-test统计结果采用相关分析、方差分析及t检验,P<0.05或P<0.01被认为有统计学意义。[结果]1血清中七种必需元素的方法学研究七种元素测定值在线性范围内,与吸光度呈良好的线性关系,相关系数都在0.999以上。各元素的加标回收率均在97.15%以上,方法回收率较高。各元素的日内日精密度RSD在4.19%以内,日间精密度RSD在4.45%以内。2调查对象血清七种必需元素医学参考值范围血清元素Na、Fe、Cu在男女性之间存在显著差别(n=3604,其中n男=1659,n女=2045)。女性血清Na浓度(3375.55±423.48mg·L-1)显著高于男性(3355.94±394.79mg·L-1)(P<0.05),男性血清Fe元素浓度(2.61±1.58mg·L-1)显著高于女性(2.19±143mg·L-1),女性血清Cu浓度(1.27±0.35mg·L-1)显著高于男性(1.16±0.33mg·L-1)(P<0.01)。血清Cu、K、Mg元素浓度随年龄增长有升高趋势(rCu=0.066, rK=0.070, rMg=0.047)(P<0.01),其余各元素与年龄之间没有相关性。血清元素Cu与Na、Ca、Mg (rNa=0.293, rCa=0.158, rMg=0.232)(P<0.01),K与Fe (r=0.337)(P<0.01)、Na (r=0.335)(P<0.01)、Mg (r=0.124)(P<0.05),Na与Ca、Mg (rCa=0.230, rMg=0.228)(P<0.01), Ca与Mg(r=0.523)(P<0.01)浓度呈现正相关。3个人行为生活习惯与血清中七种必需元素值的关系3.1膳食结构与血清元素值的关系膳食中K元素含量与血清K元素浓度呈现正相关(r=0.045)(P<0.05),膳食中Zn元素的含量与血清Cu元素浓度之间存在负相关(r=-0.055)(P<0.01)。膳食中Vc含量与血清Fe元素浓度存在正相关关系(r=0.042)(P<0.05)。3.2人均日吃油／盐量与血清元素的关系人均日吃盐量与血清Zn元素浓度呈现负相关(r=-0.034)(P<0.05),与血清K元素浓度呈现正相关(r=0.034)(P<0.05)。人均日吃油量与血清中七种必需元素浓度无相关性。3.3吸烟与血清元素的关系根据被调查人群是否吸烟,将人群分成Ⅰ组：现在吸烟、Ⅱ组：以前吸烟、Ⅲ组：偶吸1支不是每天都吸、Ⅳ组：从不吸烟四组。被调查四组人群的Fe、Cu元素浓度有差别。Ⅰ组人群Fe元素浓度(2.62±1.34mg·L-1)显著高于Ⅳ组(2.32±1.56mg·L-1)(P<0.01),Ⅰ组人群Cu元素浓度(1.15±0.38mg·L-1)显著低于Ⅳ组(1.25±0.35mg·L-1)(P<0.01)。血清K、Cu和Zn元素浓度与香烟烟龄呈现正相关(rK=0.110,rCu=0.160)(P<0.01)(rZn=0.097)(P<0.05),旱烟烟龄与血清Cu元素浓度存在正相关(r=0.135)(P<0.05)。血清Ca元素浓度与每天吸烟支数、总吸烟支数呈正相关(r=0.089,r=0.088)(P<0.05),血清Cu元素浓度与总吸烟支数呈正相关(r=0.128)(P<0.01)。每天11-20支组血清K元素浓度(216.42±46.93mg·L-1)显著高于21-30支组(201.37±46.59mg·L-1)(P<0.05)。被动吸烟人群与非被动吸烟人群元素浓度无差别。3.4饮酒与血清元素的关系被调查人群按照是否饮酒分为Ⅰ组：现在喝酒、Ⅱ组：以前喝酒、Ⅲ组：偶尔喝酒和Ⅳ组：从不喝酒四个组。被调查四组人群Fe、Cu元素浓度有显著差别。Ⅰ组人群血清Fe元素浓度(2.69±1.51mg·L-1)显著高于Ⅳ组(2.31±1.73mg·L-1)(P<0.01),Ⅳ组人群血清Cu元素浓度(1.26±0.36mg·L-1)显著高于Ⅰ组(1.18±0.33mg·L-’)(P<0.01)。血清Cu元素浓度与酒龄呈正相关(r=0.147)(P<0.01),血清Na元素浓度与开始饮酒的时间呈正相关关系(r=0.111)(P<0.05)。3.5饮茶与血清元素的关系根据喝茶频率分为Ⅰ组：现在喝茶、Ⅱ组：以前喝茶、Ⅲ组：偶尔喝茶和Ⅳ组：从不喝茶四组。四组人群Fe、Na元素浓度有显著差别。Ⅳ组人群血清Fe元素浓度(2.30±1.67mg·L-1)显著低于Ⅲ组(2.52±1.62mg·L-1)(P<0.01)和I组(2.69±1.49mg·L-1)(P<0.01),Ⅱ组人群血清Na元素浓度(3676.40±405.42mg·L-1)显著高于Ⅰ组(3372.00±375.65mg·L-1)(P<0.05)、Ⅲ组(3376.30±410.32mg·L-1)(P<0.05)和Ⅳ组(3351.00±415.91mg·L-1)(P<0.05)。绿茶组人群血清Ca元素浓度(113.71±29.07mg·L-1)显著低于花茶组(123.63±33.25mg·L-1)(P<0.05)3.6饮食与血清元素的关系3.6.1主食种类与血清元素的关系主食大米组、主食面食组人群血清Na元素浓度(3336.00±379.10mg·L-1;3354.40±404.79mg·L-1)均显著低于大米+面食组人群(3522.60±462.95mg·L-1)(P<0.05),大米组、面食组、粗粮组(3213.90±199.73mg·L-1)、薯类组(3323.00±335.26mg·L-1)、大米+面食组(3522.60±562.95mg·L-1)、面食+薯类组(3207.30±315.04mg·L-1)和大米+面食+粗粮组(3336.80±15.82mg·L-1)人群血清Na元素均显著低于粗粮+面食组人群(4010.50±1225.54mg·L-1)(P<0.05)。大米组(1.24±0.33mg·L-1)、面食组(1.22±0.42mg·L-1)人群血清Cu元素浓度显著低于大米+面食组(1.48±0.48mg·L-1)(P<0.01)3,6.2辅食摄入频率与血清元素的关系根据蔬菜、水果、肉类的摄入频率不同对人群进行分组,共分为Ⅰ组：每天都吃、Ⅱ组：4-5次／周、Ⅲ组：2-3次／周、Ⅳ组：小于1次／周、V组：不吃五个组。水果的摄入频率不同,五个组人群血清元素Fe浓度有显著差别。Ⅰ组(2.58±1.31mg·L-1)、Ⅱ组(2.61±1.39mg·L-1)血清Fe元素浓度显著高于Ⅳ组(2.31±1.61mg·L-1)(P<0.05)、V组(2.29±1.43mg·L-1)(P<0.05)。不同蔬菜摄入频率对血清元素浓度无影响。肉类的摄入对血清Na元素、Mg元素浓度有影响。Ⅰ组(3347.20±353.18mg·L-1)、Ⅱ组(3516.70±528.39mg·L-1)Na元素显著高于Ⅲ组(3394.60±465.18mg·L-1)(P<0.01)、Ⅳ组(3353.70±394.60mg·L-1)(P<0.01)V组(3325.10±468.15mg·L-1)(P<0.01),Ⅲ组人群血清Na元素浓度显著高于V组(P<0.05)。Ⅰ组(36.79±6.46mg·L-1)、Ⅱ组(32.93±6.26mg·L-1)血清Mg元素浓度显著高于Ⅲ组(28.29±6.73mg-L-1)(P<0.05)、Ⅳ组(28.26±6.16mg·L-1)(P<0.05)和V组(28.26±6.65mg·L-1)(P<0.05)。随着肉制品摄入频率升高,血清Na、Mg元素浓度升高(rNa=-0.047,rMg=-0.064)(P<0.05)(P<0.01)；水果摄入频率升高,血清Fe、Ca元素浓度升高(rFe=-0.053,rca=-0.037)(P<0.01)(P<0.05)；豆制品摄入频率与血清Cu、Ca、Mg元素浓度呈正相关(rCu=-0.043,rca=-0.040,rMg=-0.036)(P<0.05)；奶类摄入频率与血清Ca元素浓度呈正相关(r=-0.072)(P<0.01)。不吃豆制品人群血清Na元素、Mg元素浓度(3424.00±482.27mg·L-30.72±7.34mg·L-1)显著高于摄入豆制品人群(3361.00±404.18mg·L-1,28.39±6.87mg·L-1)(P<0.01)(P<0.05)。食用奶类的人群血清Ca元素浓度(131.21±41.38mg·L-1)显著高于不喝奶的人群(120.92±48.97mg·L-1)(P<0.01)。3.7儿童生活习惯与血清元素的关系3.7.1母亲孕产期、哺乳期行为与血清元素的关系母亲妊娠反应剧烈的儿童血清Mg元素浓度(25.30±4.72mg·L-1)显著低于反应程度一般的儿童(27.77±7.60mg·L-1)(P<0.05)。随着断奶时间的延后,血清Ca元素浓度增高(r=0.116)(P<0.05)。3.7.2儿童饮食行为习惯与血清元素的关系随着每月水果食用次数的增加,血清K元素浓度呈现下降趋势(r=-0.130)(P<0.05)。被调查儿童每天摄入蔬菜种类数分别为0(不吃蔬菜)、1、2、3、4、5、6种,分别为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ、Ⅶ组。Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、V组儿童血清Mg元素浓度(26.74±5.05mg·L-1,26.38±6.69mg·L-1,26.77±6.41mg·L-1,28.42±9.78mg·L-1,28.17±4.34mg·L-1)显著高于Ⅶ组(15.89±2.44mg·L-1)(P<0.05),Ⅱ组血清Ca元素浓度(120.31±33.40mg·L-1)显著低于Ⅳ组(134.60±49.20mg·L-1)(P<0.05),Ⅰ组血清Cu元素浓度(1.13±0.33mg·L-1)显著低于Ⅳ组和Ⅶ组(1.32±0.40mg·L-1,1.69±0.54mg·L-1)(P<0.05),Ⅵ组血清Cu元素浓度(1.15±0.47mg·L-1)显著低于Ⅷ组(1.69±0.54mg·L-1)(P<0.05)。食用猪肉和禽肉、单吃禽肉的儿童血清Fe元素浓度(3.29±2.44mg·L-1;2.89±2.20mg·L-1)显著高于只食用猪肉的儿童(2.10±1.12mg·L-1)(P<0.05)。每天都吃肉、吃肉2-3次/周的儿童血清K元素浓度(246.32±25.28mg·L-1,-1;202.73±26.67mg·L-1)显著高于不吃肉的儿童(194.42±30.60mg·L-1)(P<0.05)。不喝饮料的(2.44±1.77mg·L-1)、饮用一种饮料的(2.09±1.06mg·L-1)儿童血清Fe浓度显著低于饮用两种饮料的儿童(3.62±2.61mg·L-1)(P<0.05)。咸的零食摄入次数增多,血清Fe、Na元素浓度升高(rFe=0.127,rNa=0.126)(P<0.05),油炸食品的摄入次数与儿童血清Na浓度呈正相关(r=0.156)(P<0.05),营养补品的食用增多,血清Cu元素浓度增高(r=0.132)(P<0.05)。不吃快餐的儿童血清Fe浓度(2.23±1.62mg·L-1)显著低于每月食用1-5次(3.18±4.46mg·-1)(P<0.05)、5-10次(4.29±4.96mg·L-1)(P<0.05)的儿童,不吃快餐儿童血清Cu元素浓度(1.25±0.32mg·L-1)显著低于每月食用1-5次(1.37±0.39mg·L-1)(P<0.05)的儿童。不吃快餐的儿童血清Fe浓度(2.23±1.62mg-L-1)显著低于食用快餐的儿童(3.19±4.32mg·L-1)(P<0.01)。每月食用1-5次(1.36±0.38mg·L-1)、5-10次(1.43±0.36mg·L-1)膨化食品的儿童血清Cu元素浓度显著高于食用10-20次的儿童(1.17±0.21mg·L-1)(P<0.05)。吃咸的零食的儿童血清Fe和Zn浓度(Fe,2.91±3.57mg·L-1；Zn,1.89.66mg·L-1)显著高于不吃的儿童(Fe,2.11±1.31mg·L-1；Zn,1.52±0.82mg·L-1)(P<0.05)(P<0.01),吃油炸食品的儿童血清Fe浓度(2.75±3.34mg·L-1)显著高于不吃的儿童(2.15±1.30mg·L-1)(P<0.05)。食用营养补品的受试儿童血清Zn、K元素浓度(Zn,2.19±1.53mg·Lq-1;K,208.35±35.39mg·L-1)显著高于不吃营养补品的儿童(Zn,1.53±1.45mg·L-1;K,203.52±32.49mg·L-1)(P<0.01)4血清中七种必需元素与几种常见病的关系4.1血清元素与高血压的关系高血压组人群K、Zn、Fe、Mg元素浓度(K,213.67±44.05mg·L-1； Zn,1.63±2.05mg·L-1; Fe,2.48±1.49mg·L-1；Mg,28.39±6.88mg·L-1)、Zn/Cu (1.39±1.62)显著高于正常血压组(K,208.06±40.51mg·L-1；Zn,1.45±1.85mg·L-1； Fe,2.35±1.45mg·L-1；Mg,27.70±6.76mg·L-1；Zn/Cu,1.27±1.45)(P<0.01；P<0.05； P<0.05；P<0.01;P<0.05).高血压组男性血清Fe、K元素浓度(2.73±1.57mg·L-1；214.69±41.28mg·L-1)显著高于女性(2.26±1.39mg·L-1；211.05±35.48mg·L-1)(P<0.05；P<0.01)。随着BMI增大,收缩压升高(r=0.244)(P<0.01),另外,收缩压与膳食Ca、 Mg、Fe和Cu元素摄入量呈现负相关(rCa=-0.041；rMg=-0.054；rFe=-0.039； rCu=-0.046)(P<0.05；P<0.01；P<0.05；P<0.05)。4.2血清元素与血脂的关系甘油三酯(triglyceride,TG)与血清Ca、Cu、K、Na、Mg元素浓度呈正相关(rCa=0.061,rCu=0.147,rK=0.058,rNa=0.095,rMg=0.112)(P<0.01),总胆固醇(total cholesterol,TC)与所研究血清中七种必需元素浓度均呈正相关(rFe=0.080,rzn=0.135,rca=0.095,rcu=0.241,rK=0.135,rNa=0.130,rMg=0.205)(P<0.01),LDL与血清Cu、Zn、K、Na、Ca、Mg元素浓度呈正相关(rCu=0.471, rZn=0.059,rK=0.148,rNa=0.092,rCa=0.072,rMg=0.107)(P<0.01),HDL与血清Mg元素浓度呈正相关(r=0.043)(P<0.05)。高血脂组(n=2355)与正常血脂组(n=922)人群血清K、Mg、Zn元素浓度有显著差异(P<0.01)。高血脂组血清K、Mg、Zn元素浓度(K,214.26±45.30mg·L-1；Mg,29.51±7.46mg·L-1； Zn,1.66±1.63mg·L-1)显著高于正常血脂组(K,207.48±39.80mg·L-1；Mg,27.27±6.38mg·L-1；Zn,1.43±1.04mg·L-1)(P<0.01)。TG升高组研究人群血清K、Na、Mg、Cu元素浓度(K,214.26±47.26mg·L-1; Na,3431.00±429.75mg·L-1；Mg,29.36±7.36mg·L-1；Cu,1.30±0.36mg·L-1)显著高于正常组(K,208.10±39.76mg·L-1；Na,3347.00±392.13mg·L-1；Mg,27.51±6.56mg·L-1:Cu,1.19±0.34mg·L-1)(P<0.05);TC升高组人群血清K、Zn浓度、Zn、Cu比(K,217.84±51.93mg·L-1；Zn,1.79±1.62mg·L-1；Zn/Cu,1.43±1.43)显著高于正常组(K,208.10±39.53mg·L-1；Zn,1.45±1.16mg·L-1； Zn/Cu,1.31±1.07)(P<0.01).4.3血清元素与肥胖的关系血清K、Cu、Zn、Mg元素浓度与BMI指数之间呈正相关关系(rK=0.080, rCu=0.097,rZn=0.052,rMg=0.043)(P<0.01).按照我国肥胖标准将人群分成四组：偏瘦组、正常体重组、超重组和肥胖组。偏瘦组人群血清K元素浓度(203.61±43.12mg·L-1)显著低于正常体重组(208.12±39.10mg·L-1)(P<0.05)、超重组(211.32±44.91mg·L-1)(P<0.01)和肥胖组(219.98±44.37mg·L-1)(P<0.01),正常体重组人群血清K元素浓度显著低于超重组(P<0.01)和肥胖组(P<0.01)；偏瘦组、正常体重组Zn元素浓度(1.52±1.37mg·L-1;1.54±1.08mg·L-1)显著低于超重组(1.82±1.29mg·L-1)(P<0.01)和肥胖组(1.84±1.51mg·L-1)(P<0.01)；偏瘦组、正常体重组、超重组人群血清元素Cu浓度(1.21±0.33mg·L-1；1.19±0.34mg·L-1；1.26±0.36mg·L-1)显著低于肥胖组(1.32±0.36mg·-1)(P<0.01),正常体重组血清Cu元素浓度显著低于超重组(P<0.01)。将研究人群分为肥胖组和非肥胖组,肥胖组的Zn/Cu(1.62±1.09)显著高于非肥胖组(1.43±1.14)(P<0.05)4.4血清元素与乙肝的关系HBsAg阳性与阴性人群血清元素浓度无差别(P>0.05),HBsAg阴性人群有无抗体人群元素亦无差别,不同性别HBsAg阳性与阴性人群血清元素浓度无明显不同。4.5血清元素与妇女疾病的关系有、无化肥农药接触和食用不同材质餐具的妇女所研究血清中七种必需元素浓度之间无差别(P>0.05)停经女性血清Cu元素浓度(1.52±1.42mg·L-1)显著高于有月经女性(1.21±0.67mg·L-1)(P<0.01)。停经年龄与血清Mg元素浓度呈正相关。患乳腺增生的女性血清Ca元素浓度(113.44±31.86mg·L-1)显著低于不患此疾病的女性(126.47±220.21mg·L-1)(P<0.01)。[结论]1本实验建立的血清K、Na、Ca、Mg、Cu、Fe、Zn七种人体必需元素测定方法经方法学评价,具有快速、准确、灵敏,重复性好等优点,可用于元素的测定。根据元素测定结果可以确定梁山地区元素医学参考值范围。2随年龄增长,梁山县人群血清中K、Cu和Mg元素浓度呈现升高趋势,这可能与不同年龄段饮食种类和数量不同有关。3不良生活习惯如吸烟、饮酒等会造成血清中元素浓度的失衡,不同膳食习惯也会导致元素浓度升高或降低。通过调整膳食与行为习惯可以改善人体元素的不足与过量,对元素相关疾病的发生起到一定的预防作用。4高血压人群血清Fe、K、Mg、Zn浓度、Zn/Cu升高,均衡的摄入膳食中元素的同时避免Zn/Cu失衡有利于高血压的预防与控制。5高血脂组人群血清K、Mg、Zn、Zn/Cu比显著高于正常血脂人群；随BMI升高血清中Fe、K、Mg、Zn元素浓度升高。日常生活中合理安排饮食,在营养全面均衡的前提下保持Zn/Cu比平衡可以有效减少高血脂和肥胖的发生6乳腺增生患者血清Ca浓度降低,膳食中补充Ca可对乳腺癌有一定的预防作用。