血清微量元素水平与轻度认知功能障碍的相关性

黄海华　李明秋　江皋轩　牟　鑫　陈庆宏(江汉油田总医院老年病科，湖北　潜江　433121)

血清微量元素水平与轻度认知功能障碍的相关性

黄海华李明秋江皋轩牟鑫陈庆宏
(江汉油田总医院老年病科，湖北潜江433121)

〔摘要〕目的探讨老年人轻度认知功能障碍(MCI)与血清微量元素水平的相关性。方法选择136例MCI患者为研究组，136例健康老人为对照组，检测所有受试者血清微量元素铜(Cu)、铁(Fe)、锌(Zn)、钙(Ca)、镁(Mg)、硒(Se)、砷(As)、锰(Mn)、铝(Al)、镉(Cd)含量。结果①研究组与对照组相比，血清Cu、Zn、Fe含量较低，Mn、Al、Cd含量较高(P＜0.05)。②多重相关性分析显示，研究组患者血清Cu、Zn、Fe含量与MoCA评分显正相关，r值分别为0.503，0.712和0.603，P值均为0.000; Mn、Al、Cd含量与MoCA的评分显负相关，r值分别为－0.204，－0.886，－0.208，P值分别为0.017，0.000，0.015。③Spearman直线相关分析，研究组患者与认知功能相关并具有临床意义的因素有低Zn，高Mn、高Al、高Cd。t值分别为1.990、－3.440、－8.074和5.468，P值分别为0.049、0.001、0.000和0.000。④多因素Logistic回归分析显示，低Zn、高Al、高Cd是发生MCI的危险因素。结论MCI的发生与患者血清微量元素代谢紊乱具有相关性。

〔关键词〕认知障碍;微量元素

第一作者:黄海华(1964-)，男，副主任医师，主要从事痴呆与认知障碍的研究。

轻度认知功能障碍(MCI)是介于正常老化与早期阿尔茨海默病(AD)之间的一种过渡状态，被认为是AD临床前期的一种综合征。近年来研究表明MCI的发生发展与诸多危险因素有关，如果不进行有效干预，大多转化为AD〔1〕。微量元素是维持机体正常代谢和生理功能的必要成分，血清微量元素水平与AD的相关性得到了广泛验证〔2〕，而血清微量元素水平与MCI的发生发展是否有关，目前还未见文献报道。本研究探讨微量元素与MCI的关系。

1　对象与方法

1.1临床资料选择2010年12月至2013年7月我院老年病科MCI患者136例为研究组，男65例，女71例，年龄65～79〔平均(71.39±3.67)〕岁。所有MCI患者诊断均符合美国精神障碍《诊断与统计手册》第四次修订版(DSM-Ⅳ)和美国神经学会、语言障碍和卒中-老年性痴呆、相关疾病学会(NINCDS/ ADRD)制定的MCI诊断标准〔3〕，并参照《中国痴呆与认知障碍诊治指南:轻度认知障碍的诊断和治疗》标准〔4〕。对照组随机选择同期体检的健康老人136例，男62例，女74例，年龄65～80〔平均(71.60±3.76)〕岁，既往生活背景与MCI患者相似，性别、年龄、文化程度比较差异无统计学意义(P＞0.05)。所有研究对象均签订知情同意书。本研究符合医学伦理学标准，并经医院伦理委员会批准。

1.2排除标准各类严重神经症;伴有严重营养不良或严重感染者;有严重心、肝、肺、肾疾病或衰竭者;有引起认知功能改变的疾病史;安眠药依赖者;酒精依赖者等。

1.3检查项目所有入选对象均由专科医生检查和记录既往病史、性别、年龄、文化程度、身高、体重、血压和神经心理学评估。肝功、血脂、血糖、肾功和血清微量元素检查由指定的检验科医生完成。

1.4神经心理学检查内容采用蒙特利尔认知评估量表(Mo-CA)、临床记忆量表(CMS)、日常生活能力量表(ADL)、语言流畅测验(VFT)、韦氏积木测验(WBD)、汉密尔顿抑郁量表(HAMD)、汉密尔顿焦虑量表(HAMA)进行认知和精神行为症状的评估。

1.5微量元素的检测方法清晨空腹采集观察对象肘静脉血4 ml，在自然状态下放置0.5 h，然后分离出血清，分装、定容、稀释，置振荡器振荡1 min并充分混均，以美国热电公司生产的M401018型原子吸收光谱仪测定样本中微量元素铜(Cu)、铁(Fe)、锌(Zn)、钙(Ca)、镁(Mg)、硒(Se)、砷(As)、锰(Mn)、铝(Al)、镉(Cd)，标本采集程序和操作方法严格按照仪器和试剂盒说明书的要求进行。

1.6统计学方法采用SPSS17.0统计软件，行t检验、χ2检验、秩和检验，相关性采用Spearman相关分析，对影响认知功能的因素进行多元线性回归分析，以Logistic多因素回归模型进行MCI影响因素分析。

2　结果

2.1两组受试对象血清微量元素比较研究组与对照组相比，血清Cu、Zn、Fe水平较低，Mn、Al、Cd水平较高(P＜0.05) ; Ca、Mg、Se、As差异无统计学意义(P＞0.05)。见表1。

2.2研究组患者MoCA评分与血清微量元素水平的多重相关性比较Cu、Zn、Fe与MoCA评分显正相关(r = 0.503，0.712，0.603，P= 0.000) ; Mn、Al、Cd与MoCA的评分显负相关(r = －0.204，－0.886，－0.208，P=0.017，0.000，0.015)。Ca、Mg、Se、As与MocA的评分无相关性(r =－0.088，－0.042，0.077，－0.119，P=0.307，0.624，0.371，0.166)。

2.3影响认知功能的多因素回归分析研究组患者通过Spearman相关分析显示，与认知功能相关并具有临床意义的因素有低Zn，高Mn、高Al、高Cd(P均＜0.05)。见表2。

2.4Logistic回归分析多因素Logistic回归分析显示，低Zn、高Al、高Cd是老年患者发生MCI的危险因素。见表3。

表1　两组血清微量元素水平的比较(±s，μmol/L，n=136)

表1　两组血清微量元素水平的比较(±s，μmol/L，n=136)

组别　Cu　Zn　Fe　Ca　Mg　Se　As　Mn　Al　Cd研究组　9.25±5.99 74.90±14.86 5.73±1.76　 2.03±1.10　 1.62±0.38　 1.35±0.99　 5.00±3.21 203.14±52.08 0.76±0.22　 46.29±6.32对照组11.80±9.21 79.18±16.00 6.14±2.44　 2.02±0.91　 1.63±0.32　 1.42±0.96　 4.73±3.04 187.40±64.38 0.67±0.30　 43.86±9.27 t值　－2.704　－2.288　－2.646　 0.046　－0.152　－0.545　 0.736　2.217　2.771　2.525 P值　0.007　0.023　0.009　0.964　0.879　0.586　0.463　0.027　0.006　0.012

表2　影响认知功能的多元逐步回归分析

表3　多因素Logistic回归分析

3　讨论

微量元素是维持机体正常代谢和生理功能的必要成分，通过维持体内各种酶系的组成和激活，在参与机体的抗氧化、抗衰老机制，清除自由基和过氧化物，维持神经递质的合成和神经细胞的正常生理功能等方面发挥着重要作用〔5〕。微量元素通过体内平衡机制的调节和控制，使其保持正常水平和稳态平衡，当这种稳态平衡被破坏时，就会对机体造成各种生理及病理性损害〔6〕。

研究结果显示MCI患者血清脂质过氧化物(LPO)和丙二醛(MDA)含量增高，超氧化物歧化酶(SOD)含量降低〔7〕，说明MCI患者存在自由基代谢紊乱，提示氧自由基的损伤在MCI发病过程中起着重要作用。氧自由基过高能引起脑细胞脂质超氧化和蛋白质变性。SOD是体内清除超氧离子的关键酶，超氧阴离子浓度过高，体内SOD就会因消耗过多而直接损害脑细胞，引起神经细胞代谢紊乱、变性坏死，从而引起胆碱能系统功能降低、神经内分泌改变，导致认知功能损害〔8〕。在这病理过程中，微量元素是主要决定因素之一，如果微量元素稳态失衡，将启动和加速级联反应过程。

神经病理生理学研究表明，Cu、Zn、Fe对神经系统具有重要影响。Cu是SOD的组成成分，能促进体内代谢过程中产生的超氧化物分解，减少神经细胞损伤。同时Cu是多巴胺-β-羟化酶、细胞色素氧化酶等多种酶的成分，参与儿茶酚胺类激素、神经递质的代谢和生成，对中枢神经系统的功能、认知能力和精神状态产生重要影响，如果Cu含量降低将会直接影响这些功能〔2〕。Zn在清除自由基和过氧化物等方面起着重要作用，人体缺锌时，DNA聚合酶和RNA聚合酶含量减少、活性降低，难以修复受损的DNA和蛋白质〔9〕。Fe是血红蛋白和肌红蛋白、细胞色素氧化酶等重要组分，缺铁可抑制半乳糖苷酶等酶系的表达，导致神经功能缺损〔10〕。另外，新近研究表明Cu、Zn、Fe参与β-淀粉样蛋白(Aβ)的聚集与沉淀，并影响海马神经元后膜上的N-甲基-D-天冬氨酸受体(NMDA)的活性，与认知障碍和MCI的发病有关〔11〕。Al对人体是有害物质，其螯合作用强，神经系统是其主要靶器官，能引起神经原纤维变性，导致神经原纤维缠结，形成老年斑。Al能选择性地蓄积在大脑的海马区，影响胆碱乙酰基转移酶的活性，抑制乙酰胆碱的合成，导致脑细胞萎缩〔12〕。Mn是RNA聚合酶、SOD等酶的组成成分及活化剂，高锰时可影响海马结构，并通过影响铜的稳态，进而使神经细胞退行性变和神经胶质变性〔13〕。Cd对机体是一种有害物，能引起多系统、多器官的损害，Cd能破坏脑屏障，进入中枢神经系统，通过与酶类巯基结合或替代作用，降低抗氧化酶和胆碱酯酶等酶系的活性，影响神经递质的含量，引起大脑的形态学改变〔14〕。

本课题证实MCI患者体内微量元素存在稳态失衡，并与认知障碍的发生具有相关性。通过对研究组患者MoCA评分本组研究证实血清Cu、Zn、Fe和Mn、Al、Cd水平与轻度认知功能障碍的发生具有明显的相关性，其他元素Ca、Mg、Se、As是否与MCI的发生相关未得到证实。由此可见，血清微量元素水平及稳态失衡是轻度认知功能障碍的影响因素之一，这也与微量元素与AD的发病机制相互印证〔15〕，说明在AD的临床前期患者的血清微量元素水平已发生变化，并且稳态失衡，为临床进一步研究MCI、AD和认知障碍提供了临床资料。

4　参考文献

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〔2014-06-06修回〕

(编辑安冉冉/曹梦园)

通讯作者:李明秋(1972-)，女，副主任医师，主要从事老年神经及精神疾病的研究。

〔中图分类号〕R749.1

〔文献标识码〕A

〔文章编号〕1005-9202(2015) 15-4245-03;

doi:10.3969/j.issn.1005-9202.2015.15.060