健康人群和高血压患者血清微量元素与血压的相关性分析

韩 拓，巩 红，徐 阳，范雅洁，宋 薇，姚智会，葛 淼，王 倩，王聪霞

（1. 西安交通大学第二附属医院心血管内科，陕西西安 710004；2. 西安交通大学第二附属医院健康管理部，陕西西安 710004；3. 西安交通大学第二附属医院检验科，陕西西安 710004；4. 陕西师范大学地理科学与旅游学院健康地理研究所，陕西西安 710119）

据最新统计，我国高血压患病人数已高达2.45亿，并呈现井喷状态；18 岁及以上的成年人中高血压知晓率、治疗率和控制率分别为51.6%、45.8% 和16.8%，均远远低于西方发达国家[1]。此外，由高血压导致的心血管事件和死亡发生率居高不下，造成沉重的卫生健康负担。高血压是由遗传和环境因素共同作用的结果[2]，其中饮食和环境暴露中的微量元素可能扮演着重要角色[3]。既往研究发现，血清锌、镁、铁、钙等微量元素与动脉血压相关，然而研究结论尚存在较大争议[3-5]；且多数研究集中于特定疾病人群，如妊娠期高血压、子痫前期、原发性高血压、代谢综合征等[6-9]，缺乏在普通健康人群中的研究。本研究基于我院长期健康体检数据，筛选既往无慢性基础疾病的健康人群和既往确诊高血压的患者，分析其血清微量元素与收缩压和舒张压之间的相关性。

1 对象与方法

1.1 研究对象

选取2018 年9 月至2021 年5 月于西安交通大学第二附属医院健康体检者的体检数据，排除合并各类基础疾病、年龄未满18 周岁及基线资料不完整者，最终纳入3 430 例健康人群，其中男性1 762（51.4%）例，吸烟者245（13.9%）例；女性1 668（48.6%）例，吸烟者2（0.1%）例。此外，选取既往诊断高血压病患者，排除合并有其他慢性病史、未满18 周岁及测量数据不完整者，共纳入216 例高血压患者，其中男性160（74.1%）例，女性56（25.9%）例。所有数据提取采取匿名化处理，不涉及个人隐私信息，豁免知情同意。

1.2 测量方法

采用电子血压计（Omron，型号：Hem-7124）于被检者坐位安静状态下测量左侧上臂肱动脉收缩压和舒张压，并记录心率；所有体检者均于次日清晨空腹抽取静脉血，采用贝克曼全自动生化分析仪检测血脂成分，采用原子吸收光谱仪检测血清微量元素锌、铁、钙、镁、铅、铜、镉的含量（北京博晖，型号：

BH5100S）。

1.3 统计学分析

采用SPSS 26.0 软件进行数据统计分析。基于R 软件中MatchIt 安装包计算倾向性评分并进行卡钳值匹配，卡钳值设置为0.02。计量资料以均数±标准差（Mean±SD）表示，计数资料则以率或百分比[n（%）]表示。组间比较满足正态分布时采用独立样本t检验，不满足时采用Mann-WhitneyU检验；连续变量相关性分析满足正态分布时采用Pearson，不满足时采用Spearman 相关性分析；二元Logistic 回归分析收缩压与舒张压相关影响因素。P＜0.05 认为差异具有统计学意义。

2 结 果

2.1 研究人群的基本资料

最终纳入3 430 例健康人群数据，男性1 762（51.4%）例，女性1 668（48.6%）例。其中9.5%人群血清锌低于正常下限值，7.0%血清铁降低，27.8%血钙降低，而仅有1.8%和2.4%的人群血清镁和血清铜减低（图1）。基本资料情况见表1。

表1 健康人群总体基本资料Tab.1 Basic characteristics of healthy population

图1 血清微量元素含量的分布情况Fig.1 Distribution of trace elements levels in serum

2.2 血微量元素与收缩压、舒张压的相关性分析

Spearman 相关性分析提示：血清锌、铁、镁、铅、铜、镉与收缩压和舒张压呈显著正相关；而血清钙与收缩压、舒张压均呈显著负相关（图2）。

图2 血清微量元素与收缩压（A-G）、舒张压(H-N)的相关性分析Fig.2 Correlation of serum trace elements with systolic (A-G)and diastolic blood pressure (H-N)

2.3 二元Logistic 回归分析结果

Logistic 回归分析显示，年龄（Age）、体质指数（BMI）、血清白蛋白(Albumin, ALB)与收缩压和舒张压升高密切相关。空腹血糖（OR=1.095，95%CI:1.007～1.191）与血铅（OR=1.006，95%CI: 1.000～1.012）可能是收缩压相关危险因素；血清总胆固醇（OR=1.244，95%CI: 1.095～1.412）、血清铁（OR=1.275，95%CI: 1.114～1.460）及 血 铅（OR=1.010，95%CI: 1.004～1.015）则是舒张压相关危险因素，血清镁（OR=0.488，95%CI: 0.266～0.894）则是舒张压的保护因素（图3）。

图3 二元Logistic 回归分析收缩压(A)与舒张压(B)的影响因素Fig.3 Logistic regression analysis of the risk factors for systolic（A）and diastolic blood pressure（B）

2.4 高血压患者的基本资料

为进一步探究血微量元素与高血压之间相关性，选取既往诊断高血压的216 例患者体检数据，从同期健康体检人群中，根据性别、年龄、BMI、腰臀比及吸烟史进行倾向评分匹配（propensity score match,PSM），按照1∶1 比例匹配既往无基础病史的健康对照者216 例（卡钳值设置为0.02）。匹配后两组在性别比、年龄、BMI、腰臀比、吸烟史及白蛋白上均无统计学差异（表2）。组间比较显示，高血压组SBP和DBP均高于健康对照组（142.1±16.6vs.130.4±16.3,P＜0.001;91.9±12.9vs.83.9±10.7,P＜0.001），空腹血糖较对照组升高（6.00±1.81vs.5.57±1.77,P＜0.001），而血清总胆固醇（4.44±0.88vs.4.72±1.01）和低密度脂蛋白（2.75±0.79vs.2.99±0.74）水平较对照组减低（均P＜0.01），三酰甘油和高密度脂蛋白组间则无统计学差异（表2）。

表2 高血压组与健康对照组基本资料的比较Tab.2 Comparison of basic characteristics between hypertension group and healthy control group

2.5 组间血清微量元素的比较

PSM 匹配后高血压患者与健康对照组，血清锌、铁、钙、镁、铅、铜、镉含量均无统计学差异（均P＞0.05，图4）。

图4 高血压患者与健康对照组血清微量元素的比较Fig.4 Comparison of levels of serum trace elements between the hypertensive patients and healthy controls

3 讨 论

血压是血液在循环系统内流动时对血管壁产生的侧压力，与循环血容量、心脏每搏输出量、外周血管阻力及动脉管壁弹力有关[10]。正常人群随着年龄增加，血管壁僵硬度增加，导致收缩压逐渐升高，舒张压维持不变甚至降低，脉压差增大[11]。血清微量元素对于维持机体健康具有重要作用，并与多种心血管疾病，如高血压、动脉粥样硬化、心肌病、心力衰竭及心律失常等密切相关[3]。本研究发现除外年龄、BMI、血清白蛋白、空腹血糖及总胆固醇等传统的高血压危险因素，血清铅同时还可能是收缩压和舒张压的独立危险因素，而血清铁升高和血清镁减低则可能是舒张压的独立危险因素。此外，高血压患者中血清锌、铁、钙、镁、铅、铜、镉等微量元素含量均相较健康对照组无统计学差异。

既往研究证实，不同血清微量元素与动脉血压之间存在一定相关性。健康受试者中血清锌缺乏是高血压前期（收缩压120～139 mmHg/舒张压80～89 mmHg）发生的独立危险因素(OR=4.61, 95% CI:1.24～17.12）[12]。锌含量较高的膳食摄入与较低的严重腹主动脉钙化风险独立相关[13]。一项纳入25 篇研究的meta 分析结果显示，高血压患者中血清锌含量较对照组降低，而血清铜含量无明显差异[6]。而另一项基于美国NHANES 数据库研究则未能证实锌和铜的摄入与高血压之间的相关性[14]。有关血清铁与高血压相关性研究亦存在较大争议。国内一项研究发现，血清转铁蛋白浓度与动脉血压及高血压的发生呈显著正相关[15]；另一项meta 分析亦证实，血清铁升高与妊娠期高血压疾病发生风险增加相关[16]。而有研究则报道，高血压患者血清铁、铜较非高血压组显著降低，而尿中铁、铜排泄增加[17]；血清铁含量最低的四分位数组的妊娠期妇女较最高四分位数组罹患妊娠高血压的风险增加2.19 倍(OR=2.19, 95% CI:1.24～3.88）[18]。此外，有关血清镁、铜含量与高血压相关研究结论亦呈现较大异质性[6,19-23]。因此，现有研究证据并不足以明确血清微量元素与高血压之间的关联性。既往研究多为横断面调查分析，且对血压升高往往一概而论，未能区分收缩压和舒张压。本研究发现，相较于收缩压，舒张压与更多血清微量元素的异常相关，如血清铁、镁、铅等。血清铁过载可导致转铁蛋白结合力饱和和血清游离铁增加，引起脂质过氧化和活性氧增加，血管内皮对舒缩血管活性物质反应性降低，进而引起舒张压升高[24-26]。镁在体内参与线粒体ATP 合成、糖脂代谢等上百种酶促反应，血镁减低能够诱发机体低度炎症反应和氧化应激，并与血管壁钙盐沉积和主动脉钙化相关[27-28]。而长期慢性铅暴露能显著增加高血压的发病风险[29]。

血清微量元素水平还与机体疾病状态和激素水平密切相关。子痫前期女性体内铁调素生成减低，后者经由肝脏合成并分泌，能够抑制小肠对铁的吸收[9]。高血压患者肠道对锌的吸收明显增加[30]；绝经前和绝经后的高血压女性机体锌代谢存在差异，这可能与雌激素减退有关[31]。此外，降压药的使用也可能对血清微量元素水平造成影响。经利尿剂治疗后，血清锌及红细胞中锌含量下降，尿锌浓度升高；而钙拮抗剂和血管紧张素转换酶抑制剂分别导致红细胞中锌和血清锌浓度下降[32-33]。血管紧张素Ⅱ能够上调十二指肠铁转运体的表达，降低血清铁调素水平，上述作用能够被血管紧张素受体阻滞剂所阻断[34]；而钙拮抗剂的使用则与较低的血清铁蛋白水平相关[35]。以往有关微量元素与高血压相关性研究，部分是由于对上述混杂因素控制不足，导致研究结果存在较大差异。本研究选取既往无各类慢性基础疾病的健康体检者，尽可能降低疾病与药物使用对结果的影响。此外，研究采用倾向性评分匹配，校正了年龄、性别、BMI、腰臀比及吸烟史，分析发现高血压组较健康对照组血清各微量元素水平并无显著差异。值得注意的是，本研究中高血压患者的平均收缩压和舒张压仅为（142.1±16.6）mmHg 和（91.9±12.9）mmHg，血压仅仅轻度升高，可能导致两组间比较差异不显著。

此外，不同于国外研究报道，我国健康人群中低锌、低镁血症的发生率较低，而低钙血症则更为常见。本研究中27.8%人群血清钙低于正常下限值，而仅有7.0%血清铁降低，9.5%血锌降低，1.8%的血清镁和2.4%的血清铜减低，这可能与东西方饮食结构差异有关。西方饮食中对于蔬菜、水果及全谷物摄入降低，而红肉等摄入过多，膳食中锌、镁等含量普遍偏低，因而血清镁、锌缺乏较为常见[36]。本研究人群绝大多数血清微量元素处于正常范围内，这可能一定程度上导致了组间比较差异不显著。

综上所述，本研究基于我院长期健康体检者数据，分析发现普通健康人群中收缩压与血清铅含量相关，而舒张压则与血清铁、铅呈正相关，而与血清镁负相关。高血压患者血清微量元素含量较健康对照组均无显著差异。本研究结论尚需进一步实验验证。