年轻人与中年人血液及尿液中三价铬浓度差异之研究.docx
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年轻人与中年人血液及尿液中三价铬浓度差异之研究
年輕人與中年人血液及尿液中三價鉻濃度差異之研究
耕莘護理專科學校助理教授◎賴明宏
台北醫學大學保健營養學系教授◎鄭心嫻
(一)前言
鉻從1960年代開始被認為對人體是一種必須營養素
(1),鉻主要是扮演調整胰島素的作用,在鉻生理形式存在下,胰島素的需求量會降低很多,因三價鉻有增加胰島素效率之功能。
血糖和循環胰島素量的提升、胰島素效率的降低、膽固醇和三酸甘油酯(triglyceride)的提升、高密度之蛋白膽固醇(HDL-C)的降低、神經傳導的降低,以及瘦體組織(leanbodymass)的降低皆被認為與年齡增加有關,且這些改變的發生亦認為是因為鉻的缺乏所造成
(2)。
第二型糖尿病病人的血鉻會比非糖尿病病人的降低(3),且鉻的補充對糖尿病病人有改善葡萄糖耐受性、降低血膽固醇和三酸甘油酯、增加高密度脂蛋白膽固醇的功效(4-8)。
動脈粥狀硬化的病人比沒有動脈粥狀硬化的人血清鉻含量低(9-10)。
死於冠狀動脈疾病的病人其主動脈的鉻含量也比因意外死亡的病人低(11)。
鉻也被報導有避免兔子動脈粥狀硬化斑塊形成的效果(12,13)。
30年前,Schroeder等人(14)報導在體內所有組織的鉻濃度測定,除了肺之外,皆會隨年齡增加而降低,推測肺內鉻含量增加主要是因為吸入含鉻的空氣污染物。
最近的一些研究亦顯示肺內鉻含量增加的人並不清楚已吸入過多的鉻(15)。
肺內鉻隨年齡增加已被用可信賴的尖端分析過程來證實,但是組織鉻隨年齡降低並未被用現代的分析方法和程序所證實。
所以本研究想利用現代的儀器及方法探討年輕人與中年人血液與尿液中鉻含量的情形,是否亦有隨年齡升高而降低的現象。
(二)材料與方法
一、受試者
60位健康的成年人參與本研究,其中27位(男性8位,女性19位)年齡在40~60歲之間的受試者選定為本研究之中年人組,33位(男性14位,女性19位)年齡在20~30歲之間的受試者選定為本研究之年輕人組。
本研究的實驗細則經過台北醫學大學附設醫院人體試驗委員會審查通過。
二、方法
經受試者同意參與實驗者,抽其空腹血,收集空腹尿液,並測量其身高與體重。
血液收集時,為了避免外在污染,受試者在接受採樣前須用酒精消毒,徹底清潔皮膚,並於醫院抽取11mL的空腹血液,分別置於不同的離心管中,以利血液分析。
尿液的收集是利用3N鹽酸浸泡24小時並用去離子水潤濕過並風乾的polyethylene材質的樣品瓶收集。
血液分析項目如下:
2mL全血(含NaF之離心管):
用市售試劑套組(SHINOLtd.,Japan)分析空腹血糖值。
5mL全血(不含任何東西之離心管):
4℃下離心(1200×g,10分鐘)後,取出血清以自動分析儀(HITACHI7170)分析,用市售試劑套組(WAKOLtd.,Japan)分析受試者血中總膽固醇、高密度脂蛋白膽固醇(HDL-C)、低密度脂蛋白膽固醇(LDL-C),以及三酸甘油酯(TG)。
4mL全血(不含任何微量元素之離心管):
利用石墨式原子吸收光譜儀(HITACHIZ-5000)分析微量元素三價鉻,採用吳(16)的分析方法。
尿液用呈色法來分析其中肌酸酉干含量,並利用吳(16)的分析方法分析微量元素三價鉻。
三、統計分析
實驗結果以SAS電腦程式系統進行two-wayANOVA變異數分析,並以Duncan’smultiplecomparison進行組間差異比較,以ttest進行組內差異比較,當p<0.05時,表示具有統計上的差異。
(三)結果
1.受試者基本資料如表一所示。
在年齡上,中年人組明顯大於年輕人組。
在身高上,中年人組明顯低於年輕人組。
體重及身體質量指數方面,年輕人與中年人組之間並無統計上的差異。
2.受試者血液生化值如表二所示。
中年人組的空腹血糖值會大於年輕人組,但未達統計上的差異。
在總膽固醇、低密度脂蛋白膽固醇及三酸甘油酯方面,皆以中年人組有大於年輕人組的趨勢,顯示中年人身體狀況較年輕人為差,但仍屬於健康範圍。
總膽固醇比上高密度脂蛋白膽固醇之比值和低密度脂蛋白膽固醇比上高密度脂蛋白膽固醇之比值為動脈粥樣化指標(atherogenicindex,AI),也以中年人組高於年輕人組,顯示中年人罹患動脈粥樣化疾病的比例可能較年輕人為高。
3.受試者血鉻及尿鉻值
受試者血鉻及尿鉻值如表三所示。
在血鉻方面,年輕人血鉻含量明顯高於中年人血鉻(p<0.05),就年輕人而言,女性血鉻會大於男性(p<0.05);就中年人而言,男性與女性血鉻值並無統計上差異。
在尿鉻方面,年輕人尿鉻明顯大於中年人尿鉻(p<0.05),就年輕人而言,男性尿鉻排出量會大於女性(p<0.05),就中年人而言,女性尿鉻排出量則會大於男性(p<0.05)
(四)討論
由本研究之結果顯示:
血液三價鉻及尿液三價鉻含量,中年人皆低於年輕人,且具統計差異(p<0.05),顯示人體中鉻含量會隨著年齡的增加而降低。
本實驗之結果顯示出人體組織中血鉻含量會隨著年齡的增加而降低,與Davis(17)及Schroeder(11,14)的結果類似。
Schroeder等人(14)報導在所有組織的鉻濃度測定,除了肺之外,會隨年齡增加而降低;Davis指出隨著年齡的增加,血液、頭髮及汗液中的鉻含量皆會降低。
在尿液三價鉻含量則是以年輕人排出比中年人多,與Gurson等人(18)及Canfield和Doisy(19)的研究結果類似,即每日尿鉻排出量是以年輕人排出較多。
一般而言血鉻含量非常的低,根據Mertz(20)指出:
正常人血鉻濃度為1~10nmol/L,本研究分析年輕人血鉻濃度平均為8.4nmol/L,中年人血鉻濃度平均為5nmol/L,顯示皆在正常範圍。
血鉻含量可當作可溶性三價鉻短期暴露的一個良好指標(21),人體組織中血鉻含量會隨著年齡的增加而降低,可能與飲食攝取量的不同,或是老化會減少身體對鉻的保留能力,也可能是因為老化改變了體內鉻的代謝情形有關(22)。
在飲食攝取量方面:
在美國,每天安全及適當建議攝取量是50~200g/day(23)。
但是研究數據顯示,從22位美國女性及10位美國男性受試者收集一週(7天)共216餐所求出的平均鉻含量為每1000大卡含15g(24)。
而由營養師設計的22天均衡飲食餐所算出的鉻含量亦差不多,每1000大卡含8.4~23.7g,平均每1000大卡含13.41.1g(25)。
因此,每天約攝取3000大卡才能達到ESADDI的最小量50g。
事實上,Anderson
(2)認為每天鉻攝取量約在鉻建議攝取量的邊緣值。
目前國內並沒有平均飲食的鉻含量值發表,在我們之前的研究顯示,由營養師設計的均衡飲食中,每2000大卡約可提供48g的鉻,約在每天鉻建議攝取量的邊緣值,根據第三次國民營養調查的數據顯示,19歲以上的成年人,隨著年齡的增加,男性與女性的平均熱量攝取會降低,因此可能減少鉻的攝取。
隨著年齡的增加,人體逐漸老化,胃腸道功能可能降低,因此降低對鉻的吸收(14)。
此外,體內對於有機鉻的吸收能力較強,老化可能減弱體內對於無機鉻轉變成具生理活性的有機鉻的能力,進而降低鉻的吸收。
在年輕人血鉻含量方面,以女性大於男性,與Davis(17)的報告相同。
但中年人的血鉻含量,男性與女性之間並無差異。
年輕人血鉻含量方面,以女性大於男性,推測可能原因與女性賀爾蒙對鉻的保留會有所助益,所以女性體內含有較多的鉻。
研究指出,增加精製醣類攝取會促進體內鉻排出量增加。
在英國的飲食研究中(26),發現同年齡的男性比女性吃較多的精製醣類,所以排出較多的尿鉻,因此體內鉻含量為女性多於男性。
根據第三次國民營養調查(27)顯示,男性每天攝取24克精製醣類,女性每天攝取16克精製醣類,男性比女性吃較多的精製醣類,可能因此排出較多的尿鉻,所以體內鉻含量為女性多於男性。
中年人的血鉻含量,男性與女性之間並無差異,可能與女性賀爾蒙降低,減少了體內對鉻的保留能力,所以男性與女性之間並無差異。
在尿鉻方面,年輕人排出量會大於中年人。
與Gurson等人(18)及Canfield等人(19)的研究結果類似,Gurson指出,年輕成年人每天尿中排鉻量為211nmol,而中老年人每天尿中排鉻量為58nmol;Canfield的數據則指出,年輕成年人每天尿中排鉻量為635nmol,而中老年人每天尿中排鉻量為154nmol。
推測年輕人尿鉻排出較多的原因,可能也與精製醣類攝取與體內對鉻保留狀況有關。
研究指出,精製醣類本身含鉻量少,而且會促進體內鉻排出量增加。
根據第三次國民營養調查(28)顯示,男女性的含糖飲料攝取頻率隨著年齡的增加而遞減,年輕人的尿鉻量會因含糖飲料攝取量的增加而促進體內鉻排出量增加。
此外,中老年人因體內代謝情形改變或是對鉻的保留情況不佳,而使得尿鉻排出增加。
在人類,平均年齡已比從前多出25~30歲(29,30)。
現今的飲食型態有過多的精製糖類,會使體內鉻含量降低,且精製糖類亦會使尿鉻排出增加(2,31)。
鉻缺乏的精製飲食一直在增加,伴隨著缺乏有效的鉻保留系統,可能可以用於解釋為何隨年齡增加體內鉻含量會下降。
動物研究顯示,組織中鉻含量會隨著年齡增加而降低,因為老化會降低細胞中對鉻的保留,而且會降低骨與細胞間鉻的運送,導致動物體內鉻分布情形改變,進而使體內鉻流失增加。
就年輕人而言,男性尿鉻排出量又比女性多,可能也因各年齡層男性的含糖飲料攝取頻率都高於同年齡的女性,所以增加了尿鉻的排出。
就中年人而言,女性尿鉻排出量則會大於男性,推測此年齡層鉻受含糖飲料影響較小,此時主要因女性賀爾蒙降低,減少了體內對鉻的保留能力,因此增加了尿鉻的排出。
Mertz(20)指出:
鉻的營養狀況和心血管疾病發生率呈負相關。
動物實驗顯示:
鉻缺乏會導致葡萄糖耐受性不良、增加膽固醇值,進而造成動脈粥狀硬化,在人類則會導致胰島素抗性糖尿病。
Schroeder等人(11)報告指出:
死於動脈粥狀硬化心臟病的病人體內鉻缺乏情形較其他死因的病人嚴重。
此外,動脈粥狀硬化斑塊(atheroscleroticplaque)的鉻含量顯著比其他組織低。
推測造成動脈粥狀硬化較高的原因可能是低鉻環境下,動脈粥狀硬化斑塊較易發生及血脂質提高所造成。
綜合上述結果,年齡的增加,血液中鉻含量會顯著降低,進而造成血脂代謝狀況較差,顯示台北地區中年人微量營養素鉻狀況較年輕人差,是否可藉著補充鉻來改善中年人體內鉻營養狀況,進而改善血糖及血脂狀況,值得更進一步之研究。
(五)參考文獻
1.Mertz,W.(1969).Chromiumoccurrenceandfunctioninbiologicalsystems.PhysiolRev,49,163-239.
2.Anderson,R.A.(1993).Chromiumnutritionintheelderly,inRRWatson(ed):
TheHandbookofNutritionintheAged.BocaRaton,FL,CRC,pp385-392.
3.Morris,B.W.,Griffiths,H.andKemp,G.J.(1988).Correlationbetweenabnormalitiesinchromiumandglucosemetabolisminagroupofdiabetics.ClinChem,34,1525-1526.
4.Urberg,M.,Benyi,J.andJohn,R.(1988).Hypocholesterolemiceffectsofnicotinicacidandchromiumsupplementation.JFamPract,27,603-606.
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