复旦奥医金钙特：钙_铁_锌相互作用关系的研究进展

228　钙、铁、锌相互作用关系的研究进展

中国预防医学科学院营养与食品卫生研究所　(北京　100050)

任典旭综述　荫士安审校

摘要　钙、铁、锌是人体的必需营养素。本文综述了这3种营养素在动物和人体内的相互作用方面研究的一些进展。

关键词　钙　铁　锌　相互作用

钙、铁、锌均是人体所必需的营养素,尤其对特殊人群如婴幼儿、儿童、青少年的生长发育,对孕妇和乳母的健康都具有重要意义。根据1992年全国营养调查的结果,我国不同人群钙的摄入量距RDA(我国营养学会推荐成人的RDA为800m g d,孕妇和乳母为1500m g d)相差太远,铁和锌的摄入量虽然达到或超过RDA,但由于膳食中存在干扰其吸收利用的因素,故仍不能满足生理需要。因此需要补充钙、铁、锌以纠正摄入量的不足,改善机体营养状态。但是长期以来,人们多注重单纯补钙、补铁、补锌,忽略了它们之间的相互作用。本文综述了近年钙、铁、锌相互作用方面的研究进展,为进一步深入研究提供参考。

1　钙与铁的相互作用

有关钙与铁相互作用的报道一般认为钙抑制铁的吸收。B arton等[1]给大鼠补充不同剂量的钙(以氯化钙形式)后,分离大鼠的胃肠环观察铁的吸收情况,发现氯化钙可抑制铁的吸收,且有剂量2反应关系。H allberg等[2]的人体实验结果支持这一结论。他们分别给受试者补充不同剂量的钙(以氯化钙形式),用放射性同位素标记食物中非血红素铁,两周后用整体计数检测非血红素铁的储留情况。发现钙对非血红素铁的吸收抑制作用也存在剂量2反应关系。同时还发现钙不但抑制非血红素铁的吸收,而且也抑制血红素铁的吸收。H allberg等[3]的研究结果也支持这一结论。他们分别在给予汉堡包和面包卷的两组都加入59标记的兔血红蛋白,观察加氯化钙对铁吸收的影响。结果发现钙不但抑制非血红素铁吸收,而且也抑制血红素铁的吸收,并且对二者的抑制程度相同。在其它人体实验研究中,还观察到补充各种形式钙,包括CaCO3、CaSO4、CaC l2、Ca10(PO4)6(O H)2、Ca3(C6H5O7)2、Ca3(PO4)2[1,2,426],对铁吸收都有不同程度的抑制作用。H allberg等[2]的研究结果提示乳制品(牛奶、奶酪)会降低人体对铁的吸收率。然而,在另一项人体实验中[7],铁强化谷物在分别加牛奶与加水比较铁吸收率时,加牛奶能显著增加铁吸收。这种相反结果的原因尚不清楚。

最近,Gleerup[10]深入研究了钙对铁的影响。由于每餐膳食中摄入铁的分布不均匀,主要集中在午饭和晚饭,有人提出如果在午饭和晚饭中减少钙摄入而在早餐和夜宵中增加钙摄入量,是否可以降低钙抑制作用的设想。在他们的研究中,没有补钙,只是改变了每餐摄入钙的分布。当尽量使钙、铁的大量摄入在不同时间时,午餐及晚餐中低钙摄入时的铁吸收率比高钙摄入时高30%～50%,相当于每日多吸收0144m g铁。在Gleerup等[8]的研究中,早晨给21个受试者牛奶或奶酪(含Ca340m g),2～4h 后再给以汉堡包,观察钙对铁吸收的影响,未发现钙对铁吸收有抑制作用。Kochanow sk i和M c M ahan[9]的实验结果也支持这一观点,同时给予大鼠和狗钙和铁时,钙抑制铁的吸收;但当二者间隔一小时后分别给予时则不然。因此尽量使膳食中摄入的钙、铁间隔一段时间,可显著增加铁吸收率。然而这种膳食方式在实际生活

中并不可行。

关于钙、铁相互作用的机制尚不清楚。尽管血红素铁和非血红素铁二者的吸收方式不同,但钙同样抑制它们的吸收。因此,H allberg[2]认为从粘膜细胞到血浆的最后转运过程中,钙和铁可能使用相同的转运载体,存在相互竞争抑制作用,而此途径对于血红素铁和非血红素铁来说都是相同的。关于铁对钙吸收利用影响的报告较少。Ro th2B assell等[11]分离大鼠小肠观察刷状缘膜囊泡在不同铁离子浓度下对钙离子吸收的影响。结果发现铁离子浓度的增加,对钙的吸收基本无影响,只有当二者浓度为20∶1 (Fe∶Ca)时才发现有促进钙吸收的作用。

2　钙与锌的相互作用

关于钙对锌的影响,人体与动物实验结果不一致。D u rsun等[12]把20只断乳大鼠分为对照组(Ca1%)和3个实验组即低钙组(011%)、高钙组(2%)和极高钙组(3%),15d后肌注氯化锌,定量收集粪尿4d。结果发现钙对锌吸收储留均有影响,低钙组锌吸收率显著高于对照组,而高钙组与极高钙组的吸收率显著低于对照组,锌储留也与此相平行。65Zn在组织中分布亦有差异,低钙组锌在肝、肾分布显著增加,血浆锌浓度显著升高,而其它两个实验组血浆、小肠和肾中锌的分布都显著降低。表明低钙摄入使锌吸收增加,而高钙摄入显著降低锌吸收。在Sp encer等[13]的研究中,使15名健康受试者的每日钙摄入量分别达到200、800和2000m g,膳食锌摄入量保持不变(约1415m g d),测定锌代谢平衡。结果发现在3种不同钙摄入水平,尿锌、粪锌的排泄及锌平衡均无显著差异。D aw2 son2H ughe[14]的研究也表明补充碳酸钙和羟磷灰石两种钙对人体锌储留无影响。上述人体实验与动物实验结果相矛盾,其原因可能由于大鼠钙摄入量与体重比远大于人体钙摄入量与体重比。

在许多研究中,锌对钙吸收的影响与Zn Ca比值有关。Sp encer等[15]让15名成人分别摄入正常量锌1416m g d和补锌140m g d,然后分成低钙组(230m g d)和高钙组(800m g d)。结果证明低钙组补锌时,钙吸收显著低于正常锌组;而在高钙组,补锌组与正常锌组的肠钙吸收无显著差异;当进一步给低钙组每日230m g钙时,补锌100m g并不抑制钙吸收;摄入钙500m g组补锌140m g不影响钙吸收[16]。这两项研究结果表明在低钙摄入期间,锌摄入量不同对钙吸收起着截然不同的作用。原因可能由于Ca Zn比值的变化,钙锌竞争共同的肠粘膜细胞结合位点,当高锌低钙时,Ca Zn比值下降,锌在肠粘膜占绝对优势,使钙吸收降低。Ro th2B assell等[11]观察了不同浓度锌对离体大鼠大肠刷状缘膜囊泡钙离子吸收的影响。当锌、钙的RDA摄入比为10∶1(克分子比为0112∶1)时,显著降低了刷状缘膜囊泡对钙的吸收。在前述Sp encer等[15]的研究中,每日摄入锌140m g、钙250m g时,肠钙吸收明显降低,此时Zn Ca克分子比为0134∶1。上述研究表明锌可能与钙直接竞争刷状缘膜结合位点。

已有人提出,在体内锌影响血小板的凝集反应。在O’D ell等[17]的实验中发现加入AD P 启动后低锌组大鼠血小板摄取的钙显著低于充足锌组。由于血小板内Ca2+在血小板凝集时充当第二信使,只有外部Ca2+内流达到一定浓度时才能启动凝集过程。因此锌缺乏使血小板对外部Ca+2摄取减少导致凝集障碍,可能是由于钙泵(Ca2A T P酶)被破坏的缘故。Em ery等[18]把Ca2+螯合物枸缘酸和Ca2+等通道阻断剂分别加到有大鼠富血小板血浆的试管内,发现血小板凝集的第二时相被破坏,类似锌缺乏时的结果。这些都表明锌缺乏破坏了Ca2+向血小板内的流动,导致血液凝集障碍。B row n ing[19]用豚鼠脑突触的实验发现缺锌组豚鼠在高K+或谷氨酸刺激下,突触体的钙摄取都明显低于对照组,提示锌缺乏破坏脑皮质突触膜的钙通道;血小板膜和突触膜的钙通道都受到一定程度的抑制,表明锌缺乏时这种钙通道缺陷可能是细胞的共同特点。

3　铁与锌的相互作用