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本研究共分三部分,研究一:每日补充与间歇性补充多种微量营养素对学龄前儿童铁营养状况和智力发育的影响;研究二:补充多种微量营养素对贫困地区儿童铁营养状况和智力发育的影响;研究三:补充不同形式的铁对大鼠铁营养状况、骨髓造血机能及脂质过氧化物的影响。
目的:(1)通过给学龄前儿童补充以铁为主的多种微量营养素,观察儿童铁营养状况和智力发育的变化;(2)比较每日补充与间歇性补充以铁为主的多种微量营养素改善学龄前儿童铁营养状况和智力发育的效果。(3)通过动物实验,比较补充乳酸亚铁、硫酸亚铁、富马酸铁对大鼠铁营养状况、骨髓造血机能及脂质过氧化的影响;(4)通过动物实验,比较不同方式补充乳酸亚铁、硫酸亚铁、富马酸铁对大鼠铁营养状况、骨髓造血机能及脂质过氧化的影响。
方法:
(一)研究一:选择包头市某日托幼儿园3-6岁的儿童353名,按整群随机的原则分为A、B、C三组,A组为每日补充微量营养素补充剂(周一至周五)、B组为每周补充一次微量营养素补充剂,C组为对照组。补充期为13周。干预前后分别测定儿童的身高(HT)、体重(WT)、血红蛋白(Hb)、红细胞游离原卟啉(FEP)、血清铁蛋白(SF)、血清运铁蛋白受体(sT依)、血清视黄醇、血清25-OH-D<,3>及智商(IQ)。
(二)研究二:选择贫血患病率较高的贵州省毕节市某日托幼儿园3-6岁的儿童273名,按整群随机的原则分为两组,一组为干预组,每天补充微量营养素补充剂(周一至周五),另一组为对照组,补充期为10周。干预前后分别测定儿童的身高(HT)、体重(WT)、血红蛋白(Hb)、红细胞游离原卟啉(FEP)和智商(IQ)。
(三)研究三:动物实验。刚断乳的雌性Wistar大鼠,用铁缺乏饲料(<10mg铁/kg饲料)喂养至血红蛋白低于100g/L。选择130只大鼠,按血红蛋白含量和体重随机分为铁缺乏对照组(<10mg铁/Kg饲料)和三个补充组。三个补充组分别为,补充乳酸亚铁组(40只)、补充硫酸亚铁组(40只)和补充富马酸铁组(40只)。三个补充组每个再随机分为四个亚组,分别为每日小剂量补铁组(LDs,50mg铁/Kg饲料)、每周一次小剂量补铁组(LWs,350mg铁/Kg饲料)、每日大剂量补铁组(HDs,200mg铁/Kg饲料)、每周一次大剂量补铁组(HWs,1400mg铁/Kg饲料),每组10只大鼠。实验共分为13组,补充期为12周。实验期间,记录大鼠的体重、摄食量,并计算饲料利用率。实验结束前,测定大鼠的记忆功能。实验结束时,取大鼠的腹主动脉血,测定Hb、FEP、SF、血清铁(SI)、总铁结合力(TIBC)、运铁蛋白饱和度(TS)、全血细胞分析、丙二醛(MDA)、谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-PX)、总抗氧化能力(T-AOC)、总超氧化物歧化酶(T-SOD)。取肝脏测定肝组织匀浆MDA、GSH-PX、T-AOC、T-SOD等。取股骨骨髓,涂片染色,观察骨髓细胞形态学和骨髓可染色铁的状况。取肝脏、脾脏、心脏、肾脏、脑测定组织铁、锌含量。
结果:
(一)研究一:(1)体格发育:干预后,A组、B组儿童的体重增长显著高于对照组(P<0.05),而三组儿童身高的增长无显著差异(P>0.05)。 (2)铁营养状况:干预后,A组、B组儿童的Hb、SF含量显著升高,FEP、sTfR含量及儿童隐性铁缺乏率(SF<30ug/L)显著降低(P<0.05);C组儿童Hb、FEP及sTfR含量与干预前比较则无显著差异(P>0.05)。干预后,A组、B组儿童的FEP、sTFR含量显著低于C组,A组儿童的SF含量显著高于B组、C组(P<0.05)。 (3)血清视黄醇和25-OH-D<,3>含量:干预后,三组儿童的血清视黄醇含量均显著高于干预前(P<0.05),而且A组儿童血清视黄醇含量显著高于B组,B组显著高于C组(P<0.05)。干预前后三组儿童的血清25-OH-D<,3>含量无显著差异(P>0.05)。(4)智商:干预前,三组儿童的言语智商(VIQ)、操作智商(PIQ)、总智商(FIQ)无显著差异(P>0.05)。干预后, A组、B组儿童的PIQ、FIQ及PIQ、FIQ的增高值均显著高于C组(P<0.05),而A组与B组之间则无显著差异(P>0.05)。
(二)研究二: (1)体格发育:干预前后,两组儿童的HT、WT、WAZ、HAZ、WHZ均无显著差异(P>0.05)。(2)铁营养状况:干预后,干预组儿童的Hb含量显著升高,FEP含量显著降低(P<0.05),而对照组儿童的Hb和FEP含量与干预前比较无显著差异(P>0.05)。干预后,干预组儿童的Hb含量显著高于对照组,FEP含量显著低于对照组(P<0.05)。干预前,干预组和对照组儿童的贫血患病率分别为40.4%、41.6%,无显著差异。但干预后,干预组儿童贫血患病率(15.7%)显著低于对照组(34.7%)(P<0.05)。 (3)智商:干预前,两组儿童的VIQ、PIQ、FIQ无显著差异(P>0.05)。干预后,干预组儿童的PIQ、FIQ显著高于对照组(P<0.05)。PIQ、FIQ的增高值,干预组也显著高于对照组(P<0.05)。
(三)研究三:
(1)补充组与对照组比较:①生长发育:实验结束,补充组大鼠的体重、摄食量及饲料利用率均显著高于对照组(P<0.05)。②铁营养状况:补充4周后,各补充组大Hb含量显著高于对照组,FEP含量显著低于对照组。实验结束时,各补充组大鼠Hb、SF、SI含量及TS显著高于对照组,FEP含量显著低于对照组(P<0.05)。肝脏、脾脏、心脏、肾脏和脑中铁含量,各补充组也显著高于对照组(P<0.05)。③骨髓造血机能:补充组与对照组大鼠的骨髓有核细胞表现为增生活跃或增生明显活跃,组间骨髓有核细胞增生程度无显著差异(P>0.05):但各补充组大鼠外周血Hb、MCV、MCH、MCHC显著高于对照组,骨髓细胞内外可染色铁含量也显著高于对照组(P<0.05)。 ④脂质过氧化物:三种补充剂的HD<,s>或Hws补充组血清和肝脏MDA含量显著高于对照组,乳酸亚铁的LDs、硫酸亚铁的Lws补充组大鼠的血清MDA含量显著高于对照组(P<0.05),乳酸亚铁LWs、硫酸亚铁LDs及富马酸铁LDs、LWs补充组,大鼠肝脏MDA含量也显著高于对照组(P<0.05)。各补充组大鼠血和肝脏T-AOC和T-SOD显著高于对照组(P<0.05),而全血和肝脏GSH-PX的活性与对照组相比无显著差异(P>0.05)。⑤记忆功能:各补充组与对照组比较,跳台试验和双向回避实验的24小时测验成绩和一周消退成绩,各补充组大鼠错误总数均显著低于对照组,而潜伏期显著长于对照组(P<0.05)。
(2)不同铁补充剂之间比较:三种铁补充剂,在相同补充铁量和补充方式补充下,大鼠体重、摄食量和饲料利用率无显著差异(P>0.05)。补充4周后,富马酸铁HDs补充组Hb含量显著低于乳酸亚铁和硫酸亚铁HDs补充组。补充8周后,富马酸铁HDs组Hb含量仍显著低于乳酸亚铁HDs组(P<0.05)。实验结束时,在相同补充铁量和补充方式下,三种铁补充剂补充组大鼠的Hb、FEP、SF、SI、TS、TIBC、骨髓细胞内外可染色铁、血和肝脏中的MDA、GSH-PX、T-SOD、T-AOC及跳台实验和双向回避实验测验成绩无显著差异(P>0.05)。
(3)不同补充方式之间比较:①生长发育:三种铁补充剂的四种补充方式之间,大鼠的体重、摄食量和饲料利用率无显著差异(P>0.05)。②铁营养状况:补充4周后,三种铁补充剂的HDs或HWs补充组Hb含量升高速度显著高于LDs、LWs补充组。补充8周后及补充结束时,相同铁补充剂的四种补充方式之间Hb、FEP含量无显著差异(P>0.05)。但实验结束时,三种铁补充剂的HDs补充组大鼠的SI、TS、SF含量显著高于HWs、LDs、LWs补充组,HWs补充组的SI、TS、SF含量均高于LDs、LWs补充组。三种补充剂HDs组血清TS接近60%。肝脏和脾脏铁含量,三种铁补充剂的HDs或Hws补充组显著高于LDs、Lws补充组(P<0.05)。③骨髓造血机能:骨髓有核细胞增生度在不同补充方式之间无显著差异。但骨髓细胞内可染色铁,三种铁剂的HDs补充组显著高于其他三个补充组(P<0.05)。骨髓细胞外可染色铁,乳酸亚铁HDs组显著高于其他三组,硫酸亚铁HDs组显著高于HWs组,硫酸亚铁LDs组显著高于LWs组。
结论:
(1)补充以铁为主的多种微量营养素可以明显改善学龄前儿童的营养状况和认知能力;
(2)间歇性每周一次补充与每日补充均可以达到改善铁营养状况的目的,间歇性补充剂量小,副作用少;
(3)三种铁补充剂,在相同的补铁量和补充方式下,三个月的补充对机体铁营养状况、骨髓造血机能及脂质过氧化的影响无显著差异;
(4)动物实验发现,间歇性补铁,短期效果不如每日补铁,但延长补充时间或增加间歇性补充的铁量,其改善机体铁营养状况的效果基本相同;
(5)每日大剂量补充(生理需要量4倍的剂量)或每周一次大剂量补充3个月,并未发现有损骨髓的造血机能:
(6)每日大剂量补充(生理需要量4倍的剂量)或每周一次大剂量补充3个月,有导致铁过量以及机体脂质过氧化增强的危险。