青年科学工作者论坛2011年第1期
膳食铁摄入、机体铁负荷与代谢综合征相关性研究
肖新才 刘健[1] 罗不凡 冯翔2 苏宜香2
广州市疾病预防控制中心，广州 510080
摘要：目的 研究膳食铁摄入量、机体内铁负荷与代谢综合征的关系。方法 选择代谢综合征患者87例，健康对照102例，7天膳食回顾法调查膳食铁摄入情况，检测血清铁、血清铁蛋白、运铁蛋白饱和度等铁营养状况，以及血糖、血脂、MDA、SOD、NF-κB等。结果 代谢综合征患者膳食铁摄入量、动物来源铁摄入量、MDA、NF-κB水平显著高于健康对照，而血清铁蛋白、血清铁、运铁蛋白饱和度、血清SOD水平低于健康对照。相关关系分析发现，血清铁与胰岛素抵抗指数、血糖呈正相关；以总膳食铁摄入大于15mg/d作为铁摄入过量，总铁摄入过量者罹患MS的OR=7.12，而以动物来源铁大于7.5mg/d作为铁摄入过量的标准，则铁摄入过多对MS的OR=7.73；多因素logistic回归分析结果表明，脂肪和动物来源铁摄入量是MS的影响因素。结论 动物来源膳食高铁摄入可导致体内铁过负荷，铁过负荷可能与代谢综合征发病有关。
关键词：铁过量 血清铁蛋白 胰岛素抵抗 代谢综合征
中图分类号：R15 文献标识码：A
Study on the Relationship of Dietary Iron Intake, Iron Overload and the Risk of Metabolic Syndrome X
XIAO Xin-cai*，LIU jian，Luo Bu-fan，FENG Xiang，SU Yi-xiang
*Guangzhou centre for disease control and prevention，guangzhou 510080，China
Objective To examine Dietary Iron Intake and body iron strores in relation to risk of Metabolism Syndrome. Methods Eigthy-seven Metabolism syndrome (MS) patients and 102 matched healthy adults were recruited in this case-control study, and the fasting blood samples were corrected and assyed for serum ferritin(SF),serum iron(SI),Total iron-binding capacity(TIBC),fasting insulin（FIN）, fasting blood glocuse（FBG），MDA，SOD，NF-κB. The data of dietary intakes were collected by using the 24 - hour dietary recall method for 7consecutive days bytrained interviewers. Results Deitary iron intake, animal source iron intake, MDA and NF-κB in MS group was significantly higher than control group. Serum ferritin, serum iron, siderophilin saturation and serum SOD in metabolic syndrome group were lower compare to control group. There is a positive correlation between data serum iron and insulin resistance index and blood glucose according to correlativity analysis. OR of the MS in those who over intake the total iron was 7.12 when the total dietary iron intake greater than 15mg / d was defined as iron over intake. OR of the MS in those who over intake the total iron was 7.73 when the total animal source iron intake greater than 7.5mg / d was defined as iron over intake; Fat and animal source iron intake effected MS according to regression analysis. Conclution Iron overload and higher meat-based iron intake asociated with an increased risk of Metabolism Sydrome.
Key words: Iron Overload,Serum Ferritin ,Insulin Resistance, metabolic syndrome
近年来，国内外研究越来越关注铁过量对健康的影响，尤其是铁负荷与癌症、心血管疾病、免疫系统疾病的关系[1-2]，越来越多的研究结果表明铁过量对人体健康存在不良的影响。本文探讨了膳食铁摄入、体内铁负荷与代谢综合征（metabolic syndrome，MS）的相关关系。
1.研究对象与方法
1.1研究对象
代谢综合征组：参照中华医学会糖尿病学分会建议的MS标准[3]，选择2008年4月-2008年10月间在广州市某疗养院进行健康体检的人群，根据中华医学会糖尿病分会建议的MS诊断标准进行确诊，所有病例均为首次确诊，共发现146名病例，随机选择其中87名作为研究对象，其中男性54名，女性33名，年龄（47.20±2.14）岁，BMI（26.65±3.09）。未选入的病例与入选研究的病例组之间在年龄、性别、BMI、血糖等指标方面无显著差异。
对照组：102例健康对照均来自同期该门诊健康体检者。其中男61例，女41例，年龄（47.50±1.11）岁，BMI（21.65±2.09）。
两组对象均无糖尿病、肥胖症、高血压病、冠心病、肝、肾和甲状腺疾病等，所有研究对象半年内均无输血、献血史。所有对象均签订知情同意书。
1.2体格检查
专人测量研究对象的身高、体重、腰围、臀围、血压，计算BMI和腰臀比(WHR)。
1.3血生化检测
所有对象取晨空腹12小时肘静脉血，分离血清，-20℃以下冷藏保存待测。
采用全自动生化分析仪，用酶法测定总胆固醇（TC）、甘油三酯(TG)、高密度脂蛋白胆固醇（HDL-C）、低密度脂蛋白胆固醇（LDL-C），用葡萄糖氧化酶法测定血糖（FBG），放免法测定血清胰岛素（FNS）。
胰岛素敏感指数（ISI）=1/(FINS×FBG)，胰岛素抵抗指数HOMA-IR=(FINS×FBG)/22.5
铁负荷指标：IRMA方法检测血清铁蛋白(SF)；亚铁嗪法比色法检测总铁结合力（TIBC）；放免法检测血清铁(SI)；微柱法测定糖化血红蛋白；运铁蛋白饱和度（TS）=SI/TIBC×100。
免疫法测定载脂蛋白apoAⅠ，ELISA法测定脂蛋白（a）[LP(a)]、NF-κB。
氧化应激指标：血清超氧化物歧化酶(SOD)采用黄嘌呤氧化酶法测定，血清丙二醛(MDA)采用琉代巴比妥酸法。
1.4膳食调查
对研究对象采用连续7天24h回顾法进行膳食调查，包括5个工作日和2个休息日。向研究对象提供常用食用单位的样品，由经过培训的调查员详细介绍膳食记录表的填写方法。研究对象于餐后自填问卷 ,调查员对研究对象所填问卷进行核查确认。最后，由调查员对所有膳食问卷进行编码 ,确定食物编码和食用量。根据食物成分表[4]计算蛋白质、脂肪、热能、铁、VC等营养素摄入量。
1.5统计分析
所有数据采用均数±标准差表示，采用SPSS11.0对数据进行统计分析，计量资料组间比较采用t检验，计数资料组间比较采用χ2检验，变量间关系采用相关分析。
2.结果
2.1一般资料
由表1可见，两组在年龄、性别构成方面均差异无显著性，代谢综合征组BMI、WHR明显高于健康对照组（P<0.01），HOMA-IR显著高于健康对照，而ISI低于对照组，而空腹胰岛素水平两组间无差异。代谢综合征组FPG、明显高于健康对照组（P<0.01）。代谢综合征组甘油三酯（TG）、总胆固醇（TC）、低密度脂蛋白胆固醇（LDL-C）、LP（α）明显高于健康对照组，而高密度脂蛋白胆固醇（HDL-C）、apoAⅠ低于对照组（P<0.01）。代谢综合征组血清SOD水平低于对照组，而MDA、NF-κB水平显著高于对照组（P<0.01）。
表1 代谢综合征组和健康对照组临床和生化特征比较(x±s)
Table 1
注：与对照组比较，（1）P<0.01，（2）P<0.05
2.2代谢综合征组与对照组膳食营养素摄入量比较
由表2可见，无论男女，代谢综合征组摄入总体铁、动物来源铁显著高于对照组（P<0.01），而植物来源和其他来源铁的量两组间无显著差异；蛋白质、脂肪摄入量、热能摄入量代谢综合征组高于对照组（P<0.01）；而碳水化合物摄入量两组间无明显差异。
表2 代谢综合征组与对照组膳食营养素摄入情况（x±s）
Table 2
|
组别
|
性别
|
总铁摄入
（mg/d）
|
动物来源铁
（mg/d）
|
植物/乳来源铁
（mg/d）
|
其他来源铁
（mg/d）
|
|
对照组
|
男
|
24.24±1.23
|
7.23±1.09
|
16.15±1.24
|
0.20±0.14
|
|
|
女
|
21.45±2.35
|
6.26±1.16
|
15.21±1.73
|
0.16±0.11
|
|
|
合计
|
23.61±2.46
|
6.57±1.45
|
15.30±1.28
|
0.14±0.15
|
|
代谢综合征组
|
男
|
14.56±1.35(1)
|
3.11±1.21(1)
|
10.34±1.36(1)
|
0.11±0.31
|
|
|
女
|
13.11±1.54(1)
|
2.57±1.41(1)
|
10.25±1.61(1)
|
0.18±0.16(1)
|
|
|
合计
|
13.48±1.39(1)
|
2.8±1.33(1)
|
10.10±1.05(1)
|
0.14±0.24(1)
|
|
组别
|
性别
|
蛋白质
（g/d）
|
碳水化合物
（g/d）
|
脂肪
（g/d）
|
热能
（kcal/d）
|
|
对照组
|
男
|
97.24±21.23
|
173.23±41.09
|
97.43±24.43
|
2319.15±198.2
|
|
|
女
|
88.45±12.35
|
187.26±51.16
|
88.35±21.99
|
2111.21±188.7
|
|
|
合计
|
91.61±22.46
|
178.57±41.45
|
93.56±19.45
|
2221.00±201.2
|
|
代谢综合征组
|
男
|
89.56±11.35(1)
|
166.11±1.21
|
81.88±13.53(1)
|
2098.34±111.6(1)
|
|
|
女
|
80.11±12.54(1)
|
185.57±1.41
|
85.21±22.25(1)
|
1977.25±201.6(1)
|
|
|
合计
|
85.48±18.39(1)
|
175.8±1.33
|
83.46±15.12(1)
|
1989.46±121.5(1)
|
注：（1）与对照组比较，P<0.01
2.3体内铁营养状况及其与膳食铁摄入量相互关系
由表3可见，可见代谢综合征组血清铁、血清铁蛋白、运铁饱和度显著高于健康对照组（P<0.01）。
表3 代谢综合征组和健康对照组血清铁营养状况比较(x±s)
Table 3
|
组别
|
n
|
血清铁蛋白
（ng/ml）
|
血清铁
（ng/ml）
|
运铁蛋白饱和度
（%）
|
|
对照组
|
102
|
156.5±47.3
|
26.15±0.51
|
34.51±8.90
|
|
代谢综合征组
|
87
|
243.4±65.3(1)
|
41.46±0.53(1)
|
53.77±9.11(1)
|
注：（1）与对照组比较，P<0.01
由表4可见，膳食总铁摄入量、动物来源铁摄入量与血清铁蛋白呈正相关，与运铁蛋白饱和度呈负相关，而以血清铁含量无相关关系；植物来源铁摄入量仅与血清铁蛋白存在正相关关系。
表4 膳食铁摄入量与血清铁营养状况相关关系
Table 4
|
膳食铁
|
血清铁
|
血清铁蛋白
|
运铁饱和度
|
|||
|
r
|
P
|
r
|
P
|
r
|
P
|
|
|
总铁摄入量
|
0.23
|
0.067
|
0.77
|
<0.001
|
-0.65
|
<0.001
|
|
动物来源铁
|
0.12
|
0.041
|
0.43
|
<0.001
|
-0.46
|
<0.001
|
|
植物、乳来源铁
|
0.11
|
0.14
|
0.21
|
<0.001
|
-0.11
|
0.073
|
2.4.代谢综合征危险因素分析
2.4.1 HOMR-IR、血糖与铁营养相关指标的相关关系 HOMA-IR与血清铁、血清铁蛋白、运铁蛋白饱和度、膳食总铁、动物来源铁均存在相关关系，相关系数分别为0.21、0.45、0.21、0.42和0.52(P<0.01)。
血糖水平与血清铁、血清铁蛋白、膳食总铁、动物来源铁正相关，相关系数分别为0.24、0.56、0.45和0.65(P<0.01)。
空腹胰岛素水平与血清铁、血清铁蛋白、膳食总铁、动物来源铁正相关，相关系数分别为0.37、0.43、0.39和0.33(P<0.01)。
2.4.2 铁超负荷、过量铁摄入与代谢综合征发病危险性关系 以男性血清铁蛋白SF≥200μg/L，女性SF≥150μg/L作为铁超负荷的标准，SF过高者罹患MS的OR=2.34(95%CI2.05-4.01)，P<0.01。以男性血清铁SI≥27ng/L，女性SI≥23.3ng/L作为铁超负荷的标准，SI过高者罹患MS的OR=3.47(95%CI1.05-6.01)，P<0.01；而以运铁蛋白饱和度TS大于0.50作为铁超负荷标准，则TS过高者罹患MS的OR=1.21(95%CI0.35-3.26)，P<0.01。
参考中国营养学会推荐铁摄入量标准，以总膳食铁摄入大于15mg/d作为铁摄入过量，总铁摄入过量者罹患MS的OR=7.12(95%CI3.05-11.01)，P<0.01；而以动物来源铁大于7.5dmg/d作为铁摄入过量的标准，则铁摄入过多对MS的OR=7.73(95%CI4.14-13.91)，P<0.01。
2.4.3 膳食铁等营养素摄入与MS关系的logistic回归分析 根据膳食各类营养素摄入量分类进行单因素logistic回归分析，计算粗的OR值及95%可信区间，有统计学意义的变量为蛋白质、脂肪、热能、VC、动物来源铁、膳食总铁（P<0.05)。
控制协变量后膳食单因素logistic回归分析，将非膳食因素逐步回归分析有意义的变量性别、年龄、体质指数、WHR、TG、TC作为协变量对膳食因素进行单因素logistic回归分析，计算校正的OR值及95%CI，结果有统计意义的变量为膳食总铁、脂肪、热能、动物来源铁摄入量。
调整混杂因素影响后的膳食因素逐步logistic回归分析，控制性别、年龄、体质指数、WHR、TG、TC作为变量的影响，结果有统计意义的变量为脂肪和动物来源铁摄入量。
3.讨论
我国居民铁营养状况呈现铁缺乏和铁过量同时存在的现象。易学锋等[5]对广东省城乡居民进行的营养调查发现，广东人群中血清铁蛋白（SF）高于正常值者占10.2%，越来越多的研究结果表明铁过量对人体健康存在不良的影响。研究发现，铁超负荷与糖尿病、高血压等疾病有关[6-7]。但膳食铁与糖尿病、高血压等疾病有共同土壤的代谢综合征之间的关系目前研究尚不多见。本文病例全部来自某体检机构，对每位病例查阅历年体检记录，进入病例对照研究的对象均为前一年度未发现MS，而本年度体检达到MS标准的新发病例。
本研究分析发现膳食铁摄入过多，尤其是动物肉类来源铁摄入量增加是代谢综合征危险因素，其OR值分别达到7.12和7.73，多因素logistic回归分析结果表明膳食动物来源铁摄入过多是代谢综合征的独立危险因素。同时，研究结果也表明，体内铁储存过多是代谢综合征的危险因素。美国人群中新诊断的糖尿病患者体内铁过量的比率是正常人的3.61~4.96倍[8],也有研究发现健康妇女体内铁贮存过多(铁蛋白浓度增高、转铁蛋白受体/铁蛋白比率降低)与2型糖尿病发病危险的增加相关，且这种相关性独立于已知的其他糖尿病危险因素[9]。
有研究发现[10]，铁储存过多可通过其拮抗胰岛素的作用而引起外周组织对葡萄糖利用的降低，从而使血糖进一步升高，并导致肝脏胰岛素水平及其代谢水平降低，导致外周高胰岛素血症，也就是临床上常见的胰岛素抵抗。同样也有证据表明铁过载也会影响骨骼肌细胞胰岛素作用的发挥[6]。本研究发现，代谢综合征患者膳食总铁摄入量、动物肉类来源铁摄入量均显著高于健康对照组，相关关系分析也发现，膳食总铁摄入量、动物来源铁与血糖水平、空腹胰岛素水平正相关，且高铁摄入、体内铁过负荷与HOMA-IR成正比。说明体内铁超负荷可能影响胰岛素分泌和功能。
铁负荷导致代谢综合征、糖尿病等疾病机制尚不清楚，有研究认为铁离子是一种脂质氧化的催化剂，可以增加脂质氧化,特别是游离脂肪酸的氧化，游离脂肪酸的氧化增加会减少肌肉组织对葡萄糖的利用，增加肝脏的葡萄糖异生、导致胰岛素抵抗[11]。本研究发现膳食铁摄入过多、体内铁负荷过多引起脂肪代谢紊乱，TG、TC和FFA均升高，氧化应急指标MDA增加，抗氧化指标SOD下降，说明高铁摄入可能导致脂质过氧化反应发生。本研究发现高铁摄入可引起NF-κB升高，提示炎症也可能是铁负荷导致胰岛素抵抗、脂肪代谢异常的机制之一。
目前有关铁负荷与糖尿病等疾病关系的研究尚无统一的结论，其中选择不同的指标观察体内铁营养状况是影响观察结果的原因之一。大多研究者选择血清铁蛋白浓度作为反映机体铁贮存状况标志，也有不少研究者采用血浆铁蛋白浓度、运铁蛋白饱和度、总铁结合力（TBIC）等作为铁营养的指标。本研究采用血清铁蛋白、血清铁、运铁蛋白饱和度、膳食总体摄入、动物来源铁摄入等指标分析与代谢综合征的关系，结果均表明铁负荷过多时代谢综合征的危险因素。
参考文献
1 NELSON R L. Iron and colorectal cancer risk: human studies[J]. Nutr Rev, 2001,59(5):140-148.
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10 FERNANDEZ J M, LOPEZ B A, RICART W. Cross-talk between iron metabolism and diabetes[J]. Diabetes, 2002,51:2348-2354.
11 EATON J W, QIAN M. Molecular bases of cellular iron toxicity[J]. Free Radic Biol Med, 2002,32(9) :833-840.
基金项目：广州市医学科研基金资助项目（No.2007-yb-126）
作者简介：肖新才，
1广州市番禺疗养院
2中山大学公共卫生学院