微量元素锶与人体健康

【摘要】  目的 分析微量元素锶对人体健康发挥的作用。方法 通过查阅锶在临床研究的文献，分析了锶在骨骼、心血管疾病、疼痛治疗等中的作用机制。结果 锶在改善骨骼质量，治疗心血管疾病、疼痛治疗等方面发挥着重要作用。结论 微量元素锶对人体健康起着不可替代的作用，我们更加注重对它的研究。

【关键词】  锶;摄取;代谢;骨骼;心血管疾病;疼痛治疗;人体健康

　　锶是一种银白色软金属，是碱土金属族元素之一，在自然界中广泛分布，自然界含锶矿物有10多种。锶是一种鲜为人知的微量元素，人类对锶的了解目前并不多。但是肯定的是锶是人体不可缺少的一种微量元素，如果人体缺锶便会出现各种不利于身体健康的症状。人体所有的组织都含有锶，它是人体骨骼和牙齿的正常组成部分，对人体的功能主要是与骨骼的形成密切相关。它与血管的功能及构造也有关系，其作用机制可能是锶在肠内与钠竞争吸收部位，从而减少人体对钠的吸收，增加钠的排泄。体内钠过多，易引起高血压、心血血管疾病，而锶却能减少人体对钠的吸收，故也有预防疾病之作用。锶在疼痛治疗中也发挥着重要作用。此外，锶还与神经及肌肉的兴奋有关，临床上曾用各种化合物荨麻疹和副甲状腺功能不全而引起的抽搐症。5mg/L以下的含锶矿泉水，有益于人体健康，而又不会产生不良的作用。

　　1 锶的摄取与代谢过程

　　1.1 锶的摄取

　　人体主要通过食物及饮水摄取锶，经消化道吸收后经尿液排出体外。锶在小肠的吸收机制存在主动运输和被动扩散两种吸收方式。锶除了通过胃肠道吸收外，还可通过呼吸道及皮肤进入人体。我国饮用水中锶水平甚微，不少矿泉水中都含有丰富的锶，锶含量在0.20～0.40mg/L时为天然饮用矿泉水。另外，叶菜类中锶水平较高，而畜禽肉蛋类较低。由于饮食习惯不同，可能会造成部分人群锶摄入量不足，可通过改变饮食习惯来达到摄入足够量的锶。

　　1.2 代谢过程

　　体内99.0%的锶存在于骨骼中，仅0.7%可以溶解与细胞外液中。骨锶与血锶不断进行交换，使其处于动态平衡之中。体内高锶高钙对机体非常有益;若体内出现高锶低钙，则对机体生理代谢产生不利影响，甚至产生多种病理变化。锶主要通过尿液排出体外，肾排泄锶的速率大于排泄钙的速率，原因在于肾小管对钙的重吸收快于对锶的重吸收。幼儿时期，由于肾小管吸收功能发育尚不健全，导致幼儿对锶的排泄能力弱于成年人。

　　2 锶对骨骼的具体作用

　　2.1 锶对骨髓间充质干细胞的作用

　　多能间充质干细胞的成骨分化是骨生成的关键一步。研究表明，锶可调节MSCs(骨髓间充质干细胞)向成骨细胞分化，并促进骨基质蛋白的合成和沉淀。如，Sila-asna等[1]发现锶能够诱导hMSCs(人间质干细胞)提前表达Cbfal基因(核心结合因子1)和骨结合素基因。Cbfal基因对成骨细胞分化和骨生成非常重要，因此，如上结果提示锶对成骨细胞分化和骨生成促进作用。

　　2.2 锶对成骨细胞和破骨细胞的作用

　　成骨细胞和破骨细胞间协调的相互作用是调节骨重建、维持骨骼的稳定性和完整性的关键。Caverzasio等[2]发现锶能够用至少两种机制增加前成骨细胞和多功能干细胞增殖。一种是锶能直接与钙离子感受器相互作用，启动与之相联系的丝裂信号受体;另一种是锶能够通过其在成骨细胞表面的特殊受体引起一种自分泌生长因子的释放，这种因子可以促进细胞增殖，但其详细机制尚不明确。另外，在骨质疏松动物模型中，锶可改善骨代谢，预防骨丢失，提高骨质疏松动物的骨质量。

　　2.3 锶对骨质强度的影响

　　在骨骼中，锶能取代钙化组织骨骼和牙齿羟基磷灰石晶体中少量的钙，锶元素的适量掺入可提高骨质的机械性能，在硬度方面的提高更明显，这可能是由于少量锶元素的置换，在一定程度上减少了晶格缺陷，使原子间的排列更加紧密，起到一定强化作用，从而改善骨的机械强度。

　　3 锶与心血管疾病

　　3.1 饮用水及尿液中锶水平与心脏病关系

　　研究表明，饮用水中锶水平越低，心血管疾病死亡率越高。饮用水中锶在5.0～10.0mg/L时，心血管疾病病死率最低。Dewson等[3]对美国得克萨斯州24个社区居民饮用水及尿液中锶水平进行了分析，结果表明，钠/锶比值异常与多种心血管疾病有关。饮用水及尿液中锶水平与高血压性心脏病呈显著负相关;饮用水中钠/锶比值与中枢神经系统血管损伤、动脉硬化、退行性心脏病、高血压性心脏病呈显著正相关;尿钠/锶比值与全身性动脉硬化呈显著负相关。其作用机制可能是锶在肠内与钠竞争性吸收，从而减少钠的吸收，增加体内钠的排泄。体内钠过多，易引起高血压及心血管疾病，而锶却能减少人体对钠的吸收，故有预防心血管疾病的作用。

　　3.2 血中锶水平与心脏病和肺心病关系

　　刘汉林等[4]分析了冠心病91例全血中19种元素水平，与正常对照组比较，发现冠心病患者体内锶水平显著降低。梁国荣等对冠心病与肺心病患者头发中锶水平进行了分析，结果表明，冠心病与肺心病患者头发中锶水平显著低于对照组。目前，动物实验结果证实，锶可在下列几方面影响心血管功能：(1)增强骨骼肌和脉管平滑肌的收缩力和舒张力;(2)稳定线粒体的结构和功能，减少线粒体的肿胀或变性;(3)启动和控制胆碱能神经末梢递质的释放过程，参与心血管活动的神经调节。

　　4 锶与疼痛治疗

　　4.1 锶的止痛起效和维持时间

　　云南省红河州第三人民医院肿瘤科与云南省红河州肿瘤防治研究中心陈庆、杨瑞萍等[5]对11例已确诊为晚期恶性肿瘤多发骨转移，并接受氯化锶(89Sr)治疗的患者做了研究，其中前列腺癌1例，乳腺癌2例，肺癌6例，肠癌2例。男6例，女5例。从本组病例治疗后反应的情况来看，治疗后骨痛消失或缓解9例，有效率为90.9%，以前列腺癌、乳腺癌患者骨转移瘤止痛效果最理想，有效率均达100%，肺癌为54.5%。肠癌本组病例中1例有效，另1例肠癌治疗后骨疼痛缓解不佳。有效率与国内文献报道相似[6]。5例患者的骨转移瘤在(89Sr)治疗后3个月，CT、MRI、SPECT检查显示，骨转移灶稳定，未发现新的转移灶，疼痛完全缓解。进一步证实氯化锶(89Sr)除有止痛效果外，还有一定的辐射治疗作用。多数患者在给药3～5天后疼痛开始缓解;2例患者在给药后10天左右疼痛开始逐步缓解;3例在给药后7天左右出现反跳痛，除1例口服吗啡控释片用量30mg方可止痛外，其余病例应用常用止痛药即可缓解。止痛时间平均维持3～6个月。目前使用的放射性导向治疗药物有氯化锶(89Sr)注射液和钐(153Sm)-乙二胺四甲撑膦酸注射液。与钐(153Sm)-乙二胺四甲撑膦酸注射液相比，氯化锶(89Sr)注射液给药剂量低、毒副作用小、疗效维持时间长，显示出治疗骨转移癌的强大优势，已成为国内外临床治疗肿瘤骨转移疼痛的首选内放射治疗剂，越来越广泛地应用于临床。

　　4.2 治疗后患者生活质量明显改善

　　治疗后患者全身状况均有不同程度的改善，表现在食欲增加77.4%、睡眠改善80.6%、体力改善83.9%，并且肝、肾功能治疗前、后无明显变化。

　　4.3 锶止痛作用的机制

　　89Sr治疗的毒性反应为一过性骨髓抑制，转移灶的吸收剂量是骨髓的10倍,主要表现为血小板及白细胞降低，这种血液系统的影响通常是可逆的，对心肝肾功能几乎没有影响。早期一过性骨痛加重的患者,经观察缓解疼痛的疗效均比较好，是否与局部病灶摄取89Sr药物即骨代谢旺盛有关，需进一步研究。

　　5 锶的其他作用

　　5.1 锶的其他作用

　　89Sr治疗多发性骨转移瘤疼痛缓解组T细胞亚群改善，NK细胞活性上升，淋巴细胞转化率升高;疼痛未缓解组其各指标无明显变化，即89Sr治疗骨转移瘤可一定程度上改善患者细胞免疫功能。锶还可提高神经肌肉的兴奋性，促进人体的新陈代谢。医学上，应用溴化锶、碘化锶、水杨酸锶、乳酸锶可以治疗荨麻疹、皮疹、甲状腺功能不全引起的抽搐等病症。

　　5.2 过量锶对人体有害

　　研究发现，吸烟者血清中锶的水平远高于不吸烟者，容易导致骨质疏松症和动脉中层硬化，并和镉等重金属一起对动脉内皮细胞造成影响。长期以来学者们认为，过量的锶会干扰钙的吸收与代谢，锶可以代替骨骼中的钙，而且比钙更容易游离而导致一些疾病，所以锶被认为是潜在威胁人类健康的重金属之一。另外，当人体内锶过量时就会出现轻微的消化道反应,如恶心、胃部不适等，也可引起骨骼生长发育过快，表现为关节粗大、疼痛，严重时可引起骨骼变形、脆弱、肌肉萎缩及贫血等。

　　5.3 少量锶对人体的危害

　　锶在体内的代谢与钙极相似。含钙较丰富的器官也有较多的锶,骨骼和牙齿是锶的主要储存库。锶在骨骼中的正常浓度为360ppm,是骨骼、牙齿正常钙化时不可缺少的元素。锶缺乏时,破坏锶与钙、钡、锌之间的比例关系,引起牙齿的骨溃疡。此外，根据最新研究资料表明：人体一旦缺乏锶，将会引起体内代谢紊乱，同时会出现肢体乏力、出虚汗、骨骼发育迟缓，还会引起骨质疏松等严重后果。缺锶最严重时还有可能使人患上肿瘤。

【参考文献】
  　　1 Sila-Asna M，Bunyaratvej A，Maedn S，et al. Osteoblast differentiation and bone formation gene expression in strontium inducing bone marrow mesenchymal stem cell.Kobe J Med Sci，2007，53(1-2):25-35.

　　2 Caverzasio J. Strontium ranelate promotes osteoblastic cell relication through at least two different mechanisms. Bone，2008，42(6) :1131-1136.

　　3 Dawon EB，Frey MJ，Moore TD，et al. relationship of metal metabolism to vascular disease mortality rates in texas. Am J Clin Nutr，1978，31(7):1188-1197.

　　4 刘汉林，阮景纯，李心河,等.冠心病全血微量元素谱的分析研究.第四届全国微量元素与健康研讨会山东医科大学附属医院论文选编.1988:73-91.

　　5 陈庆，杨瑞萍，安艳海,等.氯化锶[89Sr]治疗晚期恶性肿瘤骨转移的效果观察.当代医学杂志，2010,16(30):83.

　　6 王怀全,王坤,杨宁,等.89锶治疗转移性骨肿瘤疼痛疗效分析.中外医疗,2010,29(19)：86.