青少年心血管健康新视角：必需与有毒微量元素水平的双重影响与干预策略

　　本刊推荐：为解决青少年心血管健康(CVH)评估与微量元素暴露关系不明的问题，研究人员基于NHANES大数据开展横断面研究，利用“生命要素8”(LE8)评分体系，发现铁、汞与理想CVH正相关，而尿碘、血镉、血铅、血硒与非理想CVH显著正相关。该研究为青少年心血管疾病早期干预提供了关键的环境与营养流行病学证据。

　　

心血管疾病(CVD)是全球死亡的首要原因，每年导致约1800万人死亡，占全球总死亡人数的32%。虽然CVD的高发人群集中在中老年，但越来越多的研究表明，青春期是心血管系统发育成熟的关键时期，此期间的生活方式和行为习惯显著影响成年后CVD的发生风险。为早期识别和干预CVD，美国心脏协会(AHA)提出了理想心血管健康(CVH)的概念，并开发了“生命要素8”(LE8)评分算法，从健康行为（饮食、体力活动、尼古丁暴露、睡眠健康）和健康因素（体重指数(BMI)、血脂、血糖、血压）两个维度全面评估CVH。然而，当前青少年CVH状况如何？哪些因素影响其CVH？尤其是微量元素作为人体必需但过量又有毒性的物质，它们与CVH的关系如何？这些问题的解答对于制定有效的早期干预策略至关重要。

微量元素在人体内含量极低（低于总质量的0.005%-0.01%），但却具有显著的生物学效应。例如，铁(Fe)参与心肌供氧，硒(Se)具有抗氧化特性可减少低密度脂蛋白(LDL)氧化，从而预防动脉粥样硬化斑块形成。而铅(Pb)干扰钙代谢导致血压升高和动脉僵硬，汞(Hg)通过诱导氧化应激和炎症反应增加CVD风险。然而，现有关于微量元素与CVD关系的研究结论并不一致，尤其是在青少年群体中的证据较为缺乏。

为此，Yang等人利用2005-2018年美国国家健康与营养检查调查(NHANES)数据，开展了一项大规模横断面研究，旨在探究微量元素水平与青少年理想CVH状态之间的关联。该研究近日发表在《European Journal of Medical Research》。

研究人员主要应用了以下关键技术方法：基于NHANES复杂抽样设计的加权统计分析；使用AHA LE8算法量化CVH（因缺乏睡眠数据，实际使用7个指标）；采用电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)技术测定血铅、镉、汞、锰、硒及尿碘浓度；使用DcX800法测定血清铁；通过线性回归、逻辑回归和限制性立方样条(RCS)模型分析元素与CVH的关联及剂量反应关系。

青少年CVH状况不容乐观

研究共纳入5724名12-19岁青少年。结果发现，超过一半的青少年处于非理想CVH状态，仅40.8%达到理想CVH标准（图1）。在各CVH组分中，血糖（96.1%）、BMI（81.3%）、血压（77.4%）和体力活动（65.0%）具有较高的“理想”率，而饮食（26.9%）、血脂（42.6%）和尼古丁暴露（47.6%）的理想率均低于50%。饮食（47.8%）和体力活动（32.7%）领域的CVH不良率最高，尼古丁暴露则以中等CVH为主（42.9%）。

微量元素与CVH的复杂关联

线性回归分析显示，尿碘(β -2.028)、血镉(β -8.29)、血铅(β -1.78)和血硒(β -0.071)与总体CVH评分呈负相关。在CVH组分方面，铁与体力活动评分(β 0.045)和BMI评分(β 0.059)正相关，但与尼古丁暴露评分(β -0.052)负相关。镉(β -45.845)和铅(β -9.558)与尼古丁暴露评分呈强烈负相关。硒与血脂(β -0.221)和血压评分(β -0.078)负相关。锰与体力活动评分(β -0.715)负相关，但与尼古丁暴露评分(β 1.235)正相关。

逻辑回归分析进一步揭示，当将微量元素作为连续变量时，铁(OR 0.997)和汞(OR 0.913)与非理想CVH发生风险呈负相关，而尿碘(OR 1.432)、血镉(OR 3.845)、血铅(OR 1.010)和血硒(OR 1.010)则呈正相关（图2）。

按元素四分位数分组后分析显示，铁最高四分位组相比最低组(Q4 vs. Q1)的非理想CVH风险降低(OR 0.727)。铅(Q4 vs. Q1, OR 2.070)和硒(Q4 vs. Q1, OR 1.576)则显著增加风险。汞和锰与CVH无显著关联。

剂量反应关系呈现不同模式

限制性立方样条分析表明，铁、碘、汞和硒与非理想CVH发生率呈线性关系（非线性P>0.05）。镉呈现J型剂量反应关系（非线性P<0.001），铅呈现L型关系（非线性P<0.001），锰则无显著关联（图3）。

人群异质性分析

亚组分析显示，较高的血清铁水平对女性和低收入人群的CVH保护作用更显著。低碘摄入对女性和高收入人群的非理想CVH预防效果更明显。镉、硒和铅在所有亚组中均显著增加非理想CVH风险。此外，较高的汞水平在16-19岁青少年和低收入群体中显示出保护作用。

研究意义与启示

该研究首次基于全国代表性样本全面评估了微量元素与青少年CVH的关联。研究发现铁和汞对CVH具有保护作用，而碘、镉、铅和硒则增加风险。这些关联提示在生命早期阶段需要进行环境和营养干预。

铁缺乏会导致智力、体力和免疫功能下降，尤其影响青少年生长发育。铁 deficiency 还会上调转铁蛋白，导致血栓栓塞性疾病风险增加。本研究还发现铁对女性CVH的保护作用更显著，这与女性因月经期铁流失而需求较高有关。

值得注意的是，尿碘水平与非理想CVH正相关，低碘水平反而与较低的风险相关。研究人员推测，低碘摄入可能反映了更健康的饮食和生活方式，如更多摄入蔬菜、水果、全谷物和植物蛋白，减少高脂、高胆固醇和高盐食物摄入。然而，维持正常碘摄入对于甲状腺功能至关重要，甲状腺在调节机体代谢中起关键作用。

镉和铅与非理想CVH正相关，特别是与尼古丁暴露评分呈强负相关。吸烟行为是镉和铅暴露的主要来源。这些重金属可通过诱导氧化应激、增加活性氧(ROS)产生导致内皮细胞损伤和氧化脂质积聚，促进动脉粥样硬化形成。镉还会损害内皮一氧化氮(NO)合成，减少血管舒张，促进血管收缩，增加血管阻力和血压。铅则能模拟钙离子(Ca²⁺)，破坏细胞内钙稳态，影响心肌细胞收缩和血管平滑肌细胞功能。

有趣的是，本研究发现汞与非理想CVH风险负相关，且与饮食评分正相关。这与以往研究报道的汞对心血管系统有害作用似乎矛盾。研究人员认为，这可能是因为饮食质量高的青少年摄入了更多海产品，虽然含有较高汞水平，但也提供了其他多种营养物质，这些饮食选择可能有助于改善CVH，抵消了低汞暴露的任何不利影响。

关于硒，本研究结果显示其与非理想CVH风险正相关，与以往认为适量硒摄入可能有益心血管健康的观点不同。过量硒摄入会破坏机体氧化应激平衡，导致氧化应激损伤，影响脂代谢途径，降低高密度脂蛋白胆固醇(HDL-C)水平，增加低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C)水平，从而增加CVD风险。本研究也发现硒水平与血脂评分负相关。

该研究的优势在于使用了全国代表性数据，样本量大，采用了先进的统计方法分析微量元素与CVH的关联。然而，作为横断面研究，无法确定因果关系；可能存在未测量的混杂因素；缺乏睡眠健康数据；结果仅限于美国青少年，外推性需谨慎。

综上所述，当前对儿童青少年CVH的干预迫在眉睫。应强调保持充足铁摄入的同时，减少碘、镉、铅和硒的摄入。这些发现突出了青春期微量元素平衡的重要性，优化生命早期阶段的微量元素状态可能是改善健康轨迹和降低未来CVD风险的有效且低成本的策略。