尹 丹,李欣雨,劉苡軒,蒙元永,黃冬琳*,邱煒紅,王朝輝,2
(1.西北農(nóng)林科技大學資源環(huán)境學院/農(nóng)業(yè)部西北植物營養(yǎng)與農(nóng)業(yè)環(huán)境重點實驗室,陜西 楊凌 712100;2.西北農(nóng)林科技大學/旱區(qū)作物逆境生物學國家重點實驗室,陜西 楊凌 712100)
大骨節(jié)病是一種地方性、多發(fā)性、變形性骨關節(jié)疾病,多發(fā)生于兒童和少年。硒是人體內必需的微量元素之一,在人體內總量為14~20 mg,廣泛分布于人體所有組織和器官中,對人體有著非常重要的生理機能[1]。我國科學家發(fā)現(xiàn)大骨節(jié)病與環(huán)境低硒有密切關系,大骨節(jié)病的產(chǎn)生與因低硒環(huán)境通過食物鏈導致人體硒營養(yǎng)攝入不足有關也已被大量研究結果證實[1-7]。
陜西省絕大多數(shù)地區(qū)處在我國自東北至西南的缺硒帶上,尤其是渭北黃土高原地區(qū),土壤、食物、飲水普遍缺硒[1,3],是我國大骨節(jié)病重發(fā)病區(qū)。永壽、麟游是渭北大骨節(jié)病危害最重的縣,1978年患病率達28.89%,居全國之首,病區(qū)飲用水、糧食作物的硒含量均低于非病區(qū)[8-9]。1981年起地方病防治研究所在永壽縣和麟游縣試點,特供加入六萬分之一(7.6 mg·kg-1)亞硒酸鈉的食鹽,開展防治觀察[10]。自1997年陜西省在大骨節(jié)病病區(qū)實施“硒鹽、改水、搬遷、手術”及發(fā)展經(jīng)濟、脫貧致富等綜合防治措施以來,居民硒營養(yǎng)水平顯著提高[8]。食用硒碘鹽及病區(qū)人群膳食結構的改變,使病區(qū)人群的硒營養(yǎng)已發(fā)生根本改變,病區(qū)兒童發(fā)硒水平已顯著高于非病區(qū)[10]。至2010年底陜西省62個大骨節(jié)病病區(qū)縣全部達到大骨節(jié)病國家控制標準,大骨節(jié)病病情處于穩(wěn)定控制狀態(tài)[8]。在此背景下,陜西省衛(wèi)生廳、鹽務管理局聯(lián)合發(fā)文通知,從2012年7月1日起,陜西省大骨節(jié)病病區(qū)縣全面停止食鹽加硒,恢復供應只加碘的食鹽。這意味著陜西省大骨節(jié)病病區(qū)由政府部門主導推廣且應用多年的硒防治措施終結[10]。但硒不是植物生長必需的營養(yǎng)元素,長期以來人們注重農(nóng)田大量元素補充,忽略了硒的施用,造成土壤硒的缺乏加劇,這不僅導致微量元素含量低,還影響農(nóng)產(chǎn)品的營養(yǎng)品質,導致人體微量元素攝入不足,影響人體健康[11]。停止供應加硒食鹽后,大骨節(jié)病區(qū)外環(huán)境低硒等大骨節(jié)病致病因子依然存在,2016年和2017年麟游等4個縣區(qū)的6個大骨節(jié)病病區(qū)村7~12歲兒童中,X射線仍有檢出病例,檢出率在1.41%~2.36%[12]。陜西省渭北大骨節(jié)病區(qū)停止硒鹽防治措施6年后居民硒營養(yǎng)水平如何尚待研究。
本研究通過了解陜西省渭北大骨節(jié)病區(qū)停止硒鹽防治措施6年后居民硒營養(yǎng)水平,明確病區(qū)居民膳食硒攝入量是否達到人體需要量,比較現(xiàn)階段陜西省渭北大骨節(jié)病區(qū)與非病區(qū)人群膳食硒攝入量差異,為保障渭北低硒區(qū)居民硒營養(yǎng)攝入和預防控制大骨節(jié)病提供參考。
選擇陜西省渭北黃土高原大骨節(jié)病最為嚴重的永壽縣、麟游縣與位于陜西省中部的非病區(qū)楊凌區(qū)作對照開展調研工作,三縣區(qū)土壤中全硒含量分別為:0.13[13]、0.077 5[14]、0.14 mg·kg-1,小于0.175 mg·kg-1,均屬于低硒土壤[15]。楊凌區(qū)位于陜西關中平原中部,境內塬、坡、灘地交錯,土壤肥沃,土壤類型為土墊旱耕人為土;永壽縣位于陜西省中部偏西,渭北高原南緣,土壤類型為黃綿土,由于受自然地理條件及經(jīng)濟條件等因素的影響,1975年永壽縣臨床患病率28.34%,是大骨節(jié)病重病縣之一;麟游縣位于陜西省寶雞市東北部,地處渭北旱塬丘陵溝壑區(qū),土壤類型為黃綿土,1975年和1978年全縣大骨節(jié)病普查患病率分別為24.0%、28.89%,病情之重,居全國之首[8]。
2017年7—8月,在陜西省渭北地區(qū)選擇一個非病區(qū)和兩個病區(qū),每個縣區(qū)選擇3個自然村,分別為楊凌區(qū)的楊凌街道、揉谷村、寨東村,永壽縣的折樓村、養(yǎng)馬莊村、營里村,麟游縣的崔木村、北王村、楊家堡村。采用整群隨機抽樣法,每個村隨機抽取30戶常住居民(病區(qū)的戶籍人口居住半年以上)作為調查對象,在取得知情同意的情況下,對調查戶所有成員食物消費平均情況進行調查。
通過走訪調查,先對調研地區(qū)民政單位、村委會進行走訪,了解人口分布及路線,對病區(qū)疾病防御中心進行走訪,了解大骨節(jié)病歷史重病區(qū)的位置及基本情況,最終確定調研地點。
問卷調查采用定制的“陜西居民膳食調查表”進行膳食調查,主要包括:居民對大骨節(jié)病的認知度、每日攝入食物的種類及數(shù)量、含硒元素較多食物的攝入情況等。由經(jīng)過培訓的調查人員入戶詢問,被調查者口述,調查人員記錄,記錄被調查者家庭過去一年食物消費種類(包括谷類、蔬菜、蛋類、魚蝦類、畜禽肉、豆類、奶類等)、每類食物的攝入頻率及每次平均食用量,調查對象的基本信息、家庭人口數(shù)、人均收入等情況。
本研究調查了居民膳食攝入量、分析膳食比例并與中國居民膳食指南推薦攝入量進行比較、文獻檢索食物硒含量,評估了現(xiàn)階段陜西省低硒區(qū)人群的膳食硒攝入量及不同食物對硒攝入的貢獻。其中主要食物中的硒含量數(shù)據(jù)來自于文獻檢索(表1),居民人均可支配收入來自于陜西省統(tǒng)計局。試驗數(shù)據(jù)采用Excel 2016軟件進行整理與計算,并通過DPS 7.05統(tǒng)計分析軟件分析,采用單因素方差分析,多重比較采用LSD(Least significant difference)法,差異顯著性水平為5%。
通過本次調查(表2)可以看出,楊凌區(qū)、永壽縣、麟游縣三縣區(qū)居民主食攝入量差別不大,分別為425、416、424 g·d-1,但楊凌區(qū)居民小麥的攝入量顯著低于永壽縣和麟游縣居民,大米的攝入量顯著高于永壽縣和麟游縣居民;楊凌區(qū)居民動物性食物中魚蝦類、蛋類、乳類的攝入量顯著高于其他縣區(qū)居民,且魚蝦類、蛋類、乳類的攝入量分別是永壽縣、麟游縣區(qū)居民的1.62~5.4倍,豬肉、豆制品攝入量顯著高于永壽縣居民,是其2.4倍和2.2倍。三縣區(qū)居民主食中均為小麥的攝入量最大,居民攝入的小麥占主食的65%、73%、74%,顯著高于玉米和大米;但三縣區(qū)居民膳食結構不一致,其中楊凌區(qū)居民對蔬菜的攝入量最大,占總膳食量的32%,其次是小麥、乳類,而永壽、麟游縣居民小麥攝入量最大,分別占總膳食量的46%和37%,其次是蔬菜和玉米(圖1)。
表1 調研地居民食物中的平均硒濃度Table 1 Average Se concentration in different common food of the residents in the survey region
表2 調研地居民每日食物攝入量(g·d-1)Table 2 Daily food intake of residents in the survey region(g·d-1)
通過調研,居民攝入的玉米、小麥主要來自于當?shù)氐募Z食生產(chǎn),小麥、玉米中硒含量分別為15、10?g·kg-1,與中國小麥主產(chǎn)區(qū)655份小麥籽粒的平均硒含量為64.6?g·kg-1相比偏低。但由于其他食物流通性大,我們查找了大量文獻數(shù)據(jù),分析了主要食物中的硒含量,可以看出,動物性食物中的硒含量明顯高于植物性食物,動物性食物中硒含量排序:內臟類>魚蝦類>蛋類>雞肉>豬肉>乳類,其中內臟類、魚蝦類硒含量分別為357、343 ?g·kg-1。
由表3可知,對比三縣區(qū),楊凌區(qū)居民每日硒攝入量顯著高于永壽縣、麟游縣居民,分別為61.8、25.0、35.0?g。其中楊凌區(qū)來自小麥的膳食硒顯著低于其他兩縣,來自玉米的膳食硒與麟游縣無顯著差異,顯著低于永壽縣,來自豬肉、豆制品的膳食硒與麟游縣無顯著差異,顯著高于永壽縣,但來自大米、魚蝦類、蛋類、乳類、蔬菜的膳食硒均顯著高于其他兩縣。
對比同一縣區(qū)的不同村莊,楊凌區(qū)的楊凌街道較其他兩村居民膳食硒攝入量偏高,分別較揉谷村、寨東村居民膳食硒攝入量高出4.6%和28.4%。其中楊凌街道居民來自小麥、雞肉、豆制品中的膳食與其他兩村無顯著差異,來自大米、豬肉、乳類中的膳食硒與寨東村居民無顯著差異,但顯著高于揉谷村,來自魚蝦類中的膳食硒與揉谷村居民無顯著差異,但顯著高于寨東村,來自內臟、蔬菜中的膳食硒顯著高于其他
圖1 調研的三縣區(qū)居民膳食比例Figure 1 Dietary components proportion of the residents in three counties
表3 調研地居民每日硒攝入量(?g·d-1)Table 3 Daily dietary selenium intake of the residents in the survey region(?g·d-1)
由圖2看出,三縣區(qū)中,不同食物對人體膳食硒貢獻值最大的都是蛋類,但其他食物貢獻值不同縣區(qū)間有差異。除蛋類外,楊凌區(qū)其次是魚蝦類和蔬菜,小麥的貢獻率僅為7%;永壽縣其次是小麥和魚蝦類,貢獻率分別是18%和13%;麟游縣其次是小麥、蔬菜、魚蝦類和豬肉,貢獻率分別是13%、12%、11%和10%。
對比楊凌區(qū)、永壽縣、麟游縣三縣區(qū)居民人均可支配收入及居民日硒攝入量,可看出,人均可支配收入越高,其居民日硒攝入量也越高。圖3中R2為0.773,也表明日硒攝入量與人均收入之間存在較強的相關性。
圖3 每日硒攝入量與居民可支配收入之間的關系Figure 3 The relationship between daily selenium intake and disposable income of the residents
隨著科學搭配、合理膳食觀念的宣傳教育,居民的膳食結構較90年代有很大改善,本次調研的三縣區(qū)中,與新版《中國居民膳食指南(2016)》推薦量[16]相比,楊凌區(qū)居民禽畜肉類、魚蝦類、蔬菜攝入量符合推薦量,谷物、蛋類豆制品攝入量偏高,乳類偏低;永壽縣居民除豆制品攝入量符合推薦量,谷物攝入量偏高外,其他食物攝入量均偏低,麟游縣居民禽畜肉類、蛋類攝入量符合推薦量,谷物、豆制品偏高,魚蝦類、乳類、蔬菜偏低。同劉小立等[17]的調查結果相似,雖然調研地居民膳食結構有改善,但與平衡膳食相比較,還有較大的差距,尤其是永壽縣,畜禽肉類、魚蝦類、蛋類、乳類和蔬菜的攝入量均偏低,需要繼續(xù)增加其攝入量。
圖2 不同食物對調研地居民每日硒攝入量的貢獻率Figure 2 Se contribution of different food to daily Se intake of residents in survey region
我們評估了現(xiàn)階段陜西省渭北大骨節(jié)病典型區(qū)域居民的膳食硒攝入量,并通過調查膳食攝入量、膳食比例及食物硒含量,評估不同食物對硒攝入的貢獻。研究顯示,三縣區(qū)中不同食物對人體膳食硒貢獻值最大的都是蛋類,占30%左右,而三縣區(qū)居民小麥的攝入量較大,分別占所有食物的24%、46%、37%,但因三縣區(qū)土壤均屬于低硒土壤,導致小麥籽粒中硒含量較低,僅15、10 ?g·kg-1,與中國小麥主產(chǎn)區(qū)655份小麥籽粒的平均硒含量為64.6?g·kg-1[18]相比差距較大,所以其對三縣區(qū)居民硒攝入量貢獻值僅為7%、13%和12%。與本文研究結果存在差異,中國青海,谷物的貢獻率高達61%,而雞蛋貢獻率僅為2%,蔬菜與本調查相似為9%[19];深圳市中心城區(qū),水產(chǎn)品貢獻率高達42%,雞蛋貢獻率為12%,谷物與本調查相似為9%[20];Filippinia等[21]研究表明意大利北部人群中,肉類對其膳食攝入量的貢獻值最大為26%,其次是谷物23%,雞蛋對硒元素攝入量的貢獻較低;阿根廷中部的牛肉貢獻率為47%,小麥的貢獻率為13%,雞蛋占10%[22];西班牙全國人口中硒的最大來源是谷物(46.5%),雞蛋貢獻率不高僅為5%,魚類和肉類與本研究相似,分別占16.7%和14.9%[23]。筆者認為,該差異與病區(qū)土壤和農(nóng)產(chǎn)品低硒、居民經(jīng)濟收入、地方性飲食習慣和食物硒含量關系較大。而調研地居民經(jīng)濟收入增長緩慢,導致膳食結構單一,動物性食物攝入少。如果能采取硒強化措施,如通過施硒肥,不僅可以增加當?shù)刂魇澈湍敛葜械奈?,還可增加居民經(jīng)濟收入、增加當?shù)鼐用袢瘴鴶z入量,該方法已經(jīng)在一些國家普遍實施,如澳大利亞、芬蘭、土耳其等[24]。
調研楊凌區(qū)、永壽縣、麟游縣三縣區(qū)居民膳食硒攝入量分別為62、25、35 ?g·d-1,均高于人體最低膳食硒需要量22?g·d-1[25],但大骨節(jié)病黃土高原病區(qū)(永壽縣、麟游縣)居民膳食硒攝入量遠未達到人體膳食硒適宜需要量50?g·d-1[26]。這與同處于土壤低硒區(qū)的阿根廷相似,成年男性和女性每天膳食硒攝入量分別為32?g和24?g[22];均遠遠低于美國、加拿大、日本、意大利,西班牙等國家,這些國家居民攝入硒水平多在60~100 ?g·d-1或更高,其中,西班牙75 ?g·d-1,美國132 ?g·d-1[21,23,27-28],這些國家居民硒攝入量高主要有兩種原因:一是飲食中含硒較高的畜禽肉、水產(chǎn)類攝入較多,如意大利、西班牙、日本;二是土壤硒含量處于較高水平,如美國、加拿大。我國山西中陽、交口、柳林三縣及貴州市云巖居民膳食硒攝入量與調研地居民相近[29-30],主要原因是這些地區(qū)與調研地土壤硒含量均不高,主要糧食作物小麥、大米硒含量低,經(jīng)濟欠發(fā)達,動物性食物攝入少;而青海平安、湖北恩施、深圳市、廣州市等地區(qū)居民日硒攝入量較高,如湖北恩施沙堤鎮(zhèn)居民膳食硒攝入量高達550?g·d-1,因其土壤硒含量高,深圳市中心城區(qū)居民126.3?g·d-1,這與其處在沿海經(jīng)濟發(fā)達區(qū),經(jīng)濟條件較為發(fā)達,魚蝦類攝入量高,膳食結構多樣化有關[19,31-33]。
人體獲取硒的途徑有3種,食物、水和空氣。但從水和空氣中吸收的硒非常少,人體對硒的攝取主要來源食物[21,34-36]。而居民日常膳食硒的攝入決定于食物攝入量與該食物中硒的含量[31]。對于土壤低硒,且經(jīng)濟不發(fā)達的永壽、麟游縣,居民經(jīng)濟來源少,人均可支配收入低,因此膳食結構單一,動物性食物攝入較少。在服用加硒鹽時,以每日鹽攝入量6~8 g計,每日可由加硒鹽額外補充硒45.6~60.8?g,停止供應加硒鹽后,居民人均硒攝入量遠低于推薦攝入量,亟需通過其他措施增加硒的攝入。小麥、玉米對硒反應靈敏,且小麥籽粒硒主要以硒代胱氨酸、硒代半胱氨酸、硒-甲基硒代半胱氨酸等有機硒形式存在,其人體利用率極高達81%以上[37-39]。通過農(nóng)藝措施提高該區(qū)域主食小麥硒含量,容易控制且成本低、效果好,如將小麥硒含量由目前15.1 ?g·kg-1提高至100 ?g·kg-1,則可使永壽縣、麟游縣居民硒攝入量分別提高至50.8、61.5 ?g·d-1。
(1)陜西省渭北黃土高原調研地楊凌區(qū)、永壽縣、麟游縣居民膳食硒攝入量分別為62、25、35 ?g·d-1,居民膳食硒營養(yǎng)水平均高于人體最低膳食硒需要量,但大骨節(jié)病區(qū)(永壽縣、麟游縣)居民膳食硒攝入量遠未達到人體膳食硒適宜需要量。
(2)陜西省渭北黃土高原非病區(qū)楊凌區(qū)居民膳食結構較大骨節(jié)病典型縣區(qū)永壽縣、麟游縣居民更均衡,但居民膳食結構仍以糧谷類食物為主,因主食中硒含量低,其對居民硒攝入量貢獻值不大。病區(qū)居民膳食硒攝入量顯著低于非病區(qū),此差異主要與病區(qū)土壤和農(nóng)產(chǎn)品低硒、居民膳食結構不合理、居民經(jīng)濟收入低有關。
(3)可采取成本較低且增硒效果顯著的葉噴或土施硒肥等硒強化措施來增加當?shù)匦←?、玉米主食中的硒含量,保障居民每日硒攝入水平。
(4)應加強硒營養(yǎng)宣傳、普及硒營養(yǎng)知識;增加當?shù)鼐用袷杖?;改善膳食結構,增加天然富硒食物如香菇、蛋類、動物肝臟、魚蝦類海產(chǎn)品等食物的攝入。
致謝:感謝此次調查對象的理解和支持;感謝陜西省永壽縣縣委、麟游縣地方病防治研究所等相關部門的大力支持;感謝參加調研工作的調查員薛少琪、趙天悅、江濤、王芮、李淼、武毅寧的幫助!