[高校学生微量元素水平与体质体能的相关性]微量元素是什么
摘要：以吉林大学120名一、二年级全日制男、女学生为研究对象，测试了学生毛发中锰、锌、铜、铁、钙元素的含量。
同时依照《学生体质健康检测标准试行方案》进行了体质、体能状态的测试，对毛发中锰、锌、铜、铁、钙含量与体质、体能之间的关系进行了系统的研究。
关键词：大学生；毛发；微量元素；体质、体能；相关性 中图分类号：G804.49 文献标识码：A 文章编号：1007—3612(2009)01—0078—03 微量元素与人体健康的研究是一门新兴的多领域综合性学科，是现代生命科学和现代医学的前沿科学。
微量元素参与人体多种酶的合成与代谢，具有多种生理功能，在体内代谢活动中起着重要的作用。
本研究利用毛发测试法，检测了来自北京等15个省、市大学生体内的微量元素含量。
研究了锰、锌、铜、铁、钙等五种微量元素与体质、体能的相关性。
1 研究方案与方法 1.1 研究方案 本课题由吉林大学化学与体育两个专业合作进行跨学科研究，首先由化学学科进行人发微量元素的实验、测试，体育学科对受试者进行体质健康测试，在此基础上研究、探索锰、锌、铜、铁、钙等五种微量元素与体质、体能的相关性。
1.2 研究方法 1.2.1 研究对象及测试指标本研究的120名测试对象是在吉林大学一年级、二年级(2005级、2006级)9个学院中随机抽样产生的(他们来自北京、福建、广东、江苏、山东、河南、河北、湖南、湖北。
辽宁、黑龙江、吉林等15个省市)，其中男60名、女生60名。
取受试者后枕部发际处头发进行了铁、钙、铜、锰、锌5种微量元素含量的测定(受试者在测试前一周禁止用任何洗涤用品洗发)。
与此同时按照教育部颁发(以下简称为《标准》)，进行了体质健康水平的检测。
删除资料不全及数据异常者，最终有效样本数据为85份(男生46名、女生39名)。
1.2.2 样品采集与处理 将头发样品剪成小于5mm的碎段置于烧杯中，用流水洗涤。
弃去水后，加入一定量的丙酮，振荡5min，弃去丙酮。
再用去离子水漂洗，然后用5％洗洁精洗涤，每次之间均用去离子水漂洗至无泡沫。
将样品用90"(3烘箱烘干，称取0.2g干燥后的头发样品，置于50mL烧杯内，加入5:1(体积比)的HNO3与HCIO4组成的混合酸5mL，缓慢加热硝化样品至溶液澄清，移入10mL容量瓶中用5％的稀硝酸定容待测。
1.2.3 检测、实验方法 用PE公司4300DV等离子体发射光谱仪对发中微量元素的含量进行了测试。
按仪器的工作条件，测定头发中的微量元素浓度和对应的空白浓度。
式中c和C0分别表示微量元素在头发样品中的浓度和对应的空白浓度，单位为pg／g,W为头发的质量、单位为gc。
1.2.4 数据统计 将测量所得的数据输入数据库，用SPSS10.0统计软件对数据进行统计分析。
各主要测试指标以均数±标准差表示，差异性检验采用配对t—test，对有关数据进行相关性分析并采用皮尔逊相关性检验。
2 结果与分析 2.1 男女生发中锰、锌、铜、铁、钙含量测定结果 表1是男、女生发中锰、锌、铜、铁、钙含量对比结果。
从表1中可以看出男、女生的发中锰和铁的含量未见显著性差异，而男生的发中铜、锌以及钙含量显著低于女生。
很多研究者发现，女性发微量元素水平普遍高于男性，尤其以锌、铜、钙为著。
其原因可能与性别差异以及男生饮食摄入品种较单一、摄入含钙量丰富的牛奶等食物较少有关，本研究也得到了类似的结果。
此外，男、女生发中锰含量及男生发中钙含量均低于参考值，而男、女生发中铁含量及女生的发中锌含量均高于标准参考值。
2.2 男、女生体质健康水平的测定结果 表2是男、女生体质健康水平的对比结果，从各个项目的绝对值来看，除台阶试验指数和体重之外，男、女生之间都有显著性差异，这是由性别差异带来的。
另外男生与女生的台阶试验指数之间却未见显著性差异，并且女生台阶试验指数的平均水平达到《标准》中良好的上限。
而男生只达到良好的下限，这可以说明女生心脏功能水平要好于男生。
此外男、女生握力水平都达到《标准》的优秀或良好水平，而肺活量和立定跳远的成绩只达到的及格线，其原因可能与学生对这两个项目测试技术要领的把握程度，以及日常体育锻炼习惯等因素有关。
2.3 男女生微量元素含量与体质体能的关系 2.3.1 男女生发中五种微量元素含量与身高、体重之间的关系 表3表明男女生发中锰、锌、铜、铁、钙元素含量与体重之间均未见显著的相关性。
此结果可以说明发中铁元素含量对体重的影响不大；男女生发中铁元素含量与身高之间呈显著的负相关关系。
而女生发中锰元素含量与身高之间则呈现出正相关关系；男生发铜元素含量与身高之间虽未体现出统计学意义上的显著相关相关性，但也呈现出负相关的趋势。
这些相关性预示着发中铁、铜、锰元素含量对身高发育有重要的影响。
Hurley和Keen的试验结果表明，锰元素缺乏的动物骨骼的改变有较强的特征性，一般表现为关节增大变形，长骨增粗、缩短，导致下肢变形。
也有研究指出，铁、铜、锰、铅增高不利于身高增长。
本研究得出了与其相近的结果。
虽然我们还不清楚铁、铜、锰等微量元素对身高影响的机制，但我们的研究结果表明：铁、铜元素含量越高，锰元素含量越低对身高发育越不利。
这是一个十分值得关注的问题，我们将在后续的研究中进一步探讨上述几种微量元素对身体形态、发育的影响。
2.3.2 男女生发中微量元素含量与运动能力之间的关系 2.3.2.1 铁元素与运动能力之间的关系 铁在肌体中发挥极为重要的生物学作用。
肌体中氧的运输能力、能量代谢、免疫机能等都与铁有着密切的关系，因此铁对运动能力具有极为重要的作用。
当铁缺乏时，会导致蛋白质合成减少，血红蛋白携氧能力下降，以及能量代谢失调，影响运动员的能量代谢水平，使机体的做功能力下降，从而使人的运动能力下降。
而铁的含量增高，血液中的血红蛋白的含量也高，血液携氧的能力强，耐力也会增强。
表3的结果体现出了男女生的发铁含量与身体机能关系的明显不同。
男生的发铁含量与肺活量、立定跳远以及握力之间均存在负的相关关系，其中与肺活量及立定跳远的相关性为显著，与握力呈弱的负相关性。
而女生的发铁含量仅与肺活量之间呈现出了显著的负相关关系，与立定跳远无相关性，与握力则呈现出弱的正相关性。
虽然我们目前无法知道男女生这种差异的具体原因之所在，但是可以肯定的是，对大学生群体而言，铁含量与身体机能之间存在一定的相关性。
2.3.2.2 锰元素与运动能力之间的关系 锰是人和动物维持生命所必需的微量元素，它参与体内多种生命活动，缺乏时可导致多种疾病，过多时又可致中毒，因而日益受到医学界的关注。
大多数锰缺乏的症状(发育迟缓、皮炎和不育等)和生化改变(高密度脂蛋白、糖耐量的异常等)均只在锰严重缺乏的动物实验中出现，因此将其作为人的生物学指标的特异性不强。
现已知锰过量可造成不可逆的神经系统的改变。
表3的结果表明女生的发中锰含量与肺活量之间呈显著负相关关系，与握力则呈现出弱的正相关性。
目前还未见锰偏高对于人体运动机能影响的研究报告，但是我们的试验结果表明，微量元素锰对人的肺机能有重要的影响。
2.3.2.3 钙元素与运动能力之间的关系 钙不仅促进机体的生长发育、维持组织细胞机能的正常运转，同时影响着机体的运动机能。
有研究发现，极量运动可使小鼠骨骼肌中钙和镁元素含量明显下降。
研究表明，女运动员高于男运动员，球类运动员高于田径运动员，优秀运动员低于一般运动员。
我们的试验结果显示出女生发钙含量与肺活量之间呈显著负相关关系，与上述研究有相同的趋势。
因此我们认为，钙的含量直接影响人的运动能力和水平，钙含量过高，预示着身体运动的不足。
2.3.2.4 铜元素与运动能力之间的关系 铜是多种酶与血浆铜蓝蛋白的组成成分，可催化血红蛋白的合成，这对运动员的最大摄氧量有重大的意义。
这说明在一定范围内发铜水平越高运动能力则强。
虽然目前还没有研究能够直接证明发铜水平与力量之间关系，但本研究的结果显示女生的发铜含量成显著的正相关关系，得出了与上述文献相类似的结果。
因此我们可以认为铜的含量对肌肉力量有着一定的影响。
2.3.2.5 锌元素与运动能力之间的关系 锌能通过影响雄性激素水平而影响运动能力。
体内缺锌可导致运动能力降低。
研究发现，给体内缺乏锌的运动员补锌能增强运动员的肌肉代谢，提高肌肉力量。
体内锌含量异常，不论下降和增高都会引起贫血，导致最大摄氧量下降，影响运动能力。
3 结论 研究结果表明：男女生发铁含量与身高、肺活量之间都呈现出显著的负相关性；女生发锰含量与身高之间呈显著的正相关性；女生发铜含量与握力之间呈显著的正相关性；女生发锰、发钙含量与肺活量之间都呈现出显著的负相关性；男生发铁含量与立定跳远之间呈显著的负相关性。
综上所述。