血液透析和微量元素的相關性

一般微量元素占人體總質量的0.03%左右，微量元素中有 14 種為人 體所必需的，包括鐵、鋅、銅、錳、鉻、鉬、鈷、硒、鎳、釩、錫、氟、

碘、鍶等，一般體內抗氧化防禦系統中的一些重要反應物，都和身體內 的微量元素含量有關。有研究^(72-74)顯示慢性腎臟疾病病患，無論是否有 經過透析治療，其體內的微量元素都有改變失衡的情形，造成血液透析 病患微量元素改變的原因可能是患者藥物的服用、尿毒症疾病、血液透 析治療過程中流失或透析用水受污染^(74-75)。另一研究^(3,72)顯示血液透析病 患血液中硒（Se）及鋅（Zn）元素的濃度有明顯減少的情形，硒是催化 GP_X 酵素的主要元素，將過氧化氫轉變成水或分解脂質過氧化物⁽⁵⁹⁾，人 體內硒元素減少的同時也會造成 GP_X酵素濃度減少⁽⁴⁶⁾，亦有研究⁽⁷⁶⁾指出 血液中硒（Se）元素的缺乏，和血液透析病患的 CVD 和癌症有相關。微 量元素中銅（Cu）、鐵（Fe）、鋅（Zn）、錳（Mn）、硒（Se）在抗氧 化酵素系統中亦扮演重要的角色，一旦體內缺乏這些元素，也會造成抗 氧化防禦系統的降低。長期血液透析病患血液中鋁（Aluminum）濃度的 增高，會導致病患有透析相關腦病變的情形，這可能和患者透析過程使 用之透析用水、長期使用含鋁成分的磷結合劑或食用鋁箔包裝食品等相 關，隨著透析用水及藥物的進步，造成血液透析病患鋁中毒的情形減少，

且當病患發生血中鋁濃度過高時，臨床上會立即使用螯合劑治療，所以

近年來極少發生鋁中毒引起之腦病變。

Krachler（2000）⁽⁷⁴⁾等人於澳洲的研究，研究血液透析病患血漿中微 量元素的長期變化，收集六位接受長期血液透析的病患，於每次透析前、

後抽血，追蹤六個月，共抽了 52 支的檢體，透析前的檢體共有 30 支，

透析後的檢體共有22 支，使用感應耦合電漿質譜儀（Inductively Coupled Plasma-Mass Spectrometry, ICP-MS）檢測血漿中的鉻（Cd）、鈷（Co）、

銫（Cs）、銅（Cu）、銣（Rb）、鑭（La）、鎂（Mg）、鉑（Mo）、、鉛（Pb）、

鍶（Sr）、鉈（Ti）、鋅（Zn）等微量元素，結果顯示血漿中的 Cd（1.6 μg/L）、 Co（2.9 μg/L）、Pb（2.4 μg/L）有十次血中濃度高於正常成人，Co（3.2 μg/

L）、Pb（3.5μg/L）在透析的過程中濃度有增加的情形；追蹤六個月後，

Co（2.7 增加為 4.1 μg/L）、Cd（1.1 增加為 4.3 μg/L）血中濃度顯著高於 六個月前的濃度；這六位病患在六個月的追蹤時間後，血中濃度於透析 後有減少情形的有Cs（2.1 減少為 1.9 μg/L）、Mg（24.2 減少為 22.1 mg/

L）、Mo（7.4 減少為 3.8 μg/L）、Rb（166 減少為 119 μg/L），而不管是透 析後或追蹤六個月後，都有顯著增加的有Cu（770 增加為 1000 μg/L）（880 增加為1160 μg/L）、Zn（610 增加為 640 μg/L）（680 增加為 980 μg/L），

其他元素La、Ti 濃度並無顯著的變化。此研究呈現當次血液透析治療和 長時間的血液透析治療都會造成不同程度的微量元素改變，但其詳細的 作用機轉仍需做進一步的探討。

國內Lee（2000）⁽⁷⁵⁾等人橫斷式研究血液透析病患血液中微量元素的 異常和服用藥物之相關性，研究對象從六所血液透析機構選取 456 位接 受 血 液 透 析 治 療 超 過 4 個月的長期血液透析病患，規則使用鈣片

（CaCO₃）、醋酸鈣（Ca acetate）、含鋁成分之磷結合劑、維他命 D3、紅 血球生成素（erythropoietin, EPO）等藥物至少三個月，研究對象都是使 用合成膜（synthetic）和半合成膜（semi-synthetic）的人工透析膜，排除 使用纖維素膜（Cuprophan）的病患，另收集 152 位在年齡、性別配對的 健康對照組，使用Atomic absorption spectrophotometry 檢測其血漿中的銅

（Cu）、鋅（Zn）、鋁（Al）及全血中鉛（Pb）、鎘（ Cd）、汞（Hg），

結 果 顯 示 有 78%的血液透析病患血漿中的 Zn（705.8±128.23 μg/L）

低 於 正 常 值 （800-1200 μg/L）， 有 31%的 血 液 透 析 病 患 血 漿 中 的 Al（44.3±28.28 μg/L）高於正常值（0-30 μg/L），有 73%血漿中的 Cd（3.32±1.49 μg/L）高於正常值（0-2.5 μg/L），大多數的血液透 析 病 患 其 血 中 Cu、Pb、Hg 都在正常範圍內。此研究的結論是平常 病 患 規 則 服 用 的 藥 物 並 不 會 造 成 這 些 微 量 元 素 上 的 異 常，此 兩 者 並 無 統 計 上 的 相 關 性 。

Miura（ 1999）⁽⁷⁷⁾在 日 本 研 究 微 量 元 素 與 慢 性 腎 臟 疾 病 之 相 關 性，收集 29 位長期血液透析病患，平均年齡為 53 歲，平均透析年 資 是 9 年又 2 個月，另外收集 14 位尚未進入透析的慢性腎臟疾病

病 患，平均 年 齡52.6 歲及 27 位對照組，平均年齡 65.6 歲，使用 particle induced X-ray emission（PIXE）檢測其血清中的鋁（Al）、銅（Cu）、

矽（Si）、溴（Br）、鋅（Zn）、硒（Se）。研究結果血清中 Si 濃度 在 血 液 透 析 病 人（107.4±61.3 μmol/L）高於未透析的慢性腎臟疾病 病 患（97.3±43.8 μmol/L），而未透析的慢性腎臟疾病病患亦高於對 照 組（48.3±25.8 μmol/L）；Zn（11.9±1.7 μmol/L 與 15.6±2.6 μmol/L）

和 Br（21.3±3.0 μmol/L 與 69.2±8.3 μmol/L）濃度在血液透析病患低 於對照組；Al （ 171.9±64.3 μmol/L 與 36.8±28.9 μmol/L ） 和 Br

（81.9±11.6 μmol/L 與 69.2±8.3 μmol/L）濃度在尚未透析的慢性腎 臟 疾 病 病 患 高 於 對 照 組，Mg 濃度在血液透析病患高於慢性腎臟疾病 病 患（413.1±178.7μmol/L 與 251.9±11.5μmol/L），而 Cu 和 Se 在三 組 間 無 統 計 上 的 差 異。Miura（2002）⁽⁷⁸⁾又 探 討 血 液 透 析 治 療 前 後 微 量 元 素 的 變 化，隨 機 收 集 50 位長期血液透析病患，平均年齡 49.7 歲 ， 每 週 透 析 三 次 ， 每 次 4 ～ 5 小 時 ， 使 用 三 種 polysulfone, polyarylethersulfone, polyacrylonytrile 的人工透析膜，使用 PIXE 檢 測血清中的鎂（Mg）、鋁（Al）、矽（Si）、溴（Br）、 鋅 （ Zn）、 硒

（Se ） 濃 度 。 研 究 結 果 顯 示 血 清 中 Si 的 濃 度 血 液 透 析 治 療 後

（563.1±317.9 μmol/L）高於治療前（184.5±97.2 μmol/L）（p＜0.05）、

Zn 的濃度血液透析治療後高於透析前、 Br 的濃度血液透析治療後

（12.0±1.4 μmol/L）低於透析前（20.8±4.6 μmol/L），其他元素在透析前、

後並無顯著之差異性。由此得知慢性腎臟疾 病 病 患 不 管 是 否 進 入 透 析 治 療 ， 都 可 能 會 產 生 不 同 程 度 微 量 元 素 上 的 改 變 。

Celiker（ 2001）⁽⁷⁹⁾等 人 於 土 耳 其 的 研 究 ， 探 討 血 液 透 析 病 患 施 打 EPO 對血清中硒（Se）的影響，收集 31 位長期血液透析病患，

每 週 透 析 三 次 至 少 已 超 過 六 個 月 ， 分 配 成 兩 組 ， 其 中 21 位固定施 打 EPO 的當實驗組，10 位未施打的當對照組，連續追蹤 4 個月，

使用 Spectrofluorometric 檢測血清中硒（Se）濃度。研究結果實驗組 於 追 蹤 到 第 四 個 月 時，血 液 中 Se 的濃度有增加（63.8 μg/L 增加為 72.6 μg/L）（p＜0.012）的情形，且實驗組（65.8 μg/L）高於對照 組 （57.9 μg/L）（p＜0.05），但 EPO 和 Se 濃度之間並無顯著的相 關 性，研究 結 論 指 出 血 液 透 析 病 患 除 透 析 過 程 中 可 能 造 成 血 液 中 微 量 元 素 改 變 外 ， 施 打 EPO 可能也會造成血清中微量元素的變化。

Yilmaz（2000）⁽⁸⁰⁾在土耳其東南部一醫學中心收案 26 位年齡在 18

～67 歲的長期血液透析病患，平均透析年資 13.6 個月，每週透析三次，

每次透析四小時，另收集 26 位在年齡配對的健康對照組，使用 Atomic absorption spectrophotometry 檢測其血清中的銅（ Cu）、鋅（ Zn）濃度。

結 果 顯 示 透 析 病 患 血 清 中 Cu 濃度（85.3±14.8 μg/dL）低於對照組

（161.2±49.3 μg/dL）（ p＜ 0.0001）， 血 清 中 Zn 濃 度 （ 69.6±17.6

μg/dL）亦低於對照組（114.9±34.3 μg/dL）（p＜0.0001）。此研究分 析 透 析 年 資 的 長 短 及 總 共 透 析 的 次 數 對 Cu、Zn 濃度的結果並無顯 著 性 。

Berger（2004）⁽⁸¹⁾等人針對急性腎衰竭病人執行連續靜脈血液過濾術 (continuous Veonvenous Hemofiltration, CVVH)做微量元素的探討，2000

～2001 年於瑞士收集 11 位研究對象，平均年齡是 65±10 歲，比較接受連 續靜脈血液過濾術治療前、後血漿中Zn、Se、Cu、GP_X濃度的變化，使 用感應耦合電漿質譜儀（Inductively Coupled Plasma-Mass Spectrometry, ICP-MS）檢測血漿中 Zn、Se、Cu 的濃度，使用 RANSEL 方法（Randox Laboratories）檢測血漿中 GP_X 的濃度。研究結果指出治療前血漿中 Zn

（6.68±0.66 μmol/L）、Se（0.76±0.2 μmol/L）、GPx（660±199 U/L）低於 一般正常值，而透析8 小時後，血漿中的 Zn、Se、Cu 均低於治療前的趨 勢，Zn（6.68 減少為 6.1 μmol/L）、Se（0.76 減少為 0.71 μmol/L）、Cu（19.52 減少為17.91 μmol/L），但只有 Se 有統計上的差異，而血漿中 GPx 的活 性則高於治療前，GPx（660 增加為 712 U/L），但在統計上並無顯著之差 異性。由此研究得知急性腎衰竭病人即使只執行短暫的血液過濾術，仍 可能會產生微量元素上的變化。

Cabral（2005）⁽⁸²⁾等人於巴西東北部的兩個透析中心收集 55 位長期 血液透析病患，年齡範圍在 20～80 歲，另收集 28 位的健康對照組，使

用Atomic absorption spectrophotometry 檢測其血清中 Zn 的濃度。結果顯 示透析病患（10.59±3.12 μmol/L）和對照組（11.43±2.82 μmol/L）兩者間 並無統計上的差異。

Sargazi（2006）⁽⁸³⁾等人於英國的研究，此篇研究是使用猪的近側腎 小管細胞為樣本，分實驗組及對照組，實驗組是在猪的近側腎小管加入 鋁（Al）、汞（Hg）、cis-platin（cis-Pt）等微量元素，而對照組是未加入 任何金屬，檢測樣本溶解液（lysate）中的丙二醛（MDA）、榖胱甘肽（GSH）

含量、榖胱甘肽過氧化酶（glutathione peroxidation, GP_X）、熱休 克 蛋 白 70（heat shock protein 70, Hsp 70，一種 DNA 的氧化傷害指標）。

結 果 顯示 實 驗組 猪的近側腎小管暴露鋁（Al）100 μmol/L 48 小時後，

檢測樣本溶解液（lysate）中 MDA 的濃度（0.0034±0.0008 μmol/mg protein）比對照組（0.0015±0.0002 μmol/mg protein）高出兩倍，而 GSH 的 含 量 也 比 對 照 組 高，但 兩 者 並 無 統 計 上 顯 著 之 差 異（1.042±0.08 mmol/L 與 0.8±0.164 mmol/L, p＞0.05），GP_X活 性 有 輕 微 增 加 的 情 形（ 由 0.41 mU/mg protein 增加到 0.45 mU/mg protein），但無統計 上 顯 著 之 差 異，熱 休 克 蛋 白 70 濃度（6.5%）和對照組（4.4%）亦 無 統 計 上 顯 著 之 差 異；而 暴 露 於 汞（Hg）或 cis-platin（cis-Pt）後， lysate 中MDA 及 Hsp 70（16.6%與 51.5%）的濃度卻有顯著性的增加，GSH 的 含 量 （0.49±0.22 nmol/L 與 0.52±0.26 nmol/L）和 GP_X活 性 均 比

對 照 組 低，此 研 究 結 果 可 看 出 體 內 的 微 量 元 素 和 其 氧 化 性 傷 害 存 在 著 顯 著 之 相 關 性 。

第三章、材料與方法