锌缺乏不仅影响锌本身，更通过调控矿物质的摄入、吸收、排泄与分布四条通路，系统性地扰乱机体矿物质稳态——这项发表于《Food & Function》封面文章的研究，首次绘制了19种组织、16种矿物质的全景图谱，为营养干预提供了全新视角。

研究背景

  锌是人体必需的微量元素，约10%的蛋白质依赖锌作为结构成分或酶辅因子。全球约有15%的人口受到锌缺乏的影响，尤其在低收入国家。锌缺乏可导致生长发育迟缓、免疫功能下降、生殖功能障碍等多种健康问题。然而，以往研究大多聚焦于锌缺乏对少数矿物质（如铜、铁、钙）在有限组织中的影响，缺乏对全身矿物质稳态的系统性认识。矿物质在体内的代谢涉及摄入、吸收、排泄、分布多个环节，单一通路或单一组织的研究难以揭示全貌。

研究设计与方法

  本研究采用多器官离子组学策略，系统评估了锌缺乏对矿物质稳态的影响：

·         动物模型：48只雄性SD大鼠，分为低锌组（LZG，10 mg/kg）、正常锌组（NZG，30 mg/kg）和配对喂养组（PZG，30 mg/kg）

·         检测指标：16种矿物质（Zn、Ca、Fe、Cu、Mg、Se、K、Na、Mn、Cr、Co、V、Ni、Mo、As、Pb）在19种组织/生物样本中的浓度

·         样本类型：血清、全血、尿液、粪便、心、肝、脾、肺、肾、脑、睾丸、前列腺、胰腺、十二指肠、结肠、盲肠内容物、股骨、骨骼肌、皮下脂肪

·         检测方法：ICP-MS高精度定量分析，结合微波消解前处理，并进行了方法学验证（准确度、回收率、精密度）

首次揭示正常组织器官的矿物质组成存在显著差异

  研究首次系统证实，即使在正常锌营养状态下，不同器官的矿物质组成与浓度也存在显著差异。这一发现揭示了矿物质在体内的组织特异性分布，为后续疾病状态下的离子组学研究提供了关键基线数据。不同器官对矿物质的需求不同，矿物质在不同器官中的关键作用也存在差异——这一看似朴素的认知，此前从未被如此系统性地数据化呈现。

首次提出锌缺乏破坏矿物质稳态的机制

研究首次系统提出锌缺乏通过摄入、吸收、排泄、分布四个途径共同作用，扰乱体内矿物质稳态：

首次建立锌缺乏与多种矿物质交互作用的全局关联

  研究发现，锌缺乏不仅影响锌本身，还通过复杂网络影响其他15种矿物质。特别值得关注的是：

• 锌缺乏导致睾丸中钙浓度升高近十倍，可能与PTH和钙调蛋白调控相关，为锌缺乏导致生殖功能损害的机制提供了新方向

• 锌缺乏导致心脏中Pb、Ca、V、Ni浓度升高，且心脏Pb水平与心脏重量正相关，提示重金属蓄积可能是锌缺乏导致心血管损伤的新机制

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组织特异性响应

  锌缺乏对矿物质的扰动呈现显著的组织特异性：

·         高度敏感组织：粪便、尿液、血清、全血、心脏、脾脏、睾丸——矿物质组成谱显著改变

·         中度敏感组织：盲肠内容物、肾脏、股骨、肝脏、肺、骨骼肌、皮下脂肪、前列腺、胰腺、脑——部分矿物质浓度改变

·         低敏感组织：十二指肠、结肠——矿物质组成无明显变化

  这一发现提示，脑和肠道对锌缺乏具有较强的矿物质稳态维持能力，而心脏、睾丸等组织则更为脆弱。

功能关联分析

将矿物质浓度变化与血清生化指标进行相关性分析发现：

·         肝功能：肝脏、血清、肾脏、心脏、脾脏、睾丸、尿液中7种矿物质（Zn、Ca、V、Ni、Mg、K、Na）的改变与ALT、AST升高显著相关

·         脂代谢：心脏、肝脏、脾脏、粪便、尿液中6种矿物质（Ca、Co、V、Ni、Mo、Mg）的改变与LDL-C水平显著相关

   这些关联表明，锌缺乏诱导的矿物质失衡可能共同参与肝功能异常和脂代谢紊乱的发生发展。

以往营养学研究多聚焦于单一营养素在少数组织中的变化，难以揭示系统性调控机制。本研究首次将离子组学理念引入营养素缺乏研究，通过同时检测19种组织、16种矿物质，构建了锌缺乏影响矿物质稳态的全景图谱。这一方法学创新为研究其他营养素缺乏（如铁、硒、钙等）提供了可复制的技术框架。

传统观点认为，锌缺乏主要影响锌相关酶的活性。本研究揭示，锌缺乏通过四条通路影响多达15种矿物质的代谢，形成复杂的交互网络。这一发现将锌缺乏的病理效应从“锌依赖性过程”拓展到“矿物质网络失衡”，为解释锌缺乏的多系统临床表现（从皮肤病变到心血管疾病）提供了统一的机制框架。

研究发现，锌缺乏导致的矿物质失衡具有高度的组织特异性——心脏、睾丸、脾脏等组织尤为敏感。这提示：

·         锌缺乏的干预不应仅关注补锌，还需关注其他矿物质的再平衡

·         不同器官的锌缺乏损伤可能需要针对性的矿物质组合干预

·         锌强化食品的设计应考虑矿物质协同补充，而非单一补锌

正如作者在文中所言：“对于锌缺乏患者，关注点必须超越补锌本身，扩展到其他矿物质水平的紊乱。”

这项发表于《Food & Function》封面文章的研究，首次通过多器官离子组学方法，系统描绘了锌缺乏对矿物质稳态的影响图谱。研究发现，锌缺乏通过摄入、吸收、排泄、分布四条通路，系统性地扰乱体内矿物质网络，且这种扰动呈现显著的组织特异性。该研究不仅为理解锌缺乏的病理机制提供了全新视角，更为精准营养干预提供了科学依据。在锌缺乏影响全球15%人口的背景下，这项研究的临床转化潜力不容小觑。

文献来源：Wang, M., Sun, Y., Pan, Y., et al. (2026). Multi-organ ionomics elucidates the disruption of mineral homeostasis induced by zinc deficiency. Food & Function, 17, 1758–1767.