我们都知道头发是人体新陈代谢的主要通道之一，它能直接反映出人体内各器官的生理功能，也能直接传递疾病信息，起到“探针”和“记录器”的作用，是人体健康状态的重要体征。
在人体的各项生物功能中，体内微量元素起着特殊的生理作用，所以微量元素的缺乏或过量均可引起机体生理功能与生化代谢的异常。临床上最常见的生物监督器是血液、尿液和头发，监测孕前及孕期孕妇的体内的化学元素水平。血液、尿液和头发所反映的是不同尺度的身体化学元素状况，一般来说，血液、尿液反映的是取样短期内的环境暴露，而头发样本可反映长期环境暴露和内部组织长期的平均水平。因此，选择监测头发化学元素含量评估孕妇孕前后化学元素暴露水平更具有合理性，对孕早期胚胎心脏发育的评估具有重要的指导意义。
胎儿先天性心脏病(CHD，简称胎儿先心病)是胎儿时期心脏血管发育异常所致的心血管畸形，是临床上最常见的出生缺陷，表现为心脏及大血管的形成障碍而引起的局部解剖结构异常，或出生后应自动关闭的通道未能闭合。常见的临床类型包括房间隔缺损、室间隔缺损、动脉导管未闭、肺动脉瓣狭窄、主动脉狭窄、法洛四联症或完全性大动脉转位等，是目前婴儿死亡和致残的首要原因，现已成为严重危害儿童生命健康和降低人口生活质量的重要公共卫生问题之一。
近年来，大量研究证实胎儿先天性心脏病的发生是环境因素、遗传因素及两者相互作用的结果，其中环境因素引起的CHD约占80%-90%。随着环境医学不断发展，世界各地广泛开展了关于CHD环境危险因素的流行病学调查。研究发现，随着社会经济迅速发展，环境污染日益严重，父母生活在空气中释放有毒化学物质和存在有害废物场所的地区胎儿心脏畸形患儿的风险增加。胚胎的心脏发育过程极其复杂，现在普遍认为胚胎于第2周开始形成原始心管，经过伸长、扭曲、旋转、分隔等发育过程，约于第4周起循环作用，至第8周房室间隔完全形成，这表明胚胎期心脏的发生发育是在孕2-8周，如果该敏感期受到危险因素的影响，则可导致CHD的发病率增加。因此，相对于遗传因素而言，环境因素的可识性、可控性更强，研究孕早期环境因素对胚胎心脏发育的影响具有非常重要的意义。
国内外学者对孕早期环境因素深入研究发现，其中化学元素污染是目前环境中最主要的污染，危害着孕妇及胎儿的生命健康，这些化学因素可通过胎盘屏障进入胎儿体内，引起胎儿先天畸形，对胎儿危害最大。化学元素可通过消化道、呼吸道与皮肤等途径进入人体内，但消化道是其主要途径，进入消化道的化学元素被机体氨基酸络合和蛋白盐化合物吸收，但由于化学元素的理化特性及其在机体内的生理过程性不同，它们在体内并不是均匀地分布，而是各有其固定的高浓度分布的组织和器官，如甲状腺中的碘，红细胞内的铁，造血器官中的钴等。化学元素也存在于头发内，头发的不同部位所含化学元素含量不同，如硒和砷主要分布于头发根部和角化区，铝主要分布于头发表面。
目前，头发检测是了解全身化学元素情况的最有效方法，头发是人体内化学元素的排泄器官之一，头发中的化学元素含量实际上就是机体在新陈代谢时一段时间里向头发排泄该元素的量，从而可以间接可靠的反映出该元素在体内的某些代谢状况。头发活性低，化学元素含量稳定，并且具有取材方便、不损伤人体、易于保存和传递等优点，因此头发被看作是一种理想的活体检测材料，可以成为疾病诊断的补充工具。
近年来，众多学者对孕妇头发中的24种化学元素含量进行监测，结果显示病例组孕妇头发内铍、砷、钛、钒、铝、铅、锑、钡、锶、硒元素含量较对照组明显升高，说明铍、砷、钛、钒、铝、铅、锑、钡、锶、硒元素暴露水平高的孕妇，胎儿罹患CHD的风险高；病例组与对照组孕妇头发内硼、镁、钙、铬、锰、铁、钴、镍、铜、锌、钼、镉、锡、钨元素含量水平差别无统计学意义，说明在一定的含量水平，硼、镁、钙、铬、锰、铁、钴、镍、铜、锌、钼、镉、锡、钨元素对胚胎心脏无明显毒性作用。对胎儿CHD可能相关的因素进行深入分析，结果显示孕妇发中砷、硒、钡含量水平与CHD的发生有显著相关性，随着孕妇头发砷、硒、钡含量升高，胎儿患CHD的风险升高。对于砷、硒、钡元素导致胚胎心脏发育异常的机制研究结果表明，砷可破坏卵黄囊的局部微环境，引起微绒毛和细胞膜结构受损，导致卵黄囊结构和功能损害，使处于快速增殖和分化的胚胎细胞合成蛋白质所必需的氨基酸等营养物质来源减少，结果导致胚胎发育异常；过量元素硒可影响胎盘的线粒体功能，使胎盘受到毒性损害，导致孕鼠胎盘合成碱性磷酸酶（ALP）能力下降，影响胚胎的发育；孕妇钡中毒可引起胎盘重量减少，胚胎死亡率增加，可造成心肌细胞毒性反应。
流行病学调查发现，孕早期接触有毒有害物质，如油漆、消毒制剂、染发剂等，与心脏室间隔缺损发生相关，暴露于染料、油漆及涂料与锥干部畸形相关，而接触矿物油产品则与主动脉缩窄的发生有关，这些物质中富含的砷元素等重金属在其致胚胎心脏毒性作用中扮演了重要角色。
通过对头发中砷、硒、钡元素的监测有助于评估胎儿CHD的发生风险，对胎儿CHD的预防具有非常重要的意义。因此，孕妇怀孕早期应该避免接触这些有毒有害的化学物质，以免对胎儿心脏的正常发育造成伤害。
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