南京医科大学 马凤楼 钙是人体内含量最多的无机元素。占人体重的15%~20%。其中几近99%的钙构成人体的骨骼,作为人体的根本支柱;少量构成牙齿;其余的钙则是维持人体多种功能所必需,如各类肌肉的收缩,神经兴奋性的维持,以及参与血液的凝固过程,并对多种酶具有激活作用等。所以钙是人体必需的一种重要营养素。但就我国现有膳食结构的多次营养调查表明,居民钙摄入量普遍偏低,仅达到原RDA的50%左右,而钙缺乏症状并未表现特别严重,因此也有人提出原RDA值是否有所偏高。在重新修订钙的DRIs时,该如何考虑把握,必须采取科学态度,尽可能的参阅文献,找寻依据。
1 了解影响钙需要量的有关因素
1.1 影响钙需要量的机体状况
年龄
婴儿时期钙沉积率与体格增长相关,较一生的任何阶段都高;儿童时期钙增长率相对减缓;青春突增期钙增长率最大,骨质增长每年约为7%~8%。18~30岁年轻成人骨矿物质含量(BMC)仍可缓慢增长,每年增长率约12%;生育年龄骨质相对稳定。随增龄出现骨丢失情况,并逐渐加速,绝经后女性头3年最快。综合不同年龄阶段骨钙增长与丢失情况列于表1。
表1 不同年龄阶段骨钙增长与丢失情况
年龄阶段 |
骨钙增长率( mg/d ) |
骨丢失 |
婴儿 |
50~80 |
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儿童 |
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2~5 岁 |
60~100 |
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6~10 岁 |
100~160 |
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青春前期与青春期 |
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11~18 岁 |
女 212
(突增期)
男 282 |
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成人 |
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18~30 岁 |
10~50 |
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老年前期与老年期 |
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平均每年丢失 1% |
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女性绝经后头 |
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3 年可达 3% |
妊娠
(1)新生儿体内约含有25~30g的钙,大部分都是在孕晚期由母体转移到胎儿体内。胎儿每日约储留240~300mg的钙。孕妇和胎儿的钙储留情况见图1。
(2)为保证胎儿对钙的需要,孕妇随着娠妊期延长,肠道钙吸收效率增加,自身对照研究结果,孕前期、孕早期、孕中期、孕晚期的钙吸收率分别为36%、40%、56%和62%。呈逐渐增加趋势,孕中期尤为明显。表现为一种生理性调节适应,而不需动员母体骨钙和增加钙摄入。
哺乳
(1)国外资料母乳含钙量约9mmol(360mg)/L,乳母每天泌乳850ml,相当于丢失300mg的钙。我国母乳含钙量在438~825mmol(175~330mg)/L,每天泌乳以750ml计,相当于250 mg的钙。
(2)哺乳期未见钙吸收增加。母乳中的钙首先是来自于母体的骨吸收,骨质减少率每月约为1%。骨钙流入细胞外液(ECF)的钙约为272mg/(kg·d),其次是减少肾钙排出量约为068mg/(kg·d),总计为34mg/(kg·d),并与钙摄入无关。
(3)哺乳期间所见的骨丢失,随着卵巢功能的恢复,断奶后即可重新储存而对母体无损害。
绝经
随着增龄,40岁以后钙吸收效率下降,每年下降率为021%。女性因绝经原因,钙吸收率每年下降22%。增龄与绝经的联合作用导致女性从40岁到60岁钙吸收率下降20%~25%,并且还同时伴有骨丢失(如前所述),且绝经头5年补钙无效。
体力活动与固定不动
(1)负重的体力活动或机械性负荷可减少尿钙排泄,增加钙储留,从而增强骨质。对儿童的长期干预试验研究表明,钙摄入量与运动均对骨的矿物质化速率有促进影响,但其作用看来是各自独立的。
(2)固定不动可增加尿钙排泄两倍,和增加粪钙排泄30%。
紧张
(1)情绪紧张可增加尿钙、粪钙排泄。
(2)为减重而降低能量摄入时,可降低钙吸收,增加尿钙排泄,而减少钙储留。
此外不同种族,钙的代谢可能有差异,机体所处的自然环境如接触阳光充足与否,也直接影响钙的代谢。
1.2 影响钙需要量的膳食因素
食物钙的生物利用率
在评价钙的食物来源时,首要的是钙含量,但须注意到在一些食物中富含草酸和植酸时,会使钙的吸收率降低(前者如菠菜和豆类,后者如未发酵的面包,生豆类、种子、硬果和谷类,以及大豆的分离物等)。与奶的钙吸收率比较,干豆的钙吸收率是其1/2,菠菜的钙吸收率只约为其1/10。
钙补充剂生物利用率的测定显示,与其是否在用餐的同时服用以及每次服用量大小有关。溶解度并不太重要,但钙剂的溶解速度与程度对影响吸收更重要。
当钙剂量在500mg或小于该值时,钙补充剂的吸收效率最高。
在相同的试验条件下,含250mg元素钙的不同钙制剂的补充剂与一标准化早餐同时服用,吸收率分别为:
柠檬酸钙盐 35%
碳酸钙盐 27%
磷酸钙盐 25%
蛋白质
当蛋白质摄入量在缺乏至适宜水平时,可使钙的吸收增加,但当蛋白质摄入量超过适宜水平时,则不再对钙的吸收有影响。
膳食蛋白质会增加尿钙排泄,但对钙储留的影响则有争议。在平衡试验中,采用配方膳食,其中磷含量稳定,每克由动植物来源的膳食蛋白质,可增加尿钙1~15mg,也有报告达175mg者。膳食中纯膳食蛋白质或氨基酸加倍可增加尿钙约50%,含硫氨基酸对增加尿钙起着主要作用。可见增加膳食蛋白质的消费可加重低钙膳食的危险性。但降低蛋白质摄入量必然导致一般健康状况低下,而血清蛋白质显示与髋骨的骨折危险性呈负相关。在年轻女性,膳食钙与蛋白质的比值对骨增长率比单独的钙或蛋白质相关更密切。但现有证据还不足以按膳食蛋白质摄入量来调整钙的推荐摄入量。
钠
钠与钙在肾小管内的重吸收过程发生竞争,故钠摄入量高时,会相应减少钙的重吸收,而增加尿钙排泄。由肾排出的钠每增加23g,可带走24~40mg 的钙。因为尿钙丢失约为钙储留的50%,故膳食钠对骨丢失有很大的影响。在成年女性的研究中,每天增加1g钠,可造成骨丢失率每年增加1%。有作者认为每天增加膳食钙891mg 或使尿钠减半可预防骨丢失。但尚无证据提示应按人群盐的消费量来推荐不同的钙摄入量。
咖啡因
咖啡因对钙储留有中等度影响,并与增加女性髋骨骨折危险性有联系。在每日摄入低于800mg钙和饮用2杯以上咖啡的女性,观察到了脊椎和全身骨丢失的相关证据。咖啡因诱使尿钙排出短期增加和中等度降低钙吸收。但尚无证据显示对不同咖啡因摄入量者应推荐不同的钙摄入量。
2 找寻制订钙DRIs的依据指标
2.1 母乳喂养
婴儿均以由母乳来源的平均钙摄入量来制订适宜摄入量(AI),例如头6个月婴儿每日平均摄入母乳750ml,钙浓度为300mg/L ,钙摄入量则为225mg/d。6个月以上婴儿增加辅食后钙吸收率较低,则应考虑做适当调整。可据此提出婴儿的钙AI推荐值。
2.2 钙平衡试验
儿童
国内外资料表明,15~3岁儿童钙摄入量600~700mg/d时,钙储留可达194mg/d,另2~3岁儿童钙摄入量600mg/d左右,钙亦达充足储留124~188mg/d。2~8岁儿童平均钙摄入量达800mg/d及900/d时,最大钙储留为130~174mg/d。可据此提出儿童的钙AI推荐值。
成人
国外资料表明钙摄入量为700mg/d、840mg/d及1000mg/d即可达正平衡。我国报道钙摄入量为540mg/d即达正平衡。可据此提出成人的钙AI推荐值。
老年前期与老年
美国多个男性平衡试验结果表明,达最大钙储留的摄入量为1200mg/d。日本老年女性试验结果表明,钙摄入量为600mg/d、700mg/d即达正平衡。可据此提出老年的钙AI推荐值。
2.3 要因加算方法(Factorial Approach)
9~18岁儿童少年的钙需要量包括三方面的要素。
(1)根据平衡试验估计钙丢失量约为200~250 mg/d。
(2)根据生长需要计算钙储留量约为140~165mg/d。
(3)根据一般膳食钙吸收率计为30~40%。
得出日钙需要量约为850~1133mg/d或1037~1383mg/d,可据此提出青少年的钙AI推荐值。
2.4 流行病学调查
流行病学调查的目的在于调查钙摄入量与骨及其他健康指标的关系,也用于观察干预试验的效果。但因钙摄入量难以准确得到,骨及其他健康指标的影响因素也较多,故相关关系不易判定。
法国有关少年的一项调查发现,膳食钙摄入量小于1000mg/d者,骨密度(BMD)大部分低下,认为青春发育期钙需要量应在1000mg/d以上。
我国研究显示,新生儿体重和脐血钙浓度与孕妇钙摄入量呈正相关。孕中期开始补钙,可改善母体骨密度、降低妊娠危险因素;国外也报告补钙有利于胎儿骨发育。故认为孕妇钙摄入量应适当高于正常人。
国内外研究资料表明,乳母摄入充裕的钙对母体骨矿物质有保护作用,并有提高乳汁钙含量和增加泌乳量的作用。
2.5 钙过量的危害
钙摄入过多可使血钙升高,引起高钙尿而增加肾结石的危险性。严重时可导致奶碱综合征(MAS),轻者表现为碱中毒和可逆性肾衰,临床症状不明显;重症患者则可表现为不可逆的肾衰、软组织转移性钙化,昏迷甚至死亡。高钙膳食还可干扰铁、锌、镁等必需元素的吸收利用。
钙的毒副作用,美国以MAS作为临床判定终点。成人LOAEL为5g,推荐非确定因子为2,则NOAEL为5g/2=25g。将UL订为25g/d。但1994年美国国立卫生研究所(NIH)有关理想钙摄入量的交流会(NIH-CCC)提出警告“鼓励总钙摄入量达到或超过2000mg/d,很可能会发生副作用”。以上是我们在制订钙的可耐受最高摄入量时,主要考虑借鉴的。
3 我国钙DRIs修订推荐值
综上所述,因现有资料不足以得到平均需要量(EAR),故亦不能由此推算推荐摄入量(RNI)。现参照有关依据指标,考虑各项影响因素,提出各年龄组人群的适宜摄入量(AI)及可耐受最高摄入量(UL),列于表2。
表2 各年龄组人群的适宜摄入量(AI)及可耐受最高摄入量(UL)
年龄(岁) |
AI |
主要依据 UL |
0~ |
300 |
母乳含量 —— |
0.5~ |
400 |
母乳 + 辅食 —— |
1~ |
600 |
钙储留 2000 |
4~ |
800 |
钙储留 2000 |
7~ |
800 |
钙储留 2000 |
11~ |
1000 |
要因加算 2000 |
14~ |
1000 |
要因加算 2000 |
18~ |
800 |
钙平衡 2000 |
50~ |
1000 |
钙平衡 2000 |
孕妇 |
|
|
早期 |
800 |
同常人 2000 |
中期 |
1000 |
干预观察 2000 |
晚期 |
1200 |
干预观察 2000 |
乳母 |
1200 |
干预观察 2000 |
2000年修订的钙AI值与1988年钙RDA比较,在婴儿期、青少年期及孕妇乳母有所降低,而老年期与老年前期还有所提高。这均是在现有资料的基础上,经认真论证而制订的。以往几次有代表性的营养调查中各年龄组的平均钙摄入量仍较之低很多(见图2) 。提示我们要使居民钙摄入量达到钙AI的要求,关键措施是指导居民遵循平衡膳食宝塔的原则,尤其要大力提高奶及奶制品的摄入量。西方膳食模式国家,每日的钙摄入量1/2来自于奶,1/3来自于水,因此对水的钙来源亦不可忽视。还要顺便提出,奶制品不仅是钙的良好来源,同时还可提供一些其他重要的营养素。美国资料表明,饮用牛奶者较不饮用者可多获得VA35%、叶酸38%、 核黄素56%、镁22%、钾24%,钙则达80%。
进一步修订完善钙DRIs的工作,则有待于今后有计划地进行相关研究,更充分的积累资料。
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