达能营养中心第七届学术研讨会论文集
马冠生1，张倩1，张春燕1，张新2，张岚2，胡小琪1
1. 中国疾病预防控制中心营养与食品安全所，北京 100050 2. 北京市西城区中小学卫生保健所，北京 100032
【摘要】目的 研究补充牛奶终止3年后对青春期女生体格和骨骼发育的影响。方法 从698名参加为期24个月强化牛奶补充实验中随机抽取504人进行跟踪调查。分别采用食物频率问卷和一年体力活动问卷收集研究对象的膳食摄入和体力活动状况，并检查其体格发育和第二性征发育状况（Tanner五分期法）。采用双能量X线骨密度测量仪（DEXA）测量全身和前臂的骨量以及全身体成分。结果 与干预前比较，随访期补充强化钙牛奶组、强化钙+维生素D牛奶组和对照组的身高、下肢长、体重等指标均有不同程度的增长，但各组增长值间的差异无显著性；补充强化钙牛奶组的坐高增长值显著高于其它两组（12.0cm、11.1cm和11.0cm，P<0.01）。随访期三组研究对象的乳房和阴毛发育程度以及月经初潮率均没有显著性差异。与干预前比较，随访期末三组的全身和前臂骨量指标都有一定程度增长，但全身和前臂远端1/10处的BMC、骨面积和BMD增长率的差异均没有显著性，而补充强化钙牛奶组和强化钙+维生素D牛奶组前臂远端1/3处BMC和骨面积增长率显著高于对照组（BMC: 54.4%、53.4%和50.7%; BA: 7.3%、7.0%和6.1%）。结论 对于北京低钙、低牛奶摄入的10岁女生，补充牛奶（245mg/d）后促进骨量增长和体格发育的优势在中止补充三年后呈逐渐消失的趋势。
关键词：强化牛奶 儿童青少年 骨量 体格发育
儿童青少年期是骨量增长最关键的时期，人体峰值骨量（Peak bone mass， PBM）的90%以上都是在该时期积累的。研究发现，PBM越高，到老年期发生骨质疏松的危险性越低。因此，在青少年期积累充足的骨量，获得理想的PBM，是预防老年后发生骨质疏松的有效措施之一。
我国儿童青少年钙和维生素D摄入不足十分严重，且钙的总摄入量中奶制品只占较少比例。我们于1999-2001年对北京西城区9所小学757名四年级女生（10-12岁）开展了补充牛奶的随机分组的设有对照的干预研究，实验组在每个学习日给予强化钙或钙+维生素D牛奶，对照组保持日常饮食，无任何干预措施。结果发现，在每个学习日补充牛奶能显著促进
北京城区青春期女生骨量增长，同时对坐高、身高、体重均有促进作用[1-3]。
但是这种骨量增长和体格发育的优势在干预停止后是否仍存在目前尚不确定。目前国内外关于补充牛奶长期效果的研究较少，尤其缺乏前瞻性跟踪调查数据。本次研究首次针对中国低钙饮食的青春期女生，为进一步明确短期牛奶补充实验是否在停止补充牛奶后继续发挥作用，我们在停止补充牛奶3年后对研究对象进行跟踪调查。
内容与方法
1. 研究对象
在1999-2001年，对北京市西城区的6所小学女生分别给予强化钙牛奶（Ca：245mg/d）或强化钙+维生素D牛奶(Ca：245mg/d，维生素D：3.3µg/d)，3所学校女生为对照组,保持日常饮食，无干预措施。在2004年,对完成牛奶补充实验的698名女生进行跟踪调查。
按照自愿参加的原则，并排除了患有影响骨代谢的肝、肾疾病和骨骼系统疾病者作为本研究的调查对象。本研究经中国疾病预防控制中心营养与食品安全所伦理评审委员会同意，并由学生家长签署了知情同意书。
2. 调查方法
2.1问卷调查
一般情况问卷：了解学生的家族史、疾病史和社会经济状况等。
一年食物频率问卷：采用面对面询问方式，了解研究对象过去一年含钙丰富的食物摄入情况。
采用经过验证[4]的体力活动问卷收集研究对象在过去一年的参加学校组织的体力活动、课余时间体力活动和体育训练情况，根据美国Ainsworth[5] 的研究确定活动强度系数，计算体力活动强度。
体力活动强度（kcal/w*kg bw）=Σ各项活动去年一年参加的月数×平均每周活动次数×平均每次活动时间（min）×活动强度系数（MET，kcal/h.kg bw）/60/12
2.2 体格测量
身高、体重由固定调查员按照标准程序测定，计算体质指数（BMI，Body Mass Index），BMI（kg/m2）=体重(kg)/身高(m)2。采用Tanner[6]五分期法评价受试者的乳房和阴毛发育分期，询问月经初潮状况。
2.3骨量测定
用美国NORLAND XR-36型双能X线骨密度仪（DEXA）测量受试者的全身骨矿物含量（TBMC）、骨面积（TBA）和骨矿物密度（TBMD），前臂近端骨矿物含量（PFBMC）、骨面积（PFBA）和骨矿物密度（PFBMD），以及前臂远端骨矿物含量（DFBMC）、骨面积（DFBA）和骨矿物密度（DFBMD）。BMC以g为单位，骨面积以cm2为单位，BMD是用BMC除以相应的骨面积，以g/cm2为单位。计算各骨量指标与干预前相比的增长率。
|
骨量增长率%= |
随访期骨量指标－干预前骨量指标 |
×100% |
|
干预前骨量指标 |
采用仪器、测试技师和测试部位与干预研究一致。检测过程中每天早晨根据厂家提供的标准进行质量控制。干预前、后和随访期连续测量5天的变异系数都在0.56～0.65%之间。检查时要求受试者只穿贴身衣裤，取下任何含金属的物件。测量全身骨量同时测定体成分指标，并计算体脂百分比。
体重（kg）=瘦体重（kg）+体脂（kg）+骨矿物含量（kg）
体脂百分比（%）=体脂（kg）/体重（kg）´100%
3. 数据分析
采用SPSS11.0和SAS6.12进行数据清理和统计分析。对数值变量用均数和标准差描述分布，用单因素方差分析（正态分布数据）或Kruskal-Wallis 秩和检验（非正态分布数据）比较组间差异。用频数表描述分类变量，采用Ridit分析（等级资料）或χ2检验比较组间差异。所有比较以P<0.05为显著性判断标准。
结 果
1. 跟踪对象与总体的基本情况比较
从完成1999-2001年的698名女生中随机跟踪调查504人，随访率72.2%。比较各组参加随访的研究对象同干预试验各组总体的基线特征无显著性差异，见表1。
2. 随访阶段的一般情况
比较过去两年患病情况，补充强化钙牛奶组、强化钙+维生素D牛奶组和对照组分别有6人、4人和7人在过去两年中有过骨折史，补充强化钙+维生素D牛奶组有2人有过内分泌疾病史，各组均无肝肾疾病史。各组间家庭月均总收入、家庭月均食物支出无显著性差异。
表1：干预前各组随访人群与总体人群的比较（Mean±SD）
|
|
强化钙牛奶组 |
|
强化钙+维生素D牛奶组 |
|
对照组 | |||
|
随访
（n=152） |
总体
（n=209） |
|
随访
（n=173） |
总体
（n=242） |
|
随访
（n=179） |
总体
（n=247） | |
|
年龄(years) |
10.1±0.4 |
10.1±0.4 |
|
10.1±0.3 |
10.1±0.3 |
|
10.1±0.3 |
10.2±0.4 |
|
身高(cm) |
140.0±6.1 |
140.5±6.4 |
|
141.1±6.6 |
141.1±7.0 |
|
141.2±6.3 |
141.1±6.5 |
|
体重(kg) |
33.8±7.4 |
33.8±7.2 |
|
33.6±7.1 |
33.4±7.0 |
|
34.0±7.2 |
33.7±6.9 |
|
TBMC(g) |
1336±213 |
1348±217 |
|
1339±199
|
1338±204 |
|
1372±209 |
1353±200 |
|
PFBMC(g) |
0.955±0.125 |
0.962±0.129 |
|
0.958±0.122 |
0.959±.124 |
|
0.977±0.134 |
0.971±0.134 |
|
DFBMC(g) |
0.654±0.094 |
0.660±0.097 |
|
0.657±0.097 |
0.655±0.095 |
|
0.658±0.095 |
0.659±0.098 |
|
膳食能量摄入(kcal) |
1314±298 |
1314±314 |
|
1373±324 |
1348±338 |
|
1408±325 |
1412±327 |
|
膳食钙摄入(mg) |
414.6±142.3 |
415.5±146.5 |
|
419.4±187.2 |
429.6±199.0 |
|
457.4±174.7 |
460.7±175.8 |
|
膳食维生素D摄入(μg) |
0.832±0.557 |
0.846±0556 |
|
1.025±0.859 |
1.064±0.963 |
|
1.034±0.840 |
0999±0.789 |
|
体力活动总强度
(kcal/w.kg bw)# |
2969±6182 |
2816±5464 |
|
3826±6494 |
4550±8053 |
|
2953±6697 |
2986±7419 |
各组随访与总体比较： T-test P>0.05 #Kruskal-Wallis 检验 P>0.05
3. 研究对象基本状况
参加本次随访的研究对象中，随访期间补充强化钙牛奶组、强化钙+维生素D牛奶组和对照组平均年龄均为15.0岁，各组研究对象身高、体重、BMI、瘦体重、体脂百分比及青春发育状况没有显著性差异。随访期补充强化钙牛奶组、强化钙+维生素D牛奶组和对照组过去一年中平均每天膳食钙摄入分别为572.3mg、564.5mg和634.4mg，组间无显著性差异；各组平均每天饮用牛奶及酸奶量无显著性差异。随访期间补充强化钙牛奶组过去一年的平均课余时间体育活动强度为37.3 kcal/(w*kg bw)，显著高于补充强化钙+维生素D牛奶组的28.6 kcal/(w*kg bw)和对照组的29.8 kcal/(w*kg bw)。三组参加学校组织的体育活动强度系数和参加体育训练的比例没有组间差异，见表2。
表2 随访期研究对象一般状况（Mean±SD）
|
|
强化钙牛奶组 |
|
强化钙+维生素D牛奶组 |
|
对照组 |
P |
|
年龄（year） |
15.0±0.4 |
15.0±0.4 |
15.0±0.4
|
0.677 | ||
|
身高(cm) |
161.5±5.4 |
161.4±5.9 |
161.8±5.2 |
0.811 | ||
|
体重(kg) |
55.2±10.0 |
54.8±9.3 |
55.2±9.6 |
0.926 | ||
|
坐高(cm) |
86.7±2.7 |
86.6±2.8 |
86.6±2.7 |
0.865 | ||
|
BMI(kg/m2) |
21.2±3.7 |
21.1±3.4 |
21.1±3.4 |
0.963 | ||
|
瘦体重(kg) |
32.83±4.707 |
33.07±4.792 |
33.85±4.370 |
0.300 | ||
|
体脂（kg） |
20.16±6.634 |
19.92±5.541 |
20.05±6.173 |
0.970 | ||
|
骨矿物含量(kg) |
2.282±0.293 |
2.277±0.242 |
2.325±0.255 |
0.417 | ||
|
体脂百分比(%) |
35.61±6.092 |
35.57±4.746
|
35.01±5.675 |
0.718 | ||
|
乳房发育分期* |
|
|
|
0.243 | ||
|
一期 |
0 |
0 |
0 |
| ||
|
二期和三期 |
3(2.0) |
12(6.9) |
4(2.2) |
| ||
|
四期和五期 |
147(98.0) |
160(93.1) |
174(97.8) |
| ||
|
月经初潮* |
148（97.4） |
173（100.0） |
178（99.4） |
0.984 | ||
|
食物钙摄入（mg） |
572.3±297.3 |
564.6±348.0 |
634.4±304.4 |
0.081 | ||
|
牛奶消费量(g/d) |
234.4±141.4 |
219.7±152.3 |
242.8±125.8 |
0.330 | ||
|
酸奶消费量(g/d) |
106.0±116.2 |
98.2±93.0 |
96.5±88.1 |
0.688 | ||
|
学校组织体育活动强度#（kcal/(w*kg bw)） |
16.1±11.8 |
14.4±10.7 |
14.9±9.8 |
0.366 | ||
|
课余时间体育活动强度#（kcal/(w*kg bw)） |
37.3±27.9 a |
28.6±21.9 b |
29.8±21.4 b |
0.005 | ||
|
参加体育训练的人数* |
22（14.5%） |
32（18.5%） |
30（16.9%） |
0.623 | ||
组间比较：单因素方差分析 ANOVA ； # 组间比较: Kruskal-Wallis 检验；
与干预前比较，随访期补充强化钙牛奶组、强化钙+维生素D牛奶组和对照组的身高、体重、瘦体重和体脂等指标均有不同程度的增长，但各组间的增长值无显著性差异，见表3。
表3 各组研究对象随访期与干预前比较体格指标增长值(Mean±SD)
|
|
强化钙牛奶组 |
强化钙+维生素D牛奶组 |
对照组 |
|
P | ||
|
身高（cm） |
21.4±4.6 |
|
20.3±5.1 |
|
20.6±4.8 |
|
0.105 |
|
坐高（cm） |
12.0±2.4a |
|
11.1±2.9b |
|
11.0±2.7b |
|
0.003 |
|
体重(kg) |
21.4±6.0 |
|
21.2±6.0 |
|
21.1±5.8 |
|
0.921 |
|
骨矿物含量(kg) |
0.94±0.16 |
|
0.93±0.16 |
|
0.95±0.15 |
|
0.743 |
|
瘦体重(kg) |
11.77±3.38 |
|
11.54±3.94 |
|
11.80±3.38 |
|
0.687 |
|
体脂（kg） |
8.24±3.80 |
|
8.75±3.36 |
|
8.94±3.39 |
|
0.393 |
组间比较：ANOVA分析 具有相同字母P>0.05，具有不同字母P<0.05
4. 骨骼发育状况
干预前，补充强化钙牛奶组、强化钙+维生素D牛奶组和对照组的骨量各指标无显著差异。随访期末，采用重复测量的方差分析，各组自身骨量各指标在随访期显著高于干预前，但组间骨量指标均无显著差异。
补充强化钙牛奶组和强化钙+维生素D牛奶组研究对象的前臂近端BMC增长率平均为54.4%和53.4%，显著高于对照组50.7%；骨面积增长率为7.3%和7.0%，显著高于对照组6.1%；三组BMD增长率无显著性差异。三组研究对象全身和前臂远端BMC、骨面积和BMD平均增长率无组间显著性差异，见表4。
表4 随访期与干预前比较各组研究对象不同部位的骨量增长率(%，Mean±SD）
|
|
强化钙牛奶组 |
强化钙+维生素D牛奶组 |
对照组 |
P |
|
全身 |
|
|
|
|
|
BMC |
71.9±14.5 |
71.0±14.7 |
70.7±14.2 |
0.852 |
|
骨面积 |
32.0±8.0 |
31.2±9.3 |
30.9±7.9 |
0.628 |
|
BMD |
30.1±6.8 |
30.3±6.0 |
30.4±6.1 |
0.962 |
|
前臂近端 |
|
|
|
|
|
BMC |
54.4±10.5a |
53.4±11.0 a |
50.7±11.5b |
0.008 |
|
骨面积 |
7.3±3.4 a |
7.0±3.1 a |
6.1±3.4 b |
0.003 |
|
BMD |
43.8±8.5 |
43.4±8.7 |
42.0±9.1 |
0.138 |
|
前臂远端 |
|
|
|
|
|
BMC |
77.3±20.3 |
72.8±20.7 |
74.5±17.7 |
0.117 |
|
骨面积 |
29.2±9.4 |
27.9±9.0 |
27.8±7.7 |
0.305 |
|
BMD |
37.3±12.2 |
35.0±11.5 |
36.5±11.6 |
0.194 |
组间比较，单因素方差分析 相同字母：P>0.05，不同字母P<0.05
讨 论
影响青春期骨骼发育的环境因素很多，包括营养、运动、体格和体成分、青春期发育状况等。本次研究的补充强化钙牛奶组、强化钙+维生素D组和对照组研究对象在干预前和随访期，体力活动水平、膳食能量和营养素摄入、身高、体重、青春期发育状况等指标三组间均无显著差异。经过5年，三组研究对象的平均钙摄入从干预前的423mg/d增加到随访期的591mg/d，可能是由于随着人民生活水平的提高和“学生奶计划”营养知识的宣传，北京市居民的饮食行为和对健康饮食的认识发生了改变，逐渐认识到牛奶对健康的意义，提高了牛奶的消费。干预前钙的主要食物来源是深色绿叶植物，谷物，鱼和大豆类，而牛奶及其制品仅占很小比例；随访时钙的主要食物来源是牛奶，其提供的钙占总钙摄入的60%以上，与1992年全国营养调查数据相比，牛奶提供钙的比重有所上升。但三组上述各指标变化趋势没有组间差异。
Cadogan曾在高钙摄入的西方儿童中开展补充牛奶研究，发现增加奶制品摄入能促进儿童骨量和身高的增长，但并未继续进行跟踪调查[7]。而在本研究的干预阶段，实验组全身和前臂近端、远端的骨量增长率，身高和体重等体格指标增长率均显著高于对照组[1-3]。而在随访期末，实验组在干预期获得的骨量增长优势在干预停止36个月后呈逐渐消失的趋势：从整个60个月看，实验组的全身和前臂远端骨量增长率与对照组没有显著性差异，身高、体重增长的组间也没有显著性差异，但2个实验组前臂近端的BMC和BA平均增长率仍高于对照组，坐高增长存在组间差异。
目前，关于补充钙剂及其终止后对儿童青少年骨量及体格发育影响已有少量研究，但结果不一。Dibba等发现给冈比亚儿童平均补钙（碳酸钙）714mg/d达12个月，显著改善补充组的骨量增长，这种优势在干预终止后的12个月仍存在，而且其中一些优势在干预终止24个月后仍未完全消失[8-9]。Bonjour等给未进入青春期的健康女孩每天食用含钙（牛奶中提取）850mg的小点心，一年后实验组骨量增长值显著高于对照组；干预终止1和3.5年后，实验组的骨量增长仍显著高于对照组[10-11]。 但Lee等在我国江门地区[12]和香港地区[13]开展补充碳酸钙研究和Slemenda[14]在美国开展的补充柠檬酸苹果酸钙研究均发现，增加钙摄入对儿童青少年骨量沉积的促进作用在干预终止后逐渐消失。
在儿童青少年中补充钙剂可以减少骨重吸收、降低骨转化率，从而增加骨量。而通过食用奶制品来增加钙摄入时，不仅骨重吸收减少，还能通过IGF-1的作用促进骨形成，促进骨纵向和横向的生长，表现为身高和骨宽度的增加。而前臂近端主要以皮质骨为主，代谢过程远慢于松质骨占很大比例的前臂远端，这样在干预终止3年后，而前臂近端增长的优势就尚未完全消失。
儿童在青春期前的快速生长主要与四肢的生长为主，而进入青春期后首先表现为躯干的快速生长，因此对不同阶段儿童采取营养干预措施产生的效果略有不同。本研究的干预期多数儿童开始进入青春发育期，补充牛奶促进儿童体格发育，尤其是躯干的生长，表现为实验组坐高增长显著增于对照，而且这种对躯干生长的促进作用在补充研究终止3年后有未完全消失。
本研究提示，对于低钙、低奶制品摄入的北京青春期儿童，在每个学习日补充牛奶两年获得的骨量增长和体格发育的优势在干预中止三年后呈逐渐消失的趋势。虽然儿童青少年期补充钙或牛奶确实能促进骨量增长，但在干预中止后其作用是否仍存在以至于达到理想的PBM，目前还不能确定。因此，为了保持骨骼和体格健康成长，应坚持长期食用牛奶及其制品，同时养成积极参加体力活动等良好的生活方式。因此，在整个生长发育过程中都应保持高钙摄入，才能获得理想的遗传PBM，预防老年期骨质疏松的发生。
参考文献
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