中国人体“钙代谢”研究报告之四
罗永健1胡春华2米昭曾3
(1 天坛医院营养科,北京,100050; 2 美国伊利诺伊大学免疫研究所; 3 北京钙医学研究所,北京)
摘要:这是一项历时27年的人体“钙代谢”研究。近10年,作者以EDTA 滴定法检测了8位志愿者831天的“钙平衡”。初步结论如下:(1)摄入钙3000-5000毫克,受试成年人能接近或达到钙平衡。(2)促进钙吸收的因素是钙的“摄入量”,不是维生素D。(3)10岁男童摄入钙600毫克,能达到正钙平衡;80岁老妪摄入钙650毫克,每天丢失钙216毫克。(4)怀孕早期(11周)的钙吸收高于中晚期(25-29周)。(5)不缺钙的成年人24 小时尿钙排量,应当高于450毫克。(6)62岁男性志愿者,每天摄入钙5650-7000毫克,共22年;一次摄入钙10000毫克,并不引起血钙增高。(7)“人体钙代谢”存在鲜为人知的节律变化。以上是以碳酸钙为干预钙得到的结论。另外,作者对有机钙、无机钙的“人体吸收”进行了对比实验;结果,柠檬酸钙和果酸钙的人体吸收率高于碳酸钙。作者将陆续撰文公布实验结果。
此文报告男童和孕妇的“钙平衡”实验结果。
关键词:青少年的钙平衡;孕妇的钙吸收;人体钙平衡实验
1 前言
儿童和孕妇的“钙平衡”是“医学”和“营养学”的重点课题。迄今,关于国人的“钙平衡”报道不多[1,2,3]。儿童、孕妇摄入的钙,到底吸收了多少?排泄了多少?若每天摄入600毫克钙,其“钙代谢”是正平衡,还是负平衡?目前,知之甚少。本文报道了一位男童和一位孕妇的实验数据及笔者的解析。
2 对象和方法
2.1 对象
人体实验历时10年(1997—2006)共测定了8名志愿者831天的钙平衡(见表1)。 本文是系列“人体钙代谢”研究的第四部分,报告“男童和孕妇”的钙平衡数据。
10岁男童的“钙平衡”于2001年2月测定(表 1,受试人1)。
孕妇在2000和2006年曾两次怀孕,两次怀孕均参加了本实验测定。所以,同一孕妇具有28和36岁两个孕龄。该孕妇,孕1胎(2000年)的“钙代谢”检测在春、夏季进行;孕2胎(20006年)的检测在冬季进行(表1,受试人 7)。
作者的实验发现,“季节”对人体钙代谢有明显影响[11];所以,凡涉及“人体钙平衡实验”,须注明“实施”实验的具体日期,以资评估。
表1参与“钙平衡实验”7名受试人背景材料一览表
2.2 方法
A. 测定24小时“食物、粪、尿”钙含量:用“EDTA”滴定法测定;以“国家标准”对滴定液进行质量控制[4]。
测定24小时“食物”及“粪”钙含量:定量取出待测样品,置于坩埚中,徐徐烤干,然后在250°C下碳化,1000°C下灰化。用盐酸、硝酸溶出全部灰分,定容,按测定需要稀释。用EDTA标准液滴定稀释液,根据EDTA消耗量,折算24小时“食物”及“粪”的钙含量[5,6]。
测定24小时“尿”钙含量:将24小时尿液混匀,直接取样,用EDTA标准液滴定。按取样量折算24小时的尿钙含量。
B.统计方法:用SPSS统计全部实验数据,结果以 m±s表示。
C.干预钙:全部实验采用的干预钙以“碳酸钙”为主;为了对比“有机钙和无机钙”的吸收差别,本实验亦曾采用柠檬酸钙和果酸钙为干预钙。各实验报告对采用的干预钙均有具体说明。
本实验,28岁孕妇,孕1胎的干预钙为碳酸钙粉,钙含量>38%,平均粒度 4微米;该孕妇的孕2胎,使用果酸钙粉为干预钙,其钙含量为20%。另外,10岁男童的钙供应全部来自膳食,未启用额外钙干预。
3 结果
3.1 10岁男童的钙平衡
膳食供应钙仅600毫克/天,男童即达到正钙平衡;每天获得钙85毫克,支持骨组织生长。此“低钙摄入”启动了儿童、青少年特有的“节钙机制”即高吸收(本例,吸收率高达42%)、低排放(本例,平均尿钙量仅165毫克/天);此高获益(钙摄入量低,钙吸收高,钙获得高)钙代谢状态,在8名受试者中绝无仅有。见表 2,图1。
表2 10岁男童日摄入钙 600毫克钙平衡数据表(m±s)
图1 10岁男童日摄入钙600毫克连续6天的钙平衡图
3.2 28岁孕妇的钙平衡(夏季测定)
孕妇28岁,孕1胎(女婴),普通膳食,无饮奶习惯,妊娠反应不明显。实验按“钙供应量”不同,分成三组(600毫克、3800毫克、4600毫克)检测“钙平衡”,结果见表3,图2。
A.摄入钙为3800毫克和4600毫克的两组实验,孕妇均处于正钙平衡。怀孕11周,膳食钙供给低(为3800毫克/天),其钙吸收却高达1489毫克/天,获得钙多达1002毫克/天;此两项指标均明显超过钙供应高的第21-23周。
B.在孕期第25周的实验中,撤掉了干预钙,孕妇每天仅从膳食中摄入600毫克钙;结果,孕妇的正钙平衡即转为负钙平衡,每天丢失钙179毫克,同时出现“腓肠肌痉挛”。
表3不同孕期、不同钙摄入量,28岁孕妇的钙平衡数据(m±s)
图2 28岁健康孕妇的钙平衡图
3.3 34岁孕妇的钙平衡(冬季测定)
孕妇34岁,孕2胎(女婴),从怀孕初期至第25周,怀孕反应强烈;呕吐、胃纳差。实验结果见表 4,图3。
A. 孕期26至27周,膳食供应600毫克钙/天,不能维持孕妇的正钙平衡,每天丢失钙138毫克。
B. 于孕期28-29周进行钙干预实验;除膳食钙(650毫克/天)孕妇每天摄入干预钙—果酸钙10克(折合钙元素2000毫克),总钙摄入量为 2650毫克/天。孕妇的钙吸收增至964毫克/天,获得钙390毫克/天,吸收率达高36.4%。钙干预14天,共获得钙5457.2毫克。
下文讨论孕2胎,第28-29周,钙摄入量低,吸收钙反而高的问题。
表 4摄入钙量为600、2650毫克,34岁孕妇的钙平衡数据(m±s)
图334岁健康孕妇的钙平衡图
4 讨论
4.1 关于男童的钙代谢
本实验的10岁男童“节约钙”的能力惊人,每天仅摄入钙600毫克,吸收率高达 42%,每天可获得钙85毫克。儿童的“节钙”能力是人类在进化过程中获得的适应性,它是严重缺钙的人类维持生存和繁衍的重要前提。本实验证明,人过20岁,即丧失这种天赋的“节约钙”的能力;缺钙膳食使“正钙平衡”旋即转入“负钙平衡”[11]。所以,儿童、青少年时期的“正钙平衡”是一种瞬时现象,它不是青少年的“钙供应够了”的证据,更不是制定DRIs的依据。据笔者的经验,青少年的钙摄入量至少应在3000-5000毫克/天。目前的实验少,数据不足,未来的实践将证实这一论断。
美国国家研究委员会(NRC)制定11-24岁青少年的钙DRIs时,首先主观认定青少年每天需要吸收500毫克钙;进而又错误地确定其钙的吸收率是50%。按此逻辑计算,每天摄入钙1000毫克足矣(摄入钙×吸收率%=吸收钙;1000×50%=500);美国NRC在定案时又放宽一码,于是DRIs就定为1200毫克(1200×50%=600)。《现代临床营养学》和《现代营养学》对上述DRIs制定过程有相同的记叙[7,8]。笔者认为,制定钙的DRIs唯一正确方法应当是,先选定足够数量的样本(受试人),然后测定为期一年 (四季,365天)膳食、尿和粪的钙含量。将此三种基础数据,经统计计算划定DRIs;最后,用钙的“吸收量和摄入量”求得“钙的吸收率”。应当着重指出,任何“个人或人群”都不存在一个固定的钙吸收率,吸收率的高低是随摄入量而变化的,而且是非线性关系。因此,不论何时,凡要提及吸收率,必先交代摄入量,否则毫无意义。美国NRC用一个假想的“固定吸收率”反过来推算“钙摄入量”;此种做法,完全违背了钙代谢的基本规律,犯了“因果倒置”的错误[12]。
4.2 孕早期存在“钙吸收高峰”
A. 28岁孕妇(孕1胎),孕11周的钙吸收明显高过孕24周;钙吸收量超过2.2倍(1489/664),钙获得量超过13.5倍(1002/74),差异极为显著。这表明孕妇的钙吸收高峰始于孕早期,而胎儿“长骨骼,储存钙”则在孕中、晚期;显然,母和子的钙吸收高峰并不同步。自古至今,孕妇“补钙”都是在孕中、晚期进行,这种不科学的习惯使孕妇错过了钙吸收的最佳期。为了下一代的健康,本文呼吁各有关方面,对“孕妇早期补钙问题”进行重点研究。
B.尽管在孕期第25至27周,孕妇对钙需求量已经降低,摄入600毫克钙元素,仍不能维持“钙平衡”;孕妇每天丢失钙多达138-179毫克。据报,中国不少孕妇的钙摄入量尚不足600毫克/天[9]。本实验对孕妇的两次低钙供应均引起发了“负钙平衡”及“腓肠肌痉挛”,缺钙对孕妇的潜在危害可见一斑。笔者认为,孕妇缺钙是小儿佝偻症和老年骨质疏松症的病源,也是妊娠高血压综合征的主要病因。防治这类顽疾,需要从“怀孕早期吃钙”抓起[3,7,10]。笔者认为,孕妇每天的钙供应不得低于 3000-5000毫克。
C.本实验的孕妇(孕2胎),在28-29周,摄入钙(2650毫克)低于孕1胎21-23周(4600毫克);而孕2胎在28-29周,吸收钙964毫克、获得钙390毫克,均高于孕1胎的21-23周(664毫克及74毫克)。引发此现象的原因有三:(1)孕2胎测定在冬季进行,正值人体钙代谢的高峰期[3],所以钙吸收必定高;(2)孕2胎,妊娠反应强烈(呕吐,纳差),至孕晚期方才平息;孕29周出现的“钙高吸收”也是对此前妊娠反应造成的“缺钙”的代偿;(3)本实验的孕2胎,使用的干预钙是果酸钙;而孕1胎是碳酸钙。笔者的人体实验业已证明,果酸钙的人体吸收率高于碳酸钙[11]。
参考文献
[1] 张鑫,郭冬梅,崔晞等.山东农村儿童代表性膳食下铁、钙吸收率分析.中国儿童保健杂志 2005,13(6):461-463.
[2] 谢忠建,伍汉文,超楚生.正常人摄入相对低钙时的钙代谢平衡研究.营养学报1990,12(2):218-2196.
[3] 米昭曾,罗永健,白双法.米氏说钙.第一版.北京:中央民族大学出版社,2006. 108-145.
[4] 国家标准物质研究中心.GBW(E).钙元素标准溶液.标准值:1000μg/ml.
[5] 毛喜生等.人体营养状况的评价方法.天津:天律科学技术出版社,1989:221-223.
[6] 中国医学科学院主编.水与电解质平衡.第二版.北京:人民卫生出版社,1974. 502-505.
[7] 顾景范.现代临床营养学.北京:科学出版社,2003. 205-222.
[8] Ziegler E. E. 现代营养学(第七版).闻芝梅译.北京:人民卫生出版社,1998.240-244.
[9] 中国营养学会.中国居民膳食营养参考摄入量.北京:中国轻工业出版社,2000. 131-147.
[10] 赵艳梅,叶惠方. 妊高征与缺钙. 中华妇产科杂志 1993,28(3):172-173.
[11] 罗永健,米昭曾.中国人体“钙代谢”研究报告——老妪、青壮年的钙平衡.有机钙和无机钙人体吸收的差别.人体钙代谢的节律(待发表).
[12] 米昭曾.钙营养.第一版.北京:北京师范大学出版社,2001. 58-72.
本文经长沙铁路疾病预防控制中心濮琨副主任医师审校,特此致谢。