编者寄语

Nutrition and bone health

    骨骼在人的一生中是处于不断转换、重塑,以维持骨骼机械完整性的过程中的,骨骼重建包括破骨细胞降解基质的骨吸收,和成骨细胞形成基质的骨形成。在成人骨架中,新骨形成是骨重塑的主要结果。在小梁骨和皮质骨中,骨重塑来自骨重塑单位的骨吸收和骨形成的活性作用,结果以新骨代替旧骨,使骨骼不断获得更新,维持着骨骼的健康。
    骨骼的重塑和健康的维持与众多因素条件有关,诸如激素、活动、营养状况、生活方式以及遗传等。当它们变动时对骨骼的健康都会有很大的影响,影响至大者以骨质疏松尤著。已知各种不同营养素中,有的是骨骼的基本构成成分,有的是维持骨骼成分代谢过程不可或缺的物质,当其不足或缺乏时都可影响骨骼重塑与健康。许多资料还表明,在营养素的摄入或补充上还应遵循营养学的基本原则,不仅要有足够的量,营养素间的均衡还是重要的。
    本期汇集了一些有关的文章,有蛋白质、脂肪酸、钙、维生素D、维生素K以及属于植物化学物的异黄酮类化合物等,冠以“营养因素与骨骼健康”为主题,期望能对读者了解骨骼健康与营养的关系有所帮助。
    蛋白质作为骨骼有机基质的原料,对骨骼健康至关重要。但其关系仍有不定的报告。已有报告证实:低摄入量的蛋白质摄入量不仅危及峰值骨量的获得,也危及中老年期间骨量的维持。蛋白质营养不良可增加骨质疏松性骨折的风险。营养不良使肌肉萎缩和运动协调及反应时间和肌肉强度等保护机制的受损而增加跌倒风险。营养低下者的软组织的保护作用减弱不能有效地衬垫骨骼,因而增加了对骨质疏松性骨骼的机械负荷。
    许多横断面研究发现高蛋白质摄入量对象的骨量较高,尤在绝经前期女性为明显。老年就医患者中,低蛋白质摄入量者其股骨颈BMD低且身体机能受损。高蛋白质摄入量和BMD值较高的患者身体机能明显改善(如上楼梯的能力)。日本和美国女性的研究发现桡骨BMD和蛋白质摄入量间存在正相关。可见适量蛋白质摄入是维持骨骼完整性所必需。高蛋白质摄入能降低髋骨发生骨折的危险性,高蛋白质摄入的研究对象(高于75百分位数)发生髋骨骨折的危险性仅为低蛋白质摄入者(低于25百分位数)的31%;同时这种蛋白质与骨量的正相关在钙和维生素D摄入充分的条件下可能更显著。
    当然,这些横断面研究结果仅仅是参考性的。如有研究发现,高蛋白质和低钙摄入量的研究对象骨折风险增加。可见营养素摄入足量与均衡都是不可或缺的。
    长链PUFAs中,n3 PUFA刺激抗炎化合物的产生,而n6 PUFA则刺激促炎化合物的产生。因为涉及骨质疏松症的炎症,所以似乎有很好的生物学理由认为n3 PUFA在骨健康方面有积极的作用。促炎二十烷类物质如细胞因子通过激活破骨细胞刺激骨吸收,破骨细胞在骨重塑中具有去矿化和分解骨质的作用。另一方面,抗炎二十烷类物质减少细胞因子产生及相关的骨丢失。
    动物模型显示n3 PUFA缺乏导致严重的骨质疏松症。给缺乏动物补充n3 PUFA,则骨骼系统中n3/n6 PUFA的比例恢复,且骨降解过程被逆转。
    关于PUFAs和骨骼健康关系的人类资料很有限。食用低钙膳食的65岁老年女性的临床试验中,补充比例平衡的n6和n3 PUFA及钙使骨降解减少和BMD增加。在另一项40名骨质疏松症患者随机试验中,服用富含n3 PUFA补充剂者显示钙吸收较好且骨形成标志物增加,而服用安慰剂者无改善。然而,另一项对绝经后女性联合使用n6 PUFA、n3 PUFA和钙补充剂的试验没有显示对BMD有作用。
    维生素D影响骨健康不仅通过促进钙吸收,也通过影响骨细胞分化及其活性。125(OH)2D能与成骨细胞结合增加骨钙素和其他骨结合化合物的表达,或当需要钙时,与甲状旁腺激素作用动员骨骼中的钙储备。人体维生素D的来源除饮食物外,身体日照也是重要的。维生素D的合适摄入量还是有争议的,特别是其需要性、安全性。如有人认为,以血清25(OH)D>25ng/ml作为(期望)正常值,建议人体对维生素D的需要量为25μg(1000IU),UL为250μg(10000IU),都有待于各方面的认同。
    钙是骨骼的重要组成成分,钙不足或缺乏,明显影响骨骼的健康。国内在用不同钙水平分别干预、追踪妊娠大鼠和孕期妇女,发现低钙供给时妊娠母体钙吸收率显著增加,保证了胎儿的体格发育,是母体对低钙的适应,但母体骨钙减少、骨密度降低,妊娠危险因素增加;传统低钙膳食加奶粉可改善骨密度。传统低钙膳食加奶粉与钙,当钙摄入达1200mg/d时可维持母体骨密度至正常水平,此可视为钙的适宜推荐量;母体雌激素水平与钙摄入量显著负相关,推测雌激素分泌增加促进了钙的吸收及婴儿对钙的利用;母体骨钙素水平与钙摄入量及骨密度显著正相关,推测充足钙供给促进了骨钙素的分泌,并因此增加了母体的骨密度,雌激素、骨钙素参与孕期机体对低钙摄入的适应性调节。该系列研究全面系统阐明了孕期钙代谢及其调节、钙适宜需要量、钙干预等热点问题。
    在骨重塑调节中,维生素K是一个令人感兴趣的贡献因子。骨钙素低羧化与低骨量有关。Gla蛋白,S蛋白的缺乏也与低骨量有关。蛋白质对老年人生长骨和骨重塑期间的羟磷灰石沉积起作用。骨钙素基因敲除模型显示,去势后动物骨丢失增强,提示绝经后骨钙素有保护作用。人类研究发现骨质疏松性骨折患者血清维生素K浓度低下,增加维生素K摄入量有助于减少绝经后骨丢失。
    骨健康和骨折风险与一碳单位代谢的成分有关,包括血浆总同型半胱氨酸(tHcy)、叶酸、维生素B12水平和亚甲基四氢叶酸还原酶(MTHFR)基因等。一些研究显示,tHcy水平与髋部BMD间存在反向关系。2个大型研究发现血浆tHcy水平中等度升高是老年男女性骨质疏松性骨折的风险因子。
    叶酸和维生素B12可能不依赖于tHcy而对骨组织起作用。一些研究中,维生素B12缺乏似乎与骨质疏松和髋骨骨折风险增加有关,并可能是因为成骨细胞活性的抑制。但其他研究中,维生素B12轻微缺乏与BMD并无关系。一些研究中TT基因型与低BMD相关,且相关性仅见于低叶酸和低核黄素情况下,但其他研究中未见此相关性。该基因多态性和骨折风险的研究结果是不一致的。
    一项前瞻性观察性研究结果表明,血浆tHcy水平与髋骨骨折风险有强关联,尤其在女性人群中。低血浆叶酸也与女性骨折风险增加有关。这些观察结合越来越多的同型半胱氨酸对骨代谢作用的实验室证据进一步确证了同型半胱氨酸在骨质疏松性骨折发病机制中起作用的假设。
    大豆异黄酮类可结合骨中雌激素受体,尤其是β雌激素受体,该受体在骨骼矿化期间表达增加。在实验室培养的人类骨细胞研究中显示,大豆异黄酮类促进成骨细胞的合成与功能而抑制破骨细胞的活性。此外,大豆异黄酮类还降低绝经后雌激素缺乏动物模型的骨丢失。大多数研究发现大豆或大豆异黄酮摄入量越高,则BMD、BMC随之升高和/或骨吸收标志物下降,骨丢失减少。其有效影响骨健康剂量范围,临床试验表明,可能需要80-90mg/d。一项大豆异黄酮安全性综述推断干预研究所用的各种剂量均耐受良好,且无有副作用。
    此外,有作者认为最近循证研究支持用适量的特定营养素,包括维生素D、锶、维生素K和必需脂肪酸等营养素进行骨质疏松的预防和主要管理的干预。
    新生儿期和儿童早期是骨矿物质积累的重要时期,并且峰值骨量可能与随后的骨健康相关。不过,仅根据骨量或骨密度变化描述胎儿和出生后骨发育意味着将骨看成类似于钙和磷的无定形堆积。当然,事实上,骨是复杂的三维立体结构。因此,创造刺激骨变得更坚固的条件是重要的。
    不同钙剂对有害物铝、铅在体内的蓄积有很大差异。在"几种不同钙化合物对大鼠铝、铅代谢的影响"实验研究中,柠檬酸钙+铝+铅组、醋酸钙+铝+铅组和碳酸钙+铝+铅组等三组动物,发现(1)大鼠摄入醋酸钙和柠檬酸钙后对铅的表观吸收率高于碳酸钙组的大鼠。(2)摄入柠檬酸钙和醋酸钙的大鼠组织中铝和铅水平高于摄入碳酸钙的大鼠,且大脑和骨骼中尤为明显。作者认为(1)长期摄入柠檬酸钙和醋酸钙有增加铅吸收的危险,并可使铅和铝蓄积在骨骼和大脑。(2)碳酸钙可能比柠檬酸钙和醋酸钙更有利于铝和铅排出体外。
    骨骼健康涉及的营养素的作用,有很多新的研究成果,但是也有些相悖处,尚需进一步深入探讨。


柳启沛教授
复旦大学营养与食品卫生学教研室教授
达能营养中心科学委员会委员
中国营养学会荣誉理事
上海市营养学会名誉理事长