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维生素D、n-3多不饱和脂肪酸和大豆异黄酮的骨健康作用
Roles of vitamin D、n-3 polyunsaturated fatty acid and soy isoflavones in bone health
Robert P Heaney1Ruth Carey2Laura Harkness3
（1 MD, 医学教授，Creighton大学骨质疏松研究中心，Omaha，NE 美国内布拉斯加州俄马哈市；2 注册营养师，波兰国营养顾问，OR；3 PhD，注册营养师，助理教授，Case Western Reserve大学 西储大学儿科系，Cleveland，OH 美国俄亥俄州克里夫兰市）
本文是作者于2005年10月23日在St Louis，MO（美国圣·路易斯城）举办的食品与营养会议暨展览会上题为“大豆异黄酮、维生素D和ω3 PUFA是骨健康的关键因素”发言内容的回顾。
——编辑注释
骨健康科学的进展除了钙研究外，现在还探索许多其他营养素的作用，包括必需和非必需的营养素。已确定了维生素D增强钙吸收的作用。此外，有2个营养素显现出有益的证据，它们是长链多不饱和脂肪酸（PUFAs）和大豆异黄酮。
维生素D
维生素D起着调节作用以帮助身体保持血清钙在支持心功能、神经肌肉功能及许多其他代谢活性等功能所需的水平范围内的。维生素D主要是通过其在皮肤中前体物暴露紫外线转化而得，只有很小部分是通过膳食而来。在血中2种来源的维生素D与蛋白质结合，并首先在肝脏代谢为25(OH)D，接着在肾脏代谢为其主要生物活性形式1，25(OH)2D。当体内钙水平低下或钙需要量增加时，1，25(OH)2D产生增加，导致小肠钙吸收增加，约从基线期的10%~15%至30%~40%。
大多数人基本是依靠皮肤合成作为其主要维生素D来源，因为食物中普遍没有维生素D。维生素D食物来源包括多脂鱼、强化食品（牛奶、桔子汁和即食谷类等）及鳕鱼肝油等。几个因素，包括年龄、皮肤色素沉着、防晒剂使用和距赤道距离等，都会影响皮肤产生维生素D的能力。
据估计，原始条件下皮肤合成维生素D的数量可能超过2000IU/d，尽管早期祖先的肤色较黑。即使今天，赤道纬度黑肤色的农业工人血清25(OH)D水平一般也是欧洲和北美浅肤色成人的3倍。
维生素D营养水平随年龄下降。暴露于等量阳光，老年人产生的维生素D远低于较年轻者。年龄和纬度2个因素，是造成北方国家老年人维生素D水平从低至缺乏的主要原因。认识到这一点，美国食物与营养委员会（FNB）1997年提出维生素D的膳食参考摄入量，51-70岁成人为400IU/d及70岁以上成人为600IU/d。
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。
临床试验中，补钙减少骨丢失，并且维生素D与补钙结合明显降低骨折率。此外，联合补充维生素D和钙的老年人在1年随访期中发生跌倒事件仅约是单独补钙者的一半。由于这种原因，为了老年人骨健康补钙应该常规包括维生素D。
下次膳食参考摄入量修订是否应该再次上调维生素D需要量是讨论的主题。最近一项60岁及以上年龄人群的随机对照试验的meta分析发现，补充维生素D700-800IU/d者中髋骨及非椎骨骨折的风险下降，而那些每天补充400IU者中没有下降。由于高水平维生素D有潜在的毒性，所以针对全部美国人骨健康推荐的确切安全水平未定，但现在一般认为要高于1997年上限值2000IU/d。
n-3 PUFA
长链PUFAs进入细胞膜调节二十烷类物质的产生，这类物质有促炎症或抗炎症的活性。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和骨骼的人类资料有限。膳食低钙的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及钙导致骨降解减少和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，而那些服用安慰剂者没有表现出改善。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。
膳食n-3 PUFA可以通过如鲑鱼、金枪鱼和鲭鱼等多脂鱼类提供，但也可从亚麻籽油和低芥酸菜籽油等植物来源中的前体物合成。大多数美国人相对于n-6 PUFA数量，n-3 PUFA的消费量太少，而由于玉米油、红花油和大豆油的广泛使用，实际上膳食中n-6 PUFA无处不在。推荐每周至少进食富含n-3 PUFA的鱼类2次有益于心脏健康；同样这种实践对骨骼健康也有有益的意义。
大豆异黄酮类
大豆及其制品中的异黄酮类是染料木黄酮、大豆苷和含量较少的黄豆黄素。因为这些化合物有类似雌激素的作用（植物雌激素），所以在绝经后骨质疏松症中它们作为激素替代疗法潜在的无风险的选择疗法被研究。
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，大豆异黄酮类还表现出降低绝经后雌激素缺乏动物模型的骨丢失。
至少16项观察研究表明，大豆或大豆异黄酮摄入量与多种骨健康参数有关。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。除了流行病学研究外，15项发表的干预试验评价了大豆食品或异黄酮类在绝经前后女性身上的作用。其中10项试验报道至少有一种对骨健康有益的作用，如增加BMD、BMC、或减少骨丢失等。
由于研究设计的不同，给予补充剂的类型和测量的参数等，所以难以就临床试验作出全面的声明。然而，一个有趣的的共同点是不管干预使用异黄酮补充剂或提取物、大豆分离蛋白、还是单独使用纯化染料木黄酮，其结果趋于一致。这强烈地提示大豆异黄酮成分是活性成分，而不是大豆蛋白。
第二点是有效剂量范围。临床试验资料表明可能需要80-90mg/d的剂量范围影响骨健康，而略高于40-50mg/d的范围见于骨流行病学或需要满足心脏健康益处的30-50mg/d范围。这样的水平可能通过膳食难以达到。由于这些水平超过了已有的相关人类试验研究所用的通常摄入量，因此，对大豆异黄酮补充剂的安全性提出了质疑。然而，一项全面的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，且没有副作用的报道。
目前正在进行几项大型多中心试验以获得对大豆异黄酮类对骨健康潜在益处的更好了解，这些研究包括2项由国家卫生研究院（NIH）关节炎和肌肉骨骼及皮肤病研究所支持的研究。
总结
除了钙，多种营养素在骨健康方面表现出重要的作用。维生素D的了解最好，但越来越多的证据提示n-3 PUFA和大豆异黄酮类可能也有潜在的骨骼益处。这3种营养素共同的特点是目前的摄入量和/或营养状况可能低于成年美国人群骨健康的理想水平。营养学专业人员能够帮助他们了解如何通过各种安全的途径（包括阳光暴露获得维生素D）合并达到适宜的数量，以便优化他们维持骨密度和避免将来骨质疏松的可能性。
（王劲译自Journal of the American Dietetic Association, 2005, 105(11)∶1700-1702）