Nutrition and bone health

    骨骼在人的一生中是處于不斷轉換、重塑，以維持骨骼機械完整性的過(guò)程中的，骨骼重建包括破骨細胞降解基質(zhì)的骨吸收，和成骨細胞形成基質(zhì)的骨形成。在成人骨架中，新骨形成是骨重塑的主要結果。在小梁骨和皮質(zhì)骨中，骨重塑來(lái)自骨重塑單位的骨吸收和骨形成的活性作用，結果以新骨代替舊骨，使骨骼不斷獲得更新，維持著(zhù)骨骼的健康。
    骨骼的重塑和健康的維持與眾多因素條件有關(guān)，諸如激素、活動(dòng)、營(yíng)養狀況、生活方式以及遺傳等。當它們變動(dòng)時(shí)對骨骼的健康都會(huì )有很大的影響，影響至大者以骨質(zhì)疏松尤著(zhù)。已知各種不同營(yíng)養素中，有的是骨骼的基本構成成分，有的是維持骨骼成分代謝過(guò)程不可或缺的物質(zhì)，當其不足或缺乏時(shí)都可影響骨骼重塑與健康。許多資料還表明，在營(yíng)養素的攝入或補充上還應遵循營(yíng)養學(xué)的基本原則，不僅要有足夠的量，營(yíng)養素間的均衡還是重要的。
    本期匯集了一些有關(guān)的文章，有蛋白質(zhì)、脂肪酸、鈣、維生素D、維生素K以及屬于植物化學(xué)物的異黃酮類(lèi)化合物等，冠以“營(yíng)養因素與骨骼健康”為主題，期望能對讀者了解骨骼健康與營(yíng)養的關(guān)系有所幫助。
    蛋白質(zhì)作為骨骼有機基質(zhì)的原料，對骨骼健康至關(guān)重要。但其關(guān)系仍有不定的報告。已有報告證實(shí)：低攝入量的蛋白質(zhì)攝入量不僅危及峰值骨量的獲得，也危及中老年期間骨量的維持。蛋白質(zhì)營(yíng)養不良可增加骨質(zhì)疏松性骨折的風(fēng)險。營(yíng)養不良使肌肉萎縮和運動(dòng)協(xié)調及反應時(shí)間和肌肉強度等保護機制的受損而增加跌倒風(fēng)險。營(yíng)養低下者的軟組織的保護作用減弱不能有效地襯墊骨骼，因而增加了對骨質(zhì)疏松性骨骼的機械負荷。
    許多橫斷面研究發(fā)現高蛋白質(zhì)攝入量對象的骨量較高，尤在絕經(jīng)前期女性為明顯。老年就醫患者中，低蛋白質(zhì)攝入量者其股骨頸BMD低且身體機能受損。高蛋白質(zhì)攝入量和BMD值較高的患者身體機能明顯改善（如上樓梯的能力）。日本和美國女性的研究發(fā)現橈骨BMD和蛋白質(zhì)攝入量間存在正相關(guān)。可見(jiàn)適量蛋白質(zhì)攝入是維持骨骼完整性所必需。高蛋白質(zhì)攝入能降低髖骨發(fā)生骨折的危險性，高蛋白質(zhì)攝入的研究對象（高于75百分位數）發(fā)生髖骨骨折的危險性?xún)H為低蛋白質(zhì)攝入者（低于25百分位數）的31%；同時(shí)這種蛋白質(zhì)與骨量的正相關(guān)在鈣和維生素D攝入充分的條件下可能更顯著(zhù)。
    當然，這些橫斷面研究結果僅僅是參考性的。如有研究發(fā)現，高蛋白質(zhì)和低鈣攝入量的研究對象骨折風(fēng)險增加。可見(jiàn)營(yíng)養素攝入足量與均衡都是不可或缺的。
    長(cháng)鏈PUFAs中，n3 PUFA刺激抗炎化合物的產(chǎn)生，而n6 PUFA則刺激促炎化合物的產(chǎn)生。因為涉及骨質(zhì)疏松癥的炎癥，所以似乎有很好的生物學(xué)理由認為n3 PUFA在骨健康方面有積極的作用。促炎二十烷類(lèi)物質(zhì)如細胞因子通過(guò)激活破骨細胞刺激骨吸收，破骨細胞在骨重塑中具有去礦化和分解骨質(zhì)的作用。另一方面，抗炎二十烷類(lèi)物質(zhì)減少細胞因子產(chǎn)生及相關(guān)的骨丟失。
    動(dòng)物模型顯示n3 PUFA缺乏導致嚴重的骨質(zhì)疏松癥。給缺乏動(dòng)物補充n3 PUFA，則骨骼系統中n3/n6 PUFA的比例恢復，且骨降解過(guò)程被逆轉。
    關(guān)于PUFAs和骨骼健康關(guān)系的人類(lèi)資料很有限。食用低鈣膳食的65歲老年女性的臨床試驗中，補充比例平衡的n6和n3 PUFA及鈣使骨降解減少和BMD增加。在另一項40名骨質(zhì)疏松癥患者隨機試驗中，服用富含n3 PUFA補充劑者顯示鈣吸收較好且骨形成標志物增加，而服用安慰劑者無(wú)改善。然而，另一項對絕經(jīng)后女性聯(lián)合使用n6 PUFA、n3 PUFA和鈣補充劑的試驗沒(méi)有顯示對BMD有作用。
    維生素D影響骨健康不僅通過(guò)促進(jìn)鈣吸收，也通過(guò)影響骨細胞分化及其活性。125(OH)2D能與成骨細胞結合增加骨鈣素和其他骨結合化合物的表達，或當需要鈣時(shí)，與甲狀旁腺激素作用動(dòng)員骨骼中的鈣儲備。人體維生素D的來(lái)源除飲食物外，身體日照也是重要的。維生素D的合適攝入量還是有爭議的，特別是其需要性、安全性。如有人認為，以血清25(OH)D＞25ng/ml作為（期望）正常值，建議人體對維生素D的需要量為25μg（1000IU），UL為250μg(10000IU)，都有待于各方面的認同。
    鈣是骨骼的重要組成成分，鈣不足或缺乏，明顯影響骨骼的健康。國內在用不同鈣水平分別干預、追蹤妊娠大鼠和孕期婦女，發(fā)現低鈣供給時(shí)妊娠母體鈣吸收率顯著(zhù)增加，保證了胎兒的體格發(fā)育，是母體對低鈣的適應，但母體骨鈣減少、骨密度降低，妊娠危險因素增加；傳統低鈣膳食加奶粉可改善骨密度。傳統低鈣膳食加奶粉與鈣，當鈣攝入達1200mg/d時(shí)可維持母體骨密度至正常水平，此可視為鈣的適宜推薦量；母體雌激素水平與鈣攝入量顯著(zhù)負相關(guān)，推測雌激素分泌增加促進(jìn)了鈣的吸收及嬰兒對鈣的利用；母體骨鈣素水平與鈣攝入量及骨密度顯著(zhù)正相關(guān)，推測充足鈣供給促進(jìn)了骨鈣素的分泌，并因此增加了母體的骨密度，雌激素、骨鈣素參與孕期機體對低鈣攝入的適應性調節。該系列研究全面系統闡明了孕期鈣代謝及其調節、鈣適宜需要量、鈣干預等熱點(diǎn)問(wèn)題。
    在骨重塑調節中，維生素K是一個(gè)令人感興趣的貢獻因子。骨鈣素低羧化與低骨量有關(guān)。Gla蛋白，S蛋白的缺乏也與低骨量有關(guān)。蛋白質(zhì)對老年人生長(cháng)骨和骨重塑期間的羥磷灰石沉積起作用。骨鈣素基因敲除模型顯示，去勢后動(dòng)物骨丟失增強，提示絕經(jīng)后骨鈣素有保護作用。人類(lèi)研究發(fā)現骨質(zhì)疏松性骨折患者血清維生素K濃度低下，增加維生素K攝入量有助于減少絕經(jīng)后骨丟失。
    骨健康和骨折風(fēng)險與一碳單位代謝的成分有關(guān)，包括血漿總同型半胱氨酸（tHcy）、葉酸、維生素B12水平和亞甲基四氫葉酸還原酶（MTHFR）基因等。一些研究顯示，tHcy水平與髖部BMD間存在反向關(guān)系。2個(gè)大型研究發(fā)現血漿tHcy水平中等度升高是老年男女性骨質(zhì)疏松性骨折的風(fēng)險因子。
    葉酸和維生素B12可能不依賴(lài)于tHcy而對骨組織起作用。一些研究中，維生素B12缺乏似乎與骨質(zhì)疏松和髖骨骨折風(fēng)險增加有關(guān)，并可能是因為成骨細胞活性的抑制。但其他研究中，維生素B12輕微缺乏與BMD并無(wú)關(guān)系。一些研究中TT基因型與低BMD相關(guān)，且相關(guān)性?xún)H見(jiàn)于低葉酸和低核黃素情況下，但其他研究中未見(jiàn)此相關(guān)性。該基因多態(tài)性和骨折風(fēng)險的研究結果是不一致的。
    一項前瞻性觀(guān)察性研究結果表明，血漿tHcy水平與髖骨骨折風(fēng)險有強關(guān)聯(lián)，尤其在女性人群中。低血漿葉酸也與女性骨折風(fēng)險增加有關(guān)。這些觀(guān)察結合越來(lái)越多的同型半胱氨酸對骨代謝作用的實(shí)驗室證據進(jìn)一步確證了同型半胱氨酸在骨質(zhì)疏松性骨折發(fā)病機制中起作用的假設。
    大豆異黃酮類(lèi)可結合骨中雌激素受體，尤其是β雌激素受體，該受體在骨骼礦化期間表達增加。在實(shí)驗室培養的人類(lèi)骨細胞研究中顯示，大豆異黃酮類(lèi)促進(jìn)成骨細胞的合成與功能而抑制破骨細胞的活性。此外，大豆異黃酮類(lèi)還降低絕經(jīng)后雌激素缺乏動(dòng)物模型的骨丟失。大多數研究發(fā)現大豆或大豆異黃酮攝入量越高，則BMD、BMC隨之升高和/或骨吸收標志物下降，骨丟失減少。其有效影響骨健康劑量范圍，臨床試驗表明，可能需要80-90mg/d。一項大豆異黃酮安全性綜述推斷干預研究所用的各種劑量均耐受良好，且無(wú)有副作用。
    此外，有作者認為最近循證研究支持用適量的特定營(yíng)養素，包括維生素D、鍶、維生素K和必需脂肪酸等營(yíng)養素進(jìn)行骨質(zhì)疏松的預防和主要管理的干預。
    新生兒期和兒童早期是骨礦物質(zhì)積累的重要時(shí)期，并且峰值骨量可能與隨后的骨健康相關(guān)。不過(guò)，僅根據骨量或骨密度變化描述胎兒和出生后骨發(fā)育意味著(zhù)將骨看成類(lèi)似于鈣和磷的無(wú)定形堆積。當然，事實(shí)上，骨是復雜的三維立體結構。因此，創(chuàng )造刺激骨變得更堅固的條件是重要的。
    不同鈣劑對有害物鋁、鉛在體內的蓄積有很大差異。在"幾種不同鈣化合物對大鼠鋁、鉛代謝的影響"實(shí)驗研究中，檸檬酸鈣+鋁+鉛組、醋酸鈣+鋁+鉛組和碳酸鈣+鋁+鉛組等三組動(dòng)物，發(fā)現（1）大鼠攝入醋酸鈣和檸檬酸鈣后對鉛的表觀(guān)吸收率高于碳酸鈣組的大鼠。（2）攝入檸檬酸鈣和醋酸鈣的大鼠組織中鋁和鉛水平高于攝入碳酸鈣的大鼠，且大腦和骨骼中尤為明顯。作者認為（1）長(cháng)期攝入檸檬酸鈣和醋酸鈣有增加鉛吸收的危險，并可使鉛和鋁蓄積在骨骼和大腦。（2）碳酸鈣可能比檸檬酸鈣和醋酸鈣更有利于鋁和鉛排出體外。
    骨骼健康涉及的營(yíng)養素的作用，有很多新的研究成果，但是也有些相悖處，尚需進(jìn)一步深入探討。

柳啟沛教授
復旦大學(xué)營(yíng)養與食品衛生學(xué)教研室教授
達能營(yíng)養中心科學(xué)委員會(huì )委員
中國營(yíng)養學(xué)會(huì )榮譽(yù)理事
上海市營(yíng)養學(xué)會(huì )名譽(yù)理事長(cháng)