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達能營(yíng)養中心第四屆學(xué)術(shù)研討會(huì )論文集
補充強化牛奶對北京城區小學(xué)女生身高、體重及骨量的影響
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馬冠生 張倩 胡小琪 中國預防醫學(xué)科學(xué)院營(yíng)養與食品衛生研究所 北京宣武區南緯路29號 100021 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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摘要 為探討飲用強化牛奶對北京城區青春前期女生身高、體重及骨量的影響，進(jìn)行了為期一年的設有對照的雙盲干預研究。選取北京市西城區9所小學(xué)四年級女生757名（平均年齡10.1歲）作為研究對象，隨機分為實(shí)驗組1：飲用鈣強化牛奶；實(shí)驗組2：飲用鈣和維生素D強化牛奶；對照組，日常飲食。實(shí)驗過(guò)程中，實(shí)驗組平均每天飲用強化牛奶137ml，其中含鈣233mg，實(shí)驗組2飲用的牛奶中還含有維生素D3.3μg。使用24小時(shí)回顧法了解實(shí)驗者食物攝入，體育活動(dòng)問(wèn)卷了解體育活動(dòng)情況，檢查生長(cháng)發(fā)育狀況。用雙能X線(xiàn)骨密度儀（DEXA）測定全身和前臂的骨量。與干預前相比，實(shí)驗組2全身骨礦物密度（BMD）增長(cháng)率顯著(zhù)高于實(shí)驗組1和對照組（9.6%、8.3%和8.0%，P=0.002）；實(shí)驗組1、實(shí)驗組2橈骨遠端1/3處骨礦物含量（BMC）和骨面積增長(cháng)率顯著(zhù)高于對照組（BMC：13.0%、12.9%和11.7%，P=0.016；骨面積：2.3%、2.0%和1.5%，P=0.010）；實(shí)驗組1前臂遠端1/10處BMC和BMD增長(cháng)率顯著(zhù)高于對照組（P=0.007）。三組間身高增長(cháng)率沒(méi)有顯著(zhù)性差異，實(shí)驗組2體重增長(cháng)率顯著(zhù)高于實(shí)驗組1和對照組（P=0.001）。表明通過(guò)飲用牛奶補充鈣能促進(jìn)我國青春前期女生骨量的增長(cháng)，但對身高的作用不明顯，在補充鈣的同時(shí)補充維生素D對骨量增長(cháng)的促進(jìn)作用比單純補充鈣明顯。 關(guān)鍵詞 強化牛奶 維生素D 骨量 青春前期 女生
人的骨量增長(cháng)經(jīng)過(guò)嬰幼兒期、兒童期和青春期，到30歲左右達到峰值骨量，成年人45%的骨量是在青春期形成。青少年時(shí)期骨量的增加有助于提高成年時(shí)期的峰值骨量，從而降低老年時(shí)發(fā)生骨質(zhì)疏松和骨折危險性。充足的鈣和維生素D 攝入是這一時(shí)期骨量增長(cháng)的基礎。鈣或維生素D攝入不足將嚴重影響到骨骼的健康發(fā)育。
我國中小學(xué)生鈣和維生素D攝入不足十分嚴重，女生的攝入量更低。北京13-15歲女生鈣的攝入量為350mg/天，僅占供給量（RDA）的1/3[1]；北京城區女生維生素D平均攝入量只有2.5μg/ 天，相當于該年齡段RDA的1/4[2]。
多項研究表明，給兒童青少年補充鈣劑或奶制品可以改善其骨骼發(fā)育狀況[3-5]。而補充牛奶不僅可以增加鈣的攝入，還能增加蛋白質(zhì)和能量的攝入，對生長(cháng)發(fā)育有促進(jìn)作用[6]。Abrams[7]等的研究發(fā)現，鈣沉積率約在月經(jīng)初潮前8個(gè)月出現高峰，月經(jīng)初潮后降低，這提示月經(jīng)初潮前后可能是補鈣的最佳時(shí)期。牛奶不僅含鈣豐富、生物利用率高，同時(shí)也可作為強化維生素D的載體，許多國家都將強化維生素D的牛奶作為改善兒童少年鈣和維生素D營(yíng)養狀況的主要措施。
鑒于我國兒童少年鈣和維生素D攝入量低的現狀，以及我國尚未開(kāi)展補充奶制品對兒童少年體格和骨發(fā)育影響的研究，為探討飲用強化牛奶對我國青春前期女生身高、體重及骨量的影響，為政府部門(mén)制定相關(guān)政策提供科學(xué)依據，開(kāi)展了為期一年的牛奶補充實(shí)驗。
1內容和方法
1.1課題設計
為期一年的設有對照的雙盲干預研究。
用隨機整群抽樣的方法，在北京市西城區抽取9所小學(xué)四年級的所有女生，排除患有影響骨代謝的肝、腎疾病和骨骼系統疾病者，最終確定757名研究對象。
以學(xué)校為單位隨機分為三組：
實(shí)驗組1：平均每天飲用強化牛奶137ml，含鈣233mg；
實(shí)驗組2：平均每天飲用強化牛奶137ml，含鈣233mg和維生素D3.3μg；
對照組：無(wú)干預措施，正常飲食。
牛奶是澳大利亞雙江乳品公司生產(chǎn)的超高溫消毒牛奶。每盒330ml，含鈣量為560mg，包括牛奶本身含鈣330mg和添加的牛奶中提取的鈣230mg；實(shí)驗組2飲用的牛奶含鈣量與實(shí)驗組1相同，另外經(jīng)過(guò)強化維生素D，每330ml含維生素D 8?g；兩種牛奶中脂肪和蛋白質(zhì)的含量分別為3.04g/100g和3.25g/100g。兩種牛奶用不同顏色外包裝加以區別，實(shí)驗人員、老師和學(xué)生均不知哪種顏色包裝為何種牛奶。每個(gè)學(xué)習日上午，在學(xué)校衛生老師和班主任的監督下，實(shí)驗組的每位學(xué)生飲用一盒牛奶。
本課題經(jīng)中國預防醫學(xué)科學(xué)院營(yíng)養與食品衛生研究所倫理評審委員會(huì )同意，由學(xué)生家長(cháng)簽署知情同意書(shū)。
1.2 膳食營(yíng)養攝入評價(jià)
采用24小時(shí)回顧法收集膳食攝入情況。干預前，詢(xún)問(wèn)連續一周的食物攝入；干預后，詢(xún)問(wèn)星期四、五、六的食物攝入。根據食物成分表計算平均每天膳食中能量和營(yíng)養素的攝入量[23]。
干預后，用食物頻率法了解研究對象在過(guò)去一年內除飲用實(shí)驗牛奶外其他奶制品的攝入以及鈣和維生素D補充劑的攝入情況。 1.3 體育活動(dòng)評估
干預前、后，通過(guò)體育活動(dòng)問(wèn)卷了解研究對象上學(xué)期參加課余活動(dòng)和專(zhuān)業(yè)體育訓練情況。綜合考慮美國Ainsworth[8]的研究和聯(lián)合國糧食及農業(yè)組織發(fā)表的人體熱能需要量[9]，計算上學(xué)期課余活動(dòng)總強度系數(千卡/周/千克體重)和體育訓練總強度系數(千卡/周/千克體重)。
1.4體格發(fā)育指標
干預前和干預后，由固定的調查員按標準測定程序對研究對象進(jìn)行身高、體重、第二性征發(fā)育、骨齡及骨密度測定。
身高：采用國產(chǎn)金屬人體坐高身高測量計。
體重：采用美國生產(chǎn)Tinner?電子秤。
第二性征發(fā)育：用Tanner五分期法評價(jià)受試者乳房發(fā)育[10]，詢(xún)問(wèn)是否出現月經(jīng)初潮。
骨齡測定：用日本東芝KXO-152型800mA X片機拍攝左手手腕骨部位X光片，使用“中國人手腕骨骨齡評價(jià)方法與標準”[11]計算骨齡。測定在干預前進(jìn)行。
骨密度測定：用美國NORLAND XR-36型雙能X線(xiàn)骨密度儀（DEXA）測量前臂遠端1/3處、前臂遠端1/10處、橈骨遠端1/3處以及全身的骨礦物含量（BMC）、骨面積和骨礦物密度（BMD）。計算各指標干預前后的增長(cháng)率。測定由兩名專(zhuān)職技師負責操作，每次測定前根據廠(chǎng)家提供的標準進(jìn)行質(zhì)量控制。干預前、后連續測量5天的變異系數都在0.56～0.65%。所有受試者都測量前臂處的骨量指標，從各組中隨機抽取414人測量全身的骨量指標。
1.5 數據分析方法
采用SPSS/DE、EPI 6.0軟件建立數據庫，SAS 6.12軟件進(jìn)行統計分析。
計量資料先進(jìn)行正態(tài)性檢驗。身高、體重、骨量等指標符合正態(tài)分布，描述均數和標準差，用單因素方差分析（ANOVA）進(jìn)行組間比較。膳食攝入、體育活動(dòng)等指標呈非正態(tài)分布，描述中位數和四分位間距，用Kruskal-Wallis 秩和檢驗進(jìn)行組間比較。青春發(fā)育狀況等等級資料，用Ridit分析進(jìn)行組間比較。退出率等計數資料，用χ2檢驗比較組間差異。所有指標均以P<0.05作為顯著(zhù)性判斷標準。
2結果
2.1 退出率
實(shí)驗結束時(shí)，實(shí)驗組1、實(shí)驗組2和對照組分別有15人（6.3%）、16人（5.0%）和9人（3.6%）中途退出實(shí)驗，各組間總退出率無(wú)顯著(zhù)性差異，P=0.275。實(shí)驗組1和實(shí)驗組2分別有10人（4.2%）和13人（5.0%）由于不愿繼續飲用牛奶而退出，組間無(wú)顯著(zhù)性差異，P=0.685。其余學(xué)生由于轉學(xué)而退出實(shí)驗。
2.2 膳食攝入和體育活動(dòng)狀況
2.2.1膳食攝入和體育活動(dòng)狀況
干預前對照組膳食平均每天總能量攝入顯著(zhù)高于實(shí)驗組1（P=0.017），而與實(shí)驗組2沒(méi)有顯著(zhù)性差異。三組間膳食中蛋白質(zhì)、磷、維生素D攝入量無(wú)顯著(zhù)性差異。對照組平均每天膳食中各種來(lái)源鈣攝入量高于實(shí)驗組2（P=0.013），而與實(shí)驗組1沒(méi)有顯著(zhù)性差異。
補充牛奶后，飲用牛奶后膳食中總能量、蛋白質(zhì)、磷攝入量以實(shí)驗組2最高、實(shí)驗組1居中，對照組最低，P=0.000。實(shí)驗組2膳食中維生素D攝入量顯著(zhù)高于實(shí)驗組1和對照組。實(shí)驗組1、實(shí)驗組2和對照組平均每天膳食各種來(lái)源鈣攝入量分別為562.8mg、657.9mg和369.7mg，從對照組、實(shí)驗組1到實(shí)驗組2依次顯著(zhù)增高，P=0.000，見(jiàn)表1。
干預前、后三組間參加體育訓練的比例無(wú)顯著(zhù)差異。干預前、后三組間參加訓練的調查對象的體育訓練總強度系數無(wú)顯著(zhù)性差異，三組間上學(xué)期課余活動(dòng)總強度系數無(wú)顯著(zhù)性差異，見(jiàn)表1。
表1 各組膳食和體育活動(dòng)狀況（中位數）
組間比較 Kruskal-Wallis檢驗 *P<0.05 **P<0.01
2.2.2 其他奶制品攝入和鈣/維生素D補充劑食用情況
研究過(guò)程中除實(shí)驗提供的牛奶外，三組研究對象還飲用其他奶制品。對照組飲用牛奶、酸奶或AD鈣奶的比例高于實(shí)驗組（P=0.001），牛奶和AD鈣奶飲用量也高于實(shí)驗組（P=0.001），三組間酸奶飲用量無(wú)顯著(zhù)性差異。三組補充鈣劑和維生素D制劑的比例無(wú)顯著(zhù)性差異，見(jiàn)表2。
表2 各組實(shí)驗過(guò)程中其他奶制品及鈣/維生素D補充劑食用情況
組間比較 χ2 檢驗 **P<0.01
$ Kruskal-Wallis 檢驗 2.3干預前后身高、體重及骨量變化
2.3.1干預前研究對象體格發(fā)育
干預前所有研究對象平均年齡為10.1（SD=0.4）歲。三組研究對象身高、體重、BMI、骨齡與實(shí)際年齡差均無(wú)顯著(zhù)性差異。三組年齡別身高和年齡別體重[12]以及骨骼發(fā)育處于正常狀態(tài)[13]。各組乳房發(fā)育程度相同，月經(jīng)初潮率無(wú)顯著(zhù)性差異，分別為1.3%、2.1%和1.1%，見(jiàn)表3。
表3 干預前研究對象體格發(fā)育
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組間比較 方差分析
@ Kruskal-Wallis檢驗：中位數和四分位數間距代替均數、標準差 $ RIDIT分析，# χ2檢驗：例數、百分比代替均數、標準差
2.3.2干預前后身高、體重變化
干預后實(shí)驗組1、實(shí)驗組2和對照組之間身高、體重和BMI均沒(méi)有顯著(zhù)性差異。干預前后比較，三組身高增長(cháng)率分別為4.8%、4.7%和4.8%，組間無(wú)顯著(zhù)性差異。體重增長(cháng)率實(shí)驗組2（19.0%）顯著(zhù)高于實(shí)驗組1（17.3%）和對照組（16.9%），P=0.001。
2.3.2干預前后骨量變化
干預前和干預后三組全身、前臂遠端1/10處、前臂遠端1/3處和橈骨遠端1/3處的BMC、BMD和骨面積均無(wú)顯著(zhù)性差異。
干預前后比較，實(shí)驗組1、實(shí)驗組2和對照組全身BMD增長(cháng)率分別為9.6%、8.0%和8.0%，實(shí)驗組2顯著(zhù)高于實(shí)驗組1和對照組，P=0.002；全身BMC增長(cháng)率分別為18.0%、18.8%和17.3%，各組間無(wú)顯著(zhù)性差異。全身骨面積增長(cháng)率各組間無(wú)顯著(zhù)性差異。前臂遠端1/10處BMD增長(cháng)率平均為7.5%、6.7%和5.6%，實(shí)驗組1顯著(zhù)高于對照組，與實(shí)驗組2沒(méi)有顯著(zhù)性差異，P=0.007；實(shí)驗組1的BMC增長(cháng)率顯著(zhù)高于對照組，而與實(shí)驗組2沒(méi)有顯著(zhù)性差異，P=0.005；骨面積增長(cháng)率組間無(wú)顯著(zhù)性差異。橈骨遠端1/3 處實(shí)驗組1和實(shí)驗組2的BMC增長(cháng)率顯著(zhù)高于對照組，P=0.016；骨面積增長(cháng)率實(shí)驗組1高于對照組，而與實(shí)驗組2無(wú)顯著(zhù)性差異，P=0.010；BMD增長(cháng)率組間無(wú)顯著(zhù)性差異。前臂遠端1/3處骨密度指標的變化也呈相同趨勢，見(jiàn)表4。
表4 干預后各組不同部位骨密度指標增長(cháng)率（%） | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
組間比較 方差分析 *P< 0.05 **P< 0.01 具有相同字母間P>0.05，無(wú)相同字母間P<0.05
1 實(shí)驗組1:139人，實(shí)驗組2:124人，對照組:105人
2 實(shí)驗組1:221人，實(shí)驗組2:241人，對照組:246人
3 討 論
3.1 補充強化牛奶對骨量的影響
峰值骨量在30歲左右逐漸形成。膳食因素（如鈣、維生素D攝入）和生活方式（如運動(dòng)）共同作用決定個(gè)體峰值骨量的高低, 并影響老年后的骨量丟失速率[14]。骨量的嚴重降低可出現骨質(zhì)疏松癥，導致骨折危險性的增高，而提高生長(cháng)時(shí)期獲得的峰值骨量對骨質(zhì)疏松癥的預防具有重要的意義。
提高生長(cháng)期骨量的研究主要集中在補充鈣劑和奶制品兩個(gè)方面。Lloyd等[18]在青春期女生中開(kāi)展的一項設有對照的補充鈣劑研究發(fā)現，補充鈣劑可以促進(jìn)全身骨礦物密度、骨礦物含量和腰椎骨礦物密度的增長(cháng)。Johnston等[19]在70對6-14歲雙生子中進(jìn)行了為期3年的設有對照的雙盲研究，結果發(fā)現，實(shí)驗組（每天補充檸檬酸蘋(píng)果酸鈣1000mg，鈣攝入量1612mg/天）橈骨中端和遠端骨礦物密度增長(cháng)率為17.7%和21.5%，顯著(zhù)高于對照組（鈣攝入量為908mg/天）的15.2%和18.2%。Lee等[17]在我國香港地區152名7歲兒童中進(jìn)行了1.5年的補鈣研究，實(shí)驗組每天給予含鈣300mg的碳酸鈣，18個(gè)月后，實(shí)驗組腰椎骨礦物含量（20.9%）和骨面積增長(cháng)率（11.16%）顯著(zhù)高于對照組（16.34%和8.71%）。另外兩項在岡比亞和中國江門(mén)地區低鈣攝入兒童中開(kāi)展的使用碳酸鈣作為補充劑的研究也證明，補充鈣劑可以增加兒童不同部位BMC和BMD的增長(cháng)[16，20]。Bonjour等[4]對149名未進(jìn)入青春發(fā)育期的健康女孩進(jìn)行研究，實(shí)驗組給予添加牛奶提取鈣850mg的小點(diǎn)心。一年后，實(shí)驗組女孩橈骨、股骨和腰椎的骨礦物含量增長(cháng)值顯著(zhù)高于對照組相應部位的增長(cháng)值。實(shí)驗停止后一年復查實(shí)驗組骨量指標的增長(cháng)值仍顯著(zhù)高于對照組。盡管上述幾項研究在人種、鈣營(yíng)養狀況、補充劑品種、補充量或補充時(shí)間上有所不同，但研究結果都證明補充鈣劑或牛奶提取鈣可以促進(jìn)兒童少年骨量的增長(cháng)。
奶制品是鈣的良好食物來(lái)源，從均衡營(yíng)養的角度來(lái)說(shuō)，通過(guò)消費奶制品來(lái)達到改善人群鈣營(yíng)養狀況的意義更大。兩項在鈣攝入量高的西方女生中開(kāi)展的補充奶制品的研究表明，補充奶制品可以促進(jìn)女生的骨量增長(cháng)。Chan等[5]給48名平均年齡為11歲的白人女孩補充奶制品，使其鈣攝入量達到1200mg/天，一年后，實(shí)驗組腰椎骨礦物密度增長(cháng)率（22.8%）和全身骨礦物含量增長(cháng)率（14.2%）均顯著(zhù)高于對照組相應的增長(cháng)率（12.9%和7.6%）。Cadogan等[15]對平均年齡為12.2歲的82名白人女孩進(jìn)行了1.5年的研究，實(shí)驗組平均每天補充300ml脫脂牛奶，實(shí)驗組的全身骨礦物含量增長(cháng)率（27.0%）和骨礦物密度的增長(cháng)率（9.6%）均顯著(zhù)高于對照組（24.1%和8.5%），骨盆和腿骨的骨礦物密度的增長(cháng)率也顯著(zhù)高于對照組。本研究是對我國低鈣攝入的青春前期女生進(jìn)行補充牛奶實(shí)驗，結果證明通過(guò)牛奶攝入足夠的鈣能促進(jìn)我國青春前期女生全身和前臂的骨量增長(cháng)。
3.2 不同部位對補鈣敏感性不同
人體不同部位骨骼皮質(zhì)骨和松質(zhì)骨所占的比例各不相同，下肢骨長(cháng)骨中皮質(zhì)骨占75%，而椎骨中松質(zhì)骨占66%～75%[21]。研究發(fā)現，不同部位的骨骼對補鈣劑或奶制品的敏感性不同。
Johnson[19]的研究發(fā)現，橈骨的BMD對補鈣敏感，但腰椎和股骨近端對補鈣并不敏感，盡管補鈣3年，但和對照組相比，這兩個(gè)部位的BMD增長(cháng)沒(méi)有顯著(zhù)性差異。Bonjour[4]的研究證實(shí)，補充牛奶中提取的鈣，腰椎骨BMD的增長(cháng)不如橈骨、股骨等處明顯；他認為，從BMD的變化看，四肢骨對高于供給量水平補鈣的反應比中軸骨更敏感，在四肢骨效果最明顯的是以皮質(zhì)骨為主的部位。
本研究發(fā)現，兩個(gè)實(shí)驗組以皮質(zhì)骨較多的橈骨遠端1/3處和前臂遠端1/3處BMC和骨面積的增長(cháng)率都顯著(zhù)高于對照組，可能由于二者的增長(cháng)比例相同，而導致BMD的增長(cháng)率未與對照組出現顯著(zhù)性差異。而實(shí)驗組1以松質(zhì)骨為主的前臂遠端1/10處BMC增長(cháng)顯著(zhù)，骨面積增長(cháng)不顯著(zhù)，而呈現實(shí)驗組1 BMD增長(cháng)率顯著(zhù)高于對照組。前臂遠端1/10處是骨折常發(fā)生的區域之一，提高BMD具有重要的公共衛生意義。
3.3補充強化牛奶對身高、體重的影響
三項在西方高鈣攝入兒童少年中進(jìn)行的補充鈣劑的研究中均發(fā)現，補充鈣劑通過(guò)降低骨轉換而增加骨量，但對骨的大小、身高和體重增長(cháng)沒(méi)有影響[17-19]。兩項在對低鈣攝入的兒童中開(kāi)展的補鈣研究也發(fā)現，補充鈣劑對身高、體重的增長(cháng)沒(méi)有影響[16，20]。但Bonjour等[4]使用從牛奶中提取的鈣給未進(jìn)入青春發(fā)育期的女生進(jìn)行補充，結果發(fā)現，實(shí)驗組身高的增長(cháng)顯著(zhù)高于對照組，但體重增長(cháng)沒(méi)有顯著(zhù)性差異。補充鈣劑與補充牛奶中的鈣對身高的影響是否不同仍需深入研究。
補充牛奶會(huì )增加營(yíng)養素和能量的攝入，可能會(huì )對身高、體重產(chǎn)生影響。但是Chan[5]等開(kāi)展的干預研究中沒(méi)有觀(guān)察到補充奶制品對兒童少年身高、體重的影響。Cadogan等[15]研究中觀(guān)察到補充脫脂奶促進(jìn)骨形成的生化指標，但尚未觀(guān)察到組間身高增長(cháng)率的不同，也沒(méi)有發(fā)現體重增長(cháng)率的顯著(zhù)差異。本研究中，沒(méi)有發(fā)現補充牛奶對身高增長(cháng)的促進(jìn)作用，但實(shí)驗組2體重的增長(cháng)率顯著(zhù)高于實(shí)驗組1和對照組。補充牛奶究竟對身高、體重有無(wú)影響仍需進(jìn)一步研究。
3.4 適當的奶制品攝入量
Bonjour等[4]認為，對于7-9歲女生，鈣攝入低于800-900mg/天時(shí)不能滿(mǎn)足最大程度的骨礦物沉積的需要，而當鈣攝入量高于1100-1200mg/天時(shí)，增加鈣的攝入骨礦物沉積并不明顯增加。而Cadogan、Bonjour、Chan等人的研究發(fā)現在鈣攝入量達1100-1200mg以上時(shí)，補鈣仍可增加骨礦物沉積[4, 5, 15]。
我國11-17歲兒童青少年鈣的適宜攝入量（AI）為1000mg[22]，鑒于我國兒童少年鈣營(yíng)養狀況及本研究結果，對于處于青春發(fā)育前期的城市女生應在目前奶制品攝入量的基礎上每天再增加250g牛奶或酸奶的攝入，或相當水平的其他奶制品或富含鈣的食品，來(lái)滿(mǎn)足此階段骨骼迅速生長(cháng)對鈣的基本需要。
參考文獻
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