摘要 : 目的 成都华西华科研究所研究QCT通过代谢平衡实验探讨青少年的钙代谢特点及其影响因素 , 为制定钙膳食参考摄入量提供参考。 方法 从 320 名参加 1 年补钙实验的 4 组 12 ～ 17 岁的少年中 , 每组随机抽取男 、女生各 10人 , 共 80 人。 用代谢平衡实验收集研究对象试验期内摄入的食物、排出的粪便和尿液样品 , 用电感耦合等离子体发射光谱法测定其钙含量。 用聚合酶链反应2限制性片段长度多态性检测研究对象维生素 D 受体基因 Bsm Ⅰ和 Fok Ⅰ 、雌激素受体基因 Pvu Ⅱ和 Xba Ⅰ多态性。 结果 性别 、钙摄入量、青春发育水平是主要影响青春期少年钙吸收的因素 ( R 2 = 0 1508)。 男生和女生的钙摄入量差异无显著性 ,男生的钙表观吸收率和钙储留量
(681 7 % 、 479 1 7 mg · d- 1 )明显高于女生(461 4 % 、 203 1 7 mg · d- 1) 。 男生出现首次遗精后 1 年内 , 钙表观吸收率快速上升 ,1 年后钙表观吸收率逐渐下降 ; 女生出现月 经初潮后 2 年内 , 钙表观吸收率迅速下降 ,2 年后趋于稳定。 青春期少年钙储留量主要受性别 、钙摄入量和年龄的影响 ( R 2 = 0 1745)。 随年纪的增长 , 钙储留量下降。 维生素 D 受体基因和雌激素受体基因多态性对青春期少年的钙代谢没有显著影响 。 结论 性别 、钙摄入量、年龄和青春期发育水平是青少年钙代谢的重要影响因素 , 在制定青春期少年膳食钙 DRIs 时 , 需要仔细考虑这一些因素对青少年钙代谢的影响 。
青春期是快速获得骨矿物的关键时期 , 在成年早期使峰值骨量最大化是预防骨质疏松的首要策略[1 ]。 2002 年中国居民营养与健康情况调查发现 ,我国居民钙摄入量平均为 388 1 8 mg · d- 1 [2], 远远低于我国 参考国 外研究制定的钙膳食参考摄入量(Dietary reference intakes , DRIs) 。 与国外人群相比 ,我国骨质疏松症的患病率比较低
[3 ], 我国居民的钙需要量可能低于国外其他种族人群的需要量。 因此十分有必要探讨中国青少年钙代谢的影响因素 , 并据此制定中国青少年的钙 DRIs , 指导他们正确补钙 , 使骨量发育达到最佳状态 , 对于预防中老年时期的骨质疏松有重要意义。目前围绕我国青春期少年钙代谢影响因素的研究比较少。 本研究采用经典的代谢平衡研究方法 ,并结合多基因位点的检测 , 首次分析了我国 12 ～ 17岁青春期少年的钙代谢特点及影响因素 , 为制定符合我国青春期少年钙代谢特点的钙 DRIs 提供科学依据。
成都华西华科研究所研究从北京市某中学 12 ～ 17 岁学生中抽取 320 人 ,随机分为 4 组 , 男女各半。 4 组分别服用含钙 21 、118 、 220 和 322 mg 的碳酸钙片 ( 含 60 IU 维生素 D) ,每日 3 片 。 补钙 1 年后 , 从每个补钙组中随机抽取男 、女生各 10 人 , 共 80 人参与钙代谢研究。 所有参与者要求 : 自愿参加 , 身体健康 , 没有患影响骨代谢的肝、肾疾病和骨骼系统疾病。 本研究经中国疾病预防控制中心营养与食品安全所伦理评审委员会同意 , 并由家长签署知情同意书。
由经过培训的调查员采用标准的方法测量身高、体重。 通过面对面询问调查出没出现首次遗精或月经初潮 、及出现的时间 。
1 1 3 代谢实验共 10 d , 前 3 d 为适应期 , 后 7 d 为实验期。 代谢实验期间 , 研究对象仍然按照补钙干预的分组服用钙片 。 收集调查对象 10 d 的饮食 ( 包括 3 餐、零食和饮用水 ) 、 24 h 粪便和尿样。
1 1 3 1 1 样品的收集 : 每天由经过培训的调查员准确称量和记录每人各种食物的净摄入量。 收集每种食物样品 , 用不锈钢食品打碎机制备均匀样品后 , 装在2 个冷冻盒中 , - 20 ℃保存。 D 4 和 D 11 早餐前分别服用卡红胶囊 2 粒 (200 mg) 以标记粪便。 自粪便出现红色染料 ( 卡红 ) 起 , 收集每个受试对象的全部粪便 , 直至 D 11 服用的红色染料在粪便中出现为止。 粪便每 24 h 收集 1 次 , 记录粪便重量和兑入水的重量 , 混匀样品 - 20 ℃保存。 收集研究对象实验期每天 24 h 的全部尿液 , 加入 1 % 盐酸溶液 , 混匀称量后留取每天的尿液 200 mL - 20 ℃保存。
1 1 3 1 2样品的测定 : 粪便和尿样按照 10 % 的平行样 , 食物全部取双份样品 , 以猪肉粉 ( 国家标准物质研究所 ) 为标准物质 , 经湿法消化后 , 采用电感耦合等离子体发射光谱法(ICP2 AES) (Optima 3000 , 美国PE 公司 ) 测定样品中的钙含量。
1 1 4 1 2PCR 扩增与限制性片段长度多态性分析 : 清晨空腹取 EDTA 抗凝的新鲜全血 2 mL , - 70 ℃保存 , 用基因组 DNA 提取试剂盒提取 DNA 。 分 3 次分别扩增包含相应位点的基因片段[4 2 6],PCR 产物通过2 % 琼脂糖凝胶电泳 , 分别加入相应内切酶进行酶切 , 用凝胶成像系统分析基因型。 缺乏 Fok Ⅰ 、 BsmⅠ 、 Pvu Ⅱ和 Xba Ⅰ酶切位点分别以 F 、 B 、 P 和 X 表示 , 具有上述酶切位点分别以 f 、 b 、 p 和 x 表示。
1 1 5 统计学处理数据录入后进行核对、清理。 依据数据类型 , 采用 t 检验或非参检验比较组间差异 , 采用多元逐步回归方法分析吸收率的影响因素。 将研究对象的首次遗精或月经初潮时间和钙表观吸收率进行曲线拟合。 表观吸收率的计算公式如下 :
2 1 1 正常的情况5 名男生 ( 包括第 1 组和第 3 组各 1 名男生 , 第 4组 3 名男生 ) 和 2 名女生 ( 第 2 组 2 名女生 ) 的代谢样品收集不全 , 被剔除 , 不纳入数据分析。 73 名研究对象的年龄为 15 1 1 ± 0 1 8 岁 , 男生和女生的年龄、身高、体重、 BMI 及青春发育情况差异无显著性 ( 表1)。
2 1 2 不同性别间钙代谢情况的比较男生的钙摄入量平均为 839 mg · d
- 1, 女生为 808mg · d- 1, 男生和女生的钙摄入量差异没有统计学意义。 但男生和女生的尿钙排出量、粪钙排出量、钙储留量和钙表观吸收率差异存在非常明显性 ( P 0 105)
( 表2)。同一性别不同 Fok Ⅰ 基因型间的钙表观吸收率、储留量差异没有显著性 , 男生 FF 、 Ff 、 ff 基因型的钙表观吸收率为 60 1 2 % 、 71 1 9 % 、 72 1 9 % , 女生的为45 1 7 % 、 45 1 4 % 、 50 1 1 % , 带有 ff 基因型的少年 , 钙表观吸收率呈现较高的趋势。 同一性别不同 Bsm Ⅰ基因型间 、不同 Pvu Ⅱ基因型间 、不同 Xba Ⅰ基因型间的钙表观吸收率、储留量差异没有显著性 ( 表3)。2 1 4 钙表观吸收率影响因素的多元回归分析通过多元逐步回归 , 分析年龄、性别 、身高、体重、钙摄入量、青春发育水平 ( 男生以出现首次遗精是不是达到 12 个月 , 女生以出现月经初潮是不是达到 24个月 ) 与钙表观吸收率、储留量的关系 , 并在模型中逐个放入 Fok Ⅰ 、 Bsm Ⅰ 、 Pvu Ⅱ、 Xba Ⅰ位点基因型。
分析发现 , 性别 、钙摄入量和青春发育水平是青春期少年钙表观吸收率的主要影响因素 ( R2= 0 1 508) , 性别 、钙摄入量和年龄是影响青春期少年钙储留量的主要影响因素 ( R2= 0 1745)。 性别对钙表观吸收率和储留量的影响最强。 随着钙摄入量的增加 , 钙表
观吸收率下降 , 钙储留量增加 。 代谢实验距离首次遗精或月经初潮的时间越长 , 钙表观吸收率的总体水平越低。 随年纪的增长 , 钙储留量下降。 VDR基因和 ER 基因多态性与钙表观吸收率和储留量无关 ( 表4)
成都华西华科研究所研究QCT采用经典的代谢平衡研究方法 , 首次探讨了我国 12 ～ 17 岁青春期少年的钙代谢特点及影响因素 , 发现性别 、钙摄入量、年龄和青春发育水平是影响青春期少年钙代谢的重要的因素 ,VDR 基因和ER 基因等遗传因素对青春期钙代谢的作用较小 , 为制定符合我国青春期少年钙代谢特点的钙 DRIs 提供科学依据。
经典的钙代谢平衡研究是制定人体钙需要量的重要依据之一 , 其用于测定人体钙需要量已有几十年的历史 , 测定结果可信。 钙表观吸收率可以反映机体对钙的吸收利用状态 , 最大钙储留量是指实验曲线上呈现的平台摄入量 , 是制定人体对钙需要量的依据[7]。 在本研究开始前 , 研究对象已经参与 1年的补钙实验 , 各补钙组的钙代谢情况已经较为稳定。 不同补钙组之间的 BMI 水平及青春发育情况差异无显著性 , 便于进行组间比较。经分析发现 , 青春期少年的钙代谢主要受性别 、钙摄入量的影响 , 年龄和青春发育水平也发挥一定的作用 。 Brau[8]发现 , 美国 12 ～ 15 岁男生钙摄入量为 1140 mg · d- 1时获得最大钙储量 ( 钙摄入量为 700～ 2100 mg · d- 1) ,男生的钙储留量高于同年龄段女生 171 mg · d- 1, 与本研究结果类似 , 可能与研究对象青春发育期的钙代谢特点有关。 首次遗精或月经初潮是反映青春期发育水平的指标。 Martin AD 等
[9]发现男孩 14 1 5 岁 、女孩 13 岁时 , 骨矿物质增长的速度最快。 15 ～ 18 岁期间 , 男孩各部位骨量都呈现显著的持续增长 , 而女孩在月经初潮后 2 ～ 4 年间骨量增长存在明显减慢的时期[10]。 本研究也同样发现 ,首次遗精 12 个月 或月 经初潮后 24 个月 以内 , 钙表观吸收率的总体水平比较高。 可能与钙片中含有60 IU 维生素 D , 可以在一定程度上促进钙吸收有关。 从研究对象所处的年龄段、青春发育水平分析 , 本次研究的对象平均岁数为 15 岁 , 且多数人已经历过月经初潮或首次遗精 , 女生正处于月经初潮后骨量增长减慢期 , 而男生正处于骨量增长的高速期 , 这一些因素可能造成了青春期男生与女生钙代谢水平的差异。遗传基因对青少年钙代谢的影响是很需要我们来关注的问题[11 ]。 目前关于 ER 基因和 VDR 基因多态性对青少年钙代谢影响的研究很少 , 多数研究围绕中老年妇女开展 , 且研究结果并不一致[12]。 多数研究之后发现 ,BB 基因型能够更好的降低中老年妇女的钙吸收 , 但也有研究之后发现相反的结果[12]
。 Ames[13 ]采用同位素方法调查了 72 名 7 ～ 12 岁健康青少年的钙代谢情况 , 发现带有 FF 基因型者的膳食钙表观吸收率和骨密度均高于带有 ff 基因型或 Ff 基因型者。 黄振武[14]采用经典的代谢实验方法发现在中国 18 ～ 23岁青年女性中也有类似发现。 Abrams[15]采用同位素方法调查 99 名青少年的钙代谢水平也发现 ,Fok Ⅰ基因通过影响青少年的钙吸收直接影响骨矿物质沉积 , 遗传因素与骨矿物代谢的关系受年龄和膳食水平的影响 。 本研究发现 ,ff 基因型少年的钙表观吸收率有高于其他基因型青少年的趋势 , 但未曾发现VDR 基因 Fok Ⅰ 多态性、 Bsm Ⅰ 多态性和 ER 基因Pvu Ⅱ多态性、 Xba Ⅰ多态性对青春期少年的钙代谢水平有显著影响 , 有很大的可能性是青春期的骨量增长特点掩盖了基因对青春期少年钙代谢水平的影响 , 也可能与样本量相对较小有关。
综上 , 在制定青少年膳食钙 DRIs 时 , 需要最大限度地考虑性别 、钙摄入量、年龄和青春期发育水平等因素对青春期少年钙代谢的影响 , 针对不同性别和青春期发育水平制定具体的膳食钙 DRIs 。返回搜狐，查看更加多
