047 人体骨密度的影响因素张 刚综述 赵文华审校(中国疾病预防控制中心营养与食品安全所,北京 100050)摘要: 伴随世界人口老龄化,骨质疏松症日益严重,越来越受到人们的重视,而骨密度是判断该病的主要标准。
本文主要综述了国外关于人体骨密度影响因素的研究,如身高、体重、激素、膳食及其他因素;并阐述了骨密度在人一生中由低水平到峰值骨密度然后又降低的变化规律。
关键词:骨密度;骨质疏松;钙中图分类号: R336 文献标识码: A 文章编号: 1001-1226(2004)03-0184-04收稿日期:2003_12_23;修回日期:2004_03_05作者简介:张刚(1978_),男,研究生,研究方向:营养流行病学。
骨密度是诊断骨质疏松的主要标准,世界卫生组织定义成年女性骨密度低于平均值215个标准差即为骨质疏松。
美国每年约150万例骨折与骨质疏松有关,随着人口的老龄化,到2040年估计美国髋骨骨折率是现在的3倍[1],用于骨质疏松的治疗费用1995年为138亿美元,可见维持人体正常的骨密度,不但预防骨质疏松,而且能够提高人们的生活质量。
1 人体骨密度的变化规律骨密度是指单位体积的骨矿物质含量,钙与磷是骨矿物质的主要成分,它们在骨骼沉积得愈多,骨密度越大,骨骼就愈坚实。
从幼儿期、儿童期到青少年时期,成骨细胞的骨生成大于破骨细胞的骨吸收,在儿童和青少年期有两个快速的骨增长期:男性为7~8岁和15~16岁,女性为7~8岁和13~14岁,男性增长速度快于女性;从20~40岁,骨的长度虽然停止生长,但还有一个骨量加强阶段,直到30~40岁,骨的致密与坚硬程度才达到最高值,称为峰值骨密度;骨骼达到峰值密度以后,随着年龄增加骨钙不断丢失,骨量逐渐减少。
男性一生中骨密度的下降与女性相比较为缓慢。
2 人体骨密度的影响因素211 身高、体重对骨密度的影响现有的研究均证实身高、体重是影响人体骨密度的重要因素。
研究方法为通过体质指数[B MI=体重(kg)P 身高(m)2]这一反映身高、体重的综合指标来分析其与骨密度的关系。
Blum 等[2]使用双能X 线吸收法测定骨密度,研究119名妇女月经初潮时的B MI 与其绝经前期骨密度的关系,发现两者有显著的正相关性,月经初潮期的低体重和低B MI 是绝经前期骨丢失的危险因素。
Yahata 等[3]采用计算机辅助摄像法测定骨密度,研究532名日本绝经妇女B MI 和掌骨骨密度的关系,发现B MI 较高者掌骨骨密度也较高,提示保持正常的体重对预防骨质疏松很重要。
211 激素对骨密度的影响影响人体骨密度的激素可以分为内源性激素和外源性激素两类。
内源性激素主要有甲状旁腺激素、降钙素和雌激素。
甲状旁腺激素促进骨吸收,降钙素促进骨生成,而雌激素抑制骨吸收,并且甲状旁腺激素和雌激素均能促进钙在小肠的吸收。
Ohta 等[4]研究发现,闭经和卵巢切除女性的骨吸收大于非闭经女性,且卵巢切除女性的骨吸收比闭经女性的吸收率更高;而卵巢切除女性的雌激素水平最低。
说明雌激素对骨吸收有抑制作用,且随着雌激素水平的降低抑制作用减弱。
影响骨密度的外源性激素较少,糖皮质激素有肯定的降低骨密度作用,但是机制不甚清楚。
van_Everdingen等[5]研究糖皮质激素对早期风湿性关节炎患者骨质的影响,将患者随机分为两组,一组服用强的松10mg P d,另一组服用安慰剂,两组均服钙补充剂500mg P d。
两年后发现激素组的骨折发生率、骨密度降低率均高于安慰剂组,提示皮质激素不但减少骨密度而且改变了骨的强度和结构,从而增加了骨折的发生率。
212膳食对骨密度的影响流行病学调查和营养素干预实验主要从膳食矿物质、维生素、蛋白质、咖啡因等方面研究了其对人体骨密度的影响情况。
与骨密度有关的矿物质主要是钙和磷,它们是骨矿物质的主要成分,二者在骨骼沉积得愈多,骨骼就愈坚实。
其中磷在食物中含量比较丰富,极少有缺乏的问题,因此骨的强度及密度与钙等矿物质的含量密切相关。
骨钙含量减少,骨密度下降,骨的坚实程度自然会下降,骨质疏松发生率增高。
骨钙含量与人体维生素D的水平密切相关,维生素D 在体内的活性形式为1,25_(OH)2D3,当机体对钙的需要量高或摄入量低时,肠道对钙的主动吸收机制最活跃,该过程需要1,25_ (OH)2D3的参与;而当钙摄入量较高时维生素D的作用不明显。
Gur等[6]研究了土耳其绝经期妇女的牙齿缺失与骨密度的关系。
将1171位妇女按牙齿缺失的严重情况分为3组,结果发现牙齿缺失最严重组腰椎骨密度和骨矿物质含量均低于另外两组,钙摄入量充足个体的比例也显著低于另外两组,而摄入充足的钙在治疗和预防骨质疏松的同时有利于减少牙齿的缺失。
del_Puente等[7]采用双能X线测量意大利那不勒斯139位健康妇女的腰椎和股骨颈的骨密度,同时进行膳食调查、测量血清维生素D、观察尿生化指标,发现膳食钙摄入量、血清钙、血清维生素D 水平是骨密度变化的重要决定因素。
美国波士顿大学Malabanan等[8]研究维生素D和钙与绝经后妇女骨密度的关系发现,充足的维生素D和钙摄入是防治绝经期妇女骨质疏松的基础。
每天摄入500~800I U的维生素D 可以增加63岁妇女的骨密度;800~900I U 维生素D和1200~1300mg的钙可以增加65岁以上妇女的骨密度。
未证实单纯补充维生素D对绝经期妇女骨质疏松性骨折的预防有益。
W hiting等[9]通过对57名39~42岁男性的研究发现,在钙摄入量充足的情况下,膳食蛋白质(112g P kg)、钾(>100mmol P d)、磷(1741?535mg)对成年男性的骨密度有益。
Ha wker等[10]采用单能X线法测定963名19 ~35岁成年女性的前臂骨密度发现,年龄和体重与骨密度成正比,月经初潮年龄晚、奶摄入量少者骨密度较低。
提示儿童时期钙补充剂对获得更高的峰值骨密度有意义。
Du 等[11]采用单能X线法测定中国北京649名青春期女性的骨密度,研究牛奶摄入量与骨密度的关系,发现牛奶摄入对北京青春期女性的骨聚集有益,比不饮用牛奶而摄入其它膳食有更好的提高骨密度的作用。
因此可以认为通过增加牛奶摄入量来提高钙摄入量能获得最佳的骨密度。
但世界各地都有一部分人有不同程度的乳糖不耐受,美国约25%,他们不能或只能少量地分解和吸收乳糖[12],虽然这类人群可以从牛奶中正常地吸收钙,但因他们对奶及奶制品的回避使钙缺乏的危险性增加,因此骨质疏松患病率也增加。
Di_Stefano等[13]对乳糖不耐受人群骨密度的研究发现,乳糖不耐受妨碍该人群获得更大的峰值骨密度,因此可能增加患骨质疏松的可能性。
蛋白质是人体所需的六大营养素之一,我国正常成年人每天蛋白质的需要量为60 ~80g,超过这一摄入水平会增加尿钙的排出;摄入不足则影响正常的人体发育,使免疫力下降,骨密度降低。
Dawson等[14]采用双能X线法测定骨密度,对342名老年人进行为期3年的研究,发现蛋白质摄入较高(7911? 2516g P d)的老年人,若同时补充钙和维生素D则对骨密度的增加有明显的作用,服用安慰剂则无良好的作用。
Promislow等[15]研究572名老年女性和388名老年男性蛋白质摄入量和骨密度的关系,发现动物蛋白质每增加15g P d,女性髋骨、股骨颈、脊椎骨和全身骨密度都显著增加,提示膳食动物蛋白对老年女性的骨健康有保护作用。
咖啡因主要是通过饮用咖啡时摄入体内,对咖啡因与骨密度的关系的研究主要集中在美国。
Rapuri等[16]研究发现绝经期妇女日摄入咖啡因大于300mg则加速脊椎骨丢失。
Barger_Lux[17]提出咖啡因对钙存留有中度负影响。
Kiel[18]指出咖啡因还与女性髋骨骨折的危险性增加有关。
Harris和Da wson_ Hughes[19]研究发现咖啡因消费与加速骨丢失的相关性仅局限于绝经期钙摄入量低的妇女,并证实钙摄入量少于800mg P d的妇女,每天饮两杯以上咖啡与脊柱和全身骨丢失有关系。
与该观点一致的是Barrett_Connor[20]提出的骨密度受咖啡因的负面影响可被额外的膳食钙补偿。
Massey和Wise[21]提出咖啡因诱导短期的肾钙排出增加,并可减少钙吸收。
对从皮肤丢失钙的情况尚无报道。
由此可见,钙摄入量800mg以上时咖啡因对骨密度的影响不大。
213其他因素对骨密度的影响影响人体骨密度的其他因素主要有吸烟、疾病、哺乳、体力活动、特殊职业等。
关于吸烟与人体骨密度的关系,目前的研究结果比较一致,无论何种年龄段的人群,吸烟者骨密度均低于不吸烟者。
Blum等[22]采用双能X线法测定骨密度研究发现,青少年、年轻成年人家庭吸烟暴露与髋骨、股骨颈骨密度成负相关,绝经前期妇女吸烟与髋骨、股骨颈、腰椎、全身骨密度成负相关。
Hannan等[23]研究老年人骨密度降低的危险因素时发现,吸烟男性骨密度的降低显著低于不吸烟者,因此对老年人而言,吸烟与骨健康的关系比较密切。
有些疾病对骨密度也有不利的影响。
Benigno等[24]研究了意大利25名15~23岁重型地中海贫血患者的骨密度情况,发现骨质减少达84%,骨质疏松达20%,即该类型患者普遍存在骨密度降低的情况。
Munoz 等[25]研究了接受雌激素治疗的38名神经性厌食少女的骨密度,发现单纯雌激素替代疗法不能控制该病患者的渐进性骨质疏松,其他因素如体重降低、持续闭经、低水平胰岛素样生长因子可能是患者骨丢失的重要原因。
处于特殊生理状态如哺乳期的妇女其骨密度也会受影响。
Chowdhury等[26]对孟加拉国哺乳期妇女的研究发现,哺乳期持续时间与骨密度成负相关。
提示哺乳期妇女应摄入充足的钙以保持良好的骨营养。
体力活动影响骨骼的力量、形态和骨矿物质含量的观点已广为接受。
目前对体力活动与骨矿物质含量和结构的关系有一些研究,但钙摄入量对体力活动引起的钙吸收增加的影响程度仍不清楚。
LeBlanc[27]报道在绝对安静时,即使钙摄入量为1000mg P d骨丢失仍很快。
Sle menda[28]所做的一项长达3年的对6~14岁儿童的干预研究发现,钙与体力活动都影响骨的矿化,但二者的影响作用似乎是独立的。
Specker[29]总结了一些钙摄入量的资料,16项研究中有15项针对女性,一项针对男性,发现高钙摄入量(超过1000mg P d)增加了全身骨密度,体力活动增加了腰椎骨密度。
Hagberg等[30]对更年期妇女按体力活动水平分为久坐、低强度、运动员水平3类,在校正了膳食习惯、吸烟状况、营养状况后,发现低强度组的骨密度比另外两组都高。
对于钙与体力活动的相互关系需要在未来进行更多的研究,以比较单纯补钙或补钙同时增加体力活动对骨密度的影响效果。
