钙生物利用率及其影响因素_王晓燕

综述作者简介 王晓燕(1977~ ),女,新疆人,在读硕士研究生,主要研究方向为学生营养。

作者单位 中国疾病预防控制中心营养与食品安全所,北京100050。

钙生物利用率及其影响因素王晓燕 综述,马冠生 审校文献标识码 B中图分类号 Q 582 Q 591.7 R 151.4 文章编号 1000 9817(2005)09 0793 03 关键词 钙;生物利用度;因素分析,统计学钙是人体的重要组成成分,并在机体各种生理变化过程中起着重要的调节作用。

但是钙在人体内的生物利用是个复杂的过程,包括钙的摄入、吸收和排泄,以及吸收的钙被用以维持生理功能的程度。

本文就钙的生物利用率及其影响因素综述如下。

1 钙生物利用率的定义钙的生物利用率是反映在肠道内吸收后的钙,被机体用以维持正常生理功能和储备的程度[1]。

潜在的钙能被吸收的能力依赖食物以及肠道的吸收能力,而肠道对钙的吸收能力又受生理因素的影响,如钙的储留、激素的调节或者以前膳食钙的供应。

因此,潜在钙吸收就是在最有利的生理环境下钙的吸收值[2]。

被吸收的钙用于骨骼的结合,肾脏的排泄以及粪内源性钙损失。

肠道的吸收、生理因素尤其是激素,对于钙结合到骨骼起重要作用,而食物中钙的存在形式也可以影响吸收后的钙结合至骨骼的可能性。

钙的其他代谢产物主要通过肾脏排泄。

研究发现一些阴离子,如硫酸盐、氯、螯合剂、过量的蛋白质和钠使钙在肾脏的损失增加,并阻碍钙在骨骼的结合。

所以,钙的生物利用率可以定义为:膳食中的钙,能被肠道潜在吸收并用于维持生理功能,尤其是用于骨矿化或限制骨吸收的比率。

钙的生物利用包括钙的摄入、吸收、排泄这3个过程[2]。

目前广为学者接受的计算钙生物利用率的公式是[3]:生物利用率=[摄入-(粪钙-粪内源性钙)-(尿钙-尿内源性钙)]*B/摄入B=储留中的钙能用以机体构造和功能的程度吸收率=摄入-粪钙/摄入2 影响钙生物利用率的因素钙的生物利用包括钙的摄入、吸收、排泄这3个过程。

因此,影响这3个过程的因素都可以影响到钙的生物利用率。

2.1 钙的摄入量 当钙的摄入量为200mg/d 时吸收率为45%,而当钙的摄入量大于2000mg/d 时,吸收率仅为15%。

但是,Ruth 等通过对照研究,发现长期低钙摄入(不喝牛奶)的儿童身高明显低于对照组(喝牛奶)(P <0.01),骨骼小(P <0.01),全身骨矿含量低(P <0.01),指出处于生长发育时期的儿童,长期不饮牛奶与身材矮小和骨骼健康状况不良有关[4]。

这是因为长期低钙摄入,尽管钙的吸收率高,但是能够被机体利用的绝对值低,而导致骨骼发育不良。

2.2 影响钙吸收的因素2.2.1 机体的状态 钙的吸收率随年龄增长而下降。

婴儿对母乳中钙的吸收率可达60%到70%,在儿童骨骼生长期钙的吸收率高达75%,而成人为20%~40%,一般40岁以后,钙吸收率逐渐下降。

在性别上,男性钙吸收率高于女性,认为这与雄激素有关。

在妊娠、哺乳等特殊生理状况时,钙的吸收率增高。

某些疾病状态(如糖尿病)也会影响钙的吸收。

机体对钙的吸收能力在孕期增加了2倍,在哺乳期降至正常水平。

哺乳期对钙的需求是通过肾储留和骨吸收来满足的。

长期低钙膳食的妇女,在怀孕期间钙吸收大于80%[5]。

2.2.2 不利于钙吸收的因素 存在于谷皮、谷物、种子里的植酸,存在于菠菜、大黄、胡桃中的草酸,还有茶叶中的鞣酸,可以与钙结合为难溶性的复合物,减少钙的吸收。

膳食纤维对钙吸收的负面影响也主要是由于植酸与膳食纤维的紧密联系。

纤维本身(纤维素、半纤维素、木质素、非纤维素多糖)对钙的吸收率没有直接影响,在不平衡饮食如缺乏奶制品的高纤维膳食中,这些因素就可以影响钙的吸收。

其他植物性复合物,如轻甲基果胶,严重阻碍了钙和其他矿物质的吸收[6]。

普遍认为相对过量的磷酸盐可以增加粪钙的排泄,也有与之相反的观点,认为至少在钙摄入充足的情况下,过量的磷不会减少钙的吸收。

所有的西方传统饮食中钙/磷之比低于1,但并没有妨碍正常的钙吸收[7]。

2.2.3 有利于钙吸收的膳食因素 维生素D 对促进钙吸收有重要作用。

1,25-(OH)2D 3及24,25-(OH)2D 3是具有生物活性的分子,可以促进钙的吸收。

但近来的研究发现25(OH)D 促进肠道钙吸收的生物活性高于1,25-(OH)2D [8]。

已经证明一些不能消化的碳水化合物和难于消化的寡糖通过促进肠远端内细菌发酵,降低肠道pH 值,而增加了钙的吸收[2]。

全麦面粉由于含有较多的膳食纤维和植酸,被认为会影响矿物质的生物利用率。

但Marie Anne [9]研究发现,在小鼠实验中,全麦面粉中钙的吸收优于精面粉中钙的吸收,表观吸收并没有降低。

这主要是由于植酸与碳水化合物一起吸收时,碳水化合物发生酵解,可以降低结肠的p H 值,激活植酸酶的活性,促进植酸分解;同时,碳水化合物的发酵产物还可以增加二价阳离子(如钙离子)的溶解度,促进它们在盲肠的吸收。

钙补充剂如碳酸钙不溶于水,但可以在胃液中溶解。

因为食物可以促进胃液的分泌,并且使胃排空的速度减缓,所以,碳酸钙与膳食同时摄入,肠道对钙的吸收效果要比单独服用碳酸钙好[10]。

许多体内外实验都已证明蛋白质、磷肽可以促进钙的吸收。

尤其是从酪蛋白水解酶分解出的磷肽,可以隔绝钙等阳离子与肠道内阴离子(如磷酸盐)结合产生沉淀,使钙一直维持可溶状态直到肠的远端。

蛋白质就是通过这种对钙的积极扩散作用而促进了钙的吸收[11-13]。

Jane 等[14]通过严格控制膳食,进行了3项前瞻性干预研究,发现膳食蛋白质的减少导致钙吸收的减少和继发性的甲状旁腺功能亢进。

乳糖的吸收比较缓慢,在一定的吸收位点上,可以促进回793中国学校卫生2005年9月第26卷第9期 Chin J School Health,Sep 2005,Vol.26,No.9肠不依赖维生素D性的钙吸收。

如果乳糖的含量达到15%~ 30%,钙的吸收力可以增加到2倍[11]。

关于乳糖对钙吸收的促进作用,在小鼠和猪等动物实验中已经得到证实。

但对人类的营养作用还是不很明确。

但至少一点是清楚的:牛奶中正常含量的乳糖对钙吸收的影响不大,除非乳糖的剂量很高(50g/ d)[13],缺乏乳糖酶不会影响牛奶中钙的吸收。

Scri mshaw和Murray[15]的研究证明了大部分人群(除西方和中欧外)可以耐受牛奶中250g的乳糖,这些含量足以促进钙的吸收。

2.3 影响钙排泄的因素 钙主要通过肾脏排泄,钙的摄入量对尿钙的排泄影响不大,影响钙肾脏排泄的主要有磷、蛋白质和钠。

钙还通过肠道排泄,排泄量与影响吸收的因素有关。

磷与钙同时吸收有利于减少尿钙的排出,机制是磷可以增加肾脏远端对钙的重吸收,刺激甲状旁腺激素(PTH)的分泌,促进吸收的钙沉积于骨[16],从而减少了尿钙的排出。

过量的蛋白质可增加尿钙的损失,如果食物中同时富含蛋白质和磷,蛋白质对钙吸收的影响就被磷的相反作用所掩盖。

尤其含硫氨基酸(如半胱氨酸、蛋氨酸),释放出的硫被氧化成硫酸盐,导致适度的酸中毒,可增加尿钙的排泄。

硫酸根离子也可与钙结合,阻碍钙在肾小管的重吸收,甚至影响钙在骨的结合。

过量的含硫蛋白质(氨基酸中富含硫)或别的硫酸盐来源(如矿泉水)引起尿钙的丢失大于素食或含有重碳酸盐的食物[17]。

钠也影响肾脏对钙的清除,膳食中每2g过量的钠可增加尿钙30g到40g损失[18]。

一般在高钙摄入时,可不考虑钠和蛋白质的摄入量,而在低钙摄入时,则必须考虑这2者的影响。

因为在低钙摄入时,影响尿钙丢失的膳食因素对钙平衡的影响比较大。

3 不同来源的钙生物利用率比较有研究认为牛奶和奶制品中钙的吸收程度高于蔬菜如菠菜、水芹(荷兰芥菜)中钙的吸收,因为这些植物中含有较多的草酸盐[19,20]。

Hansen[21]采用双标同位素法测定了不同来源的钙在肠道的吸收情况,结果是柠檬酸盐溶液中钙的吸收程度(29%)显著高于乳酸葡萄糖酸盐和碳酸盐溶液中钙的吸收程度(25%)。

Sakhaee[22]利用一些发表的实验数据,对碳酸钙和柠檬酸钙的生物利用率作了一份分析性研究,结果表明无论空腹还是餐中服用,柠檬酸钙的吸收均好于碳酸钙的吸收,可达22%~27%。

Ligia Martini[23]研究比较牛奶中的钙,果汁中强化的钙(柠檬酸钙、苹果酸钙),钙剂如碳酸钙这3种钙来源对老年妇女的钙生物利用率的影响,结果发现无论是短期研究还是长期研究,这3者的钙生物利用率都是一样的,所以作者认为老年妇女可以自由选择这3种钙来源以满足她们对钙的需要。

然而,牛奶中的钙还是不同于其他食品或补充剂中的钙。

首先,牛奶和奶制品是膳食钙的主要来源[24],每升牛奶含钙1.20g。

其次,即使机体处于不良的生理状况下,对牛奶中钙的吸收也可以达到比较高的程度。

原因是牛奶中的钙与肽和蛋白质结合,当机体的pH值不适宜时,牛奶中的钙也可以保持溶解的状态,例如当胃酸缺乏时,由于乳酸通过旁细胞路线在远端肠道的影响,使得牛奶中的钙在机体缺乏维生素D时,也可以被吸收。

所以,牛奶可提供确保吸收的钙,外界因素对它的影响不灵敏,除非象草酸盐一类的阻止剂[25]。

4 结语我国钙的食物来源主要还是以难以吸收的植物性食物为主,大部分地区谷类和蔬菜水果来源的钙在50%以上,最高的甚至超过80%。

来源于豆、动物性食品特别是奶类等优质含钙食物的钙在全国总体上处于较低水平。

全国营养调查结果显示我国居民膳食钙的摄入量普遍不足。

所以应向人们宣传改善钙营养状况的重要性,并提出针对不同人群的行之有效的膳食模式,提高钙的生物利用率。

改善食品工艺,加强钙的食品强化,满足居民的需要。

5 参考文献[1] Jac kson M J.The assess ment of bioavailabili ty of micronutrients:Introduction.European J Clin Nutr,1997,51(Sup.1):1-2[2] Gueguen L,Pointillart A.The bioavailability of dietary calcium.J Am CollNutr,2000,19(2Sup):119-136[3] Van Darrell R,Raymond PG:Micronutrient bioavailability techniques:Accuracy,problems and li mi tations.Field Crops Res,1999,60(1):93-113 [4] R uth EB,Sheila MW,Ianthe EJ,et al.Goulding Children who avoid dri nking co w milk have lo w dietary calcium intakes and poor bone heal th.Am J Cli n Nutr,2002,76(3):675-680[5] Ki ng JC.Effect of reproducti on on the bioavailabili ty of calcium,z inc andselenium.J Nutr,2001,131(4Sup):1355-1358[6] Bagheri S,Gu guen L.Effect of wheat bran and pectin on the utilization ofphosphorus,calci um,magnesium and zinc i n the growing pi g.Reprod Nu tr Devel op,1995,25(3):705-716[7] Greger J L,Gutkows ki CM,Khazen RR.Interacti on of lactose with calcium,magnesium and zinc in rats.J Nutr,1989,119:1691-1697[8] Amanda D,Sc ott GW,Ian MD,et al.Effect of vitamin D metabolites on intestinal calcium absorpti on and bone turnover in el derly women.Am J Clin Nutr,2002,75(2):283-288[9] Marie Anne LV,Charles Courday:Whole wheat flour ens ures higher mi neral absorption and bi oavail abili ty than white wheat flour in rats.Bri t J Nutr, 1999,82(1):17-21[10] Heaney R P,Smi th K T,Recker RR,et al.Meal effects on calci um abs orption.A m J Clin Nutr,1989,49(3):372-376[11] R m sy C,Behr SR,Levrat MA,et al.Fiber fermentation in the cecumand its physi ological c onsequences.Nutr Res,1992,12(7):1235-1244 [12] Zittermann A,Bock P,Drummer C,et ctose does not enhance calcium bioavailabili ty in lactose tolerant,healthy adults.Am J Clin Nutr,2000,71(4):931-936[13] Gries sen M,Cochet B,Infante F,et al.Calcium abs orption from milk inlactase deficient subj ects.Am J Cli n Nutr,1989,49(2):377-384 [14] Jane EK,Ki mberly OB,Karl I.Dietary protei n and intes ti nal calciumabs orption.Am J Clin Nutr,2001,73(5):990-991[15] Scri ms haw NS,M urray EB.The acceptability of milk and milk products inpopulati ons with a hi gh prevalence of lactose intolerance.Am J Clin Nutr,1988,48(Sup):1081-1159[16] Bres lau N A.Calcium,magnesium,and phosphorus:Renal handling anduri nary excretion.In Favus MJ.Primer on the metabolic bone diseases anddisorders of mineral metabolism.3r d ed.New York:Lippinc ott Raven,1993.49-57[17] Whiting SJ,Anders on DJ,Weeks SJ.Calci uric effects of protei n andpotassi um bicarbonate but not of sodium chloride or phos phate can be detected acutely in adult women and men.Am J Clin Nutr,1997,65(7):1465-1472[18] Matkovic V,Ilich JZ,Andon MB,et al.Uri nary calcium,sodium and bonemas s of young fe males.Am J Clin Nutr,1995,62(3):417-425 [19] Levenson DI,Bockman RS.A review of calcium preparations.Nutr Rev,1994,52(2):221-232[20] Fairweather TS,Prentice A,Heumann KG,et al.Effec t of calcium supplements and stage of lac tation on the calci um abs orption efficiency of lactat ing women accustomed to low calcium intake.Am J Clin Nutr,1995,62(7):1188-1192794 中国学校卫生2005年9月第26卷第9期 Chin J School Health,Sep 2005,Vol.26,No.9疾病控制 舟山市外来学龄儿童麻疹抗体水平调查陈军伟文献标识码 A中图分类号 R179 R511.1 R392.11文章编号 1000 9817(2005)09 0795 01关键词 麻疹;抗体;儿童近年来随着经济的发展,来舟山务工的外来人员逐年增多,其子女(以下简称 流动儿童 )也随父母迁居舟山。