马冠生. 张倩. 胡小琪. 杜学勤1 张新2 葛可佑

(中国疾病预防控制中心营养与食品安全所,北京100050;

1.澳大利亚悉尼大学;2.北京西城区中小学卫生保健所)

【摘要】目的： 探讨饮用钙与维生素D强化牛奶对北京城区青春前期女生骨量的影响。方法： 为期一年设有对照的双盲干预研究。将来自北京市西城区9所小学平均年龄为10.1岁的女生757名随机分为对照组（n=259）保持日常饮食；实验1组（n=238）除日常饮食外.饮用钙强化牛奶137ml/d，含钙233mg；实验2组(n=260)：除日常饮食外，饮用钙和维生素D强化牛奶137ml/d，其中钙233mg，VD3.3μg。使用24h回顾法了解食物摄入、体力活动问卷了解体力活动情况，用双能X线吸收仪（DEXA）测定全身和前臂骨量。 结果： 与干预前相比，实验组2全身骨矿物密度(BMD)的增长率显著高于实验1组和对照组(9.6%、8.3%和8.0，P=0.002)；实验1组、实验2组桡骨远端1/3处BMC和骨面积的增长率显著高于对照组(BMC：13.0%、12.9%和11.7%，P=0.016；骨面积：2.3%，2.0和1.5%，P=0.010)；实验1组前臂远端1/10处BMC和BMD的增长率显著高于对照组(P=0.007)结论：饮用钙与维生素D强化牛奶能促进青春前期女生骨量的增长.饮用钙和维生素D强化牛奶促进骨量增长的作用比饮用钙强化牛奶明显。

关键词： 钙 维生素D 强化牛奶 骨量 青春前期女生

中图分类号:R151.41 文献标识码：A 文章编号：0512-7955(2002)04-0420-06

人的骨骼发育经过婴幼儿期、儿童期和青春期，到30岁左右达到峰值骨量。青少年时期骨量的增加有助于提高成年期的峰值骨量，从而降低到老年时发生骨质疏松和骨折的危险性。充足的钙和维生素D(VD)摄入是获得峰值骨量的基础。

我国中小学生钙和VD摄入不足十分严重.女生的摄入量更低。北京13~15岁女生钙的摄入量为350mg/d仅占供给量(RDA)的1/3[1]北京城区女生VD平均摄入量只有2.0μg/d相当于该年龄段RDA的1/4[2]。

多项研究表明.给儿童青少年补充钙剂或奶制品可以改善其骨骼发育状况[3~5]。Abrams[6]等的研究发现，钙沉积率在月经初潮前8个月出现高峰，月经初潮后降低，提示月经初潮前后是补钙的最佳时期。牛奶不仅含钙丰富、生物利用率高，同时也可作为强化VD的载体.许多国家都将强化VD的牛奶作为改善儿童少年钙和VD营养状况的主要措施。

鉴于我国儿童少年钙和VD摄入量低的现状，以及我国尚未开展补充奶制品对儿童少年骨量影响的研究，为探讨饮用强化牛奶对我国青春前期女生骨量的影响，为政府部门制定相关政策提供科学依据，于1999年开展了本研究。

1. 内容与方法

1.1 研究设计

为期一年设有对照的双盲干预研究。

用随机整群抽样的方法，在北京市西城区抽取9所小学四年级的所有女生，排除患有肝、肾疾病和骨骼系统疾病者，确定757名研究对象。

以学校为单位随机分为三组：对照组：259人，保持日常饮食，无干预措施；实验1组238人.除日常饮食外，平均每天饮用含钙233mg的钙强化牛奶137ml实验2组260人，除日常饮食外，平均每天饮用含钙233mg、VD 3.3μg的钙和VD强化牛

奶137ml。牛奶是澳大利亚双江乳品公司生产的超高温消毒牛奶，钙强化牛奶每盒330ml。含钙量为560mg，包括牛奶中含的钙330mg和添加的从牛奶中提取的钙230mg钙和VD强化牛奶每盒还含VD8μg；两种牛奶中脂肪和蛋白质的含量分别为3.04g/100g和3.25g/100g。两种牛奶用不同颜色外包装加以区别，实验人员、老师和学生均不知哪种颜色包装为何种牛奶及实验分组。每个学习日上午，在学校卫生老师和班主任的监督下，实验组的每位学生饮用一盒牛奶。

本课题经中国预防医学科学院营养与食品卫生研究所伦理评审委员会评审同意，由学生家长签署知情同意书。

1.2 膳食营养摄入评价

采用24h回顾法收集膳食摄入情况。干预前，询问一周的食物摄入；干预后，询问星期四、五、六3d的食物摄入。根据食物成分表计算平均每天膳食中能量和营养素的摄入量。

干预后，用食物频率法了解在过去一年内除饮用实验牛奶外其他奶制品的摄入、钙和VD补充剂的摄入情况。

1.3 体力活动评估

干预前、后，通过体力活动问卷了解研究对象上学期参加课余活动和专业体育训练情况。综合考虑美国Ainsworth[7]的研究和联合国粮食及农业组织发表的人体热能需要量[8]，计算上学期课余活动总强度系数[KJ/(w.kg bw)]和体育训练总强度系数[KJ/(w.kg bw)]。

1.4 体格发育指标

身高：采用国产金属人体坐高身高测量计。

体重：采用美国生产TinnerTM电子秤。

第二性征发育：用Tinner五分期法评价受试者乳房发育，询问是否出现月经初潮。

骨龄测定：用日本东芝KOX-152型800mA X片机拍摄左手手腕骨部位X光片,使用“中国人手腕骨骨龄评价方法与标准”计算骨龄。

由固定的调查员按标准测定程序测定身高、体重、第二性征发育及骨龄。

骨密度：在干预前-后用美国NORLAND XR-36型双能X线吸收仪(DEXA)测量前臂远端1/3处、前臂远端1/10处、桡骨远端1/3处以及全身的骨矿物含量（BMC）、骨面积和骨矿物密度(BMD)。计算各指标干预前后的增长率。测定由两名专职技师负责，每次测定前根据厂家提供的标准进行质量控制。干预前、后连续测量5d的变异系数都在0.56%~0.65%。所有受试者都测量前臂处的骨量指标，从各组中随机共抽取414人测量全身的骨量指标。

1.5 数据分析方法

建立数据库进行数据录入，经检查、核对、清理后进行统计分析。计量资料先进行正态性检验。身高、体重、骨量等指标符合正态分布，描述均数和标准差，用单因素方差分析(ANOVA)进行组间比较。膳食摄入、体力活动等指标呈非正态分布，描述中位数和四分位间距，用Kruskal-Wallis秩和检验进行组间比较。青春发育状况等等级资料，用Ridit分析进行组间比较。退出率等计数资料，用x2检验比较组间差异。所有比较均以P<0.05作为显著性判断标准。

2 结果

2.1 退出率

实验结束时，实验1组、实验2组和对照组分别有15人（6.3%）、16人（6.1%）和9人（3.6%）中途退出实验，三组间退出率无显著性差异，P=0.275。其中实验1组和实验2组分别有10人（4.2%）和13人（5.0%）由于不愿继续饮用牛奶而退出1组间无显著性差异，eh,P=0.685其余学生由于转学而退出实验。

2.2 干预前一般情况

干预前各组年龄别身高和年龄别体重[9]以及骨骼发育均处于正常范围[10]。各组间的平均年龄、身高、体重、体质指数（BMI）、骨龄与实际年龄差、乳房发育程度和月经初潮率均无显著性差异（表1）。

2.3 膳食摄入和体力活动

2.3.1 膳食摄入和体力活动：干预前对照组平均每天总能量摄入显著高于实验1组（P=0.017）而与实验2组没有显著性差异。三组膳食蛋白质、磷、VD的摄入量之间无显著性差异。对照组平均每天钙摄入的总量高于实验2组（P=0.013）而与实验1组没有显著性差异。

Table1 Baseline characteristics of girls in different groups

	Group1		Group2		Control		P
		s		s		s

compared with different groups:One-way ANOVA

@ Kruskal-Wallis test:Median and quartile instead of mean and standard deviation

$ RIDIT test ,#chi-square test : n and % instead of mean and standard deviation

补充牛奶后，膳食中能量、蛋白质、磷、VD摄入量以实验2组最高、实验1组居中，对照组最低，（P<0.001）。实验1组、实验2组和对照组平均每天钙摄入总量之间的差异有显著性（P<0.001，表2）。

干预前、后三组参加体育训练的比例之间无显著差异。干预前、后三组间参加训练的体育训练总强度系数无显著性差异，三组间课余活动总强度系数无显著性差异（表2）。

Table2 Daily dietary intakes and physical activity level at baseline and one-year later in girls of different groups (median)

	Group1（n=238）		Group2(n=260)		Control(n=259)		P

compared with different groups: Kruskal-Wallis test

*P<0.05,  **P<0.01 same letters P<0.05, different letters P<0.05.

2.3.2 其他奶制品摄入和钙/VD补充剂服用情况：研究过程中除实验提供的牛奶外，三组研究对象还饮用其他奶制品。对照组中饮用牛奶、酸奶或AD钙奶者的比例高于实验组（P=0.001），牛奶和AD钙奶饮用量也高于实验组（P=0.001），三组间酸奶饮用量无显著性差异，但实验组奶制品的摄入总量高于对照组。三组间补充钙剂和VD制剂者的比例无显著性差异（表3）。

2.4干预前x后骨量的变化

干预前、后三组全身、前臂远端1/10处前臂远端1/3处和桡骨远端1/3处的BMC、BMD和骨面积均无显著性差异。

干预前、后比较，实验2组全身BMD的增长率显著高于实验1组和对照组P=0.002；全身BMC骨面积的增长率各组间无显著性差异。实验1组前臂远端1/10处BMD、BMC的增长率与实验2组差异没有显著性意义，但显著高于对照组（P=0.007、P=0.005）；前臂远端处骨1/10面积的增长率组间无显著性差异。实验1组和实验2组桡骨远端1/3处BMC、骨面积的增长率显著高于对照组（P=0.016，P=0.010）；此部位BMD的增长率各组间无显著性差异。前臂远端1/3处BMD指标的变化也呈相同趋势（表4）。

Table3 The percentage and amount of dairy products and calcium/vitamin D supplement consumption

Compared with different groups : chi-square test **P<0.01;$Kruskal-Wallis test

Table4 Percntag gains in bone variables of girls in different groups(%)

compared with groups:one-way ANOVA;*P<0.05,**P<0.01

same letters P>0.05,different letters P<0.05

1study group 1,n=139;study group 2,n=124; control,n=105

2study group 1,n=221;study group 2,n=241; control,n=246

3 讨论

3.1 补充钙剂和奶制品对骨量的影响

膳食因素如钙、VD摄入和生活方式如运动影响峰值骨量的高低及老年后的骨量丢失速率，提高生长时期的峰值骨量对骨质疏松症的预防有重要意义。

提高生长期骨量的研究主要集中在补充钙剂和奶制品两个方面。Johnston等[11]在70对6~14岁孪生子中开展设有对照的双盲研究，3年后实验组（钙摄入量1612mg/d）桡骨中端和远端BMD的增长率显著高于对照组（钙摄入量908mg/d）。Lee等[12]在香港地区152名7岁儿童中进行的研究,实验组每天补充钙300mg，18个月后，实验组腰椎BMC和骨面积的增长率显著高于对照组。另外3项[4,13,14]研究也发现，补充钙剂可以增加儿童不同部位BMC和BMD的增长。尽管这几项研究在人种、钙营养状况、补充剂品种、补充量或补充时间上有所不同，但研究结果都证明补充钙剂或牛奶提取钙可以促进儿童少年骨量的增长。

奶制品是钙的良好食物来源，从均衡营养的角度来说，通过消费奶制品来达到改善人群钙营养状况的意义更大。Chan等[5]给48名11岁的白人女生补充奶制品(钙摄入量1200mg/d)，一年后，实验组腰椎BMD、全身BMC的增长率均显著高于对照组Cadogan等[15]在82名12.2岁的白人女生中进行研究，实验组平均每天补充300ml脱脂牛奶，1.5年后实验组全身BMC、BMD、骨盆、腿骨BMD的增长率均显著高于对照组。表明补充奶制品可以促进女生的骨量增长。

本研究是首次在我国进行的针对低钙摄入青春前期女生补充牛奶的实验，结果发现，通过饮用牛奶补充钙能促进我国青春前期女生骨量的增长，补充钙和VD促进骨量增长的作用比单纯补充钙明显。

3.2 不同部位对补钙敏感性不同

研究发现，不同部位的骨骼对补钙剂或奶制品的敏感性不同。Johnson[11]发现,桡骨的BMD对补钙敏感，但腰椎和股骨近端对补钙并不敏感。Bonjour[4]等也发现，补充钙后，腰椎骨BMD的增长不如桡骨、股骨等处明显；他认为，从BMD的变化看，四肢骨对高于供给量水平补钙的反应比中轴骨更敏感，在四肢骨效果最明显的是以皮质骨为主的部位。

本研究发现，两个实验组以皮质骨较多的桡骨远端1/3处、前臂远端1/3处BMC和骨面积的增长率都显著高于对照组，可能由于二者的增长比例相同，而导致BMD的增长率未与对照组出现显著性差异.而实验1组以松质骨为主的前臂远端1/10处BMC增长显著，骨面积增长不显著，但BMD增长率却显著高于对照组。前臂远端1/10处是骨折常发生的区域之一，提高BMD具有重要的公共卫生意义。

（感谢解放军304医院核医学科文志道主任和刘加昌医师在骨量测定中的大力帮助，感谢所有参与本课题的老师和学生。）

【参考文献】

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[2]    Du XQ,Greeenfield H,Fraser DR,et al.Calcium and Vitamin D Statur of Chinese Adolescents[R]. Abstracts of 7th Asian Congress of Nutrition. Beijing, China, 1995.

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[4]    Bonjour JP, Carrie AL, Ferrari S, et al. Calcium-enriched foods and bone mass growth in prepubertal girls: a Randomized, double-blind, placebo-controlled trial[J].J Clin Invest,1997,99:1287-1294.

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[11]Johnston CC, Miller JZ, Slemenda CW, et al. Calcium supplementation and increases in bone mineral density in children[J].N Engl J Med,1992,327: 82-87.

[12]Lee WTK, Lueng SSF. Effect of double-blind controlled calcium supplementation on calcium abs orption in Chinese children measured with stable isotopes(42Ca and 44Ca)[J].Br J Nutr,1995,83:311-321.

[13]Dibba B, Prentice A, Ceesay M, et al. Effect of calcium supplementation on bone mineral accretion in Gambian children accustomed to a low calcium diet[J]. Am J Cli Nutr, 2000,71:544-549.

[14]王身笏，许月初，李德强，等。补钙对低钙膳儿童骨矿物质含量的影响[J]。营养学报，1996,18:97-101。

[15]Cadongan J, Eastell R, Jones N, et al. Milk intake and bone mineral acquisition in adolescent gir: randomized, controlled intervention trial[J]. BMJ, 1997 , 315 : 1225 - 1260.

 

CALCIUM AND VITAMIN D FORTIFIED MILK SUPPLEMENTATION ON BONE MINERAL ACCRETION IN PRE-BUERTAL GIRLS IN BEIJING

MA Guan-sheng,ZHANG Qian, HU Xiao-qi, DU Xue-qin, ZHANG Xin,GE Ke-you

(Institute of Nutrition Food Safety,Chinese Center for Disease Control and Prevention,Beijing 100050, China)

【Abstract】 Objective: To investigate the effects of Ca and VD fortified milk supplementation on bone mineral acquisition in Chinese pre-pubertal girls. Methods: A one-year double-blind randomized intervention trial. Seven hundred and fifty-seven 10.1 years old girls from 9 elementary schools were divided randomly into three groups : Control group (n=259): routine diet without milk supplementation. Group 1(n=238): routine diet supplemented with 137 ml Ca fortified milk daily. Group 2(n=260): routine diet supplemented with 137 ml Ca and VD fortified milk daily. 24-hour recall dietary survey and physical activity assessment by questionnaire were adopted. Bone mass of forearm and total body were measured using Dual-energy X-ray Absorptionmetry (DEXA). Result: The increases of total body BMD was significantly greater in group 2 than group 1 and control group (9.6% vs 8.3% & 8.0, respectively, P=0.002). Both group 1 and 2 had a greater increase of BMC and bone area at distal 1/3 radius than the control group (BMC: 13.0% & 12.9% vs 11.7%, respectively, P=0.016; bone area: 2.3% & 2.0 vs 1.5, respectively, P=0.010). Group 1 had significantly higher percentage gain in distal 1/10  forearm BMC and BMD than in the control group (P=0.007). Conclusion: Ca and VD fortified milk supplementation in pre-pubertal girls Resulted in greater bone mineral acquisition over one year, and was better than that fortified with Ca alone.

 

Key words: calcium; vitamin D; fortified milk; bone mass; pre-puberty; girl

 

中国营养学会特殊营养分会第五届委员会组成人员名单

(2002年9月17日在敦煌第五届特殊营养学术会议上选举产生)

主任委员	高兰兴	军事医学科学院	研究员
副主任委员	李可基	北京医科大学附属三院	教授
副主任委员	郭俊生	第二军医大学	教授
委员	伊长荣	空军第四研究所	研究员
委员	林嗣忠	海军医学研究所	研究员
委员	石元刚	第三军医大学	教授
委员	白树民	总装备部kj6所	研究员
委员	宁鸿珍	华北煤炭医学院	副教授
委员	蔺新英	山东医科大学	副教授
秘书长	郭长江	军事医学科学院	研究员

 

 (中国营养学会特殊营养分会)