膳食鈣攝入與體重調節：文獻綜述①

李靈杰 李世昌

（華東師范大學大學體育與健康學院學院 上海 200241）

目前，普遍存在的超重和肥胖現象是一個全球性問題，極大地增強了人們通過尋求減肥等有效途徑來抑制體重增加的意愿和需求。肥胖是指體內脂肪，尤其是甘油三酯過多而導致的一種非正常狀態，其通常是由于較多的食物攝入或機體代謝的改變致使體內脂肪積聚，造成體重過度增長，由此引發人體生理及病理的改變或潛伏。肥胖的發生受環境、遺傳等多種因素的影響和制約，其中，環境因素所包含的膳食因素因其特有的可調節性尤為關鍵，膳食因素中的能量平衡對于抑制超重和肥胖現象至關重要。

鈣是維持骨骼礦物質穩態的關鍵因素，增加鈣的攝入量是一種潛在的、可調節體重的方法，其受到學術領域和醫學研究領域的共同關注。現有理論研究及實驗結果證實，細胞學水平上看，鈣在脂肪細胞脂質動力學中起到一定的作用；人口水平上看，鈣有緩解肥胖人群迅速增加的作用[1]。脂肪細胞中，胞內Ca2+水平可改變脂肪合成和分解的動態平衡：當細胞質中Ca2+濃度升高時，脂肪合成減少；Ca2+濃度降低時，脂肪合成增加。研究表明，鈣的膳食攝入和體重增加呈負相關關系，提高鈣的攝入量可有效減少脂肪合成、抑制體重增加。本文在分析該領域已有學術文獻的基礎上，就該機理將做出進一步的探討和闡述。

1 鈣的概述

人體內所含的無機鹽中，鈣是最多的一種，牙齒和骨骼中含量高達99%，剩余的1%大多以離子狀態存在于細胞外液、軟組織和血液中，與骨鈣保持動態平衡[2]。鈣在體內發揮了神經傳遞、肌肉收縮等生理作用。另外，鈣還具有調節心律、維持酸堿平衡等功能[3]。近年來，有學者提出，鈣對體重調節也有一定的作用。

2 鈣攝入量和體重關系的實驗證據

2.1 鈣攝入量和體重呈負相關的動物實驗證據

有關鈣攝入量調節體重的研究，最初是在動物實驗中發現的。20世紀80年代的研究表明，與低鈣（每100g飼料含鈣0.4g，0.4%）攝入的大鼠相比，高鈣（2.8%）攝入的大鼠凈體重增加較少，兩者分別為（27.0±2.0）g和（9.1±1.8）g[4]。Bursey等認為，將膳食鈣含量從0.1%提高到2.0%可以使正常或肥胖的大鼠體重增加趨勢明顯趨緩[5]。在此之后，又有研究發現，高鈣含量飼料能降低大鼠體重和全身脂肪含量。Zemel等著重研究基因突變的大鼠（主要是脂肪細胞基因突變），觀察不同的鈣攝入水平對體重增長的影響，實驗中，將大鼠分為對照組（鈣含量為0.4%）和3個補鈣組（碳酸鈣—鈣含量1.2%；奶制品—鈣含量1.2%；奶制品—鈣含量2.4%）。6周后，3個補鈣組的大鼠體重和脂肪肉墊組織重量增長分別比對照組低26%、29%和3%[6]。這些實驗數據均表明，膳食中高鈣攝入抑制了基因突變大鼠的體重增加。從該類大鼠體內分離出脂肪細胞，檢查脂肪顆粒功能時發現，與對照組相比，高鈣攝入使脂肪酸合成酶的表達和活性顯著地被抑制，脂肪分解作用增加。

2.2 鈣攝入量和體重關系的人體實驗證據

隨著鈣攝入量和體重關系研究的逐步深入，很多研究機構開始尋找該研究的人體實驗證據。Davies等人在其研究中，對780名不同年齡段（30歲、50歲、70歲）的女性進行了為期4年的跟蹤研究。相比于對照組，實驗組成員每日有1000mg鈣的補充，結果發現，人體體重與膳食鈣的攝入呈明顯的負相關關系[7]。

另外，相關研究還表明，膳食中的鈣補充比單純的鈣補充在脂肪代謝和體重減輕過程中能發揮更好的作用。奶制品中的鈣攝入可以較好地調節脂肪代謝，一定程度上會促進體重的減輕[8-9]。

然而，也存在著與上述研究相對立的實驗研究結論。Shapses等人在鈣補充是否影響人體體重或是體脂變化的研究中，將100名女性分為實驗組和對照組，實驗組每日補充1000mg的鈣攝入，25周后，鈣補充組和對照組在體重減少和體脂變化上并沒有明顯的差異[10]。類似地，Yanovski等人對340位肥胖及超重個體進行了為期2年的跟蹤研究，實驗組成員較對照組成員的鈣補充量為每日1500mg，其研究結論支持Shapses等人的觀點，就防止體重增加而言，鈣的補充攝入沒有必要的臨床和現實意義[11]。

3 鈣對體重調控作用的初步機理研究

在動物實驗的基礎上，Zemel提出了一種鈣在脂肪代謝過程中初步的調控作用機制。他指出，低鈣飲食可以上調1,25-二羥維生素D3和胞外Ca2+濃度，進而會促使胰島素的大量釋放，促進脂肪合成酶的轉錄，抑制脂肪的分解作用，同時降低機體的產熱效應，導致脂肪的聚集和體重的增加，而高鈣飲食可逆轉上述趨勢[12]。

Zemel等對agouti基因變異的肥胖小鼠做實驗研究，提出agouti蛋白質的C末端空間結構的作用靶位點可能為鈣離子通道，因為它和鈣離子通道的蜘蛛毒液結構相似，由此推測該蛋白質可能對鈣離子運輸存在類似的調節。研究發現，agouti基因突變的肥胖小鼠相關組織細胞外鈣離子濃度均有所增加，且與agouti的表達和小鼠體重具有高度的相關性，重組agouti蛋白可以直接增加小鼠和人類多種類型脂肪細胞的胞外Ca2+濃度[13]。

脂肪合成過程中的關鍵酶為脂肪酸合成酶（FAS），其活性受到激素和營養素的共同調節。經研究發現，agouti基因突變的肥胖小鼠機體中，FAS的活性和表達都有顯著上升[14]。

近些年的研究發現，agouti可調節人體內FAS的表達，人體中agouti類似物（信號agouti蛋白，ASIP）的表達與脂肪酸合成酶的表達有很強的相關性[15]。此外，脂肪組織中ASIP的表達同人體BMI之間也有很強的相關性[16]。

除了激活脂肪合成的作用外，胞外Ca2+濃度的升高還可通過抑制脂肪分解而增加三酰甘油的含量[17]。Denke等研究膳食鈣攝入對高膽固醇血癥的男性血脂及脂肪酸排泄的影響。實驗結果顯示，高鈣飲食（2200mg/d）與低鈣飲食（410mg/d）相比，檢測所得的飽和脂肪酸排泄量從原來的每天6%增加到13%[18]。實驗結果還表明，agouti蛋白同樣可以抑制脂肪細胞的分解作用，并且對Ca2+濃度存在依賴性，它可以使cAMP的濃度降低，同時使拮抗劑激活磷酸化反應，下調激素敏感酯酶的能力[19]。

另外，Skinner等人的實驗證明，維生素D的活性形式1,25-二羥維生素D可激活脂肪酸合成酶，并抑制脂肪的分解作用。在膳食鈣含量較低時，1,25-二羥維生素D水平會自動上調，胞外鈣離子濃度增加。該結論可揭示膳食鈣攝入與體重調節之間的潛在聯系[20]。

4 結語

隨著超重和肥胖的發病率逐年大幅增加，更需要相關的臨床實驗研究，以確定是否可以通過膳食鈣的攝入來抑制脂肪的合成，進而達到減輕體重的效果。目前，有關鈣攝入能否減輕體重的動物實驗和人體實驗都非常有限。已有的理論及實驗研究結論大多數支持膳食鈣的攝入可以減輕體重。其可能的作用機制可表述為：高鈣膳食可以降低1,25-二羥維生素D的產生，抑制脂肪的合成；Ca2+濃度的升高可以拮抗抑制agouti蛋白的表達，減少脂肪酸合成酶的表達；Ca2+濃度的升高還可通過抑制脂肪的分解作用，增加三酰甘油的含量。另外，食物中鈣的補充尤其是牛奶中鈣的攝入，比單純的鈣元素補充效果更佳。由于鈣對體重調控作用的機理尚未十分明了，該領域還需要更為深入探索和研究。

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