雙標水法在兒童青少年中的應用

朱 琳，周央央

（廣州體育學院運動與健康系，廣東 廣州 510075）

雙標水法在兒童青少年中的應用

朱 琳，周央央

（廣州體育學院運動與健康系，廣東 廣州 510075）

國外大量研究報道，西方國家兒童的肥胖率已經增加。我國第五次全國多民族大規模的學生體質健康調查結果亦顯示，我國學生肥胖檢出率仍然繼續攀升，7～22歲城市男生，超重和肥胖檢出率分別為13.25%和11.39%，比2000年上升了1.4和2.7個百分點；7～22歲城市女生超重和肥胖檢出率也分別上升了0.7和0.9個百分點，達到8.72%和5.01%。北京城區男女生的超重和肥胖率甚至比多數西歐國家、加拿大、澳大利亞等發達國家還嚴重。而肥胖率增加的同時帶來的卻是身體素質的持續下降，與此同時，肥胖問題出現會伴隨兒童的心理和代謝性疾病產生的概率增大。我國大量學者近10年的研究資料顯示，中國人群包括兒童青少年由于日常活動量的減少，使得能量消耗量有減少的趨勢。三次全國營養調查資料顯示，我國居民實際平均能量攝入比膳食能量推薦參考攝入量少150 kcal；在進行礦物質生物利用人體實驗時也發現實測膳食能量要明顯低于目前的RNI（中國居民能量推薦量），能量過剩問題已十分突出，而超過能量消耗的過度營養的營養支持方案可導致脂肪生成。Bratteby等人對青春期人群的研究與Black等的評估基本相符，即美國于1989年制定的能量攝入標準中，嬰兒和兒童的推薦能量攝入標準偏高，而青少年和成年人則偏低。這些研究都提示我們，如果我們不能清楚地了解人群的能量消耗，而仍沿用原有的推薦能量攝入量則可能不合時宜。因此，要保證兒童青少年人群的健康成長，首先就是要了解該人群的總能量消耗。目前公認的總能量消耗測定的“金標準”法是雙標水法（DLW，Doubly Labeled Water）。本文就兒童青少年雙標水法使用的具體方法進行總結和說明。

1 雙標水法的工作原理

雙標水法的測試原理是，給受試者口服一定濃度的含有無放射性同位素標記的水，通常使用氘（2H）和18氧（18O）標記的水，穩定性放射性核素氘標記身體中的H2O，18氧標記身體中H2O和CO2。首先，當兩種同位素在體內達到平衡后，利用同位素質譜儀通過測量實驗中所收集到的樣品，如血液、唾液或尿液中氘和18氧的代謝速率常數計算CO2生成率；其次，結合飲食結構所估計的食物商或推算獲得的呼吸商（respiratory quotient，RQ），求出氧的消耗率；最后，用經典的Weir公式計算平均每天總能量消耗。

2 兒童青少年運用雙標水法的使用方法

雙標水法特別適用于了解不易合作或活動不能受限制人群的能量消耗的測量，測試過程中常采用兩點法或多點法來收集樣品。所謂兩點法是指在實驗前和實驗期間各取一次樣品；多點法指在實驗期間在多個測試時間點，多次取實驗樣品進行測試的方法。不同實驗中針對實驗對象的年齡和檢測儀器的不同，給予的雙標水中含有的氘和18氧的比例和劑量亦不同。有研究者認為未成年人服用劑量要稍微高于成人，兩者的濃度沒有嚴格的比例限制，以同位素測試儀器的精確度為準。6～20歲人群使用雙標水的劑量和實驗周期見表1。

從上述的實驗可知，雙標水法一般采用多點法，測試樣本常選用尿液，這與尿液的收集相對方便和簡單有關；取樣后可冷藏在冰箱，集中進行檢測；測試周期為10～15天。

3 雙標水法測試的注意事項

雙標水法測試過程中最好監測食物攝入量，用食物商來代替呼吸商。因為測量CO2方程比測量O2的方程式誤差大5倍，也正是這個原因，使得雙標水法仍然有5%誤差存在的可能。而事實證明9～18歲的孩子是完全能夠勝任自我食物記錄這項工作的。此外，為保證能夠準確測量總能量消耗，需要服用雙標水期間保證受試者體重不變或是僅有少量增加。

4 雙標水法的優點和不足

雙標水法是一種單純、方便、非損傷的及非侵入的技術，能夠在不干預受試者正常活動的條件下，全天監測受試者的能量消耗，而且測試的精確度和準確度都非常之高，因此是國際公認的能量消耗測定的“金標準”法，同時還被國際公認是測量人體體成分的標準方法。在哺乳婦女中，該法能測量奶量及測定嬰兒的能量消耗。這些都使得雙標水法有較強大的科研使用價值。但是，由于雙標水法是監測一個實驗周期的總能量消耗，獲得一個實驗周期能量消耗的平均值，不能測量24h以內的能量消耗；另一方面，雖然可以利用雙標水法所獲得的總能量消耗，通過公式來推測體力活動能量消耗和體力活動水平，但在測量某個運動項目的能量消耗上存在一定的缺陷。此外，雙標水法的測試需要在專門的實驗室和專業的測試人員的指導下才能進行，而且雙標水和同位素質譜儀的價格都相當昂貴，這些因素都使得科研人員不可能運用它進行大規模的測試。目前，國內雖已有廠家可以生產重氧水（O），如上海化工研究院可生產10.0 atom%、95.0 atom%和97.0 atom%三種規格的產品；江蘇華益埃索托普公司可根據用戶需要生產2%～97%各種規格的H218O，使得雙標水使用成本大大減少，但這種方法由于需要人體飲入同位素標記的水，使得它仍不可能被大多數人所接受。

考慮到雙標水法的優勢和不足，今后雙標水法仍是主要用于小樣本的、總能量消耗方面研究的一種重要的研究手段；或是作為效標用于檢驗能量消耗測量儀器的準確性，以建立能量消耗預測方程等方面的研究。

表1 6～20歲人群使用雙標水的劑量和實驗周期

[ 1 ]葛可佑.90年代中國人群的膳食與營養狀況（1992年全國營養調查）第1卷[ M ].北京：人民衛生出版社，1996.

[ 2 ]由悅，楊益良，張樹海，等.超重及肥胖者與正常成人脂肪組織中解偶聯蛋白2基因表達水平的研究[ J ].衛生研究，2003，32（3）： 201-204.

[ 3 ]陳敏，由悅，趙文華，等.膳食及營養因素對學齡前兒童肥胖的影響[ J ].衛生研究，2002，31（5）： 370-372.

[ 4 ]馮建英.一種測定能量俏耗的新技術：雙標水法[ J ].中國運動醫學雜志，1996（3）.

[ 5 ]王京鐘，王筱桂.雙標記水法測量54例4和6月齡嬰兒體成分[ J ].衛生研究，2003，32（5）：487-489.

G80-3

A

1674-151X（2017）07-051-02

投稿日期：2017-05-02

廣東省教育廳創新強校項目（編號：515107050203）。

朱琳，教授，博士生導師，博士。