蛋白質的攝入量及來源對骨密度的影響

劉蕾 范鷹

哈爾濱醫科大學第二附屬醫院老年病科，黑龍江 哈爾濱 150000

骨質疏松癥是一種以骨量減少，骨質量受損及骨強度降低，導致骨脆性增加、易發生骨折為特征的全身性骨病[1]，該病及其相關性骨折引起致殘率、病死率增加，給家庭和社會帶來沉重的經濟負擔。2018年中國疾控中心發布的數據顯示，我國是全球骨質疏松患者最多的國家，目前已達1.6億；65歲以上人群骨質疏松患病率達32%，其中男性為10.7%，女性為51.6%[2]。專家預測，到2020年我國骨質疏松和低骨量患者人數將增加至2.8億。一項Mate分析結果顯示[3]，2010年我國治療骨質疏松性骨折的醫療支出為649億元。據預測，至2050年我國骨質疏松性骨折患病人數將達599萬，相應的醫療支出將高達1 745億元，已經成為我國面臨的重要公共衛生問題。膳食中的多種營養元素都對全身骨量有影響，除鈣和維生素D外，蛋白質也是維持骨骼生長發育、力學性能和骨折愈合的重要營養素[4]。但有關蛋白質對骨密度影響方面的研究遠不及對鈣和維生素D的研究，本文將對近些年蛋白質對骨密度影響的研究情況進行綜述。

1 蛋白質在骨代謝中的作用

1.1 有機膠原蛋白是構成骨骼有機基質的基礎原料

人的骨骼是由骨細胞、骨礦物質和有機質構成的。有機膠原蛋白占骨骼的1/3，對維持骨結構的完整及骨生物力學特性非常重要，它決定了骨骼的彈性特征。

1.2 蛋白質在鈣磷、維生素D轉運過程中的重要作用

磷和鈣是骨形成的必需元素。進入人消化道中的鈣離子，通過活性維生素D的作用，與細胞膜上的鈣結合蛋白結合，通過鈣泵的作用進入血液。

1.3 很多與骨形成有關的激素、激酶、生長因子是蛋白質

血漿中的生長激素(GH)如胰島素樣生長因子1(IGF-1)、骨鈣素(osteocalcin，OC)、骨堿性磷酸酶(bone alkaline phosphatase，BALP)、乳清堿蛋白(milk basic protein，MBP)都是調節骨鈣代謝、維持骨重建平衡的重要因子，對預防骨質疏松、改善骨健康具有重要意義[5]。

同時，腫瘤壞死因子(TNF)家族的NF-kB受體激活子(RANKL)、其受體(RANK)和骨保護素(osteoprotegerin，OPG)組成的RANKL-RANK-OPG信號通路是調節骨重建過程中破骨細胞功能的重要通路。RANKL-RANK-OPG軸直接參與破骨細胞的增殖和凋亡[6]。

1.4 骨骼肌(主要成分是水和蛋白質)可以通過力學作用對骨產生影響

Qin等[7]提出肌肉收縮可減少破骨細胞生成，促進成骨細胞增殖。肌肉運動后產生的的骨甘氨酸、鳶尾素、骨粘連蛋白、成纖維細胞生長因子2(FGF-2)、白細胞介素6(IL-6)、白細胞介素15(IL-15)和胰島素樣生長因子-1(IGF-1)等均可能影響骨代謝[8]。

2 蛋白質攝入量對骨代謝的影響

國內外有動物實驗研究蛋白質攝入量與骨密度的關系。Gaffney-stomberg等[9]將80只雄性小鼠隨機分為4組，以4種不同蛋白含量的食物喂養16周，發現無論是乳蛋白還是大豆蛋白高攝入組均可以增加骨小梁骨密度而不影響骨強度。Clarisa等[10]對小鼠的實驗發現蛋白質含量低的飲食(2.5%)會對骨量產生負面影響，并放大維生素D和/或雌激素缺乏的不利影響。黃連芳等[11]研究發現低蛋白飼料(8%)可誘導小鼠脛骨上段松質骨丟失，抑制骨形成。

在人體中，一定量的蛋白質攝入也是必須的。Caryl等[12]的一項回顧性分析得出結論，美國居民蛋白質推薦的蛋白質攝入量0.8 g/(kg·d)[13](成年人，不區分年齡、性別)不足以完全滿足所有老年人的代謝和生理需求。且越來越多的研究者認為老年人需要(1.0～1.5)g/(kg·d)的蛋白質才能保持最佳健康狀態[14-16]。2017年Lidia等[17]在總結美國臨床營養學雜志(AJCN)發表的補充文件后得出結論，專家組建議將推薦蛋白質攝入量從0.8增加到1.0～1.2 g/ (kg·d)。2018年，我國國家衛生健康委員會最新發布的中國居民蛋白質推薦攝入量[18]，參見表1(EAR；平均需要量，RNI：推薦攝入量)，該表建議成年男性每日攝入蛋白質65 g，成年女性每日攝入蛋白質55 g，不隨年齡增長而增加。各國居民飲食習慣的差異，地域特色、居民體質差別或許是造成各國蛋白質推薦攝入量不同的根本原因。

表1 中國居民膳食蛋白質推薦攝入量(RNIs)(g/d)Table 1 Chinese Reference Nutrient Intakes (RNIs) of protein (g/d)

有研究者進行了有關蛋白質攝入量對骨量的影響的研究。早期多項臨床研究表明低蛋白水平(<65 g /d)會加重骨量流失，補充蛋白質有利于鈣質吸收，增加骨密度[19-21]。Afshinnia等[22]分析美國第三次全國健康和營養調查數據(NHANES III)發現，在15 539名患者中(平均年齡48.6歲)15.2%的患者由于低蛋白血癥導致骨質疏松。張曉等[4]對117名不同性別人群的回顧性分析發現，白蛋白、血紅蛋白的降低可能是腰椎和股骨頸骨密度下降的年齡依賴的危險因素。

也有觀點認為，高蛋白攝入會造成人體的酸性環境，造成鈣質的大量流失、影響腸道對鈣的吸收，對骨代謝不利。Sabour等[23]的一項對103名脊髓損傷患者的隊列研究[Pro：(78.1±25.3)g/d，Ca：(742.7±406.2)mg/d]發現，總蛋白攝入量與脊髓損傷患者腰椎骨密度呈負相關。Thorpe等[24]研究發現，絕經后婦女蛋白質攝入量與骨密度呈正相關，但對腰椎的益處被蛋白質硫酸負荷的負面影響所抵消。研究[25]表明每日膳食蛋白質攝入量達到2.0 g/kg時，需攝入1 400 mg鈣才能達到鈣平衡。蛋白質攝入每增加50 g，則尿鈣排出量會增加60 mg。

從上述研究可以看出，適量的蛋白質攝入，配合鈣、維生素D有利于骨形成。如果蛋白質攝入嚴重不足會影響骨的發育，但過量攝入含硫氨酸的蛋白質，導致尿鈣排出增加，增加骨折疏松患病風險。

3 不同來源蛋白質對骨量的影響

3.1 動物蛋白質對骨密度的影響

研究表明飲食蛋白中不同動物蛋白比率與骨密度關系復雜，目前尚無一致觀點。

研究發現地中海飲食與較高的骨密度有關。Kontogianni等[26]對220名希臘婦女使用3-d食物記錄評估食物攝入量，發現以魚、橄欖油和低攝入紅肉為特征的地中海飲食模式與較高的骨密度有關。

多項研究認為動物蛋白攝入量增加與骨密度呈負相關。Sabour等[23]研究發現，在骨質疏松癥和骨質疏松癥風險增加的人群中，動物蛋白攝入量與骨密度呈負相關。Sellmeyer等[27]對1 035名年齡>65歲的社區居住老年婦女的前瞻性隊列研究發現，含有酸化氨基酸的動物來源蛋白質(如半胱氨酸和甲硫氨酸)會增加患骨質疏松癥的風險。

也有一些實驗研究，認為動物源的膳食蛋白對鈣平衡或骨骼健康沒有影響。如Hunt等[28]發現，在補充與進食蛋白量相匹配鈣劑基礎上，短期內(7周))增加動物源的膳食蛋白質對鈣平衡或骨骼健康沒有不利影響。Rodopaios等[29]通過對200名50～78歲參與者進行長達31年的觀察研究發現，堅持COC禁食[定期禁食動物性食物(包括乳制品)]的老年男性和女性與同齡人骨礦物質含量或骨質疏松癥的患病率沒有差異，因此認為定期禁止乳制品以及一般情況下的動物產品不會損害老年人的骨骼健康。

3.2 植物蛋白質對骨密度的影響

最近的一項薈萃分析[30]得出結論，與雜食者相比，素食者和素食主義者在股骨頸和腰椎的骨密度較低，而且素食主義者的骨折率較高。

目前絕對素食與骨密度關系的研究較少，有一些研究是基于動物蛋白質與植物蛋白質攝入量的比值，評估蛋白質攝入對骨量的影響。如Sellmeyer等[27]發現動物與植物蛋白質攝入量的比值越高，骨質流失風險越高，并認為絕經后婦女增加植物蛋白攝入，同時減少動物蛋白攝入，可以降低飲食的凈酸負荷，從而減少骨量丟失。

4 蛋白質與骨質疏松骨折的關系

骨折是骨質疏松的嚴重并發癥，大大降低患者的生活質量。多項隊列研究表明，總蛋白攝入量和髖部骨折風險之間沒有關聯[31-34]。然而，在一項包括30歲及以上成年人的研究中，觀察到豆類和肉類蛋白質攝入量與髖部骨折風險呈負相關[35]。Tengstrand等[36]的一項對曾有嚴重的股骨頸骨折史的60位70～92歲絕經后婦女對比研究發現，接受高蛋白飲食組(2.0 g/kg)全身的骨密度都有不同程度的增加。這些臨床實驗說明適當增加蛋白質攝入可以預防骨質疏松嚴重的并發癥——髖部骨折的發生，且骨折患者的補充蛋白質可以增加全身骨密度。

綜上所述，蛋白質與骨代謝有著密切的聯系。適當增加蛋白質攝入可以增加全身骨密度，還可預防骨折。以魚、橄欖油和低攝入紅肉為特征的地中海飲食模式與較高的骨密度有關。過多攝入含有酸化氨基酸的動物來源蛋白質(如半胱氨酸和甲硫氨酸)會增加患骨質疏松癥的風險。素食者和素食主義者股骨頸和腰椎的骨密度低于雜食者，而且素食主義者的骨折率高于雜食者。