老年人肌肉衰減情況及肉類飲食對其影響的研究

劉 磊,王 鵬,*,呂萬勇,李 震,牛豐南,張曉倩,祁 悅,路 彤,徐幸蓮,呂艷春

(1.肉品加工與質量控制教育部重點實驗室,南京農業大學食品科技學院,江蘇南京 210095;2.江蘇省老年學學會老年營養專業委員會,江蘇南京 210000;3.南京鼓樓醫院病理科,江蘇南京 210008;4.遵義醫科大學公共衛生學院,貴州遵義 563000)

隨著年齡的增長,老年人的肌肉衰減日益加快。據報道,60歲以上老年人丟失肌肉30%;80歲以上約丟失50%;而肌肉減少30%,將影響肌肉的正常功能[1]。肌肉衰減綜合征是一種隨年齡增加,以骨骼肌質量下降和功能減退為特征的綜合性退行性疾病[2];患有肌肉衰減綜合征的老年人往往會出現活動能力降低,行走、坐立、登高和提重物等日常動作受影響,甚至導致平衡障礙、難以站立和極易摔倒等現象[3]。肌肉衰減是肌肉衰減綜合征的前期狀態,早期干預是預防其進一步發展為肌肉衰減綜合征的關鍵[4]。

肉類食物中含有豐富的蛋白質,肉類蛋白屬于完全蛋白,可以提供人體所需的全部種類的氨基酸,并且易于人體的消化和吸收,可以彌補人體的肌肉損失[5]。肌肉衰減趨勢雖不可避免,但老年人攝入優質蛋白,并結合適量可幫助蛋白轉化的抗阻運動[6],對肌肉衰減征具有干預作用[7-9]。肉類補充對肌肉衰減征具有保護作用[10],食品領域研究者已經意識到肉類補充對肌肉衰減干預的重要性,但尚缺乏大量的基礎數據研究;對此課題組進行了前期走訪座談,發現老年人往往忽視了優質蛋白如肉類蛋白的攝入以及蛋白攝入對機體抵抗肌肉衰減的積極作用。

因此,本研究進一步選取南京市2個社區和4個養老機構作為地區代表來調查分析老年人肌肉衰減情況以及老年人肌肉衰減與肉類飲食、運動狀況等影響因素的關系。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

老年志愿者 南京農業大學西苑小區、康定里社區服務中心、和怡照護中心、浦口區銀杏樹老年人服務中心、江北新區銀杏樹老年人服務中心、竹鎮居家養老綜合服務中心。

人體成分分析儀 東莞百利達健康器材有限公司;卷尺 購于浙江金華txl家具旗艦店;電子天平、刻度碗 東菀市苦竹電子有限公司。

1.2 實驗方法

根據整群抽樣法,抽取南京市2個社區和4個養老機構的242名無嚴重疾病的老年人(≥60歲),并排除臥床、無法站立、意識不清的老年人。實驗第0 d使用人體成分分析儀對老年人四肢肌肉量和體重等體質指標進行測定,采用實地檢測與回顧記錄相結合測定老年人3 d肉類及其他蛋白制品攝入量,采用回顧記錄測定老年人運動、營養狀況等相關指標;根據SMI進行分組,將老年人分為肌肉衰減組和正常組,肌肉衰減組:男性SMI≤7.0 kg/m2,女性SMI≤5.7 kg/m2,正常組:男性SMI>7.0 kg/m2,女性SMI>5.7 kg/m2。

1.2.1 四肢肌肉量和身高測定 四肢肌肉量測定:使用人體成分分析儀。測試前,提示自愿者去除身上帶有的金屬制品,如鑰匙、手鐲、硬幣等,將手掌及腳底的灰塵及污垢清除干凈。測試時,提示自愿者保持身體直立,兩眼平視前方,待測試完成后方可離開儀器。

身高測定:使用卷尺。測試時,提示自愿者保持腳跟靠攏,挺直腰背,身體直立,目視前方,雙臂自然下垂,卷尺的0 cm刻度線與志愿者的后腳跟處齊平,讀數時記錄人員眼睛平視,以自愿者頭頂的最高點進行讀數。

1.2.2 3 d肉類及其他蛋白制品攝入量測定 自愿者3 d肉類及其他蛋白制品攝入量采用實地檢測和回顧記錄相結合的方法,確保盡可能的接近自愿者真實的3 d肉類及其他蛋白制品攝入量。3 d肉類及其他蛋白制品攝入量實地檢測結合回顧記錄測定方法:選取連續的3 d,先使用電子天平稱出刻度碗的重量,再分別分類稱出每餐刻度碗盛裝的志愿者攝入前肉類及其他蛋白制品的重量及其剩余量,然后分別把3 d(3餐/d)測出每餐肉類或其他蛋白制品重量分類相加,并用分類后3 d攝入前總重量減去剩余總重量計算出3 d肉類及其他蛋白制品攝入量;測定期間,如果出現特殊狀況,數據有所遺漏,則采用回顧記錄法補全。

M=(M1-M0)-(M2-M0)

式中,M為每餐肉類或其他蛋白制品攝入量;M1為每餐肉類或其他蛋白制品攝入前重量;M2為每餐肉類或其他蛋白制品剩余重量;M0為刻度碗重量。

1.2.3 其他指標測定 自愿者的基本情況包括年齡、性別、家庭總收入、營養狀況(微型營養評估法 MNA-SF);運動狀況(運動種類、運動頻率、抗阻運動量)采用回顧記錄法;身體質量指數 BMI由人體成分分析儀計算得出,體重由儀器測出,身高手動輸入。

BMI=體重/身高2

1.2.4 肌肉衰減判斷標準 使用人體成分分析儀(原理:生物電阻抗 BIA)[11]測出的肌肉質量男性SMI≤7.0 kg/m2,女性SMI≤5.7 kg/m2可認為肌肉質量減少[12-13];若僅肌肉質量的減少,可診斷為前期肌肉衰減綜合征,即肌肉衰減[14];肌肉質量男性SMI>7.0 kg/m2,女性SMI>5.7 kg/m2可認為肌肉質量正常。

SMI=四肢肌肉量/身高2(亞洲肌少癥工作組 AWGS)

肌肉衰減率(%)=(肌肉衰減人數/有效人數)×100

注:有效人數指填寫回顧記錄有效的總人數

1.2.5 膳食狀況、運動狀況及其他指標分類 膳食狀況指標分類:根據《中國老年人膳食指南》膳食推薦攝入量進行分類;膳食蛋白分類換算以各類型膳食中常見物質的100 g中蛋白含量進行換算,即肉類蛋白分類值=畜禽類蛋白分類值+水產類蛋白分類值:

畜禽類蛋白分類值以(豬肉15.1+雞肉20.3的均值)/100×畜禽類攝入量分類值進行換算;

水產類蛋白分類值以(鯽魚17.1+河蝦16.4的均值)/100×水產類攝入量分類值進行換算;

豆類蛋白分類值以(紅豆21.7/100)×豆類攝入量分類值進行換算;

奶類蛋白分類值以(鮮奶3.4/100)×奶類攝入量分類值進行換算;

蛋類蛋白分類值以(雞蛋13.1/100)×奶類攝入量分類值進行換算。

運動狀況與其他指標分類:根據《中國老年人膳食指南》對運動的要求與對實際具有指導意義的標準[15]進行分類。

1.2.6 肌肉衰減影響因素的多因素綜合分析

1.2.6.1 肌肉衰減影響因素的二元logistic回歸分析 根據卡方檢驗、單因素分析結果將有統計學意義(P<0.05)的自變量以及可能對老年人肌肉衰減有重要影響的自變量進入模型,采用二元logistic回歸法對自變量進行篩選,篩選出對老年人肌肉衰減有顯著影響的因素。

1.2.6.2 肌肉衰減影響因素的主成分分析 將多個可能對老年人肌肉衰減有影響的因素進行主成分分析(PCA),將原始的可能因素降維處理為多個變量的線性組合;本研究中提供兩種變量組合方案,并研究每個變量組合方案里各因素的重要性排序。每種變量組合方案里,分析根據前N(一般為2～3)個特征值對總體方差變異的解釋貢獻率、載荷圖,從而較為全面地反映各個因素對老年人肌肉衰減的影響程度。由于肉類以及其他蛋白制品中蛋白質的含量有差異,因此分別對肉類、畜禽肉、水產品、奶類、豆類、蛋類、運動量、抗阻運動、SMI、BMI;肉類蛋白、畜禽肉類蛋白、豆類蛋白、水產類蛋白、蛋類蛋白、奶類蛋白、運動量、抗阻運動、SMI、BMI兩組分別進行主成分分析,結果可靠性更高。

1.3 數據處理

研究對象基本情況、膳食狀況分析、運動狀況分析數據采用卡方檢驗和趨勢性檢驗分析,卡方檢驗和趨勢性檢驗分類中對應兩組值都為0,數據處理時舍去,且其結果即使有差異性或者趨勢性但不表述;趨勢性檢驗結果中P<0.05、P<0.01時,對應Z值越大趨勢性越明顯。

方差分析采用ANOVA分析,不同年齡組不同性別老年人的SMI分析數據進行正態分布檢驗,以Kolmogorov-Smirnov結果為標準,數據符合正態分布,采用Duncan新復極差法進行多重比較。

肌肉衰減影響因素的多因素分析采用二元logistic回歸和主成分分析,二元logistic回歸是對各指標分組后的人數進行分析,主成分分析是對各指標按年齡與性別分組后的均值進行分析。P<0.05表示差異顯著,P<0.01表示差異極顯著。

2 結果與分析

2.1 研究對象基本情況

本研究對242名老年人全部進行四肢肌肉量測定,由于部分老年人配合意愿較差、記憶力退化、理解能力弱化等原因,導致部分回顧記錄數據異常,經過嚴格篩選后有170份回顧記錄有效,72份回顧記錄無效。由表1可知,本研究中老年人肌肉衰減組的肌肉衰減率為38.82%,肌肉衰減組與正常組比較發現在性別和BMI分類上差異顯著(P<0.01),男性肌肉衰減率有大于女性趨勢(P<0.01),隨著BMI升高肌肉衰減率的趨勢降低(P<0.01);其他指標未構成顯著性差異(P>0.05)。結果表明,不同性別的老年人群肌肉衰減情況是不同的;增加老年人肌肉量,調節老年人體重,促使BMI升高,有助于延緩老年人肌肉衰減。

表1 研究對象基本情況

2.2 不同年齡組不同性別老年人的SMI分析

由表2可知,肌肉衰減組老年人隨年齡增長其肌肉衰減程度呈上升趨勢,SMI下降;肌肉衰減組≥80歲男性老年人的SMI顯著小于其他兩個年齡段男性老年人(P<0.05),且肌肉衰減組三個年齡段不同性別老年人的SMI均顯著小于正常組(P<0.05);正常組60～69歲男性老年人的SMI大于其他兩個年齡段男性老年人。結果表明,老年人隨著年齡增長其肌肉衰減程度加深,但是正常組不同性別老年人的SMI顯著高于肌肉衰減組(P<0.05),說明可以通過對兩組老年人的肌肉衰減可能存在的影響因素比較分析,篩選出與老年人肌肉衰減關系密切的影響因素,有助于對老年人肌肉衰減的干預。

表2 肌肉衰減組與正常組不同年齡段老年人的SMI比較分析

2.3 膳食狀況分析

2.3.1 肉類及其蛋白攝入量分析 由表3可知,肌肉衰減組70～79歲老年人肉類攝入量<80 g/d顯著高于正常組(P<0.05),肉類攝入量(80～100 g/d,>100 g/d)顯著低于正常組(P<0.05),且其肌肉衰減率隨肉類攝入量分類值增加有遞減趨勢(P<0.05);肌肉衰減組60～69歲老年人畜禽肉類攝入量<50 g/d顯著高于正常組(P<0.05),畜禽肉類攝入量(>50 g/d)顯著低于正常組(P<0.05),且其肌肉衰減率隨畜禽肉類攝入量分類值增加有遞減趨勢(P<0.01);兩組在水產類攝入量分類上比較無顯著差異。肌肉衰減組≥80歲老年人肉類蛋白攝入量<13.88 g/d顯著高于正常組(P<0.05),肉類蛋白攝入量(13.88～17.23 g/d,>17.23 g/d)顯著低于正常組(P<0.05),且其肌肉衰減率隨肉類蛋白攝入量分類值增加有遞減趨勢(P<0.05);肌肉衰減組60～69歲老年人畜禽肉類蛋白攝入量<7.08 g/d顯著高于正常組(P<0.05),畜禽肉類蛋白攝入量(7.08～8.85 g/d、>8.85 g/d)顯著低于正常組(P<0.01),且其肌肉衰減率隨畜禽肉類蛋白攝入量分類值增加有遞減趨勢(P<0.01);兩組水產類蛋白攝入量分類上比較無差異。結果表明,增加老年人肉類攝入量,特別是畜禽肉攝入量對老年人的肌肉衰減有益;肉類攝入量與肉類蛋白分類比較并未呈現一致性的結果,說明肉制品中蛋白含量不同,患有肌肉衰減的老年人在肉類飲食時應結合自身的生理狀況有所選擇。

表3 肌肉衰減組與正常組老年人不同年齡段老年人肉類及其蛋白攝入量比較分析

2.3.2 其他蛋白類及其蛋白攝入量分析 由表4可知,肌肉衰減組與正常組不同年齡段老年人其他蛋白類及其蛋白攝入量分類上比較,未發現不同年齡段老年人其他蛋白類及其蛋白攝入量有顯著差異(P>0.05),且兩組不同年齡段老年人奶類蛋白攝入量均較少,未達到《中國老年人膳食指南》膳食推薦攝入量。結果表明,本實驗未發現增加豆類、奶類、蛋類攝入量對老年人肌肉衰減有影響,老年人奶類攝入量不足,需要適當增加奶類攝入量。

表4 肌肉衰減組與正常組老年人不同年齡段老年人其他蛋白類及其蛋白攝入量比較分析

續表

2.4 運動狀況分析

由表5可知,肌肉衰減組≥80歲老年人運動量(<3.5 h/w)顯著高于正常組(P<0.05),運動量(3.5～7 h/w,>7 h/w)顯著低于正常組(P<0.05),且其肌肉衰減率隨運動量分類值增加呈遞減趨勢(P<0.05);兩組抗阻運動量未產生顯著差異(P>0.05)。王月兵等[16]研究發現運動與營養干預是預防肌肉減少的關鍵因素,其中抗阻力運動和肌酸干預在肌肉衰減綜合征的預防和治療中具有潛力。結果表明,增加老年人的運動量對延緩老年人肌肉衰減有益,但抗阻運動量是否對老年人肌肉衰減有預防和治療效果需要進一步探究。

表5 不同年齡段的肌肉衰減組與正常組老年人運動狀況的比較分析

表6 肌肉衰減肉類食物攝入量模型

表7 肌肉衰減肉類蛋白攝入量模型

2.5 肌肉衰減影響因素的多因素綜合分析

2.5.1 肌肉衰減影響因素的二元logistic回歸分析 由表6、表7可知,老年人肌肉衰減受肉類攝入量的影響,肉類攝入量≥80 g/d的老年人患肌肉衰減風險是<80 g/d的0.072倍,肉類蛋白攝入量≥15 g/d的老年人患肌肉衰減風險是<15 g/d的0.109倍,肉類及其蛋白攝入量為保護因素(OR<1)。綜合分析結果顯示,適當增加肉類攝入量對延緩老年人肌肉衰減有積極作用。

2.5.2 肌肉衰減影響因素的主成分分析 為探究老年人肌肉衰減與各因素之間的相關性,將老年人分為12組并對各組指標的均值進行主成分分析。變量重要性圖顯示(圖1):肉類及其蛋白、畜禽肉及其蛋白、運動量、抗阻運動量、SMI的排序均相對靠前,是較為重要的因素。肉類、畜禽肉、運動量、抗阻運動量、SMI的排序為2、6、7、3、4,肉類蛋白、畜禽類蛋白、運動量、抗阻運動量、SMI的排序為2、5、7、1、6。結果顯示,肉類及其蛋白、畜禽類及其蛋白、運動量、抗阻運動量、SMI在變量組合1和變量組合2中重要性相對較高;變量組合1:BMI、肉類、抗阻運動、SMI、奶類、畜禽肉、運動量、水產品、豆類、蛋類;變量組合2:抗阻運動、肉類蛋白、BMI、奶類蛋白、畜禽肉類蛋白、SMI、運動量、豆類蛋白、水產類蛋白、蛋類蛋白。

圖1 變量組合1(左)和變量組合2(右)各因素重要性排序

由碎石圖可知(圖2),其中第一幅圖顯示大于1.0的特征值P1、P2、P3方差貢獻率分別為34.9361%、23.2061%、20.4003%,累積方差貢獻率為78.5425%,第一幅包含的指標為:BMI、肉類、抗阻運動量、SMI、奶類、畜禽肉、運動量、水產品、豆類、蛋類;第二幅圖顯示大于1.0的特征值P1、P2、P3、P4方差貢獻率分別為34.1096%、24.9931%、19.0478%、10.6222%,累積方差貢獻率為88.7727%,第二幅包含的指標為:抗阻運動量、肉類蛋白、BMI、奶類蛋白、畜禽類蛋白、SMI、運動量、豆類蛋白、水產類蛋白、蛋類蛋白。結果顯示,變量組合1和變量組合2能夠全面反映肌肉衰減組和正常組老年人的綜合狀況包括膳食狀況、運動狀況等。

圖2 變量組合1(左)和變量組合2(右)各因素的特征值和貢獻率

由載荷圖和各組分布圖可知(圖3、圖4),SMI與肉類及其蛋白、畜禽肉及其蛋白、BMI有較強的相關性,SMI與肉類及其蛋白、畜禽肉及其蛋白、BMI距離相對較近,且對p1有較大的影響;肉類及其蛋白、畜禽肉及其蛋白分布在p1的正向端,M1′、M3′組均分布在t1的正向端,表明M1′、M3′組肉類及其蛋白、畜禽肉及其蛋白攝入量較高;運動量、抗阻運動量分布在p2的正向端,F2組分布在t2的正向端,表明F2組運動量、抗阻運動量較高。結果顯示,肉類攝入量,特別是畜禽肉類攝入量對老年人肌肉衰減有著密切的影響;單獨增加運動量或抗阻運動量并未顯示出對老年人肌肉衰減有很好的干預效果,這可能需要其他與運動相關學科的研究人員深入探究;適當增加肉類攝入量、抗阻運動量,能更好的延緩老年人肌肉衰減[17]。

圖3 SMI與蛋白制品攝入量、運動狀況及BMI的載荷圖(左)和各組分布圖(右)

圖4 SMI與蛋白攝入量、運動狀況及BMI的載荷圖(左)和各組分布圖(右)

3 結論

大量的研究發現,肌肉衰減綜合征受多種因素的影響[18],如年齡、性別、BMI[19]、蛋白補充[9,20]、運動狀況[21]等因素,而其中蛋白補充對老年人肌肉衰減綜合征有著重要的影響,肉類飲食作為重要的蛋白來源的作用尚不清楚;本研究彌補了從食品角度出發的肉類飲食對老年人肌肉衰減影響的基礎性實地測定及調研數據,可作為后續食品領域相關人員進行有的放矢的理論研究及產品開發的重要依據;本研究在規定的情況下進行測定,樣本選取涵蓋了社區和以居家養老為主的養老機構,因此本研究對家庭養老和集體養老都具有膳食指導意義。

本研究通過對肌肉衰減組和正常組老年人不同指標的比較分析發現,肌肉衰減組與正常組在性別和BMI分類上有極顯著差異(P<0.01);不同年齡段不同性別的老年人SMI有顯著差異(P<0.05),且肌肉衰減組老年人隨著年齡的升高SMI有下降趨勢;肌肉衰減組部分年齡段老年人在老年人肉類及其蛋白攝入量、畜禽類及其蛋白攝入量、運動量分類上與正常組比較有顯著差異(P<0.05),并且其隨著分類值的增加而呈遞減趨勢(P<0.05);肉類及其蛋白攝入量對老年人肌肉衰減具有保護作用(OR<1)。本研究還發現大部分老年人食用肉類較少,可能是因為此類人群的咀嚼吞咽能力降低所致。后續研究者可以使用加酶的方法使肉類質構改善,如木瓜蛋白酶[22-23]、菠蘿蛋白酶[24-25]。綜合分析顯示,肉類飲食是老年人肌肉衰減的重要影響因素,特別是畜禽肉攝入量。肌肉衰減威脅著老年人的健康并影響著老年人的正常生活,通過適當增加老年人的肉類攝入量和抗阻運動量對老年人肌肉衰減進行干預,未來將需要進一步研究。