刘 磊,王 鹏,*,吕万勇,李 震,牛丰南,张晓倩,祁 悦,路 彤,徐幸莲,吕艳春

(1.肉品加工与质量控制教育部重点实验室,南京农业大学食品科技学院,江苏南京 210095;2.江苏省老年学学会老年营养专业委员会,江苏南京 210000;3.南京鼓楼医院病理科,江苏南京 210008;4.遵义医科大学公共卫生学院,贵州遵义 563000)

随着年龄的增长,老年人的肌肉衰减日益加快。据报道,60岁以上老年人丢失肌肉30%;80岁以上约丢失50%;而肌肉减少30%,将影响肌肉的正常功能[1]。肌肉衰减综合征是一种随年龄增加,以骨骼肌质量下降和功能减退为特征的综合性退行性疾病[2];患有肌肉衰减综合征的老年人往往会出现活动能力降低,行走、坐立、登高和提重物等日常动作受影响,甚至导致平衡障碍、难以站立和极易摔倒等现象[3]。肌肉衰减是肌肉衰减综合征的前期状态,早期干预是预防其进一步发展为肌肉衰减综合征的关键[4]。

肉类食物中含有丰富的蛋白质,肉类蛋白属于完全蛋白,可以提供人体所需的全部种类的氨基酸,并且易于人体的消化和吸收,可以弥补人体的肌肉损失[5]。肌肉衰减趋势虽不可避免,但老年人摄入优质蛋白,并结合适量可帮助蛋白转化的抗阻运动[6],对肌肉衰减征具有干预作用[7-9]。肉类补充对肌肉衰减征具有保护作用[10],食品领域研究者已经意识到肉类补充对肌肉衰减干预的重要性,但尚缺乏大量的基础数据研究;对此课题组进行了前期走访座谈,发现老年人往往忽视了优质蛋白如肉类蛋白的摄入以及蛋白摄入对机体抵抗肌肉衰减的积极作用。

因此,本研究进一步选取南京市2个社区和4个养老机构作为地区代表来调查分析老年人肌肉衰减情况以及老年人肌肉衰减与肉类饮食、运动状况等影响因素的关系。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

老年志愿者 南京农业大学西苑小区、康定里社区服务中心、和怡照护中心、浦口区银杏树老年人服务中心、江北新区银杏树老年人服务中心、竹镇居家养老综合服务中心。

人体成分分析仪 东莞百利达健康器材有限公司;卷尺 购于浙江金华txl家具旗舰店;电子天平、刻度碗 东菀市苦竹电子有限公司。

1.2 实验方法

根据整群抽样法,抽取南京市2个社区和4个养老机构的242名无严重疾病的老年人(≥60岁),并排除卧床、无法站立、意识不清的老年人。实验第0 d使用人体成分分析仪对老年人四肢肌肉量和体重等体质指标进行测定,采用实地检测与回顾记录相结合测定老年人3 d肉类及其他蛋白制品摄入量,采用回顾记录测定老年人运动、营养状况等相关指标;根据SMI进行分组,将老年人分为肌肉衰减组和正常组,肌肉衰减组:男性SMI≤7.0 kg/m2,女性SMI≤5.7 kg/m2,正常组:男性SMI>7.0 kg/m2,女性SMI>5.7 kg/m2。

1.2.1 四肢肌肉量和身高测定 四肢肌肉量测定:使用人体成分分析仪。测试前,提示自愿者去除身上带有的金属制品,如钥匙、手镯、硬币等,将手掌及脚底的灰尘及污垢清除干净。测试时,提示自愿者保持身体直立,两眼平视前方,待测试完成后方可离开仪器。

身高测定:使用卷尺。测试时,提示自愿者保持脚跟靠拢,挺直腰背,身体直立,目视前方,双臂自然下垂,卷尺的0 cm刻度线与志愿者的后脚跟处齐平,读数时记录人员眼睛平视,以自愿者头顶的最高点进行读数。

1.2.2 3 d肉类及其他蛋白制品摄入量测定 自愿者3 d肉类及其他蛋白制品摄入量采用实地检测和回顾记录相结合的方法,确保尽可能的接近自愿者真实的3 d肉类及其他蛋白制品摄入量。3 d肉类及其他蛋白制品摄入量实地检测结合回顾记录测定方法:选取连续的3 d,先使用电子天平称出刻度碗的重量,再分别分类称出每餐刻度碗盛装的志愿者摄入前肉类及其他蛋白制品的重量及其剩余量,然后分别把3 d(3餐/d)测出每餐肉类或其他蛋白制品重量分类相加,并用分类后3 d摄入前总重量减去剩余总重量计算出3 d肉类及其他蛋白制品摄入量;测定期间,如果出现特殊状况,数据有所遗漏,则采用回顾记录法补全。

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

式中,M为每餐肉类或其他蛋白制品摄入量;M1为每餐肉类或其他蛋白制品摄入前重量;M2为每餐肉类或其他蛋白制品剩余重量;M0为刻度碗重量。

1.2.3 其他指标测定 自愿者的基本情况包括年龄、性别、家庭总收入、营养状况(微型营养评估法 MNA-SF);运动状况(运动种类、运动频率、抗阻运动量)采用回顾记录法;身体质量指数 BMI由人体成分分析仪计算得出,体重由仪器测出,身高手动输入。

BMI=体重/身高2

1.2.4 肌肉衰减判断标准 使用人体成分分析仪(原理:生物电阻抗 BIA)[11]测出的肌肉质量男性SMI≤7.0 kg/m2,女性SMI≤5.7 kg/m2可认为肌肉质量减少[12-13];若仅肌肉质量的减少,可诊断为前期肌肉衰减综合征,即肌肉衰减[14];肌肉质量男性SMI>7.0 kg/m2,女性SMI>5.7 kg/m2可认为肌肉质量正常。

SMI=四肢肌肉量/身高2(亚洲肌少症工作组 AWGS)

肌肉衰减率(%)=(肌肉衰减人数/有效人数)×100

注:有效人数指填写回顾记录有效的总人数

1.2.5 膳食状况、运动状况及其他指标分类 膳食状况指标分类:根据《中国老年人膳食指南》膳食推荐摄入量进行分类;膳食蛋白分类换算以各类型膳食中常见物质的100 g中蛋白含量进行换算,即肉类蛋白分类值=畜禽类蛋白分类值+水产类蛋白分类值:

畜禽类蛋白分类值以(猪肉15.1+鸡肉20.3的均值)/100×畜禽类摄入量分类值进行换算;

水产类蛋白分类值以(鲫鱼17.1+河虾16.4的均值)/100×水产类摄入量分类值进行换算;

豆类蛋白分类值以(红豆21.7/100)×豆类摄入量分类值进行换算;

奶类蛋白分类值以(鲜奶3.4/100)×奶类摄入量分类值进行换算;

蛋类蛋白分类值以(鸡蛋13.1/100)×奶类摄入量分类值进行换算。

运动状况与其他指标分类:根据《中国老年人膳食指南》对运动的要求与对实际具有指导意义的标准[15]进行分类。

1.2.6 肌肉衰减影响因素的多因素综合分析

1.2.6.1 肌肉衰减影响因素的二元logistic回归分析 根据卡方检验、单因素分析结果将有统计学意义(P<0.05)的自变量以及可能对老年人肌肉衰减有重要影响的自变量进入模型,采用二元logistic回归法对自变量进行筛选,筛选出对老年人肌肉衰减有显著影响的因素。

1.2.6.2 肌肉衰减影响因素的主成分分析 将多个可能对老年人肌肉衰减有影响的因素进行主成分分析(PCA),将原始的可能因素降维处理为多个变量的线性组合;本研究中提供两种变量组合方案,并研究每个变量组合方案里各因素的重要性排序。每种变量组合方案里,分析根据前N(一般为2～3)个特征值对总体方差变异的解释贡献率、载荷图,从而较为全面地反映各个因素对老年人肌肉衰减的影响程度。由于肉类以及其他蛋白制品中蛋白质的含量有差异,因此分别对肉类、畜禽肉、水产品、奶类、豆类、蛋类、运动量、抗阻运动、SMI、BMI;肉类蛋白、畜禽肉类蛋白、豆类蛋白、水产类蛋白、蛋类蛋白、奶类蛋白、运动量、抗阻运动、SMI、BMI两组分别进行主成分分析,结果可靠性更高。

1.3 数据处理

研究对象基本情况、膳食状况分析、运动状况分析数据采用卡方检验和趋势性检验分析,卡方检验和趋势性检验分类中对应两组值都为0,数据处理时舍去,且其结果即使有差异性或者趋势性但不表述;趋势性检验结果中P<0.05、P<0.01时,对应Z值越大趋势性越明显。

方差分析采用ANOVA分析,不同年龄组不同性别老年人的SMI分析数据进行正态分布检验,以Kolmogorov-Smirnov结果为标准,数据符合正态分布,采用Duncan新复极差法进行多重比较。

肌肉衰减影响因素的多因素分析采用二元logistic回归和主成分分析,二元logistic回归是对各指标分组后的人数进行分析,主成分分析是对各指标按年龄与性别分组后的均值进行分析。P<0.05表示差异显著,P<0.01表示差异极显著。

2 结果与分析

2.1 研究对象基本情况

本研究对242名老年人全部进行四肢肌肉量测定,由于部分老年人配合意愿较差、记忆力退化、理解能力弱化等原因,导致部分回顾记录数据异常,经过严格筛选后有170份回顾记录有效,72份回顾记录无效。由表1可知,本研究中老年人肌肉衰减组的肌肉衰减率为38.82%,肌肉衰减组与正常组比较发现在性别和BMI分类上差异显著(P<0.01),男性肌肉衰减率有大于女性趋势(P<0.01),随着BMI升高肌肉衰减率的趋势降低(P<0.01);其他指标未构成显著性差异(P>0.05)。结果表明,不同性别的老年人群肌肉衰减情况是不同的;增加老年人肌肉量,调节老年人体重,促使BMI升高,有助于延缓老年人肌肉衰减。

表1 研究对象基本情况

2.2 不同年龄组不同性别老年人的SMI分析

由表2可知,肌肉衰减组老年人随年龄增长其肌肉衰减程度呈上升趋势,SMI下降;肌肉衰减组≥80岁男性老年人的SMI显著小于其他两个年龄段男性老年人(P<0.05),且肌肉衰减组三个年龄段不同性别老年人的SMI均显著小于正常组(P<0.05);正常组60～69岁男性老年人的SMI大于其他两个年龄段男性老年人。结果表明,老年人随着年龄增长其肌肉衰减程度加深,但是正常组不同性别老年人的SMI显著高于肌肉衰减组(P<0.05),说明可以通过对两组老年人的肌肉衰减可能存在的影响因素比较分析,筛选出与老年人肌肉衰减关系密切的影响因素,有助于对老年人肌肉衰减的干预。

表2 肌肉衰减组与正常组不同年龄段老年人的SMI比较分析

2.3 膳食状况分析

2.3.1 肉类及其蛋白摄入量分析 由表3可知,肌肉衰减组70～79岁老年人肉类摄入量<80 g/d显著高于正常组(P<0.05),肉类摄入量(80～100 g/d,>100 g/d)显著低于正常组(P<0.05),且其肌肉衰减率随肉类摄入量分类值增加有递减趋势(P<0.05);肌肉衰减组60～69岁老年人畜禽肉类摄入量<50 g/d显著高于正常组(P<0.05),畜禽肉类摄入量(>50 g/d)显著低于正常组(P<0.05),且其肌肉衰减率随畜禽肉类摄入量分类值增加有递减趋势(P<0.01);两组在水产类摄入量分类上比较无显著差异。肌肉衰减组≥80岁老年人肉类蛋白摄入量<13.88 g/d显著高于正常组(P<0.05),肉类蛋白摄入量(13.88～17.23 g/d,>17.23 g/d)显著低于正常组(P<0.05),且其肌肉衰减率随肉类蛋白摄入量分类值增加有递减趋势(P<0.05);肌肉衰减组60～69岁老年人畜禽肉类蛋白摄入量<7.08 g/d显著高于正常组(P<0.05),畜禽肉类蛋白摄入量(7.08～8.85 g/d、>8.85 g/d)显著低于正常组(P<0.01),且其肌肉衰减率随畜禽肉类蛋白摄入量分类值增加有递减趋势(P<0.01);两组水产类蛋白摄入量分类上比较无差异。结果表明,增加老年人肉类摄入量,特别是畜禽肉摄入量对老年人的肌肉衰减有益;肉类摄入量与肉类蛋白分类比较并未呈现一致性的结果,说明肉制品中蛋白含量不同,患有肌肉衰减的老年人在肉类饮食时应结合自身的生理状况有所选择。

表3 肌肉衰减组与正常组老年人不同年龄段老年人肉类及其蛋白摄入量比较分析

2.3.2 其他蛋白类及其蛋白摄入量分析 由表4可知,肌肉衰减组与正常组不同年龄段老年人其他蛋白类及其蛋白摄入量分类上比较,未发现不同年龄段老年人其他蛋白类及其蛋白摄入量有显著差异(P>0.05),且两组不同年龄段老年人奶类蛋白摄入量均较少,未达到《中国老年人膳食指南》膳食推荐摄入量。结果表明,本实验未发现增加豆类、奶类、蛋类摄入量对老年人肌肉衰减有影响,老年人奶类摄入量不足,需要适当增加奶类摄入量。

表4 肌肉衰减组与正常组老年人不同年龄段老年人其他蛋白类及其蛋白摄入量比较分析

续表

2.4 运动状况分析

由表5可知,肌肉衰减组≥80岁老年人运动量(<3.5 h/w)显著高于正常组(P<0.05),运动量(3.5～7 h/w,>7 h/w)显著低于正常组(P<0.05),且其肌肉衰减率随运动量分类值增加呈递减趋势(P<0.05);两组抗阻运动量未产生显著差异(P>0.05)。王月兵等[16]研究发现运动与营养干预是预防肌肉减少的关键因素,其中抗阻力运动和肌酸干预在肌肉衰减综合征的预防和治疗中具有潜力。结果表明,增加老年人的运动量对延缓老年人肌肉衰减有益,但抗阻运动量是否对老年人肌肉衰减有预防和治疗效果需要进一步探究。

表5 不同年龄段的肌肉衰减组与正常组老年人运动状况的比较分析

表6 肌肉衰减肉类食物摄入量模型

表7 肌肉衰减肉类蛋白摄入量模型

2.5 肌肉衰减影响因素的多因素综合分析

2.5.1 肌肉衰减影响因素的二元logistic回归分析 由表6、表7可知,老年人肌肉衰减受肉类摄入量的影响,肉类摄入量≥80 g/d的老年人患肌肉衰减风险是<80 g/d的0.072倍,肉类蛋白摄入量≥15 g/d的老年人患肌肉衰减风险是<15 g/d的0.109倍,肉类及其蛋白摄入量为保护因素(OR<1)。综合分析结果显示,适当增加肉类摄入量对延缓老年人肌肉衰减有积极作用。

2.5.2 肌肉衰减影响因素的主成分分析 为探究老年人肌肉衰减与各因素之间的相关性,将老年人分为12组并对各组指标的均值进行主成分分析。变量重要性图显示(图1):肉类及其蛋白、畜禽肉及其蛋白、运动量、抗阻运动量、SMI的排序均相对靠前,是较为重要的因素。肉类、畜禽肉、运动量、抗阻运动量、SMI的排序为2、6、7、3、4,肉类蛋白、畜禽类蛋白、运动量、抗阻运动量、SMI的排序为2、5、7、1、6。结果显示,肉类及其蛋白、畜禽类及其蛋白、运动量、抗阻运动量、SMI在变量组合1和变量组合2中重要性相对较高;变量组合1:BMI、肉类、抗阻运动、SMI、奶类、畜禽肉、运动量、水产品、豆类、蛋类;变量组合2:抗阻运动、肉类蛋白、BMI、奶类蛋白、畜禽肉类蛋白、SMI、运动量、豆类蛋白、水产类蛋白、蛋类蛋白。

图1 变量组合1(左)和变量组合2(右)各因素重要性排序

由碎石图可知(图2),其中第一幅图显示大于1.0的特征值P1、P2、P3方差贡献率分别为34.9361%、23.2061%、20.4003%,累积方差贡献率为78.5425%,第一幅包含的指标为:BMI、肉类、抗阻运动量、SMI、奶类、畜禽肉、运动量、水产品、豆类、蛋类;第二幅图显示大于1.0的特征值P1、P2、P3、P4方差贡献率分别为34.1096%、24.9931%、19.0478%、10.6222%,累积方差贡献率为88.7727%,第二幅包含的指标为:抗阻运动量、肉类蛋白、BMI、奶类蛋白、畜禽类蛋白、SMI、运动量、豆类蛋白、水产类蛋白、蛋类蛋白。结果显示,变量组合1和变量组合2能够全面反映肌肉衰减组和正常组老年人的综合状况包括膳食状况、运动状况等。

图2 变量组合1(左)和变量组合2(右)各因素的特征值和贡献率

由载荷图和各组分布图可知(图3、图4),SMI与肉类及其蛋白、畜禽肉及其蛋白、BMI有较强的相关性,SMI与肉类及其蛋白、畜禽肉及其蛋白、BMI距离相对较近,且对p1有较大的影响;肉类及其蛋白、畜禽肉及其蛋白分布在p1的正向端,M1′、M3′组均分布在t1的正向端,表明M1′、M3′组肉类及其蛋白、畜禽肉及其蛋白摄入量较高;运动量、抗阻运动量分布在p2的正向端,F2组分布在t2的正向端,表明F2组运动量、抗阻运动量较高。结果显示,肉类摄入量,特别是畜禽肉类摄入量对老年人肌肉衰减有着密切的影响;单独增加运动量或抗阻运动量并未显示出对老年人肌肉衰减有很好的干预效果,这可能需要其他与运动相关学科的研究人员深入探究;适当增加肉类摄入量、抗阻运动量,能更好的延缓老年人肌肉衰减[17]。

图3 SMI与蛋白制品摄入量、运动状况及BMI的载荷图(左)和各组分布图(右)

图4 SMI与蛋白摄入量、运动状况及BMI的载荷图(左)和各组分布图(右)

3 结论

大量的研究发现,肌肉衰减综合征受多种因素的影响[18],如年龄、性别、BMI[19]、蛋白补充[9,20]、运动状况[21]等因素,而其中蛋白补充对老年人肌肉衰减综合征有着重要的影响,肉类饮食作为重要的蛋白来源的作用尚不清楚;本研究弥补了从食品角度出发的肉类饮食对老年人肌肉衰减影响的基础性实地测定及调研数据,可作为后续食品领域相关人员进行有的放矢的理论研究及产品开发的重要依据;本研究在规定的情况下进行测定,样本选取涵盖了社区和以居家养老为主的养老机构,因此本研究对家庭养老和集体养老都具有膳食指导意义。

本研究通过对肌肉衰减组和正常组老年人不同指标的比较分析发现,肌肉衰减组与正常组在性别和BMI分类上有极显著差异(P<0.01);不同年龄段不同性别的老年人SMI有显著差异(P<0.05),且肌肉衰减组老年人随着年龄的升高SMI有下降趋势;肌肉衰减组部分年龄段老年人在老年人肉类及其蛋白摄入量、畜禽类及其蛋白摄入量、运动量分类上与正常组比较有显著差异(P<0.05),并且其随着分类值的增加而呈递减趋势(P<0.05);肉类及其蛋白摄入量对老年人肌肉衰减具有保护作用(OR<1)。本研究还发现大部分老年人食用肉类较少,可能是因为此类人群的咀嚼吞咽能力降低所致。后续研究者可以使用加酶的方法使肉类质构改善,如木瓜蛋白酶[22-23]、菠萝蛋白酶[24-25]。综合分析显示,肉类饮食是老年人肌肉衰减的重要影响因素,特别是畜禽肉摄入量。肌肉衰减威胁着老年人的健康并影响着老年人的正常生活,通过适当增加老年人的肉类摄入量和抗阻运动量对老年人肌肉衰减进行干预,未来将需要进一步研究。