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西梅防治骨质疏松症的研究进展

2017-05-25刘海丽

中国食物与营养 2017年3期
关键词:成骨细胞骨质疏松症骨骼

刘海丽,葛 声

(上海交通大学附属第六人民医院临床营养科,上海 200233)

西梅防治骨质疏松症的研究进展

刘海丽,葛 声

(上海交通大学附属第六人民医院临床营养科,上海 200233)

随着老龄化进程的加速,骨质疏松症的发病率日益增高。作为常见零食,西梅富含多种与骨质代谢有关的物质,如硼、镁、钾、多酚类化合物等,它们能抑制骨吸收,促进骨生成,有效地防治骨质疏松症。本文对近几年国内外有关西梅与骨质疏松症的研究进展进行综述。

西梅;骨质疏松症;多酚类化合物;硼

随着社会人口老龄化日益加重,骨质疏松症的发病率在全球范围内呈不断上升的趋势。目前,全世界约有2亿人口患有骨质疏松症,有报道显示[1],骨质疏松症已成为21世纪第5或7大疾病。预计到2020年[2],我国骨质疏松症患者将增至2.866亿人,其中导致髋部骨折的人数将达到163.82万。以上数据提示,因骨质疏松症而增加的社会和家庭医疗负担将逐渐成为我国乃至全球一大公共卫生问题,因此,及早有效地防治骨质疏松症迫在眉睫。

除遗传、年龄、绝经期等不可抗力的危险因素外,环境因素[3]对骨量峰值的影响占了38%~54%。已有研究证实食物中的某些物质[4]具有显著降低骨质疏松症的患病风险。钙、维生素D对骨骼健康的作用最为明确,钙可提高骨量峰值,并能维持老年期的骨量;维生素D可促进钙吸收,也能预防外伤性骨折[5]。一些微量营养素对骨生成与骨代谢也发着不可替代的重要作用,如维生素K对骨基质的合成有重要意义[6];硼可调整与骨密度相关元素(钙、镁、磷)的比例,以确保矿物质含量处于正常范围内[7];多酚类物质[8-9]通过抗氧化作用,减少氧化应激造成的骨重吸收,在增加成骨细胞含量的同时抑制破骨细胞的生成。

因西梅富含与骨骼健康相关的成分,被视为防治骨质疏松症的一大食物来源。前人进行的研究涉及了分子、动物、人群等领域,效果均十分显著,具临床应用推广的潜质。本文拟就近年来西梅防治骨质疏松症的研究进展综述如下。

1 西梅简介及化学成分

西梅学名欧洲李,只有小部分人工栽培的李子经过日光催熟、收获、晒干后成为西梅。它起源于高加索山脉、里海的沿岸地区附近。现在西梅多数来自法国西南部,于1856年被嫁接到加州。现在加州梅子的年产量约占世界总产量的67%[10],为世界第一大西梅产地。

新鲜梅子与西梅的主要成分含量如附表所示。新鲜梅子的数据源于2007版《中国食物成分表》,西梅的数据来自2012年美国农业部参考标准,RNI为2013版的《中国18~49岁成年居民膳食营养素参考摄入量》。由附表可发现,鲜梅制成西梅后某些营养素含量显著增加。

附表 新鲜梅子与西梅(100g)主要成分含量的对比及其所占RNI%

注:*占男性RNI的比例、#占女性RN2的比例,其余营养素的RNI男女通用。

西梅是铜、钾、镁、锰的良好来源。我国虽尚无硼的推荐摄入量,但据2002年中国居民营养与健康状况调查报告[12]以及食物中硼含量,可知我国居民日均硼摄入量为 1.32mg[13],而100g西梅中硼含量已接近该数字的2倍。西梅也是维生素K、B2、B6、烟酸的良好来源,其中维生素K的含量尤为丰富,占RNI的74.4%,与腰果和榛子[14]中的含量相当,远超其他水果和果脯。由ORAC[15]的评估发现,西梅的抗氧化指数在常食用的蔬菜水果中名列前茅。Wu[16]等人在利用没食子酸等价物测定总多酚含量时也发现,西梅的含量最高。

2 西梅防治骨质疏松的研究进展

2.1 细胞实验

Bu[17]等人用西梅提取物干预一种破骨前体细胞——RAW264.7(老鼠的巨噬细胞),结果发现细胞处于西梅提取物的培养液里时,无论其处于正常、氧化应激或是炎症状态,分化都会受到抑制。Kamkar[18]等人在细胞培养实验中也发现骨骼生成相关指标有所变化,如在西梅提取物浓度为100μg/mL的培养液中,细胞中一种骨形成特异性指标——骨源性碱性磷酸酶(BALP)活性显著增加;在浓度为1 000μg/mL的培养液中,成骨细胞前体细胞胰岛素样生长因子IGF-1有所增加;在浓度为5、10μg/mL的培养液中,参与骨基质合成的酶——赖氨酸氧化酶水平升高。

2.2 动物实验

动物实验的结果也证实西梅不仅有助于预防[19]还能逆转由于雌激素缺乏导致的骨质流失。Arjmandi[20]等人利用切除卵巢的雌鼠模拟绝经后妇女骨质加速流失的状态,建模成功后给小鼠进食含25%西梅粉的饲料为期45d,结果显示,该膳食能预防腰椎和股骨的骨质流失。此外,含西梅的饮食能增加IGF-1(一种刺激骨生成的激素)的水平,并呈剂量依赖性,但未引起血清抗酒石酸酸性磷酸酶(一种骨吸收标志物)水平的上升。因此,西梅可能是通过刺激骨生成来保护骨骼。

Deyhim[21]、Smith[22]等人发现,西梅不但能预防骨质疏松,甚至能恢复骨量。Farzad[21]等人通过切除小鼠卵巢建立骨量减少的模型,喂养小鼠60d后发现,即使低剂量组(西梅含量为5%)小鼠的股骨和胫骨的骨质流失也可完全逆转。高剂量组(西梅含量为25%)小鼠腰椎的骨密度也得到了改善,且能完全预防切除卵巢所导致的骨量流失。

2.3 人群试验

人群试验的结果同样证实了西梅有助于骨骼健康。Muhlbauer[23]等人让受试者摄入各类蔬菜和水果后,检验其尿液中3H的排泄情况发现,西梅和洋葱对骨骼的调节最有效。该研究小组证实西梅通过抑制骨吸收预防骨质疏松症的发生。Arjmandi[24]等人进行的一项的临床试验结果显示,绝经后妇女每天摄入西梅100g,3个月后发现骨生成标记物有所增加,如BALP的活性增加了6%、IGF-1增加了17%,说明需长期摄入西梅才能发挥其对骨骼的保护作用。

3 西梅的作用机制

西梅富含多种与骨代谢相关的化合物,如多酚类化合物、维生素K、硼、镁等,每天摄入100g西梅即可满足人体对这些营养素大部分需求。

3.1 多酚类化合物

随着年龄的增长,雌激素水平的下降,骨质疏松症的发生[25-26]呈现上升趋势。Ozgocmen[27]等人发现,原发性骨质疏松患者机体出现氧化应激,体内氧自由基水平显著增高。雌激素缺乏的动物模型和绝经期妇女骨质流失速率急速上升的部分原因是因体内氧自由基增多造成。氧化应激是氧自由基产生过量与抗氧化系统损伤所致。Bai[28]等人的研究结果显示,氧自由基能刺激RANKL(骨重建过程中一重要因子)的表达,RANKL与其受体结合后,促进破骨细胞形成和分化,导致骨降解[29]。当体内抗氧化机制受损时,破骨细胞能增加氧自由基的量,使骨质疏松症进展加剧。氧化应激还会抑制成骨家族谱系细胞的增殖,阻碍其分化成熟,抑制其分泌骨基质及骨基质矿化,最终导致细胞活性下降甚至死亡[30-31]。

多酚类化合物是西梅中抗氧化物质的主要来源,它的酚羟基结构具有抗氧化作用,对自由基有较强的捕捉能力,能减缓骨质流失。虽然西梅在加工过程中因高温,使一些抗氧化物质流失[32],但多酚类化合物的浓度基本没变。根据梅子种类,多酚类化合物含量在282~922mg/100g之间,主要成分为绿原酸的同分异构体(新绿原酸和隐绿原酸),以及少量二羟基桂皮酸(咖啡酸)、香豆酸、芦丁[33]和原花青素等[34]。绿原酸的同分异构体在晒干成西梅后抗氧化活性还会增强。绿原酸[35]属于小分子化合物,能与氧自由基快速反应,对DPPH、羟基自由基、超氧阴离子有较强的清除作用。

3.2 硼

西梅中硼的含量超过了多数水果。硼在与骨骼相关的营养物质代谢时发挥重要作用。Nielsen[36]认为,高硼膳食能减少钙的排泄,增加血中钙离子浓度。13名绝经后妇女每天摄入3mg硼酸钠持续48d后,被发现尿钙和尿镁显著减少。当镁缺乏[37]或者其他情况导致尿钙增加时,硼对骨骼的潜在作用将会凸显。补充硼能促进骨骼生长,增加血中钙和镁浓度,并能抑制软骨钙化。Hunt[38]等分别给加硼组与正常膳食对照组的小鸡喂食足量维生素D,正常膳食组小鸡发生佝偻病的概率更高,说明硼能使由维生素D缺乏引起的能量物质利用紊乱正常化,且能改善骨骼中常量元素的含量。Devirian[39]发表的一篇综述中表示,硼能提高绝经后妇女的雌激素水平,从而减缓骨质疏松的进程。

3.3 维生素K

每100g西梅中含59.5μg[40]维生素K。维生素K能促进骨矿化,使钙进入骨骼中。作为骨钙素γ-羧化的一个辅酶,能调节羟基磷灰石晶体在骨骼中的生长。维生素K还能影响成骨细胞标记物表达基因以及骨胶原组合基因的转录[41]。此外,维生素K能抑制骨吸收和破骨细胞的生成。Braam[42]等人的研究发现,给绝经后妇女补充3年的维生素K能减缓腰椎的骨质流失。Knapen[43]等人的一项研究显示,绝经后妇女每天摄入1 000μg/d的维生素K能使骨钙素恢复到正常水平。

3.4 镁

镁是促进骨骼生长、维护骨细胞结构与功能的重要元素。镁可促进成骨细胞的有丝分裂,低镁会使诱生型一氧化氮合酶(iNOS)表达上调,抑制SaOS-2类成骨细胞系增殖[44]。机体若缺乏镁,即使摄入足量的钙,仍会出现低血钙与低血磷的现象。若骨质疏松症合并骨折[45]的患者长期维持低镁水平,会因骨质缺钙而延迟伤口的愈合。缺镁[46]也会直接影响1,25-(OH)2D3的生成和PTH的分泌,这两种成分均对成骨细胞有积极作用,若分泌异常皆可导致骨质疏松;维生素D缺乏还会导致肠道钙吸收减少,而缺钙也是造成骨质疏松的一大因素。

3.5 钾

Tucker[47]等人利用佛明翰心脏研究中心的数据发现了钾与骨密度间的关系,认为钾有助于维持男性和女性的骨密度。Zwart[48]等人发现,特别是摄入高蛋白饮食后,增加钾的摄入能降低骨吸收。

4 展望

西梅对骨骼的保健机制以协同作用为主,其对人类骨骼的保健功效需更多长期大样本的临床随机对照试验来进一步确定其有效性。◇

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(责任编辑 李婷婷)

Research Advancements on Prevention and Treatment Function of Prunes for Osteoporosis

LIU Hai-li,GE Sheng

(Department of Clinical Nutrition,the 6th People’s Hospital Affiliated to Shanghai Jiaotong University,Shanghai 200233,China)

With the acceleration of aging process,the incidence of osteoporosis is rising.As our daily snacks,prune is rich in bone metabolism related substances,such as boron,magnesium,potassium,polyphenol compounds,which can prevent and treat osteoporosis effectively by inhibiting bone absorption and promoting bone formation.The paper reviewed the research advancements of prunes and osteoporosis in recent years were reviewed.

prune;osteoporosis;polyphenolic compound;boron

刘海丽(1992— ),女,在读硕士研究生,研究方向:食物与营养。

葛声(1967— ),女,研究生导师,主任医师,研究方向:营养与慢性代谢性疾病防治。

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