發(fā)布時間：2019-11-09 02:32

【摘要】：水中的鈣、鎂等礦物元素主要以離子形式存在而容易被機體吸收,飲水是機體補充礦物質(zhì)的一條重要途徑。研究表明,不同礦物質(zhì)含量的水的腎臟酸負荷值(potential renal acid load,PRAL)不同,會影響人體的酸堿狀態(tài),進而影響骨骼的健康。本課題組前期研究亦顯示,飲用水礦物質(zhì)含量下降可能帶來骨骼發(fā)育不良等健康風險。近年來關(guān)于新型飲水(純凈水、礦泉水等)與骨骼健康的比較研究開始增多,但對兒童及青少年時期關(guān)注較少。對骨質(zhì)疏松癥的研究已明確其發(fā)病與兒童及青少年時期骨骼生長有直接的關(guān)系,從此階段預防骨質(zhì)疏松(一級預防)已受到高度重視。目前青少年飲食偏向西方化(高蛋白高能量,低蔬菜水果攝入),長期會引起體內(nèi)酸堿狀態(tài)失衡,導致慢性代謝性酸中毒。為探討飲水中天然礦物質(zhì)與兒童及青少年時期酸堿狀態(tài)及骨骼發(fā)育的關(guān)系,本課題展開以下研究:第一部分,收集國內(nèi)市售的瓶裝天然礦泉水,并收集主要礦物質(zhì)含量信息,評估對居民各年齡階段尤其是兒童及青少年的鈣、鎂參考攝入量(dietary reference intakes,DRIs)的貢獻率;第二部分,選擇礦物質(zhì)含量及PRAL值明顯不同的五種飲水進行動物實驗,觀察對發(fā)育期大鼠酸堿狀態(tài)及骨骼生長的影響;第三部分,對大鼠進行慢性酸負荷實驗,觀察五種飲水協(xié)同慢性代謝性酸中毒對酸堿狀態(tài)及骨骼生長的影響。研究方法:1、市售瓶裝天然礦泉水對居民鈣、鎂參考攝入量貢獻率分析收集國內(nèi)市售的瓶裝天然礦泉水,檢測溶解性總固體(TDS)、鈣(Ca)、鎂(Mg)含量,按照TDS含量將礦泉水分為高(TDS1500mg/L)、中(TDS,500~1500mg/L)、低礦化度(TDS500mg/L)三組;依據(jù)《中國居民膳食營養(yǎng)素參考攝入量(DRIs)》,評估飲用1 L礦泉水對居民不同年齡階段尤其兒童及青少年鈣、鎂DRIs的貢獻率。2、五種飲水對發(fā)育期大鼠酸堿狀態(tài)及骨骼生長的影響100只3周齡初斷乳雌性SD大鼠,適應性喂養(yǎng)1周后,隨機均分為5組,每組20只,分別飲用礦物質(zhì)含量及PRAL值明顯不同的五種飲水:自來水(TDS,333.87mg/L;PRAL,-0.53)、天然水(TDS,177.3mg/L;PRAL,-0.69)、純凈水(TDS,3.63mg/L;PRAL,-0.02)、天然礦泉水1(TDS,1934.23mg/L;PRAL,-9.84)、天然礦泉水2(TDS,953.79mg/L;PRAL,4.02),自由飲水及進食,喂養(yǎng)3個月。實驗結(jié)束后,每組處理10只,取腹主動脈血進行血氣分析,檢測酸堿狀態(tài)指標,包括:酸堿度(p H)、二氧化碳分壓(PCO2)、氧分壓(PO2)、氧飽和度(SO2)、實際碳酸氫鹽(HCO3-)、標準碳酸氫鹽(HCO3std-)、實際堿剩余(BEB)、標準堿剩余(BEecf);繼續(xù)取血并分離血清,酶聯(lián)免疫吸附法測定骨代謝生化指標,包括:甲狀旁腺激素(Parathyroid hormone,PTH)、降鈣素(Calcitonin,CT)、25-羥維生素D3(25-(OH)D3)、1型前膠原氨基端前肽(Procollagen type1N-terminal propeptide,P1NP)、骨鈣素(Osteocalcin,OC)、β-膠原特殊序列(β-crosslaps)、脫氧吡啶啉(Deoxypyridinoline,DPD);取左側(cè)股骨,進行Micro-CT掃描及三維重建,觀察松質(zhì)骨骨微結(jié)構(gòu),參數(shù)包括:骨密度(Bone mineral density,BMD)、骨體積分數(shù)(Bone volume/total volume,BV/TV)、骨表面積密度(Bone surface/volume ratio,BS/BV)、骨小梁數(shù)量(Trabecular number,Tb.N)、骨小梁厚度(Trabecular thickness,Tb.Th)、骨小梁分離度(Trabecular separation,Tb.Sp)、骨小梁連接性密度(Trabecular connectivity density,Conn-D);取右側(cè)股骨,采用三點彎曲法進行生物力學測定,指標有:最大載荷(Maximum load)、楊氏模量(Young's modulus)、最大應力(Maximum stress)。3、五種飲水協(xié)同慢性代謝性酸中毒對大鼠酸堿狀態(tài)及骨骼生長的影響在課題第二部分各組剩余大鼠飲水中添加氯化銨(0.28mol/L),進行慢性酸負荷實驗,各組飲水種類不變。持續(xù)處理3周后,取材并檢測指標,各指標同課題第二部分。4、統(tǒng)計學分析采用SPSS 20.0、Office 2007對數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析。根據(jù)數(shù)據(jù)分布的特點,計量資料以均數(shù)±標準差表示,觀察組間指標比較采用單因素方差分析,指標間的相關(guān)性分析采用Spearman相關(guān)性分析,以P0.05表示差異有統(tǒng)計學意義。研究結(jié)果:1、市售瓶裝天然礦泉水對居民鈣、鎂參考攝入量貢獻率本課題所收集到的56種市售瓶裝天然礦泉水,進口、國產(chǎn)分別為15、41種。礦泉水礦物質(zhì)含量差別很大,高、中、低礦化度比例分別為14%、16%、70%。1 L高礦化度礦泉水對礦物質(zhì)需求量最大的11~14歲青少年,提供平均超過30%的鈣DRIs貢獻率;對1~3歲兒童則可高達88.33%;對其它年齡階段的人群至少提供平均約1/3的鈣需要量。1 L中礦化度礦泉水可滿足各年齡階段居民平均約20%的鈣需要量。1 L低礦化度礦泉水對人群鈣DRIs貢獻率較低,滿足平均不超過5%的需要量。1 L高礦化度礦泉水可提供各年齡階段居民平均超過20%的鎂需要量,對兒童及青少年的鎂DRIs貢獻率更高,可滿足11歲以下兒童平均超過30%的鎂需要量,最高可超過100%。1 L中礦化度礦泉水對人群鎂DRIs貢獻率較低,平均滿足不超過5%的需要量。1 L低礦化度礦泉水對人群鎂DRIs的貢獻率則更低。2、五種飲水對發(fā)育期大鼠酸堿狀態(tài)及骨骼生長發(fā)育的影響五種飲水喂養(yǎng)3個月后,各組大鼠飲食量、飲水量、體重增長均無統(tǒng)計學差異;各組大鼠酸堿狀態(tài)指標無統(tǒng)計學差異;純凈水組血清OC(反映骨組織轉(zhuǎn)換水平綜合狀態(tài))含量顯著低于自來水組和兩種天然礦泉水組(P0.05),也有低于天然水組趨勢;天然水組和純凈水組的BS/BV(反映骨小梁強度,與骨小梁強度成反比)均顯著高于兩種天然礦泉水組(P0.05),也有低于自來水組趨勢;各組間股骨的生物力學指標無統(tǒng)計學差異。相關(guān)性分析發(fā)現(xiàn)OC、BS/BV與水中多數(shù)礦物質(zhì)顯著相關(guān),并與TDS、Ca、Mg等相關(guān)性較強。3、五種飲水協(xié)同慢性代謝性酸中毒對大鼠酸堿狀態(tài)及骨骼生長的影響慢性酸負荷處理3周后,各組大鼠間飲食量、飲水量及體重變化沒有差別。大鼠體重隨酸中毒程度加重而下降;各組酸堿狀態(tài)指標無統(tǒng)計學差異;純凈水組血清DPD水平(反映骨吸收、骨量減少的敏感生化指標)顯著低于其他四種水組(P0.05);BMD(反映骨組織礦化水平)、BV/TV(反映松質(zhì)骨樣本內(nèi)骨組織體積的含量)指標,均為天然礦泉水1組顯著高于自來水、天然水、純凈水組(P0.05);最大載荷、最大應力指標(反應骨的韌性),天然水組、純凈水組分別顯著高于自來水組、天然礦泉水2組(P0.05)。結(jié)論:1、市售瓶裝天然礦泉水中礦物質(zhì)含量差別很大。1 L高礦化度礦泉水可提供各年齡階段居民鈣、鎂DRIs平均超過20%的貢獻率,對兒童及青少年貢獻率則更大(鈣可高達88.33%,鎂可達100%)。中礦化度礦泉水也是鈣的重要來源,可滿足各年齡階段居民平均約20%的需要量;中礦化度礦泉水對居民鎂DRIs貢獻率較低。低礦化度礦泉水對居民鈣、鎂需要量的貢獻率均較低。2、五種飲水對大鼠體內(nèi)酸堿狀態(tài)指標的影響沒有差別。骨鈣素和骨小梁強度是對水質(zhì)差異敏感的骨骼指標。純凈水在維持成骨細胞活性及骨轉(zhuǎn)換水平上弱于自來水及兩種礦泉水組;骨微結(jié)構(gòu)發(fā)育弱于兩組天然礦泉水組。天然水對骨微結(jié)構(gòu)發(fā)育的影響弱于兩種天然礦泉水組。兩種天然礦泉水對發(fā)育期骨骼健康指標影響無明顯的差別�？傮w上,長期飲用不含礦物質(zhì)的純凈水,不利于發(fā)育期骨骼生長;而兩種礦泉水對骨骼發(fā)育較好。3、五種飲水協(xié)同慢性代謝性酸中毒處理下,各組大鼠體內(nèi)酸堿狀態(tài)的指標沒有顯著差別。純凈水組骨吸收水平顯著低于其他四種水組,骨形成水平有低于其他四組的趨勢,反映骨轉(zhuǎn)化水平最低;純凈水對骨微結(jié)構(gòu)發(fā)育的影響弱于天然礦泉水1組;純凈水對維持骨骼材料彈性方面優(yōu)于自來水組、天然礦泉水2。天然水對骨微結(jié)構(gòu)發(fā)育的影響弱于天然礦泉水1組;對維持骨骼材料彈性方面優(yōu)于自來水組、天然礦泉水2。自來水對骨微結(jié)構(gòu)發(fā)育的影響弱于天然礦泉水1組。總體上,長期飲用不含礦物質(zhì)的純凈水,不利于發(fā)育期骨骼生長;而富含碳酸氫鹽的堿性礦泉水對骨骼發(fā)育較好。全文總結(jié):市售瓶裝天然礦泉水的礦物質(zhì)含量差別很大;高礦化度礦泉水是居民尤其是兒童及青少年鈣、鎂的重要來源;1 L中礦化度礦泉水也可滿足各年齡階段居民平均約20%的鈣需要量,中礦化度礦泉水對居民鎂DRIs貢獻率較低;低礦化度礦泉水對居民鈣、鎂DRIs的貢獻率均較低。動物實驗發(fā)現(xiàn),礦物質(zhì)含量不同的五種飲水對酸堿狀態(tài)指標影響沒有差別;水中的天然礦物質(zhì)與骨骼發(fā)育指標關(guān)聯(lián)密切;長期飲用不含礦物質(zhì)的純凈水不利于發(fā)育期大鼠骨骼生長,而飲用富含碳酸氫鹽的堿性天然礦泉對骨骼發(fā)育較好。
【圖文】：

(Ca+}g)分布

181.2.2 飲用瓶裝天然礦泉水對中國居民不同年齡階段鈣、鎂 DRIs 的貢獻率1.2.2.1 飲用 1 L 瓶裝天然礦泉水對中國居民鈣 DRIs 貢獻率 飲用 1 L 瓶裝天然水對中國居民鈣 DRIs 貢獻率的范圍波動較大（0.03%~88.33%）。1 L 高礦化度礦泉
【學位授予單位】：第三軍醫(yī)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：R580

【參考文獻】

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1 居星耀;盛紅斌;沈健;;鋅、維生素D、鈣聯(lián)用對嬰幼兒佝僂病療效及對生化指標和骨密度的影響[J];兒科藥學雜志;2015年05期

2 李鐵軍;文華軍;丁中偉;;辛伐他汀和吉非羅齊對高脂血癥伴骨量減少患者骨代謝和骨密度的影響[J];局解手術(shù)學雜志;2011年01期

3 王麗華;石玉霞;付瑩;馬萬成;賈奇;;Ⅱ型膠原羧基端端肽和脫氧吡啶啉在實驗性大鼠關(guān)節(jié)軟骨損傷中的生物標志作用[J];當代醫(yī)學;2009年16期

4 陳研;;急診搶救中快速判讀血氣分析的臨床意義[J];實用臨床醫(yī)學;2007年08期

5 李儉;;桶裝礦泉水和純凈水對健康的影響[J];實用預防醫(yī)學;2007年01期

6 王蘭;李冬梅;段大航;;糖尿病患者血清中金屬元素鉀、鈉、鈣和鎂的分析[J];社區(qū)醫(yī)學雜志;2006年19期

7 肖莉;宋玉;李振華;;血氣分析在危重病人搶救中的臨床意義[J];中國醫(yī)科大學學報;2006年04期

8 安麗紅;張春玲;劉國慶;李杰;;飲水鈣、鎂含量對去卵巢大鼠骨質(zhì)量的影響[J];環(huán)境與職業(yè)醫(yī)學;2006年02期

9 曹守鳳,李海浪;骨鈣素與兒童生長發(fā)育[J];國外醫(yī)學.婦幼保健分冊;2004年05期

10 康毅,金勛杰,劉雙意,林柏云,李青南,吳鐵;4、5、7月齡雌性大鼠骨計量學參數(shù)的變化及意義[J];廣東醫(yī)學院學報;2003年02期

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本文編號：2558190