【doc】钙吸收利用与钙摄入量关系的动物实验研究
钙吸收利用与钙摄入量关系的动物实验研
究
第31卷
2002正
第6期
l2月
卫生研究
JOURNALOFHYGIENERESEARCH
Vo1.3lNo.6
Dec.20o2439
文章编号:1000—8020(2002)06—0439—03
钙吸收利用与钙摄人量关系的动物实验研究
王灿楠刘德成庄明贺珍丛宁
徐州医学院卫生教研室,徐州221002
?
实验研究?
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?达能营养中心!
.DANONE咖nJ1ECHINA’
.青年科学工作者论坛!
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YoungScientistsForum?
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摘要:为探讨钙吸收利用与钙摄入量间的相互关系,给初断乳Wistar大鼠喂饲3周缺钙饲料后,按体重
随机分为缺钙组,钙适宜组和高钙组,进行l2周喂养,并于实验第5周进行3天代谢试验.结果表明,适宜
补钙可明显增加骨钙,骨密度,骨矿物质含量和股骨的重量(P<0.05),加大补钙剂量,补钙效果未见增加.
相关分析发现摄入钙与骨钙,骨密度,骨矿物质含量呈正相关,而与吸收率,存留率呈负相关.量效研究发
现,大鼠钙摄入量(X)与吸收率(葺,)问的关系呈双曲线函数形式,所得回归方程为:l,=e6.xX+20,
(F=47,3154,P<0.0001).实验结果显示,用原子吸收分光光度计测定,骨钙与用单光子骨密度仪测定的骨
矿物质含量具有良好的线性关系.
关键词:钙摄入量钙吸收率骨钙骨密度双曲线函数
中图分类号:RI51.3Q593.6文献标识码:A
Effectofdifferentdosesofcalciuminrats’dietonabsorption
andutilizationOfcalcium
WangCarman,LiuDecheng,ZhuangMing,HeZhen,etai.
TheDepartmentofPublicHealth,XuzhouMedicalCollege,Xuzhou221002,
China
Abstract:TherelationamongCa—intake,Ca—absorptionrate.Ca—retenti
onrateandboRestatusinratswasstudied
Thirty—sixweaningmaleandfemalerats,werefedwithCa-deficientdietforthreeweeks,thentheratswererandomlydivided
intothreegroups(1ow—dose,middle—doseandhighdosecalcium),Therats
werefedfor90days,Thecalciummetabolism
testswerecarriedoutbytheendofthefifthweek111eresultshowedthatadequatecalciumincreasedboRecalcium.bone
mineraldensity,bonemineralcontentandfemoralweightinratsremarkably(P<0,01),buthigherdoseofsupplemented
calciumhadnofurtherimprovementoncalciumnutritionstatus.TherewerepositivecorrelationbetweenCa—intakeandboBe
calcium,bonemineraldensityandbonemineralcontent,andnegativecorrelationbetweenCa—intakeandCa—absorptionrate,
Ca—retentionrate.Thedose—effectanalysisdemonstratedthatthechangeo
fCa—absorption()withCa—intake(X)wasina
trendofhyperbolaTheregressionequationwasi,=e6×X+20,(F:47,3154,P<0.0001).Asatisfactory
lineregressionbetweenbonecalciumandboRemineralcontentwasalSOdemonstrated.
Keywords:Ca—intake,Ca—absorptionrate,bonecalcium,hyperbolafunct
ion
钙是与人体健康密切相关的常量元素,然而,全国第三次
营养调查结果表明,我国平均每天钙摄入量只有405mg,仅达
推荐供给量的50%左右…,儿童,青少年,孕妇钙摄入不足的
现象更为严重.因此,对我国人民进行普遍,合理的补钙是必
要的,但如何补钙一直是医学界,营养学界关注的问题.目
前虽已有较多的补钙实验研究”】,但对钙吸收,利用与钙摄
入量之间的相互关系量效特征的研究资料较少.本实验对钙
摄入量,钙吸收率,钙存留率及骨骼钙营养之间的关系进行了
研究,并分析了其量效特征,以期为今后补钙动物实验
和
补钙效果
提供参考.
基金项目:江苏省教育厅自然科学基金资助项目(No
00KjB330002)
作者简介:王灿楠,女,学士,副教授
1徐州卫生防疫站中心实验室
2徐州医学院实验动物中心
1材料和
1.1实验动物及喂养
初断乳Wistar大鼠36只(由徐州医学院动物实验中心提
供),适应性喂养1周后,喂饲3周缺钙基础饲料作为空耗期.
基础饲料配方(g/kg):玉米320,小麦300,豆粕150,植物蛋白
粉200,盐l0,色拉油20.空耗期后,按体重随机将大鼠分成3
组:缺钙组(A组),给以基础饲料,含钙为1.0g/kg;钙适宜组
(B组)给以基础饲料+碳酸钙,含钙约为6.0g/kE;高钙组(C
组):给以基础饲料+碳酸钙,含钙约16.0g/kg.各组大鼠l2
只,雌雄各半.按组别,性别饲养在聚乙烯塑料盒内,自由进
食和饮用去离子水,实验期为l2周,第5周进行3天代谢实
验,测定饲料钙,粪钙,尿钙,计算钙的吸收率及存留率.实验
期间每周称体重2次,实验结束摘眼球采血,断头处死动物后
分离双侧股骨备用.
1.2测定项目与方法
卫生研究第3l卷
1.2.1钙含量大鼠股骨钙,粪钙,尿钙及饲料钙均经马福
炉高温灰化后,用北京瑞利分析仪器公司生产的WFX一
1F2B2型原子吸收分光光度计测定.血钙用美国OLYMPUS
全自动生化分析仪测定.
1.2.2骨密度(BMD)和骨矿物质含量(BMC)取大鼠股骨,
剔除肌肉和筋膜后,用核工业部北京地质研究院生产的SD一
1000单光子骨密度仪测定骨密度和骨矿物质含量.
1.2.3股骨重量和长度使用上海量具刃具厂生产的游标
卡尺(精密度为0.02mm)测量股骨长度.使用上海第二天平
仪器厂生产的MP120—1型电子天平(灵敏度为1mg)秤取股
骨质量=
1.2.4数据处理所有数据均输入计算机,用Exce1软件进
行数据整理和归组,用SAS6.12软件进行方差分析,相关回归
分析和曲线拟合.钙吸收率,钙存留率的计算
为:
钙吸收率=堡×l【x)%
腑留率=×?oo%
2结果
2.1补钙对钙代谢及骨骼的影响
由表1知,低钙组动物的钙吸收率,存留率均明显高于补
钙组(P<0.0001).补钙可明显增加骨钙,骨密度,骨矿物质
含量和股骨重量(P<0.05),但对股骨长度未见影响(P>
0.05).大剂量补钙,虽对骨骼钙营养仍有意义,但与钙适宜
组相比较,无论从钙吸收率,存留率还是从骨骼钙营养状况上
均未增加其补钙效果(P>0.10).
表1不同补钙剂量对大鼠钙代谢及骨骼发育的影响
Table1Effectofdifferentdosesofcalciuminrats’dietoncalciumnutriitionsta
tus
注:在同一列上,凡上标字母相同者,表示差别无显着性,凡上标字母不同者,表示差别有显着性(方差分析,P<O.05)
2.2补钙指标间的相关关系
由表2知,摄人钙与骨钙,骨密度,骨矿物质含量呈正相
关为满足统计分析对资料分布的要求,将摄人钙和吸收率,
存留率均进行自然对数变换后作直线相关分析,发现摄人钙
与吸收率,存留率呈负相关.血钙与上述各项指标均无相关
关系:
表2摄入钙,血钙与钙代谢指标,骨指标的相关关系
Table2CorrelationbetweenCa.intake.bloodcalciumand
calciumnutritionstatusinrat
2.3摄入钙与吸收率的量效关系
为分析摄人钙与吸收率的量效关系,以摄人钙为x轴,
吸收率为Y轴,在直角坐标系中绘制散点图,经与
图形
对照,发现其变化趋势为双曲线,其直线方程的表达式为:
In(+K):?+blnX(1)
对摄人钙()和吸收率(萱,)进行自然对数变换后求得其直线
方程为:
In(一20):6.8068—0.88211nX(2)
经假设检验,F:47.3154,P<0.0001,显示其回归效果有显着
性.数据还后的双曲线方程为:
:e
6.
×X+20(3)
式3中摄人钙的实测范围为30.24,836.
22mg,吸收率Y的
实测范围为20.34%,89.00%.由图1可见,实测数据围绕
回归方程上下随机波动且与回归线较为接近,说明回归效果
良好.经计算,决定系数r:0.6871,说明使用该方程可说明
钙吸收率近70%的变异程度.
哥
擎
督
摄入钙(mg/3d)
图1吸收率和摄入钙关系
Fig.1RelationofCa?intakeandabsorptionrate
2.4骨矿物质含量,骨密度与骨钙含量的量效关系
图2,图3显示骨钙与骨矿物质含量间的线性关系明显
好于骨密度,提示使用骨矿物质含量推算骨钙含量的效果较
骨密度好.骨钙和骨密度的直线回归方程为::一149.08+
1069.88X(F:15.84,P:0.0004).骨钙和骨矿物质含量的直
线回归方程为::一32.392+1052.37X(F:51.
80.P<
0.0001)
3讨论
3.1钙吸收率
钙吸收率是钙营养强化剂研究和开发中的一项重要指
标.本次研究发现碳酸钙在正常剂量下的吸收率为28.2%.
与文献报道的27%相接近,在”钙饥饿”状态下吸收率明显
第6期王灿楠,等钙吸收利用与钙摄人量关系的动物实验研究44l
鼍
县
簟
县
簟
骨密度(g/era)
图2骨钙和骨密度关系
Fig.2Relationofbonecalciuraandbonemineraldensity
骨矿物质含量(e,/cm)
图3骨钙和骨矿物质含量关系
Fig.3Relation0fbonecalciuraandbonemineralcontent
增加的结果也与理论相符.我们发现,大鼠钙摄入量和吸
收率的关系可用双曲线函数予以定量描述,且实测数据与理
论计算值吻合程度相当理想.就钙营养的动物实验研究而
言,这种定量关系具有重要的实际意义.在设计动物试验的
补钙剂量时,由图1知,若在天天代谢实验期内钙摄入量<
100mg,则吸收率随摄入钙的减少而急剧增加,此时只要摄入
钙稍有变化,吸收率则发生明显变化.如摄入钙由100mg减
到20mg时,由公式3可算得吸收率可由35.56%上升到
84.35%.就补钙营养品的开发研究而言,在此条件下得到的
高吸收率是没有实际意义的.当摄入钙在150,250mg时,随
着钙摄入量的增加,吸收率有所降低,但下降速度明显减缓.
此时应注意在摄入量相等的情况下比较各组的吸收率.当摄
入钙在250,8oomg之间时,吸收率的变化几乎呈平台趋势,
此时摄入钙的改变对吸收率的影响已很小,如按公式3可算
得当摄入钙由3oomg增加到350mg时,吸收率仅由25.9%下
降为25.2%.因此在研究目的主要为钙吸收率的实验中.如
研究新型补钙剂的吸收状况,探讨食物中某些物质对钙吸收
率的影响,钙对其它离子吸收的抑制和,或促进作用等研究
中,在满足实验设计要求的情况下,若将大鼠的钙摄入量设计
为250mg以上.则可大大减少钙摄入量这一混杂因素对钙吸
收率的影响,增强实验结果的可比性.
3.2补钙效果评价
骨密度,骨矿物质含量是l}缶床上观察补钙效果的重要指
标.但这两项指标测定的仅为某一小范围,小区域内的骨骼
情况,受测定方法,测定部位的影响较大.骨钙测定的是整块
骨骼中的钙含量,因此无论从理论上还是从实验方法学上,骨
钙都是反映补钙效果更直接,更可靠的指标.由于其测定方
法远较骨矿物质含量,骨密度复杂,且对活体动物目前尚不能
测得这一指标,使其应用受到了限制.本次研究发现,骨钙与
骨矿物质含量比与骨密度有更好的线性关系,这与”对生长期
儿童骨密度不如骨矿物质含量适用”的结果相符合.这一
结果提示,在动物实验和人群研究中,我们有可能使用较易测
得的骨矿物质含量,推算难以测得的骨钙,以便更合理地评价
机体的骨营养状态.本次研究表明,血钙与骨营养指标,吸收
率,存留率均无相关.由于机体可通过多种机制预防甚至是
轻微的低钙血症,且血钙变化往往小于测量误差.因此
一
般不宜将血钙作为钙营养动物实验的观察指标.
碳酸钙因其补钙效果确切,功效价格比高,常被作为补钙
营养剂的参照标准..若某一补钙剂与碳酸钙功效价格比相
差甚远,又不具备其它突出的优点,那么这种产品就缺乏开发
的意义.这是本研究采用碳酸钙作为补钙剂的主要原因,也
使本研究结果对钙营养的动物实验研究具有一定的普遍意
义.
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社.1999.238,247
(2001-12.24收稿)