服用牦牛骨粉對(duì)運(yùn)動(dòng)員骨代謝和身體機(jī)能的影響

王金昊， 邱 俊

(上海體育科學(xué)研究所，上海 200030)

骨密度(bone mineral density, BMD)是衡量骨質(zhì)健康的可靠指標(biāo)，高BMD可降低運(yùn)動(dòng)員受傷的概率，低BMD會(huì)增加運(yùn)動(dòng)員應(yīng)力性和脆性骨折的風(fēng)險(xiǎn)[1]。運(yùn)動(dòng)/訓(xùn)練和營養(yǎng)是影響運(yùn)動(dòng)員BMD的兩個(gè)后天環(huán)境因素。運(yùn)動(dòng)員BMD的高低與運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目特點(diǎn)、競(jìng)技水平、運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度、運(yùn)動(dòng)量等訓(xùn)練因素密切相關(guān)[2-6]，高強(qiáng)度沖擊力的運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練有助于BMD提高[7-8]，但運(yùn)動(dòng)負(fù)荷過大可引起B(yǎng)MD降低[9-10]，由于比賽需求運(yùn)動(dòng)員常進(jìn)行較大負(fù)荷的訓(xùn)練。相對(duì)訓(xùn)練的不可控因素營養(yǎng)干預(yù)措施更易實(shí)現(xiàn)，營養(yǎng)提供骨代謝所需原料合成來增加BMD，與BMD密切相關(guān)的兩種重要礦物質(zhì)是鈣和磷，補(bǔ)充含鈣、磷豐富的食物資源對(duì)于改善運(yùn)動(dòng)員的骨質(zhì)營養(yǎng)狀況有重要意義。

牦牛骨粉為無農(nóng)藥殘留污染的有機(jī)鈣源，含鈣量高，鈣表現(xiàn)吸收率高，且鈣磷比例恰當(dāng)合理，易于人體消化吸收、利用[11-12]。關(guān)于牦牛骨粉的研究大多集中在食品加工領(lǐng)域[13-16]，也有少量文獻(xiàn)報(bào)道牦牛骨粉可以提高大鼠骨密度[11,17]、改善治療骨關(guān)節(jié)病[18]，但對(duì)運(yùn)動(dòng)員骨質(zhì)水平的研究還鮮有報(bào)道?；诖?，在不干預(yù)運(yùn)動(dòng)員膳食的前提下，觀察運(yùn)動(dòng)員服用一定劑量牦牛骨粉4周后骨密度和骨代謝、身體機(jī)能相關(guān)生化指標(biāo)的變化，探索牦牛骨粉對(duì)運(yùn)動(dòng)員骨質(zhì)健康的影響，以期為科學(xué)化營養(yǎng)補(bǔ)充提供依據(jù)。

1 對(duì)象與方法

1.1 研究對(duì)象

擊劍、現(xiàn)代五項(xiàng)、武術(shù)、拳擊等項(xiàng)目優(yōu)秀運(yùn)動(dòng)員45名，男21名、女24名，健康狀況良好，無其他方面的疾病和傷病。具體情況見表1。

表1 受試者基本信息

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

(1)牦牛骨粉的加工和服用方法。牦牛骨粉為5 369牦牛骨粉，由青海五三六九生態(tài)牧業(yè)科技有限公司加工提供，經(jīng)上海國家食品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心安全檢測(cè)，符合運(yùn)動(dòng)員服用的食品安全和反興奮劑安全標(biāo)準(zhǔn)。牦牛骨粉隨餐服用，每次5 g，每日服用1次，每周6次，共服用4周。

(2)飲食情況。運(yùn)動(dòng)員根據(jù)個(gè)人飲食習(xí)慣攝入一日三餐，本研究不干預(yù)飲食。

(3)骨密度檢測(cè)。實(shí)驗(yàn)前后采用EXA-3000外周雙能X線骨密度儀檢測(cè)左右前臂、跟骨的骨密度。

(4)生化指標(biāo)。服用牦牛骨粉前后周一晨空腹抽靜脈血檢測(cè)白細(xì)胞(white blood cells, WBC)、紅細(xì)胞(red blood cells, RBC)、血紅蛋白(hemoglobin, Hb)、紅細(xì)胞壓積(hematocrit, Hct)、睪酮(testosterone, T)、皮質(zhì)醇(cortisol, C)、血尿素(blood urea nitrogen, BUN)、血清肌酸激酶(creatine kinase, CK)、骨堿性磷酸酶(bone alkaline phosphatase, BAP)、鈣(calcium, Ca)、磷(Phosphorus, P)、血清免疫球蛋白A(immunoglobulin A, IgA)、免疫球蛋白G(immunoglobulin G, IgG)、免疫球蛋白M(immunoglobulin M, IgM)等指標(biāo)。

1.3 實(shí)驗(yàn)儀器和試劑

實(shí)驗(yàn)儀器。韓國產(chǎn)EXA-3000外周雙能X線骨密度儀；貝克曼庫爾特ACCESS 2全自動(dòng)免疫分析系統(tǒng)；日立全自動(dòng)生化分析儀；貝克曼三分類血常規(guī)儀。主要試劑：T、C、BAP試劑盒購于貝克曼庫爾特有限公司；BUN、CK、Ca、P試劑盒購于WAKO公司；IgA、IgG、IgM試劑盒購于邁克生物股份有限公司。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)

實(shí)驗(yàn)測(cè)試數(shù)據(jù)采用SPSS 22.0統(tǒng)計(jì)軟件，計(jì)算“均值±標(biāo)準(zhǔn)差”，對(duì)各組實(shí)驗(yàn)前后數(shù)據(jù)進(jìn)行描述統(tǒng)計(jì)探索性分析判斷數(shù)據(jù)是否服從正態(tài)分布，服從正態(tài)分布的實(shí)驗(yàn)指標(biāo)前后比較采用配對(duì)樣本T檢驗(yàn)，非正態(tài)分布的實(shí)驗(yàn)指標(biāo)前后比較采用非參數(shù)檢驗(yàn)，P<0.05、P<0.01具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果與分析

2.1 骨密度

圖1所示，男子運(yùn)動(dòng)員服用牦牛骨粉后左前臂、右前臂、左跟骨BMD與實(shí)驗(yàn)前比較均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P> 0.05)，但有升高的趨勢(shì)(4%、7%、6%)；右跟骨BMD與實(shí)驗(yàn)前比較有顯著性升高(P<0.01)，增加12.2%。

**表示與實(shí)驗(yàn)前比較，差異非常顯著，P<0.01圖1 男子運(yùn)動(dòng)員實(shí)驗(yàn)前后BMD比較結(jié)果Fig.1 The results of the BMD in male athletes before and after experiment

圖2所示，女子運(yùn)動(dòng)員服用牦牛骨粉后左、右前臂BMD與實(shí)驗(yàn)前比較均有顯著性升高(P<0.01)，分別增加了8.8%、11.2%；左、右跟骨BMD與實(shí)驗(yàn)前比較均有顯著性升高(P<0.01、P<0.05)，分別增加了10.6%、10.1%。

2.2 骨代謝血液生化指標(biāo)

表2顯示，男子運(yùn)動(dòng)員服用牦牛骨粉后BAP、P與實(shí)驗(yàn)前比較均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P> 0.05)，Ca有顯著性降低(P<0.05)；女子運(yùn)動(dòng)員服用牦牛骨粉后BAP與實(shí)驗(yàn)前比較無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P> 0.05)，Ca、P有顯著性降低(P<0.01、P<0.05)。

2.3 身體機(jī)能血液生化指標(biāo)

表3顯示，男運(yùn)動(dòng)員服用牦牛骨粉后WBC、RBC、Hb、Hct、T、C、BUN、CK等身體機(jī)能血液生化指標(biāo)與實(shí)驗(yàn)前比較均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P> 0.05)；女運(yùn)動(dòng)員服用牦牛骨粉后WBC、RBC、Hb、Hct、T、C、BUN等身體機(jī)能血液生化指標(biāo)與實(shí)驗(yàn)前比較均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P> 0.05)，CK非常顯著性降低(P<0.01)。

*表示與實(shí)驗(yàn)前比較，差異顯著，P<0.05；**表示與實(shí)驗(yàn)前比較，差異非常顯著，P<0.01圖2 女子運(yùn)動(dòng)員實(shí)驗(yàn)前后BMD比較結(jié)果Fig.2 The results of the BMD in female athletes before and after experiment

2.4 免疫指標(biāo)

表4顯示，男子運(yùn)動(dòng)員服用牦牛骨粉后血液IgG、IgA與實(shí)驗(yàn)前比較均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)，IgM在正常范圍內(nèi)有顯著性升高(P<0.01)；女子運(yùn)動(dòng)員服用牦牛骨粉后血液IgG、IgM、IgA與實(shí)驗(yàn)前比較均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。

3 討論

牦牛骨中含有人體所必需的多種營養(yǎng)物質(zhì)，如礦物質(zhì)元素、氨基酸、磷蛋白、磷脂、維生素A、B1、B2、D、軟骨素、骨膠等，常量元素以鈣含量最高，其次是磷、鈉、鉀，微量元素含鋅、鐵、銅、錳等[12]，較于其他牛骨含有更高的蛋白質(zhì)[19]和微量元素[20]。牦牛骨中這些營養(yǎng)組分具有補(bǔ)充骨骼基礎(chǔ)物質(zhì)、補(bǔ)足機(jī)體所需多重營養(yǎng)、提高免疫力等功效。因此，推測(cè)補(bǔ)充牦牛骨粉對(duì)運(yùn)動(dòng)員骨密度和骨代謝可能會(huì)有積極的影響。

據(jù)報(bào)道，牦牛骨粉可有效提高骨密度。趙要武等[11]研究表明，大鼠喂養(yǎng)12周后牦牛骨粉10、20倍劑量組股骨鈣含量、股骨骨密度高于低鈣對(duì)照組，5、20倍劑量組鈣表觀吸收率高于相應(yīng)劑量的碳酸鈣對(duì)照組，牦牛骨粉可增加骨密度也具有較高的鈣表觀吸收率，認(rèn)為與牦牛骨粉中一些微量元素的比例恰當(dāng)?shù)扔嘘P(guān)。程妍等[17]以牦牛超微骨粉配以菊粉和酪蛋白磷酸肽喂食大鼠，探討對(duì)大鼠骨密度的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)試驗(yàn)組大鼠股骨密度分別有不同程度提高，提示牦牛骨營養(yǎng)粉可顯著改善大鼠骨質(zhì)。上述關(guān)于牦牛骨粉對(duì)骨密度的影響以動(dòng)物為實(shí)驗(yàn)對(duì)象，目前未發(fā)現(xiàn)對(duì)人體骨密度影響的報(bào)道。本研究顯示，男運(yùn)動(dòng)員服用牦牛骨粉后左前臂、右前臂、左跟骨骨密度無顯著性變化，但有增高的趨勢(shì)，僅有右跟骨骨密度顯著性升高，這可能與男運(yùn)動(dòng)員身體代謝特點(diǎn)、牦牛骨粉服用劑量相對(duì)較少、服用周期較短等因素有關(guān)。女運(yùn)動(dòng)員服用牦牛骨粉后前臂和跟骨骨密度均有顯著性升高。結(jié)果顯示，4周牦牛骨粉補(bǔ)充可以改善女運(yùn)動(dòng)員前臂和跟骨的骨密度，對(duì)男運(yùn)動(dòng)員前臂和跟骨的骨密度影響較小。

表2 運(yùn)動(dòng)員骨代謝血液生化指標(biāo)的變化結(jié)果

注：*表示與實(shí)驗(yàn)前比較，差異顯著，P<0.05；**表示與實(shí)驗(yàn)前比較，差異非常顯著，P<0.01。

表3 運(yùn)動(dòng)員身體機(jī)能生化指標(biāo)變化結(jié)果

注：**表示與實(shí)驗(yàn)前比較，差異非常顯著，P<0.01。

表4 運(yùn)動(dòng)員免疫指標(biāo)的變化結(jié)果

注：**表示與實(shí)驗(yàn)前比較，差異非常顯著，P<0.01。

臨床上通過檢測(cè)血液中的骨代謝產(chǎn)物和相關(guān)激素，間接推斷骨代謝狀態(tài)，BAP、Ca、P等可反映運(yùn)動(dòng)員的骨代謝狀況[21-23]。骨鹽不斷溶解，將鈣釋放入血液，骨又不斷從血液中攝取鈣供骨細(xì)胞鈣化，此過程是骨的更新，骨更新過程中又維持了血鈣、血磷的平衡，通過測(cè)定血Ca、P的含量可了解骨代謝平衡的狀況[24]。骨骼礦化受阻時(shí)，成骨細(xì)胞合成大量BAP，使血清BAP明顯升高，BAP是成骨細(xì)胞成熟和活性的標(biāo)志[24]。程妍等[17]研究發(fā)現(xiàn)，服用不同配比牦牛骨營養(yǎng)粉后大鼠血清鈣均有不同程度的降低，血清堿性磷酸酶無顯著性變化，認(rèn)為牦牛骨營養(yǎng)粉可引起血清鈣釋放緩慢導(dǎo)致血清鈣降低。研究觀察到服用牦牛骨粉后男運(yùn)動(dòng)員血清BAP、P無顯著性變化，Ca顯著性降低，女運(yùn)動(dòng)血清BAP無顯著性變化，Ca、P顯著性降低。血清BAP無顯著性變化，說明運(yùn)動(dòng)員服用牦牛骨粉后成骨細(xì)胞成熟和活性處于動(dòng)態(tài)平衡。女運(yùn)動(dòng)員血清Ca、P顯著性降低表明鈣、磷釋放緩慢，可能與女子運(yùn)動(dòng)員的月經(jīng)影響有關(guān)[25-26]，但血清Ca、P均處在正常范圍之內(nèi)，說明女運(yùn)動(dòng)員骨代謝血液生化指標(biāo)未有不良變化。提示，服用牦牛骨粉對(duì)運(yùn)動(dòng)員骨代謝血液生化指標(biāo)無不利影響。

以上看出牦牛骨粉對(duì)運(yùn)動(dòng)員骨密度有一定的促進(jìn)作用，如果補(bǔ)充牦牛骨粉導(dǎo)致運(yùn)動(dòng)員身體機(jī)能水平不佳而影響訓(xùn)練，將顧此失彼、得不償失，失去營養(yǎng)補(bǔ)充的意義。競(jìng)技體育實(shí)踐中，馮連世等[27]建立了運(yùn)動(dòng)員機(jī)能評(píng)定的體系和方法，采用WBC、RBC、Hb、T、C、BUN、CK、IgG、IgM、IgA等血液生化指標(biāo)來評(píng)價(jià)運(yùn)動(dòng)員身體機(jī)能水平和體液免疫功能狀況。本研究顯示，男女運(yùn)動(dòng)員服用牦牛骨粉后大部分血液生化指標(biāo)與服用前均無顯著性變化，僅有女子運(yùn)動(dòng)員CK有顯著性降低，但CK受訓(xùn)練等多方面的影響，并不能作為提高身體機(jī)能水平的唯一依據(jù)。一般情況下長期大負(fù)荷訓(xùn)練會(huì)造成運(yùn)動(dòng)員身體機(jī)能水平下降，而本實(shí)驗(yàn)運(yùn)動(dòng)員身體機(jī)能生化指標(biāo)未發(fā)生不良變化，提示4周牦牛骨粉補(bǔ)充可以較好地維持運(yùn)動(dòng)員身體機(jī)能水平。

長時(shí)間大強(qiáng)度或大負(fù)荷運(yùn)動(dòng)量會(huì)導(dǎo)致血清免疫球蛋白含量下降，抑制機(jī)體免疫機(jī)能。運(yùn)動(dòng)員免疫能力下降的主要對(duì)策是改善體內(nèi)的營養(yǎng)狀況，如補(bǔ)充蛋白質(zhì)、碳水化合物、氨基酸、谷氨酞胺、維生素、微量元素及中藥制劑等，一定程度上減弱機(jī)體應(yīng)激反應(yīng)。潘明等[28]研究表明，牦牛骨膠能抗環(huán)磷酰胺造成的免疫功能低下，調(diào)節(jié)體液免疫，增加機(jī)體的免疫功能和應(yīng)激反應(yīng)能力。而牦牛骨粉對(duì)運(yùn)動(dòng)員機(jī)體免疫機(jī)能會(huì)有如何影響，研究顯示，僅男運(yùn)動(dòng)員IgM顯著性升高，其他免疫球蛋白尚未發(fā)生顯著變化，可能與服用周期不長有關(guān)，至于牦牛骨粉是否能有效提高運(yùn)動(dòng)員免疫能力仍需后續(xù)研究中觀察長期服用對(duì)其免疫力的影響。

4 結(jié)論

服用牦牛骨粉4周對(duì)女運(yùn)動(dòng)員前臂、跟骨的骨密度有一定的改善作用，對(duì)男運(yùn)動(dòng)員前臂和跟骨的骨密度影響較小。對(duì)運(yùn)動(dòng)員骨代謝血液生化指標(biāo)和免疫球蛋白無不利影響，可以較好地維持運(yùn)動(dòng)員的身體機(jī)能水平。