骨骼健康及相关的营养素
资料来源：
美国俄勒冈州立大学莱纳斯·鲍林研究所（LPI）（LinusPaulingInstituteOregonStateUniversity）
微量营养素信息中心（MicronutrientInformationCenter）
我们的骨质骨骼为身体提供支撑，保护和活动性，并构成钙和磷的主要储存部位。骨骼健康与钙（和磷）的代谢有着内在的联系。血液中的钙浓度必须保持在非常窄的浓度范围内，以保持正常的生理功能（例如，肌肉收缩，神经冲动传导，血管收缩和松弛）。由于这些功能至关重要，因此当钙摄入不足时，人体将利用储存在骨骼中的钙来维持正常的血液钙浓度。但是，这样做会牺牲我们的骨骼。
众所周知，营养不良会降低骨骼的生长能力，骨骼对机械力做出反应并充当体内平衡钙质的缓冲剂，以调节体液中的钙浓度。因此，为了发挥其功能，我们的骨骼必须依靠充足的营养物质，特别是饮食中必须摄取的大量钙和磷。体育锻炼在发育过程中和一生中对骨骼健康都非常有益。
一.骨生物学
1.骨的功能
骨架同时具有两个主要功能：
结构功能–坚固的骨骼支撑并保护我们的身体，使我们能够在干燥的土地上四处走动。
储存功能–骨骼含有大量的钙和磷，因此为这些矿物质提供了储备。
为了实现其功能，骨骼组织不断进行重塑。
2.骨骼建模和重塑
骨骼是活跃的组织。骨骼的发育，生长和塑形以及整个生命过程中骨骼组织的不断更新涉及两个造骨过程：
在儿童期和青春期，新的骨骼组织会在特定部位形成，但在其他部位会分解，从而使骨骼的大小和形状得以增长。该过程称为骨骼建模。
在成年期间，骨骼重塑涉及在相同位置去除和置换骨骼，以便：
●更换会变脆的旧骨头
●修复小裂缝或变形
●在需要时（例如，饮食不足，怀孕，泌乳）释放钙和磷进入循环系统
负责骨骼（重塑）的两种主要细胞类型是成骨细胞和破骨细胞。
3.骨的组成
骨组织是一种复合材料：
●约35％的有机蛋白质基质，主要由一种蛋白质构成：I型胶原。
●约65％的无机矿物，主要是钙和磷，形成不溶性羟磷灰石晶体。
骨基质是由三层胶原蛋白的螺旋结构组成的，这些螺旋结构排列成原纤维并组装成大纤维。这构成了骨骼的内部支架，骨骼矿物沉积在该支架上。
4.成人骨骼健康的决定因素
骨量和结构由我们的基因决定，但也受外部因素的显著影响：
●在整个生命过程中，施加于骨骼的机械力（与体育活动有关）对于塑造和维持正常的骨骼质量至关重要
●饮食提供的基本营养素（尤其是钙和磷）是构建和维持骨骼组织所必需的
运动和饮食会严重影响达到遗传决定的峰值骨量的能力。高峰值骨量降低了生命后期发生骨质疏松症和骨折的风险。
在以下情况下，骨骼会减弱：
●它们没有承受足够的机械负荷和负重。
●他们需要提供钙和磷，因为饮食摄入持续不足。
●在我们的三十岁后，骨降解的速度开始超过骨形成的速度，导致随着年龄的增长不可避免地骨质流失。
5.钙调节激素与骨骼健康
血钙受激素（包括甲状旁腺激素（PTH）和维生素D）严格控制，这些激素会影响骨骼健康。血液中的钙浓度必须保持在非常窄的浓度范围内，以保持正常的生理功能（例如，肌肉收缩，神经冲动传导，血管收缩和松弛）。由于这些功能至关重要，因此当钙摄入不足时，人体将利用储存在骨骼中的钙来维持正常的血液钙浓度。确实，由于血液中钙的降低以及食物中钙的含量有限，PTH和维生素D会促使骨骼降解，从而将钙（和磷）释放到循环系统中，从而威胁骨骼的完整性。
二.骨质状况
1.骨软化症
维生素D缺乏症会削弱肠道对钙和磷的吸收，可能导致矿化不良的骨骼形成。
在儿童中，病的特征是骨骼无力，骨折，长骨弯曲和骨端软骨过度生长。
在成年人中，胶原蛋白基质无法矿化会导致骨骼软化-一种称为骨软化症带有畸形和骨折的风险。
2.骨质疏松症
这是骨骼脆弱性增加以及由于骨量减少而导致骨折的危险。临床上，骨质疏松症被定义为比年轻成年人的平均BMD低2.5个标准差以上的骨矿物质密度（BMD）。
主要的治疗策略涉及阻止骨降解。
3.断裂
骨质疏松性骨折的风险受骨量，骨质（微结构，几何形状）和跌倒倾向（平衡，活动性，肌肉力量）的影响。
4.名词解释
成骨细胞—参与制造骨骼的细胞。
破骨细胞—参与破坏骨骼的细胞。
骨矿物质密度（BMD）--衡量沉积在特定面积或体积的蛋白质制成的骨基质上的矿物质（钙和磷）含量的量度骨;骨骼质量的替代指标。
羟基磷灰石晶体--形成晶体（（Ca）10（PO4）6（OH）2）的磷酸钙盐，构成牙齿和骨骼中的主要矿物质。
峰值骨质量--指一个人达到的最大骨量，通常在成年时期；可以捕获最大的骨骼强度。
三.营养研究
1.蛋白质能量营养不良（PEM）
PEM在发展中国家，老年人，住院患者以及患有慢性疾病的人群中最见，这些疾病会干扰营养物的吸收和利用。PEM通常伴有骨骼健康所需的必需微量营养素缺乏。没有蛋白质和卡路里，尽管骨骼健康不会立即受到影响，但人体的所有基本功能都会受损。但是，PEM对骨骼的影响在两种情况下很明显：
●在儿童和青少年的骨骼生长过程中，PEM导致发育迟缓，延迟成熟并可能导致发育迟缓
●在老年人中，PEM可能会损害健康的许多方面，导致跌倒和骨折。骨折后补充蛋白质可限制骨质流失并减少严重的并发症，包括死亡。
研究发现：
●较高的蛋白质摄入量与较高的骨密度和较低的骨折风险相关。
●需要足够的蛋白质摄入量以维持肌肉质量并限制老年人跌倒和骨折。
●如果钙摄入不足，较高的蛋白质摄入量可能有害。
2.钙
主要功能：
●骨骼和牙齿的结构组成
●调节神经传递和肌肉收缩
●有助于维持健康的血压
●有助于维持血液的酸碱平衡
说明：
●许多美国人没有摄取足够的钙。对于那些不消费乳制品的人来说，钙强化果汁，谷物和牛奶替代品是不错的替代品。
●为了使补充剂中的钙吸收最大化，一次服用不超过毫克。
●钙在细胞信号通路中起着至关重要的作用，因此对于几乎所有生理功能都是至关重要的。
●钙在介导血管的收缩和松弛（血管收缩和血管舒张），神经冲动传递，肌肉收缩以及激素（如胰岛素）的分泌中起作用。
●钙是骨骼和牙齿的主要结构成分。
●当饮食中钙的摄入量较低时，人体会利用骨骼中的钙将血液中的总钙保持在狭窄的范围内（8.9-10.1毫克/分升[mg/dL]），从而保持正常的生理功能。
●成长中的人的钙摄入量长期较低，可能无法达到最佳峰值骨质量。
●一旦达到峰值骨量，低钙摄入可能会加速骨质流失并增加骨质疏松和骨折的风险。
●补充钙（和维生素D）对骨折风险的益处可能仅限于老年人。
●大多数专家建议从食物中获取尽可能多的钙，因为食物中的钙会伴随着其他重要的营养物质，从而帮助人体利用钙。
●恶性肿瘤和原发性甲状旁腺功能亢进是血液中钙浓度升高的最常见原因（高钙血症）。高钙血症与食物中自然发生的钙摄入过多无关。
食物来源：
牛奶原味酸奶，奶酪--毫克（毫升）；罐装沙丁鱼--毫克（克）；绿叶蔬菜羽衣甘蓝·白菜·散叶甘兰（煮熟）--毫克（克）。
推荐每日摄入量：毫克（男，19—70岁），0毫克（男，71岁以上）；毫克（女，19—50岁），0毫克（女，51岁以上）。
3.氟化物
主要功能：
●骨骼与牙齿的结构组成
●通过以下方法预防蛀牙：促进牙齿矿化，抑制酸的活性。
说明：
●牙科产品也是氟化物的来源。
●关于氟化物会增加几种慢性疾病风险的说法，没有得到广泛科学研究的支持。
●氟化物是天然存在的氟元素的离子形式。
●含氟的牙科产品和充足的氟化物摄入量可促进牙齿矿化，从而减少整个生命中龋齿的发生。
●氟化物通过与磷酸钙盐相互作用增加骨骼的结构稳定性。
食物来源：
氟化水：0.2-0.3毫克（毫升）；红茶：0.2-0.5毫克（毫升）。
推荐每天摄入量：4毫克（男）；3毫克（女）。
4.镁
主要功能：
●骨骼与牙齿的结构组成
●调节神经传导和肌肉收缩
●协助数百个细胞反应的基本要素
说明：
●镁是酶的辅助因子，可催化碳水化合物，脂肪和蛋白质代谢中的数百种基本反应。
●ATP合成几乎所有细胞过程都需要镁。
●镁与带负电的分子结合，并在染色体和细胞膜中具有结构性作用。
●在骨骼中发现的镁，这是调节体内镁稳态的储备供应。
●在美国人口的代表性样本中，较高的镁摄入量与维生素D状况不良的风险降低有关。
●试验的证据太有限，不足以表明补充镁可以有效减少骨质疏松症和骨折风险。
●大多数人摄入的镁太少。
●镁的最高容许补充量（UL）不适用于食品中天然存在的镁。
食物来源：
全麦小麦·燕麦·大麦·糙米（煮熟）--86毫克(克)；菠菜（煮熟）毫克（克）；坚果榛子·杏仁--77毫克（30克）。
推荐每日摄入量：毫克（男，19—30岁），毫克（男，31岁以上）；毫克（女，19—30岁），毫克（女，31岁以上）。
5.磷
主要功能：
●结构组成：骨头和牙齿；DNA和RNA；细胞膜。
●协助能量产生和存储
●生理缓冲
说明：
●磷缺乏非常罕见，通常仅在几乎完全饥饿或罕见的遗传性肾脏疾病中观察到。
●高血磷浓度与心血管疾病和死亡风险增加有关。
●用含磷酸盐的软饮料和休闲食品代替牛奶和其他富含钙的食品可能会损害骨骼健康。
●磷是细胞膜和核酸的必不可少的结构成分，它参与许多生物过程，例如骨骼矿化，能量产生，细胞信号通路和酸碱稳态。
●磷和钙形成不溶性羟基磷灰石晶体，使骨骼具有刚性。
●尽管磷缺乏症可能导致病和骨软化症，但在健康人群中磷缺乏症并不常见。
食物来源：
酸奶（普通，脱脂）--毫克（毫升）；三文鱼（煮熟）--毫克（克）；鸡蛋1大个--86毫克。
推荐每日摄入量：毫克。
6.钾盐
主要功能：
●保持液体和电解质平衡
●提供适当的神经传导和肌肉收缩
●影响血容量和血液压力
说明：
●钾是必不可少的矿物质，有助于维持体液和电解质平衡，影响血压，是适当的神经传导和肌肉收缩所必需的。
●钾盐可能会阻止因摄入过多的酸性饮食而引起的钙从骨骼中释放和尿钙排泄。
●采取增加钾摄入量和减少钠摄入量的饮食（例如，水果，蔬菜和奶制品的含量较高，而肉类含量较低）可能有助于骨骼健康。
●钾和钠共同作用。高钾低钠饮食有助于维持较低的血压。
●水果，蔬菜和豆类天生富含钾而钠含量低。
●大多数人摄入的钾太少。除了水果和蔬菜，坚果和豆类还提供钾。
食物来源：
李子（李子干）--毫克（克）；香蕉--毫克（1个中等大）；土豆皮--毫克（1个中等大）。
推荐每天摄入量：3毫克（男）；毫克（女）。
7.钠
主要功能：
●保持液体和电解质平衡
●提供适当的神经传导和肌肉收缩
●影响血容量和血液压力
说明：
●大多数人消耗太多的钠。
●低钠和高钾的饮食会减少体液滞留并有利地影响血压。
●每天摄入0mg钠与血压显着降低有关。
●水果，蔬菜和豆类自然地钠含量较低，钾含量较高。
●钠和氯化物是共同作用的电解质，可控制体液量，血压，酸碱稳态和膜电位，从而支持正常的生理功能。
●骨骼中的钠，其中一半被困在骨骼结构中，但如果需要，另一半可用于补充尿液和粪便中丢失的血钠。
●钠会增加尿液中钙的排泄：消耗的钠越多，尿液中排泄的钠就越多，尿液中钙的损失就越多。
●过多的钠盐可能对老年妇女的骨骼健康有害，尤其是在钙摄入量不足的情况下。
●努力降低钠的摄入量，同时确保足够的钙摄入量达到建议的水平，是支持骨骼健康的好方法。
推荐每日摄入量：1毫克
8.维生素A
主要功能：
●视力，昏暗适应和色彩视觉的必备
●支持男性和女性生殖健康
●提供适当的免疫功能
●影响细胞生长发育
说明：
●RAE=维他命活性当量，食物中维生素A含量的计量单位。它反映了不同类型食物来源所提供的活性维生素A的量。
●可能摄入过多的预制维生素A（视黄醇）。最高容许摄入量（UL）为3,微克视黄醇/天。
●没有维生素原A类胡萝卜素的UL，因为肝脏控制着它们向视黄醇的转化。
●饮食中的维生素A有两种形式：动物产品中的预制维生素A和水果和蔬菜中的维生素原A类胡萝卜素。
●维生素A（视黄醇）是一种脂溶性维生素，几乎参与人体所有细胞的生长和分化。
●维生素A对正常视力，生殖，发育和免疫功能至关重要。
●动物研究发现，维生素A缺乏和过量都会导致骨骼异常。
●很高的维生素A剂量与人类的高钙血症和骨骼吸收有关。
●习惯性维生素A摄入量大于推荐摄入量，则骨质疏松症和骨折的风险较高。
●维生素A争取推荐摄入量，是优化骨骼健康的安全目标。
●应为营养不良的人群和有维生素A缺乏症的人群提供维生素A补充剂。
食物来源：
鱼肝油--1,微克RAE（1汤勺）；鸡蛋—80微克RAE（1大个）；红薯（烤）--1,微克RAE（克）。
推荐每日摄入量：微克RAE（男）；微克RAE（女）。
9.维生素B
维生素B，叶酸，维生素B12和维生素B6共同作用，将同型半胱氨酸转化为蛋氨酸，蛋氨酸是一种用于无数必需细胞活动的氨基酸。
叶酸是DNA合成和新细胞形成所必需的。因此，叶酸有助于人体所有组织（包括骨骼）的生长和修复。
维生素B12有助于将食物转化为可利用的能量，有助于制造红血球，并且是正常神经功能所必需的。
维生素B6有助于将食物转化为可用能量，并有助于神经递质，红血球，蛋白质和DNA的形成。
血液中高半胱氨酸浓度异常高与骨矿物质密度降低和骨质减少有关。通过食物和/或补充剂达到B族维生素的建议摄入量有助于降低血液中的同型半胱氨酸浓度。
10.维生素C
主要功能：
●抗氧化防御
●增强免疫功能
●制造胶原蛋白，肉碱和神经递质5-羟色胺和去甲肾上腺素需要维生素C
说明：
●高温会破坏维生素C。尝试吃新鲜食物并通过蒸煮做饭。
●食物中的维生素C与补充剂中的维生素C相同。
●维生素C（抗坏血酸）是一种水溶性维生素，可中和多种活性氧并回收重要的细胞抗氧化剂。
●维生素C还是许多酶促反应中的辅助因子，这些酶促反应涉及胶原蛋白，左旋肉碱和几种神经递质的制造以及基因表达的调节。
●胶原蛋白合成过程中需要维生素C，胶原蛋白占骨矿物质沉积于其上的骨基质的90％。
●动物研究发现，维生素C缺乏会损害胶原蛋白的合成以及成骨细胞在骨基质上的粘附。
●当维生素C，维生素B6和脯氨酸与钙和维生素D共同补充时，预防骨质疏松症妇女的骨质流失更为有效。
食物来源：
猕猴桃—90毫克（1个中等大小）；草莓--85毫克（克）；红辣椒（切碎）--95mg（克）。
推荐每日摄入量：毫克。
11.维生素D
主要功能：
●促进钙和磷的吸收
●促进骨骼健康
●提供适当的免疫功能
●影响细胞生长发育
说明：
●维生素D被认为是“
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