李靈杰 李世昌

（華東師范大學(xué)大學(xué)體育與健康學(xué)院學(xué)院 上海 200241）

目前，普遍存在的超重和肥胖現(xiàn)象是一個全球性問題，極大地增強了人們通過尋求減肥等有效途徑來抑制體重增加的意愿和需求。肥胖是指體內(nèi)脂肪，尤其是甘油三酯過多而導(dǎo)致的一種非正常狀態(tài)，其通常是由于較多的食物攝入或機體代謝的改變致使體內(nèi)脂肪積聚，造成體重過度增長，由此引發(fā)人體生理及病理的改變或潛伏。肥胖的發(fā)生受環(huán)境、遺傳等多種因素的影響和制約，其中，環(huán)境因素所包含的膳食因素因其特有的可調(diào)節(jié)性尤為關(guān)鍵，膳食因素中的能量平衡對于抑制超重和肥胖現(xiàn)象至關(guān)重要。

鈣是維持骨骼礦物質(zhì)穩(wěn)態(tài)的關(guān)鍵因素，增加鈣的攝入量是一種潛在的、可調(diào)節(jié)體重的方法，其受到學(xué)術(shù)領(lǐng)域和醫(yī)學(xué)研究領(lǐng)域的共同關(guān)注。現(xiàn)有理論研究及實驗結(jié)果證實，細(xì)胞學(xué)水平上看，鈣在脂肪細(xì)胞脂質(zhì)動力學(xué)中起到一定的作用；人口水平上看，鈣有緩解肥胖人群迅速增加的作用[1]。脂肪細(xì)胞中，胞內(nèi)Ca2+水平可改變脂肪合成和分解的動態(tài)平衡：當(dāng)細(xì)胞質(zhì)中Ca2+濃度升高時，脂肪合成減少；Ca2+濃度降低時，脂肪合成增加。研究表明，鈣的膳食攝入和體重增加呈負(fù)相關(guān)關(guān)系，提高鈣的攝入量可有效減少脂肪合成、抑制體重增加。本文在分析該領(lǐng)域已有學(xué)術(shù)文獻的基礎(chǔ)上，就該機理將做出進一步的探討和闡述。

1 鈣的概述

人體內(nèi)所含的無機鹽中，鈣是最多的一種，牙齒和骨骼中含量高達99%，剩余的1%大多以離子狀態(tài)存在于細(xì)胞外液、軟組織和血液中，與骨鈣保持動態(tài)平衡[2]。鈣在體內(nèi)發(fā)揮了神經(jīng)傳遞、肌肉收縮等生理作用。另外，鈣還具有調(diào)節(jié)心律、維持酸堿平衡等功能[3]。近年來，有學(xué)者提出，鈣對體重調(diào)節(jié)也有一定的作用。

2 鈣攝入量和體重關(guān)系的實驗證據(jù)

2.1 鈣攝入量和體重呈負(fù)相關(guān)的動物實驗證據(jù)

有關(guān)鈣攝入量調(diào)節(jié)體重的研究，最初是在動物實驗中發(fā)現(xiàn)的。20世紀(jì)80年代的研究表明，與低鈣（每100g飼料含鈣0.4g，0.4%）攝入的大鼠相比，高鈣（2.8%）攝入的大鼠凈體重增加較少，兩者分別為（27.0±2.0）g和（9.1±1.8）g[4]。Bursey等認(rèn)為，將膳食鈣含量從0.1%提高到2.0%可以使正?；蚍逝值拇笫篌w重增加趨勢明顯趨緩[5]。在此之后，又有研究發(fā)現(xiàn)，高鈣含量飼料能降低大鼠體重和全身脂肪含量。Zemel等著重研究基因突變的大鼠（主要是脂肪細(xì)胞基因突變），觀察不同的鈣攝入水平對體重增長的影響，實驗中，將大鼠分為對照組（鈣含量為0.4%）和3個補鈣組（碳酸鈣—鈣含量1.2%；奶制品—鈣含量1.2%；奶制品—鈣含量2.4%）。6周后，3個補鈣組的大鼠體重和脂肪肉墊組織重量增長分別比對照組低26%、29%和3%[6]。這些實驗數(shù)據(jù)均表明，膳食中高鈣攝入抑制了基因突變大鼠的體重增加。從該類大鼠體內(nèi)分離出脂肪細(xì)胞，檢查脂肪顆粒功能時發(fā)現(xiàn)，與對照組相比，高鈣攝入使脂肪酸合成酶的表達和活性顯著地被抑制，脂肪分解作用增加。

2.2 鈣攝入量和體重關(guān)系的人體實驗證據(jù)

隨著鈣攝入量和體重關(guān)系研究的逐步深入，很多研究機構(gòu)開始尋找該研究的人體實驗證據(jù)。Davies等人在其研究中，對780名不同年齡段（30歲、50歲、70歲）的女性進行了為期4年的跟蹤研究。相比于對照組，實驗組成員每日有1000mg鈣的補充，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，人體體重與膳食鈣的攝入呈明顯的負(fù)相關(guān)關(guān)系[7]。

另外，相關(guān)研究還表明，膳食中的鈣補充比單純的鈣補充在脂肪代謝和體重減輕過程中能發(fā)揮更好的作用。奶制品中的鈣攝入可以較好地調(diào)節(jié)脂肪代謝，一定程度上會促進體重的減輕[8-9]。

然而，也存在著與上述研究相對立的實驗研究結(jié)論。Shapses等人在鈣補充是否影響人體體重或是體脂變化的研究中，將100名女性分為實驗組和對照組，實驗組每日補充1000mg的鈣攝入，25周后，鈣補充組和對照組在體重減少和體脂變化上并沒有明顯的差異[10]。類似地，Yanovski等人對340位肥胖及超重個體進行了為期2年的跟蹤研究，實驗組成員較對照組成員的鈣補充量為每日1500mg，其研究結(jié)論支持Shapses等人的觀點，就防止體重增加而言，鈣的補充攝入沒有必要的臨床和現(xiàn)實意義[11]。

3 鈣對體重調(diào)控作用的初步機理研究

在動物實驗的基礎(chǔ)上，Zemel提出了一種鈣在脂肪代謝過程中初步的調(diào)控作用機制。他指出，低鈣飲食可以上調(diào)1,25-二羥維生素D3和胞外Ca2+濃度，進而會促使胰島素的大量釋放，促進脂肪合成酶的轉(zhuǎn)錄，抑制脂肪的分解作用，同時降低機體的產(chǎn)熱效應(yīng)，導(dǎo)致脂肪的聚集和體重的增加，而高鈣飲食可逆轉(zhuǎn)上述趨勢[12]。

Zemel等對agouti基因變異的肥胖小鼠做實驗研究，提出agouti蛋白質(zhì)的C末端空間結(jié)構(gòu)的作用靶位點可能為鈣離子通道，因為它和鈣離子通道的蜘蛛毒液結(jié)構(gòu)相似，由此推測該蛋白質(zhì)可能對鈣離子運輸存在類似的調(diào)節(jié)。研究發(fā)現(xiàn)，agouti基因突變的肥胖小鼠相關(guān)組織細(xì)胞外鈣離子濃度均有所增加，且與agouti的表達和小鼠體重具有高度的相關(guān)性，重組agouti蛋白可以直接增加小鼠和人類多種類型脂肪細(xì)胞的胞外Ca2+濃度[13]。

脂肪合成過程中的關(guān)鍵酶為脂肪酸合成酶（FAS），其活性受到激素和營養(yǎng)素的共同調(diào)節(jié)。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，agouti基因突變的肥胖小鼠機體中，F(xiàn)AS的活性和表達都有顯著上升[14]。

近些年的研究發(fā)現(xiàn)，agouti可調(diào)節(jié)人體內(nèi)FAS的表達，人體中agouti類似物（信號agouti蛋白，ASIP）的表達與脂肪酸合成酶的表達有很強的相關(guān)性[15]。此外，脂肪組織中ASIP的表達同人體BMI之間也有很強的相關(guān)性[16]。

除了激活脂肪合成的作用外，胞外Ca2+濃度的升高還可通過抑制脂肪分解而增加三酰甘油的含量[17]。Denke等研究膳食鈣攝入對高膽固醇血癥的男性血脂及脂肪酸排泄的影響。實驗結(jié)果顯示，高鈣飲食（2200mg/d）與低鈣飲食（410mg/d）相比，檢測所得的飽和脂肪酸排泄量從原來的每天6%增加到13%[18]。實驗結(jié)果還表明，agouti蛋白同樣可以抑制脂肪細(xì)胞的分解作用，并且對Ca2+濃度存在依賴性，它可以使cAMP的濃度降低，同時使拮抗劑激活磷酸化反應(yīng)，下調(diào)激素敏感酯酶的能力[19]。

另外，Skinner等人的實驗證明，維生素D的活性形式1,25-二羥維生素D可激活脂肪酸合成酶，并抑制脂肪的分解作用。在膳食鈣含量較低時，1,25-二羥維生素D水平會自動上調(diào)，胞外鈣離子濃度增加。該結(jié)論可揭示膳食鈣攝入與體重調(diào)節(jié)之間的潛在聯(lián)系[20]。

4 結(jié)語

隨著超重和肥胖的發(fā)病率逐年大幅增加，更需要相關(guān)的臨床實驗研究，以確定是否可以通過膳食鈣的攝入來抑制脂肪的合成，進而達到減輕體重的效果。目前，有關(guān)鈣攝入能否減輕體重的動物實驗和人體實驗都非常有限。已有的理論及實驗研究結(jié)論大多數(shù)支持膳食鈣的攝入可以減輕體重。其可能的作用機制可表述為：高鈣膳食可以降低1,25-二羥維生素D的產(chǎn)生，抑制脂肪的合成；Ca2+濃度的升高可以拮抗抑制agouti蛋白的表達，減少脂肪酸合成酶的表達；Ca2+濃度的升高還可通過抑制脂肪的分解作用，增加三酰甘油的含量。另外，食物中鈣的補充尤其是牛奶中鈣的攝入，比單純的鈣元素補充效果更佳。由于鈣對體重調(diào)控作用的機理尚未十分明了，該領(lǐng)域還需要更為深入探索和研究。

[1]Shapses A,Heshka S,Heymsfield B. Effect of Calcium Supplementation on Weight and Fat, Loss in Women[J].The Journal of Clin Endo&Meta,2004,89(2):632-637.

[2]Kalra S.Take Calcium,Lose Weight[J].Am J Clin Nutr,2006,23(7):281-287.

[3]張?zhí)N琨.運動營養(yǎng)學(xué)[M].高等教育出版社,2004:31-32.

[4]Metz J,Karanja N,Torok J.Modification of Total Body Fat in Spontaneously Hypertensive Rats and Wistar-Kyoto Rats by Dietary Calcium and Sodium[J].Am J of Hyper,1998,1(1):58-60.

[5]Bursey R G, Sharkey T, Milier G D. High Calcium Intake Lowers Weight in Lean and Fatty Zucker Rats[J].FASEB Jorunal,1998,31(37):265-270.

[6]Zemel M B,Thompson W,Zemel P,et al. Dietary Calcium and Dairy Products Accelerate Weight and Fat Loss during Energy Restriction in Obese Adults[J].Am.J.Clin.Nutr,2002,75(2):342.

[7]Davies K M, Heaney R P, Recker R R. Calcium Intake and Body Weight[J].The Journal of Cli Endo&Meta,2000,85(12):4635-4638.

[8]Kreider R B, Wiborn C D, Taylor L. Exercise&Sport Nutrion Review: Research & Recommendations[J].Journal of the Inter Soci of Sports Nutrition,2010,7(7):1-43.

[9]范志紅,曾悅,南慶賢.乳制品和鈣攝入量對人體和動物體重及體成分的影響[J].中國乳品工業(yè),2004,32(5):20-23.

[10]Shapses S A, Heshka S, Heymsfield B. Effect of Calcium Supplementation on Weight and Fat Loss in Women[J].J Clin Endocrinol Metab,2004,89(2):632-637.

[11]Yanovski J, Parlkh S, Yanoff L. Effects of Calcium Supplementation on Body Weight and Adiposity in Overweight and Obese Adults[J].Ann of Int Medicine,2009,150(12):821-829.

[12]Zemel M B. Regulation of Adiposity and Obesity Risk by Dietary Calcium: Mechanisms and Implications[J].Journal of the Ameri Colle of Nutrition,2001,21(2):146-151.

[13]Zemel M B. Symposium: Dairy Product Components and Weight Regulation[J].Amer Scoi for Nutri Sci,2003:252-256.

[14]Zemel M B, Shi H, Greer B. Regulation of Adiposity by Dietary Calcium[J].The FASEB Journal,2000,14:1132-1138.

[15]Wagner G, Shirley M. Effects of Various Forms of Calcium on Body Weight and Bone Turnover Markers in Women Participating in a Weight Loss Program[J].Journal of Ameri Colle of Nutrition,2007,26(5):456-461.

[16]張春艷,胡小琪,馬冠生.膳食鈣攝入與肥胖[J].國外醫(yī)學(xué)衛(wèi)生學(xué)分冊,2004,31(3):179-183.

[17]Lanou A, Barnard N D. Dairy and Weight Loss Hypothesis:an Evalution of the Clinical Trials[J].Nutri in Cli Care,2008,66(5):272-279.

[18]Denk R P. Nomalizing Calcium Intake: Projected Population Effects for Body Weight[J].Journal of Nutrition,2003,133:268-270.

[19]Dejongh E D, Binkley T L. Specker B L. Fat Mass Gain is Lower in Calcium-supplemented than Unsupplemented Preschool Children with Low Dietary Calcium Intakes[J].Am J clin Nutr,2006,84:1123-1127.

[20]Skinner J D, Bounds W, Carruth B R,et al. Longitudinal Calcium Intake is Negatively Related to Children’s Body Fat Indexes[J].Jam Dlet Assoc,2003,103:1626-1631.