服用牦牛骨粉對運動員骨代謝和身體機能的影響

王金昊， 邱 俊

(上海體育科學研究所，上海 200030)

骨密度(bone mineral density, BMD)是衡量骨質健康的可靠指標，高BMD可降低運動員受傷的概率，低BMD會增加運動員應力性和脆性骨折的風險[1]。運動/訓練和營養(yǎng)是影響運動員BMD的兩個后天環(huán)境因素。運動員BMD的高低與運動項目特點、競技水平、運動強度、運動量等訓練因素密切相關[2-6]，高強度沖擊力的運動訓練有助于BMD提高[7-8]，但運動負荷過大可引起B(yǎng)MD降低[9-10]，由于比賽需求運動員常進行較大負荷的訓練。相對訓練的不可控因素營養(yǎng)干預措施更易實現(xiàn)，營養(yǎng)提供骨代謝所需原料合成來增加BMD，與BMD密切相關的兩種重要礦物質是鈣和磷，補充含鈣、磷豐富的食物資源對于改善運動員的骨質營養(yǎng)狀況有重要意義。

牦牛骨粉為無農(nóng)藥殘留污染的有機鈣源，含鈣量高，鈣表現(xiàn)吸收率高，且鈣磷比例恰當合理，易于人體消化吸收、利用[11-12]。關于牦牛骨粉的研究大多集中在食品加工領域[13-16]，也有少量文獻報道牦牛骨粉可以提高大鼠骨密度[11,17]、改善治療骨關節(jié)病[18]，但對運動員骨質水平的研究還鮮有報道。基于此，在不干預運動員膳食的前提下，觀察運動員服用一定劑量牦牛骨粉4周后骨密度和骨代謝、身體機能相關生化指標的變化，探索牦牛骨粉對運動員骨質健康的影響，以期為科學化營養(yǎng)補充提供依據(jù)。

1 對象與方法

1.1 研究對象

擊劍、現(xiàn)代五項、武術、拳擊等項目優(yōu)秀運動員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 實驗方法

(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)上海國家食品質量監(jiān)督檢驗中心安全檢測，符合運動員服用的食品安全和反興奮劑安全標準。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。運動員根據(jù)個人飲食習慣攝入一日三餐，本研究不干預飲食。

(3)骨密度檢測。實驗前后采用EXA-3000外周雙能X線骨密度儀檢測左右前臂、跟骨的骨密度。

(4)生化指標。服用牦牛骨粉前后周一晨空腹抽靜脈血檢測白細胞(white blood cells, WBC)、紅細胞(red blood cells, RBC)、血紅蛋白(hemoglobin, Hb)、紅細胞壓積(hematocrit, Hct)、睪酮(testosterone, T)、皮質醇(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。

1.3 實驗儀器和試劑

實驗儀器。韓國產(chǎn)EXA-3000外周雙能X線骨密度儀；貝克曼庫爾特ACCESS 2全自動免疫分析系統(tǒng)；日立全自動生化分析儀；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

實驗測試數(shù)據(jù)采用SPSS 22.0統(tǒng)計軟件，計算“均值±標準差”，對各組實驗前后數(shù)據(jù)進行描述統(tǒng)計探索性分析判斷數(shù)據(jù)是否服從正態(tài)分布，服從正態(tài)分布的實驗指標前后比較采用配對樣本T檢驗，非正態(tài)分布的實驗指標前后比較采用非參數(shù)檢驗，P<0.05、P<0.01具有統(tǒng)計學意義。

2 結果與分析

2.1 骨密度

圖1所示，男子運動員服用牦牛骨粉后左前臂、右前臂、左跟骨BMD與實驗前比較均無統(tǒng)計學意義(P> 0.05)，但有升高的趨勢(4%、7%、6%)；右跟骨BMD與實驗前比較有顯著性升高(P<0.01)，增加12.2%。

**表示與實驗前比較，差異非常顯著，P<0.01圖1 男子運動員實驗前后BMD比較結果Fig.1 The results of the BMD in male athletes before and after experiment

圖2所示，女子運動員服用牦牛骨粉后左、右前臂BMD與實驗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與實驗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

表2顯示，男子運動員服用牦牛骨粉后BAP、P與實驗前比較均無統(tǒng)計學意義(P> 0.05)，Ca有顯著性降低(P<0.05)；女子運動員服用牦牛骨粉后BAP與實驗前比較無統(tǒng)計學意義(P> 0.05)，Ca、P有顯著性降低(P<0.01、P<0.05)。

2.3 身體機能血液生化指標

表3顯示，男運動員服用牦牛骨粉后WBC、RBC、Hb、Hct、T、C、BUN、CK等身體機能血液生化指標與實驗前比較均無統(tǒng)計學意義(P> 0.05)；女運動員服用牦牛骨粉后WBC、RBC、Hb、Hct、T、C、BUN等身體機能血液生化指標與實驗前比較均無統(tǒng)計學意義(P> 0.05)，CK非常顯著性降低(P<0.01)。

*表示與實驗前比較，差異顯著，P<0.05；**表示與實驗前比較，差異非常顯著，P<0.01圖2 女子運動員實驗前后BMD比較結果Fig.2 The results of the BMD in female athletes before and after experiment

2.4 免疫指標

表4顯示，男子運動員服用牦牛骨粉后血液IgG、IgA與實驗前比較均無統(tǒng)計學意義(P>0.05)，IgM在正常范圍內有顯著性升高(P<0.01)；女子運動員服用牦牛骨粉后血液IgG、IgM、IgA與實驗前比較均無統(tǒng)計學意義(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，如礦物質元素、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[19]和微量元素[20]。牦牛骨中這些營養(yǎng)組分具有補充骨骼基礎物質、補足機體所需多重營養(yǎng)、提高免疫力等功效。因此，推測補充牦牛骨粉對運動員骨密度和骨代謝可能會有積極的影響。

據(jù)報道，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照組，5、20倍劑量組鈣表觀吸收率高于相應劑量的碳酸鈣對照組，牦牛骨粉可增加骨密度也具有較高的鈣表觀吸收率，認為與牦牛骨粉中一些微量元素的比例恰當?shù)扔嘘P。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，探討對大鼠骨密度的影響，結果發(fā)現(xiàn)試驗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。上述關于牦牛骨粉對骨密度的影響以動物為實驗對象，目前未發(fā)現(xiàn)對人體骨密度影響的報道。本研究顯示，男運動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，僅有右跟骨骨密度顯著性升高，這可能與男運動員身體代謝特點、牦牛骨粉服用劑量相對較少、服用周期較短等因素有關。女運動員服用牦牛骨粉后前臂和跟骨骨密度均有顯著性升高。結果顯示，4周牦牛骨粉補充可以改善女運動員前臂和跟骨的骨密度，對男運動員前臂和跟骨的骨密度影響較小。

表2 運動員骨代謝血液生化指標的變化結果

注：*表示與實驗前比較，差異顯著，P<0.05；**表示與實驗前比較，差異非常顯著，P<0.01。

表3 運動員身體機能生化指標變化結果

注：**表示與實驗前比較，差異非常顯著，P<0.01。

表4 運動員免疫指標的變化結果

注：**表示與實驗前比較，差異非常顯著，P<0.01。

臨床上通過檢測血液中的骨代謝產(chǎn)物和相關激素，間接推斷骨代謝狀態(tài)，BAP、Ca、P等可反映運動員的骨代謝狀況[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，成骨細胞合成大量BAP，使血清BAP明顯升高，BAP是成骨細胞成熟和活性的標志[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，認為牦牛骨營養(yǎng)粉可引起血清鈣釋放緩慢導致血清鈣降低。研究觀察到服用牦牛骨粉后男運動員血清BAP、P無顯著性變化，Ca顯著性降低，女運動血清BAP無顯著性變化，Ca、P顯著性降低。血清BAP無顯著性變化，說明運動員服用牦牛骨粉后成骨細胞成熟和活性處于動態(tài)平衡。女運動員血清Ca、P顯著性降低表明鈣、磷釋放緩慢，可能與女子運動員的月經(jīng)影響有關[25-26]，但血清Ca、P均處在正常范圍之內，說明女運動員骨代謝血液生化指標未有不良變化。提示，服用牦牛骨粉對運動員骨代謝血液生化指標無不利影響。

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

長時間大強度或大負荷運動量會導致血清免疫球蛋白含量下降，抑制機體免疫機能。運動員免疫能力下降的主要對策是改善體內的營養(yǎng)狀況，如補充蛋白質、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，一定程度上減弱機體應激反應。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，調節(jié)體液免疫，增加機體的免疫功能和應激反應能力。而牦牛骨粉對運動員機體免疫機能會有如何影響，研究顯示，僅男運動員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，至于牦牛骨粉是否能有效提高運動員免疫能力仍需后續(xù)研究中觀察長期服用對其免疫力的影響。

4 結論

服用牦牛骨粉4周對女運動員前臂、跟骨的骨密度有一定的改善作用，對男運動員前臂和跟骨的骨密度影響較小。對運動員骨代謝血液生化指標和免疫球蛋白無不利影響，可以較好地維持運動員的身體機能水平。