強化鈣鋅奶對某部隊戰士骨質、訓練疲勞度及神經行為能力的影響

徐 慶，劉玉猛，牛志強，陳歷俊，司海峰，張新勝，張 碰，李 峰，劉英華解放軍總醫院第一醫學中心 營養科，北京 0085；解放軍9676部隊衛生隊，河南南陽 7000；國家母嬰乳品健康工程技術研究中心，北京 006；空軍總醫院 營養科，北京 00

訓練傷是影響平時部隊戰斗力的重要因素，會大大影響部隊的訓練進程和效果。骨質狀況不佳、機體疲勞、精神狀態異常等都會增加訓練傷的發生風險。新兵訓練階段訓練傷高發，一方面是由于訓練強度大、訓練方法不夠科學合理[1]；另一方面與新兵入伍前膳食結構不合理、缺乏身體鍛煉導致的骨密度降低、骨質狀況差有關[2]。疲勞也是導致訓練傷的重要因素之一，它是由體力或腦力活動過度引起的生理心理現象，分為體力疲勞和腦力疲勞兩類[3]。軍事作業疲勞會造成士兵機體免疫低下、損傷得不到恢復、訓練能力下降[4]；精神狀態異常則會導致訓練中動作變形、注意力不集中，直接或間接提升訓練傷的發生率[5]。而骨質、疲勞及精神狀態都與膳食營養素攝入密切相關。調查顯示，我軍官兵日常膳食中普遍存在鈣、鋅等礦物質攝入不足[6-7]。加之戰士在長期高強度軍事訓練中大量出汗，造成體內鈣、鋅等礦物質持續流失。長期的缺鈣會造成骨質成分低下，增加骨質疏松的發生風險，進而導致訓練中出現骨折、脫臼、挫傷等訓練傷；缺鋅則會導致機體的免疫力、注意力下降，延緩創傷組織修復，間接影響了訓練傷的發生及恢復[8-9]。但當前對于膳食中微量營養素與軍事訓練傷預防的相關研究還很少。因此，本研究強化部隊官兵日常膳食中牛奶的鈣、鋅元素后觀察戰士的骨質情況、訓練疲勞度及神經行為能力變化，以期為日常膳食中強化補充微量營養素以預防軍事訓練傷提供支持。

對象與方法

1 研究對象 選擇某部103名戰士為試驗對象，所有戰士均為健康男性，來自相同性質單位，共同飲食和居住，衛生條件基本相同，且每周6 d執行相似內容的軍事訓練和任務，1 d用于身體恢復。納入標準：1)身體健康；2)研究前填寫完成綜合健康評分問卷調查表；3)過去1個月內未服用過任何藥物；4)過去3個月內未使用過任何抗生素類藥物或微量元素補充劑。排除標準：1)正在使用任何藥物；2)經常服用維生素或微量元素補充劑；3)患有心、肝、腎、肺、胃腸道、血液系統、神經系統或精神疾病；4)乳糖不耐受，不同意采用研究所制訂飲食方案(不同意每日服用奶制品)。受試者均自愿參加實驗，簽署知情同意書。試驗通過解放軍總醫院倫理委員會批準，并在中國臨床試驗注冊中心注冊(注冊號ChiCTR1800016046)，網址www.chictr.org.cn。

2 分組方法 采用整群隨機分組方法。隨機抽取該部一個營，按班建制隨機分成兩組：高鈣鋅奶組和普通奶組。高鈣鋅奶組入組戰士55名，普通奶組入組48名。

3 實驗干預 按照隨機分組情況分別飲用強化鈣鋅奶和普通奶(干預物由北京三元食品股份有限公司提供，共分3個批次生產，基質相同，符合國家食品衛生標準和許可)，其中強化鈣鋅奶較普通奶額外添加鈣50 mg/100 g，鋅0.8 mg/100 g，具體成分見表1；兩組受試者均每天飲用干預物2袋，每袋227 ml，持續飲用12周。

表1 3批次干預物主要營養素成分指標Tab.1 Main nutrient composition indexes of the three batches of interventions

4 觀察指標和測定方法 1)一般情況和膳食調查：①包括個人一般情況、既往病史、家族史、體格檢查(含身高、體質量、BMI等)、訓練內容、時間和強度；②采用24 h回顧法調查連續3 d(包括1 d周末)，分別調查研究前、每4周回訪時的膳食情況。2)人體成分分析：試驗前和試驗12周結束時使用NQA-PI型個體營養監測分析儀檢測受試者人體成分(包括細胞內水、細胞外水、體脂肪、去脂體質量、無機鹽、骨質量等指標)。3)骨密度測定：試驗前和試驗12周結束時使用便攜式骨密度測量儀對受試者骨密度進行測定，分別測量腕部骨密度。4)血清指標測定：試驗前和試驗12周結束時采集血標本，檢測：①血常規；②肝腎功能及血營養指標：谷草轉氨酶、谷丙轉氨酶、肌酐、尿素氮、骨鈣素等；③血液中9種維生素。5)疲勞量測評、神經行為學能力評定：①試驗前和試驗12周結束時采用“疲勞評定量表-14(fatigue scale，FS-14)”對疲勞程度進行主觀評價，把14個問題(1 ～ 8題為軀體疲勞，9 ～ 14題為腦力疲勞)回答選項的賦予分數相加，分值越高則疲勞程度越重；②試驗前和試驗12周結束時通過神經行為核心測試組合(neurobehavioral core test battle，NCTB)的“目標追蹤”和“數字譯碼”試驗衡量受試者心理運動穩定性、感知運動速度等能力[10]。

5 隨訪與質量控制 每4周實地隨訪1次，記錄干預實施情況和膳食等其他情況，平時由該部指派專門軍醫和連隊主官對實驗實施情況進行監督。受試者在研究期間不得離隊，整個研究期間如果超過3 d未能服用干預物，或者問卷內容漏填項目超過5%，該受試者將被認定依從性差，退出研究，數據認定為脫失。參與人員均接受統一培訓，獨立完成問卷調查；測量工具均經過校正，由專人負責測量；質控人員對調查表進行審核，保證數據準確、完整。研究過程中研究人員及受試者均不知干預物種類，試驗結束后由北京三元食品股份有限公司技術中心揭盲。

6 統計學方法 采用SPSS18.0軟件進行數據處理和統計分析，正態分布計量數據以-x±s表示，組內各指標在研究開始前和干預12周后的差異采用t檢驗、χ2檢驗、協方差分析；組間差異采用方差分析或χ2檢驗。P＜0.05為差異有統計學意義。

結 果

1 兩組一般情況比較 本研究共納入103名受試者，最終完成實驗94名(高鈣鋅奶組完成51名，普通奶組完成43名，脫落率分別為7.3%和10.4%)，干預前兩組年齡、BMI、膳食攝入能量及營養素差異無統計學意義(P＞0.05)，干預后高鈣鋅奶組鈣、鋅攝入量較干預前差異有統計學意義(P＜0.05)。見表2。

2 血生化、血常規情況比較 通過協方差分析，兩組干預后，血常規、血生化、維生素指標差異均無統計學意義。見表3、表4。

3 兩組骨質指標比較 通過協方差分析，兩組血清骨鈣素含量在干預后均有升高，而高鈣鋅奶組升高幅度更大(P＜0.05)；兩組骨密度均有升高(P＜0.05)，但干預前后組內及兩組間差異均無統計學意義(P＞0.05)。體成分上，兩組干預后骨質量比均有提高，而高鈣鋅奶組提升幅度顯著高于普通奶組(P＜0.05)。見表5。

表2 高鈣鋅奶組和普通奶組年齡、BMI、膳食攝入情況Tab.2 Age,BMI,dietary intake of the observation group and the control group

表3 兩組血常規血生化指標比較Tab.3 Comparison of blood routine,blood biochemistry index between the two groups

表4 兩組血清維生素指標比較Tab.4 Comparison of serum vitamins index between the two groups

表5 兩組血清骨鈣素骨密度體成分指標比較Tab.5 Comparison of serum osteocalcin,bone density and body composition between the two groups

4 兩組疲勞評定及神經行為測試情況比較 疲勞判定結果顯示，高鈣鋅奶組疲勞評定總分值在干預后有所下降，普通奶組干預后有所上升，兩者差異有統計學意義(P＜0.05)；神經行為測試結果顯示，兩組的數字譯碼正確分值在干預后均有提高，高鈣鋅奶組提升幅度較大，兩組間差異有統計學意義(P＜0.05)；目標追蹤平均分值在高鈣鋅奶干預后有所提高，普通奶組有所下降，兩組差異有統計學意義(P＜0.05)。見表6。

表6 兩組疲勞評定及神經行為測試情況比較Tab.6 Comparison of fatigue assessment and neurobehavioral function test between the two groups

討 論

軍隊是一個執行特殊任務的組織，相比于一般民眾，士兵對膳食營養素有著特殊的需求。盡管我國針對軍事人員有專門的軍人營養素供給量標準(GJB 823B-2016)[11]，但大多數部隊在膳食供應上依然存在膳食結構不合理、食物品種單一、脂肪攝入偏多、維生素及礦物質攝入不足、三餐能量分配不合理等問題。薛婧等[7]對駐陜某部隊戰士膳食調查顯示，其鈣、鋅平均攝入量分別為569.17 mg、11.03 mg，只有參考攝入量的71.15%和73.53%。另一篇研究則顯示，高原地區陸軍某部膳食中，鈣、鋅攝入只有軍標的61.1%和62.5%，微量營養素補充均存在嚴重不足[6]，這與我們實驗干預前的膳食調查結果相似。

本研究結果顯示使用強化鈣鋅奶和普通奶干預后，戰士的骨密度均得到提高，高鈣鋅奶組骨鈣素和骨含量升高更為顯著。骨鈣素是反映骨更新的特異生化指標，能直接反映骨功能和骨的形成狀況[12]，這表明當士兵鈣攝入量不足時，鈣質的補充可以增強骨質，促進骨的形成與更新，有助于訓練中骨折的預防，這與國外一項相關Meta分析的結果相似[13]。我們對疲勞和神經行為能力中的數字譯碼和目標追蹤(分別表示感知——運動速度和心理運動穩定性)進行了檢測，干預后強化鈣鋅奶在緩解疲勞及提高神經行為能力上要更具優勢。鋅元素的補充可以促進損傷組織修復和生長發育，有效抑制運動過程中自由基的產生，對高強度激烈運動中抗疲勞有益[14]；另外突觸前囊泡及突觸間隙中鋅離子在神經信號的傳遞、加工中作用顯著，其穩態對于大腦發揮正常生理功能至關重要[15]。高科技戰場環境下，適當量鋅元素的補充也將對士兵的學習能力和感知能力發揮積極作用。因此，部隊后勤保障部門應當根據訓練任務及強度的變化，及時調整膳食搭配。高強度訓練后增加牛奶、豆腐、魚蝦海鮮等富含鈣、鋅的食物供給，補充官兵訓練中的礦物質流失。

營養素強化食品的開發同樣不容忽視，它在國內外兒童和老年人保健、運動員飲食、疾病防治等多個領域已經得到廣泛應用[16-19]。然而針對身體及心理訓練強度巨大的作戰部隊官兵的強化食品依然稀少。乳制品是強化微量營養素最好的基質，《中國居民膳食指南》和軍人營養素供給量標準都推薦每日要有乳制品攝入，而調查顯示基層部隊在落實上存在標準各異問題，甚至有用乳飲料替代的情況。為此我們設計本研究，目的在于開發符合作戰部隊特點的功能乳制品，同時推廣乳制品攝入的標準化。相對于士兵直接攝入微量元素補充劑，強化鈣鋅牛奶在士兵攝入的便利性、依從性和安全性上更具優勢，也更容易被廣大官兵接受。

我軍正朝著職業化方向邁進，對后勤保障專業化提出更高要求。為適應軍人特殊的營養素供給要求，強化食品是未來發展的趨勢，我們的研究在膳食營養素與軍隊訓練傷預防上提供了一種思路，在今后的研究中會進一步擴寬研究對象，直接探討這些礦物質補充與訓練傷發生率的關系，以期在膳食水平上預防訓練傷的發生，推動軍隊的戰斗力建設。