強(qiáng)化鈣鋅奶對某部隊(duì)?wèi)?zhàn)士骨質(zhì)、訓(xùn)練疲勞度及神經(jīng)行為能力的影響

徐 慶，劉玉猛，牛志強(qiáng)，陳歷俊，司海峰，張新勝，張 碰，李 峰，劉英華解放軍總醫(yī)院第一醫(yī)學(xué)中心 營養(yǎng)科，北京 0085；解放軍9676部隊(duì)衛(wèi)生隊(duì)，河南南陽 7000；國家母嬰乳品健康工程技術(shù)研究中心，北京 006；空軍總醫(yī)院 營養(yǎng)科，北京 00

訓(xùn)練傷是影響平時(shí)部隊(duì)?wèi)?zhàn)斗力的重要因素，會(huì)大大影響部隊(duì)的訓(xùn)練進(jìn)程和效果。骨質(zhì)狀況不佳、機(jī)體疲勞、精神狀態(tài)異常等都會(huì)增加訓(xùn)練傷的發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)。新兵訓(xùn)練階段訓(xùn)練傷高發(fā)，一方面是由于訓(xùn)練強(qiáng)度大、訓(xùn)練方法不夠科學(xué)合理[1]；另一方面與新兵入伍前膳食結(jié)構(gòu)不合理、缺乏身體鍛煉導(dǎo)致的骨密度降低、骨質(zhì)狀況差有關(guān)[2]。疲勞也是導(dǎo)致訓(xùn)練傷的重要因素之一，它是由體力或腦力活動(dòng)過度引起的生理心理現(xiàn)象，分為體力疲勞和腦力疲勞兩類[3]。軍事作業(yè)疲勞會(huì)造成士兵機(jī)體免疫低下、損傷得不到恢復(fù)、訓(xùn)練能力下降[4]；精神狀態(tài)異常則會(huì)導(dǎo)致訓(xùn)練中動(dòng)作變形、注意力不集中，直接或間接提升訓(xùn)練傷的發(fā)生率[5]。而骨質(zhì)、疲勞及精神狀態(tài)都與膳食營養(yǎng)素?cái)z入密切相關(guān)。調(diào)查顯示，我軍官兵日常膳食中普遍存在鈣、鋅等礦物質(zhì)攝入不足[6-7]。加之戰(zhàn)士在長期高強(qiáng)度軍事訓(xùn)練中大量出汗，造成體內(nèi)鈣、鋅等礦物質(zhì)持續(xù)流失。長期的缺鈣會(huì)造成骨質(zhì)成分低下，增加骨質(zhì)疏松的發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)，進(jìn)而導(dǎo)致訓(xùn)練中出現(xiàn)骨折、脫臼、挫傷等訓(xùn)練傷；缺鋅則會(huì)導(dǎo)致機(jī)體的免疫力、注意力下降，延緩創(chuàng)傷組織修復(fù)，間接影響了訓(xùn)練傷的發(fā)生及恢復(fù)[8-9]。但當(dāng)前對于膳食中微量營養(yǎng)素與軍事訓(xùn)練傷預(yù)防的相關(guān)研究還很少。因此，本研究強(qiáng)化部隊(duì)官兵日常膳食中牛奶的鈣、鋅元素后觀察戰(zhàn)士的骨質(zhì)情況、訓(xùn)練疲勞度及神經(jīng)行為能力變化，以期為日常膳食中強(qiáng)化補(bǔ)充微量營養(yǎng)素以預(yù)防軍事訓(xùn)練傷提供支持。

對象與方法

1 研究對象 選擇某部103名戰(zhàn)士為試驗(yàn)對象，所有戰(zhàn)士均為健康男性，來自相同性質(zhì)單位，共同飲食和居住，衛(wèi)生條件基本相同，且每周6 d執(zhí)行相似內(nèi)容的軍事訓(xùn)練和任務(wù)，1 d用于身體恢復(fù)。納入標(biāo)準(zhǔn)：1)身體健康；2)研究前填寫完成綜合健康評分問卷調(diào)查表；3)過去1個(gè)月內(nèi)未服用過任何藥物；4)過去3個(gè)月內(nèi)未使用過任何抗生素類藥物或微量元素補(bǔ)充劑。排除標(biāo)準(zhǔn)：1)正在使用任何藥物；2)經(jīng)常服用維生素或微量元素補(bǔ)充劑；3)患有心、肝、腎、肺、胃腸道、血液系統(tǒng)、神經(jīng)系統(tǒng)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(shí)驗(yàn)，簽署知情同意書。試驗(yàn)通過解放軍總醫(yī)院倫理委員會(huì)批準(zhǔn)，并在中國臨床試驗(yàn)注冊中心注冊(注冊號(hào)ChiCTR1800016046)，網(wǎng)址www.chictr.org.cn。

2 分組方法 采用整群隨機(jī)分組方法。隨機(jī)抽取該部一個(gè)營，按班建制隨機(jī)分成兩組：高鈣鋅奶組和普通奶組。高鈣鋅奶組入組戰(zhàn)士55名，普通奶組入組48名。

3 實(shí)驗(yàn)干預(yù) 按照隨機(jī)分組情況分別飲用強(qiáng)化鈣鋅奶和普通奶(干預(yù)物由北京三元食品股份有限公司提供，共分3個(gè)批次生產(chǎn)，基質(zhì)相同，符合國家食品衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)和許可)，其中強(qiáng)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(yù)物2袋，每袋227 ml，持續(xù)飲用12周。

表1 3批次干預(yù)物主要營養(yǎng)素成分指標(biāo)Tab.1 Main nutrient composition indexes of the three batches of interventions

4 觀察指標(biāo)和測定方法 1)一般情況和膳食調(diào)查：①包括個(gè)人一般情況、既往病史、家族史、體格檢查(含身高、體質(zhì)量、BMI等)、訓(xùn)練內(nèi)容、時(shí)間和強(qiáng)度；②采用24 h回顧法調(diào)查連續(xù)3 d(包括1 d周末)，分別調(diào)查研究前、每4周回訪時(shí)的膳食情況。2)人體成分分析：試驗(yàn)前和試驗(yàn)12周結(jié)束時(shí)使用NQA-PI型個(gè)體營養(yǎng)監(jiān)測分析儀檢測受試者人體成分(包括細(xì)胞內(nèi)水、細(xì)胞外水、體脂肪、去脂體質(zhì)量、無機(jī)鹽、骨質(zhì)量等指標(biāo))。3)骨密度測定：試驗(yàn)前和試驗(yàn)12周結(jié)束時(shí)使用便攜式骨密度測量儀對受試者骨密度進(jìn)行測定，分別測量腕部骨密度。4)血清指標(biāo)測定：試驗(yàn)前和試驗(yàn)12周結(jié)束時(shí)采集血標(biāo)本，檢測：①血常規(guī)；②肝腎功能及血營養(yǎng)指標(biāo)：谷草轉(zhuǎn)氨酶、谷丙轉(zhuǎn)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(jīng)行為學(xué)能力評定：①試驗(yàn)前和試驗(yàn)12周結(jié)束時(shí)采用“疲勞評定量表-14(fatigue scale，F(xiàn)S-14)”對疲勞程度進(jìn)行主觀評價(jià)，把14個(gè)問題(1 ～ 8題為軀體疲勞，9 ～ 14題為腦力疲勞)回答選項(xiàng)的賦予分?jǐn)?shù)相加，分值越高則疲勞程度越重；②試驗(yàn)前和試驗(yàn)12周結(jié)束時(shí)通過神經(jīng)行為核心測試組合(neurobehavioral core test battle，NCTB)的“目標(biāo)追蹤”和“數(shù)字譯碼”試驗(yàn)衡量受試者心理運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定性、感知運(yùn)動(dòng)速度等能力[10]。

5 隨訪與質(zhì)量控制 每4周實(shí)地隨訪1次，記錄干預(yù)實(shí)施情況和膳食等其他情況，平時(shí)由該部指派專門軍醫(yī)和連隊(duì)主官對實(shí)驗(yàn)實(shí)施情況進(jìn)行監(jiān)督。受試者在研究期間不得離隊(duì)，整個(gè)研究期間如果超過3 d未能服用干預(yù)物，或者問卷內(nèi)容漏填項(xiàng)目超過5%，該受試者將被認(rèn)定依從性差，退出研究，數(shù)據(jù)認(rèn)定為脫失。參與人員均接受統(tǒng)一培訓(xùn)，獨(dú)立完成問卷調(diào)查；測量工具均經(jīng)過校正，由專人負(fù)責(zé)測量；質(zhì)控人員對調(diào)查表進(jìn)行審核，保證數(shù)據(jù)準(zhǔn)確、完整。研究過程中研究人員及受試者均不知干預(yù)物種類，試驗(yàn)結(jié)束后由北京三元食品股份有限公司技術(shù)中心揭盲。

6 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 采用SPSS18.0軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和統(tǒng)計(jì)分析，正態(tài)分布計(jì)量數(shù)據(jù)以-x±s表示，組內(nèi)各指標(biāo)在研究開始前和干預(yù)12周后的差異采用t檢驗(yàn)、χ2檢驗(yàn)、協(xié)方差分析；組間差異采用方差分析或χ2檢驗(yàn)。P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

結(jié) 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(shí)驗(yàn)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(yù)前兩組年齡、BMI、膳食攝入能量及營養(yǎng)素差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＞0.05)，干預(yù)后高鈣鋅奶組鈣、鋅攝入量較干預(yù)前差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.05)。見表2。

2 血生化、血常規(guī)情況比較 通過協(xié)方差分析，兩組干預(yù)后，血常規(guī)、血生化、維生素指標(biāo)差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。見表3、表4。

3 兩組骨質(zhì)指標(biāo)比較 通過協(xié)方差分析，兩組血清骨鈣素含量在干預(yù)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(yù)前后組內(nèi)及兩組間差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＞0.05)。體成分上，兩組干預(yù)后骨質(zhì)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(guī)血生化指標(biāo)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(biāo)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(biāo)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(jīng)行為測試情況比較 疲勞判定結(jié)果顯示，高鈣鋅奶組疲勞評定總分值在干預(yù)后有所下降，普通奶組干預(yù)后有所上升，兩者差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.05)；神經(jīng)行為測試結(jié)果顯示，兩組的數(shù)字譯碼正確分值在干預(yù)后均有提高，高鈣鋅奶組提升幅度較大，兩組間差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.05)；目標(biāo)追蹤平均分值在高鈣鋅奶干預(yù)后有所提高，普通奶組有所下降，兩組差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.05)。見表6。

表6 兩組疲勞評定及神經(jīng)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(duì)是一個(gè)執(zhí)行特殊任務(wù)的組織，相比于一般民眾，士兵對膳食營養(yǎng)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(yǎng)素供給量標(biāo)準(zhǔn)(GJB 823B-2016)[11]，但大多數(shù)部隊(duì)在膳食供應(yīng)上依然存在膳食結(jié)構(gòu)不合理、食物品種單一、脂肪攝入偏多、維生素及礦物質(zhì)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(duì)?wèi)?zhàn)士膳食調(diào)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(qū)陸軍某部膳食中，鈣、鋅攝入只有軍標(biāo)的61.1%和62.5%，微量營養(yǎng)素補(bǔ)充均存在嚴(yán)重不足[6]，這與我們實(shí)驗(yàn)干預(yù)前的膳食調(diào)查結(jié)果相似。

本研究結(jié)果顯示使用強(qiáng)化鈣鋅奶和普通奶干預(yù)后，戰(zhàn)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(biāo)，能直接反映骨功能和骨的形成狀況[12]，這表明當(dāng)士兵鈣攝入量不足時(shí)，鈣質(zhì)的補(bǔ)充可以增強(qiáng)骨質(zhì)，促進(jìn)骨的形成與更新，有助于訓(xùn)練中骨折的預(yù)防，這與國外一項(xiàng)相關(guān)Meta分析的結(jié)果相似[13]。我們對疲勞和神經(jīng)行為能力中的數(shù)字譯碼和目標(biāo)追蹤(分別表示感知——運(yùn)動(dòng)速度和心理運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定性)進(jìn)行了檢測，干預(yù)后強(qiáng)化鈣鋅奶在緩解疲勞及提高神經(jīng)行為能力上要更具優(yōu)勢。鋅元素的補(bǔ)充可以促進(jìn)損傷組織修復(fù)和生長發(fā)育，有效抑制運(yùn)動(dòng)過程中自由基的產(chǎn)生，對高強(qiáng)度激烈運(yùn)動(dòng)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(jīng)信號(hào)的傳遞、加工中作用顯著，其穩(wěn)態(tài)對于大腦發(fā)揮正常生理功能至關(guān)重要[15]。高科技戰(zhàn)場環(huán)境下，適當(dāng)量鋅元素的補(bǔ)充也將對士兵的學(xué)習(xí)能力和感知能力發(fā)揮積極作用。因此，部隊(duì)后勤保障部門應(yīng)當(dāng)根據(jù)訓(xùn)練任務(wù)及強(qiáng)度的變化，及時(shí)調(diào)整膳食搭配。高強(qiáng)度訓(xùn)練后增加牛奶、豆腐、魚蝦海鮮等富含鈣、鋅的食物供給，補(bǔ)充官兵訓(xùn)練中的礦物質(zhì)流失。

營養(yǎng)素強(qiáng)化食品的開發(fā)同樣不容忽視，它在國內(nèi)外兒童和老年人保健、運(yùn)動(dòng)員飲食、疾病防治等多個(gè)領(lǐng)域已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用[16-19]。然而針對身體及心理訓(xùn)練強(qiáng)度巨大的作戰(zhàn)部隊(duì)官兵的強(qiáng)化食品依然稀少。乳制品是強(qiáng)化微量營養(yǎng)素最好的基質(zhì)，《中國居民膳食指南》和軍人營養(yǎng)素供給量標(biāo)準(zhǔn)都推薦每日要有乳制品攝入，而調(diào)查顯示基層部隊(duì)在落實(shí)上存在標(biāo)準(zhǔn)各異問題，甚至有用乳飲料替代的情況。為此我們設(shè)計(jì)本研究，目的在于開發(fā)符合作戰(zhàn)部隊(duì)特點(diǎn)的功能乳制品，同時(shí)推廣乳制品攝入的標(biāo)準(zhǔn)化。相對于士兵直接攝入微量元素補(bǔ)充劑，強(qiáng)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(yōu)勢，也更容易被廣大官兵接受。

我軍正朝著職業(yè)化方向邁進(jìn)，對后勤保障專業(yè)化提出更高要求。為適應(yīng)軍人特殊的營養(yǎng)素供給要求，強(qiáng)化食品是未來發(fā)展的趨勢，我們的研究在膳食營養(yǎng)素與軍隊(duì)訓(xùn)練傷預(yù)防上提供了一種思路，在今后的研究中會(huì)進(jìn)一步擴(kuò)寬研究對象，直接探討這些礦物質(zhì)補(bǔ)充與訓(xùn)練傷發(fā)生率的關(guān)系，以期在膳食水平上預(yù)防訓(xùn)練傷的發(fā)生，推動(dòng)軍隊(duì)的戰(zhàn)斗力建設(shè)。