儿童期是骨骼生长的重要时期，人一生中90%的骨量是在20岁之前累积的，而50%的骨量是在青春期累积的^[1,2]。营养是影响骨骼健康的重要因素，了解营养成分在儿童时期骨代谢中的作用，对其一生的骨骼健康都有重要意义。

儿童处于骨骼生长的关键时期

    骨质疏松症虽然是一种与年老相关的疾病，但它却起源于儿童时期。在儿童期，骨矿物质含量和骨密度随着骨骼的生长而逐渐增加。在成年后，骨骼中的矿物质含量和骨密度达到一个平台，称为峰值骨量（图1）。峰值骨量被认为是预测老年骨质疏松症的有力指标。儿童期和青春期骨量快速增长，并决定了人一生中的骨量峰值，这一时期被认为是优化峰值骨量和延缓老年骨质疏松症发生的关键时期^[2]。

图1.峰值骨量和老年期骨质疏松发生的关系示意图^[2]

膳食营养和儿童骨骼健康

    儿童骨骼发育受到遗传因素、激素水平、体力活动情况等多种因素的影响，膳食营养也是骨骼生长的重要调节因素，膳食中对骨骼健康有益的营养素主要有：钙、维生素D、维生素K、锌、ω-3多不饱和脂肪酸。

钙及维生素D

    骨骼的正常生长和发育需要钙，充足的钙摄入对于实现最佳峰值骨量至关重要，儿童各个年龄段推荐的每日钙摄入量见下表^[1]。

表1.儿童各个年龄段推荐的每日钙摄入量

    除了确保充足的钙摄入量之外，钙的吸收率也是决定骨骼发育的关键因素。食物中可溶性的钙易吸收，而不溶性的钙盐则不易被吸收。可溶性的钙在肠道中通过细胞旁和跨细胞两种途径吸收（图2）：当膳食钙丰富时，细胞旁途径被认为是主要路径；而当膳食钙受到限制时，依赖活性维生素D的跨细胞途径在钙吸收中起主要作用^[3]。这也是维生素D成为影响钙吸收的重要营养素的原因之一。

    维生素D可由皮肤在阳光照射下内源性合成。在冬季，我国日照时间变短，同时皮肤裸露的面积减少，儿童维生素D的摄入更依赖于从膳食中获取。除了维生素D，多种食物及其成分也具有促进钙吸收的作用，如：牛奶、乳糖、乳果糖和酪蛋白磷酸肽等^[4]。

图2.肠道中跨上皮钙转运的示意图^[5]：钙吸收通过两个独立的途径发生，即钙跨上皮的跨细胞和细胞旁转运。TRPV6：瞬时受体电位通道；Calbindin-D_9k：钙结合蛋白-D_9K；PMCA1b：质膜Ca²⁺-ATP酶1b；CaM：钙调蛋白

维生素K

    维生素K是除维生素D外另一种对骨健康具有重要意义的维生素，维生素K具有促进骨形成和抑制骨吸收的双重作用，它对骨骼健康的作用主要通过以下途径实现（图3）^[6,7]：

1、维生素K可提高谷氨酰羧化酶的活性，从而促进骨骼中维生素K依赖蛋白，如：骨钙素、基质γ-羧基谷氨酸蛋白的羧化，骨钙素的羧化可促进骨矿物质含量的增加，基质γ-羧基谷氨酸蛋白的羧化可减少钙在血管、骨软组织中的沉积；

2、维生素K可调节细胞内骨特异基因的转录和表达，通过激活成骨细胞中的NF-κB、抑制破骨细胞中NF-κB，并可诱导成骨细胞中核受体SXR等的表达，从而发挥促进成骨、抑制破骨的作用；

3、提高成骨细胞内的酶活性，如：碱性磷酸酶，从而促进骨矿物质沉积。

图3.维生素K促进骨骼健康的机制^[6]：ucOC：羧化不全骨钙素；cOC：羧化骨钙素；ucMGP：羧化不全基质γ-羧基谷氨酸蛋白；cMGP:羧化基质γ-羧基谷氨酸蛋白；NF-κB：核因子κB；SXR：类固醇激素和异质素受体；RANKL：核因子(NF)-κB受体活化因子配体；RANK：核因子(NF)-κB受体活化因子

锌元素

    锌也是影响骨代谢的一个重要营养素，骨组织占有体内约30%的锌，是体内锌的主要存储仓库之一，锌的缺乏伴随着骨密度的减少。锌广泛参与骨代谢，可刺激成骨细胞增殖和分化，还可抑制破骨细胞的分化，影响骨形成。也可作为骨细胞中多种酶的辅助因子，如：碱性磷酸酶和胶原蛋白酶等，发挥促进骨形成的作用^[8,9]。

ω-3多不饱和脂肪酸

    脂肪酸可通过调节钙吸收、破骨细胞形成、前列腺素的合成、细胞膜ω-6／ω-3脂肪酸比率、细胞因子及脂质过氧化等因素影响骨代谢。研究显示，ω-3多不饱和脂肪酸主要表现为促进成骨效应，而ω-6多不饱和脂肪酸主要表现为促进破骨效应，提高膳食中ω-3多不饱和脂肪酸的摄取可促进和维持骨密度，但其作用机制尚待进一步探索，可能与其可调节机体氧化应激、炎症状态及脂代谢状态有关^[10,11]。

小结

    峰值骨量是生命晚期骨骼健康的主要决定因素，与在儿童期和青春期的骨骼发育相关。发育中的骨骼受生活方式和膳食营养的影响较大,儿童期营养是影响峰值骨量大小的重要因素之一。除了钙和维生素D之外，维生素K、锌、ω-3多不饱和脂肪酸也与儿童的骨骼发育密切相关。了解饮食和营养对儿童和青春期骨骼健康的作用，加强有益于骨骼健康食物的摄入，如：钙质含量丰富且易吸收的乳制品，并在充分科学证据的基础上开发具有明确健康功效的功能性食品，以更好地促进儿童的骨骼健康。

参考文献：

[1]曹思思, Weaver Connie M, 贺晓燕,等. 中国青少年人群的峰值骨量:充足钙摄入的重要性.中华内分泌代谢杂志, 2020, 36(06):453-457.doi: 3760/cma.j.cn311282-20191102-00467

[2]Kralick AE, Zemel BS. Evolutionary perspectives on the developing skeleton and implications for lifelong health. Frontiers in endocrinology, 2020, 11: 99.doi: 3389/fendo.2020.00099

[3]Wimalawansa SJ. Diet, nutrition, and bone health. Journal of Nutrition, 2007, 137(11 Suppl):2507S.doi: 1093/jn/137.11.2507S

[4]荫士安.儿童营养与骨骼发育的最新进展.卫生研究，2004(6):768-770.doi: 3969/j.issn.1000-8020.2004.06.042

[5]Peng JB, Suzuki Y, Gyimesi G, et al. Chapter 13: TRPV5 and TRPV6 Calcium-Selective Channels. Calcium Entry Channels in Non-Excitable Cells; Taylor & Francis; 2018.

[6]Palermo A, Tuccinardi D, D’Onofrio L, et al. Vitamin K and osteoporosis: Myth or reality? Metabolism, 2017, 70: 57-71.doi: 1016/j.metabol.2017.01.032

[7]陈淑玲, 赵瑾珠, 郝燕. 维生素K与儿童骨健康的研究进展. 中国儿童保健杂志, 29(7): 742-745.doi: 11852/zgetbjzz2020-1085

[8]周建烈, 陈声. 骨质疏松性骨折防治新概念:补充韧骨元素镁,锌,铜,锰. 中国骨质疏松杂志, 2012, 18(12):1145-1153.doi: 3760/cma.j.issn.1674-635X.2012.03.013

[9]陈海军. 锌与骨代谢的研究进展. 国外医学.口腔医学分册, 1996, 023(004):229-231.

[10]郭红燕, 雷涛. 多不饱和脂肪酸与骨质疏松症的相关性. 中华骨质疏松和骨矿盐疾病杂志, 2017, 10(1): 88-91.doi: 3969/j.issn.1674-2591.2017.01.015

[11]李霞. ω-3多不饱和脂肪酸对脂代谢与骨代谢的影响.中华内分泌代谢杂志, 2017, 33(2): 163-166.doi: 3760/cma.j.issn.1000-6699.2017.02.017