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中老年人补充膳食纤维的理由,或许是骨骼和肌肉健康

2021-11-19 11:13   来源:新营养

图源:摄图网一提起膳食纤维,很多人就联想到它的减肥效果。其实,作为人体所需的第七大营养素,膳食纤维的营养作用常常被低估了。膳食纤维

图源:摄图网

一提起膳食纤维,很多人就联想到它的减肥效果。其实,作为人体所需的“第七大营养素”,膳食纤维的营养作用常常被低估了。

膳食纤维指膳食中存在的,由单糖或多糖及其衍生物组成的,不能在胃肠道直接被人体分泌的消化酶分解、吸收,但在结肠中可被肠道菌群酵解的碳水化合物。根据其水溶性不同,可分为可溶性膳食纤维(如果胶、低聚果糖和聚葡萄糖等)和不溶性膳食纤维(如纤维素、半纤维素和木质素等)。除慢性便秘、感染性腹泻、炎症性肠病、肠易激综合征等肠道疾病外,膳食纤维还是糖尿病、高脂血症、动脉粥样硬化等慢性疾病的保护因素。

在中老年消费群体中,对膳食纤维的认知主要集中于肠道健康和控制体重方面。鲜为人知的是,肠道健康对于骨骼和肌肉健康同样表现出了积极影响。

大健康行业的新战场:中老年市场

中老年市场正在持续升温。

 国家统计局发布的《第七次全国人口普查公报》显示,全国人口年龄构成中,60岁及以上人口为2.64亿人,占比为18.70%;65岁及以上人口数超过1.91亿人,占比达到13.50%,并且呈现逐年加速增长趋势。中国发展基金会也预测到,2022年中国65岁及以上人口占比将突破14%,老龄化程度持续深化,到2050年中国65岁及以上人口占比将高达27.9%。

随着中国老龄化进程的不断加快,增龄性骨质疏松、骨关节炎和肌少症(肌肉衰减症)已成为重要公共健康问题。骨骼、关节和肌肉是人体的重要功能体系,人体的任何活动都离不开它们,三者相互关联,互相影响。30岁前后,人体骨量、关节性能和肌肉状态达到峰值;超过40岁之后,骨骼、关节和肌肉逐年耗损,衰老和流失进一步加速,随之出现一系列健康问题。

骨骼关节健康,从膳食纤维开始

我国老龄化社会程度持续加深,而骨骼健康问题的发生与年龄呈直线相关性,最常见的骨骼健康问题莫过于骨质疏松以及骨关节炎。数据显示,到2025年全球关节补充剂市场将达到94亿美元以上[1]。国际骨质疏松基金会调查显示,至2020年,我国骨质疏松症或骨密度低的患者将达到2.86亿。

2018年,《自然通讯》杂志发表了一项研究成果,来自德国埃尔朗根-纽伦堡大学Mario Zaiss博士团队揭开了高膳食纤维饮食与骨骼之间的小秘密——膳食纤维经过肠道微生物消化,产生的短链脂肪酸,能够影响破骨细胞的代谢,显著降低骨吸收、增加骨密度[2]。考虑到短链脂肪酸自身对免疫系统的积极影响[3],补充短链脂肪酸或进行高膳食纤维饮食,能够预防绝经后的骨质疏松和关节炎带来的钙流失,并一定程度上缓解炎症!

在为期8周的实验中,研究者给正常的小鼠分别补充了乙酸(C2)、丙酸(C3)和丁酸(C4),小鼠血清短链脂肪酸水平显著增加。结果显示,小鼠的骨体积分数增加、骨小梁间隔缩短,在CT下,可以看到小鼠的骨量明显增加。进一步分析发现小鼠血浆中CTX-1的水平降低了。CTX-1是骨吸收的标志物,这意味着导致骨骼降解的破骨细胞显著减少了。同时,骨形成的的一些生物指标并没有发生变化,说明短链脂肪酸只影响破骨细胞,不影响成骨细胞。

图:(a)骨体积分数增加;(b)骨小梁间隔缩短;(c)骨量明显增加

顾名思义,成骨细胞是形成骨头的细胞,破骨细胞则会吸收骨质中的有机物与矿物质,“破坏”骨头。此外,给人体补充14天的丙酸钠,也显著降低了骨吸收,骨形成则不受影响。最重要的是,研究者直接给小鼠喂了8周的高膳食纤维饮食(HFD),效果与直接补充短链脂肪酸是一致的,小鼠破骨细胞减少、骨量增加,同时骨形成作用不变。

可见,无论是补充短链脂肪酸、尤其是丙酸和丁酸,或者是采取高膳食纤维饮食,都可以平衡骨稳态、抑制骨吸收,或将成为用来治疗骨质疏松的一个新思路。

预防肌肉减少症,不妨试试膳食纤维

人类惧怕衰老,有很大一部分原因是惧怕肌肉衰退,行动不便。从40岁左右开始,人体的肌肉力量每年都在下降。步入50岁之后,这种真实无力感应该会越来越强。有研究表明,50岁之后人类平均每10年会损失15-30%的肌肉质量[4],最终导致肌肉强度的急剧下降。这种与年龄相关的、因持续骨骼肌量流失、强度和功能下降而引起的综合症被称为“肌少症”。

伴随肌肉功能丧失而来的,往往是生活质量的降低,以及各种疾病的发病率和死亡率的增加[5,6]。遗憾的是,对于中老年人肌肉功能的丧失,目前还没有获批的治疗方法。近日,Journal of Cachexia, Sarcopenia and Muscle发表的一项研究,对美国人群进行了横断面研究,表明在≥40岁的人群中,较高的膳食纤维摄入量与更好的体质组成、糖稳态以及骨骼肌质量和力量相关。作者表示,增加膳食纤维摄入量可能是预防衰老相关骨骼肌质量下降的可行策略。[7]

研究人员纳入美国NHANES研究中≥40岁人群的横断面数据,分析膳食纤维摄入与体质组成(n=6454)、糖稳态(n=5032)和骨骼肌力量(n=5326)的关联。结果表明,较高的膳食纤维摄入量与较高的相对总瘦体重、相对四肢瘦质量、相对骨矿物质含量和相对结合握力,显著相关;还与较低的体重、BMI、相对总脂肪量、相对躯干脂肪量、空腹血糖、空腹胰岛素和胰岛素抵抗(HOMA2-IR),显著相关;剂量反应分析显示,大部分指标与膳食纤维的关系都近似线性。


图:膳食纤维摄入量与(A)体质、(B)BMI、(C)相对精瘦质量、(D)相对阑尾瘦质量、(E)相对骨矿含量、(F)相对总脂肪和(G)相对躯干脂肪的剂量-反应关系

图:膳食纤维摄入量与(A)空腹血糖、(B)空腹胰岛素、(C)HOMA2-IR和(D)相对结合握力的剂量-反应关系

结果证实,在40岁及以上的成年人中,较高的膳食纤维摄入量与较低的体重和身体组成的改善(以较高的瘦体质量与脂肪质量的比例为特征)有关。未来的研究应该着眼于评估增加膳食纤维摄入(通过饮食调整和补充)对骨骼肌及其相关结果的治疗潜力,重点是40岁及以上成年人骨骼肌质量的保存。

“纤时代”来临,膳食纤维成主流

在生活水平提高和医疗条件改善的背景下,中国人口预期寿命显著延长。近几年来,生育率持续走低,老龄化进程逐步加快,呈现出基数大、增速快、高龄化、失能化、空巢化等趋势。中老年人的健康问题尤其是中老年人营养和合理膳食需要全社会关注。

膳食纤维有助于增加饱腹感、促进肠道蠕动,对于三高人群和爱美人群再好不过。而从目前的实验结果来看,膳食纤维还有助于改善中老年人的骨骼和肌肉健康。在全球范围内,富含膳食纤维的产品已日趋成熟,从软糖、果冻等零食形态,到可口可乐、元气森林、健力宝等饮料产品,膳食纤维的应用已从保健品逐渐延伸到多种产品类别中,以膳食纤维为主导的功能性食品时代正悄然到来。

参考文献:
[1] Global Industry Analysts report. Global Bone and Joint Health Supplements Industry. Published April 2021.
[2] Lucas, S., Omata, Y., Hofmann, J. et al. Short-chain fatty acids regulate systemic bone mass and protect from pathological bone loss. Nat Commun 9, 55 (2018).
[3] Correa-Oliveira, R., Fachi, J. L., Vieira, A., Sato, F. T. & Vinolo, M. A.Regulation of immune cell function by short-chain fatty acids. Clin. Transl.Immunol. 5, e73 (2016).
[4] Von Haehling S, Morley J E, Anker S D. An overview of sarcopenia: facts and numbers on prevalence and clinical impact[J]. 2010.
[5] Cohen S, Nathan J A, Goldberg A L. Muscle wasting in disease: molecular mechanisms and promising therapies[J]. Nature reviews Drug discovery, 2015, 14(1): 58-74.
[6] Rolland Y, Czerwinski S, Van Kan G A, et al. Sarcopenia: its assessment, etiology, pathogenesis, consequences and future perspectives[J]. The Journal of Nutrition Health and Aging, 2008, 12(7): 433-450.
[7] James Frampton, Kevin G. Murphy, Gary Frost, et al. Higher dietary fibre intake is associated with increased skeletal muscle mass and strength in adults aged 40 years and older. 2021.09, https://doi.org/10.1002/jcsm.12820.

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