骨骼保健的營養素與食物蕭寧馨應用營養研究室臺大生化科技系

題 綱• 骨骼生理與保健原則• 飲食磷充足而少見缺乏• 鈣的需要量與食物來源• 維生素 D 的功能與體內和體外來源• 蔬果類對骨骼的保健作用• 骨骼保健的飲食迷思• NASA 影片– Bones

骨骼生理• 成人 206 塊骨骼• 小嬰兒 350 塊骨骼•實心轉為中空•骨骼類型• 緻密骨 (cortical bone)• 海綿骨 (trabecular

bone)• 骨髓：造血作用• 紅血球• 白血球• 血小板

骨盆的骨骼 X 光圖　

Bone biology

骨質疏鬆症與後果• 骨骼成份– 礦物質 : 60-66%, 羥磷灰石 Ca10(PO4)6(OH)2– 水分– 有機成分：蛋白質 , 醣蛋白基質等

http://www.reliving.ws/images/osteoporosis_red.jpg

骨骼持續的合成與分解作用• 造骨細胞(osteoblast)：– 製造蛋白質– 控制礦物質沉澱

• 蝕骨細胞(osteoclast)：– 分解骨礦物質– Macrophage linage

• 骨細胞 (osteocytes)：– 調節骨骼代謝– 由造骨細胞轉成　被新骨所包圍

• 影片– Bone remodeling and modeling

骨骼的成長與 modeling ：合成 > 分解

骨折高風險的性別年齡層• 老年時：女 > 男• 青春期：女 = 男，好動？ 先長高後增量

年輕女性的年齡對脊椎骨量的影響

PMB At the spine, femoral neck, greater trochanter, Ward’s triangle, at age 23.0, 18.5, 14.2, 15.8 Bone 2003;32:546-553

年輕女性的體重對脊椎骨量的影響

Bone 2003;32:546-553

競舟腳踏車

不同運動類型對脊椎與臀骨密度的影響• 鍛鍊部位不同

骨質疏鬆症之預防• 經由飲食與運動之配合 , • 在成長與青年期累積最大量

/ 巔峰骨質

鈣維生素 D

運動避免跌倒

避免體重過輕 戒煙

磷 (P) 營養與食物來源• 體內總量 700 mg ， 85% 在骨骼• 建議攝取量 : 800-1000 mg/d• 國人每日平均攝取狀況 :– 男性 1087 mg, 女性 858 mg– 95 百分位攝取量 : 男性 2.1 g/d, 女性 1.8 g/d

– 上限 4000 mg/d• 食物來源 :– 各種食物都含有豐富的磷，尤其是含蛋白質豐富的食物，例如肉類、蛋類、乳品等。 – 很多含磷化合物是食品添加物，有調味、改良食品品質的功用，常用於碳酸飲料與各種食品加工– 估計食品添加物提供之磷高達每日總攝取量的 30% 。

飲食 P 過量與缺乏• 缺乏案例少見– 食物含磷普遍，除了完全禁食之外，幾乎不可能發生缺磷的問題。

• 過量– 血磷過高會引發非骨骼組織鈣化，以腎臟最易受害。– 高血磷增加慢性疾病的風險，可能提早老化– 可能原因 : 攝取偏高，腎臟疾病無法排除過量之磷，補充維生素 D 過度，過度使用含磷的瀉劑，副甲狀腺素的疾病等。– 上限攝取量 (UL) 為 4000 mg/d 。

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鈣生理與功能• 人體含量最多的礦物質：– 1.5 ~ 2% 體重

• 體內鈣總量– 新生兒 25-35 公克– 成年 1200 公克

• 體內鈣分佈– 99% 骨骼 , 牙齒– 1% 軟組織 , 血液

• 血漿濃度– 9-12 mg/dL ，– 平均約 10 mg/dL

• 主要功能–建構骨骼–控制肌肉收縮–調節細胞生理–參與血液凝固–控制血壓、免疫–預防大腸癌

國人鈣之每日攝取與建議量 (mg)各年齡層都有嚴重的不足年齡( 歲 )

男性攝取量

女性攝取量

建議量13-15 464 388 1200

16-19 523 432 1200

20-24 453 349 1000

25-34 513 457 1000

35-54 517 496 1000

55-64 501 555 1000

19-64 504 496 1000

含鈣食物之高低分類鈣量 >200 (mg) 100-200 (mg) 50-100 (mg) <50

奶類 乳酪 乳酪 鮮奶 , 優酪乳蔬菜 各式葉菜 各式葉菜 各式葉菜 瓜 ,

筍豆類 五香豆干、干絲、

豆棗、凍豆腐、小三角油豆腐

紅豆、綠豆、黃豆、黑豆、臭豆腐、傳統豆腐

毛豆、花豆、蠶豆、米豆、濃豆漿、豆腐皮、味噌

水產類 小魚 , 魚鬆 , 蝦米 , 扁魚乾

牡蠣、魚肉鬆、文蛤、小卷、蝦、蝦仁

鳳螺、蠑螺、雪螺、文蜆、白海參、干貝

堅果類 芝麻、杏仁果 腰果、開心果 花生 、 白芝麻、核桃粒

水果 葡萄乾 , 紅黑棗

肉蛋類 蛋 肉類

蔬菜的鈣與草酸含量 蔬菜名 草酸含量

(g/100g)鈣含量

(mg/100g)鈣 / 草酸

(mg/g)

蘿蔔葉 0.05 190 3800

南瓜 0.02 64 3200

黃秋葵 0.05 104 2080

高麗菜 0.1 52 520

西洋菜 0.31 120 387

芹菜 0.19 66 347

羽衣甘藍 0.45 145 322

青花菜 0.19 47 247

莧菜 1.09 156 143

菠菜 0.97 77 79

人體的鈣吸收率食物 一人份鈣量

(mg)鈣吸收率

(%)

牛奶 / 優格

300 32.1%

菠菜 115 5.1%

白菜 80 53.8%

綠花菜 35 61.3%

芥藍菜 212 40.2%

傳統豆腐 258 31% 21

鈣的飲食原則• 提供豐富鈣質的食物有乳品，蔬菜、豆類與堅果，可以靈活運用• 服用鈣補充劑時，一天總量不可超過2500 mg

• 必須配合運動和維生素 D ，才能達到最佳骨骼保健效果• 鈣還有控制血壓、抗癌等其他預防慢性疾病的功能

Vitamin D : 陽光維生素• 來源– 體內合成 : 日曬配合體內的原料成分– 食物：魚肝油、 D 強化食物

• 營養評估– 血中 25(OH)D濃度

• 缺乏症– 軟骨症，骨礦質不足– 成人軟骨症– 骨質疏鬆症

• 毒性：巨量有毒– 胎兒畸形，組織鈣化

維生素 D 的功能：轉化成荷爾蒙• 維持血鈣濃度，避免血鈣降低• 增加小腸鈣吸收• 減少尿鈣流失• 免疫抗菌：增強巨噬細胞抗菌力 (抗肺結核 )• 血壓控制：抗高血壓飲食 DASH 含鈣 >1000 mg

• 血糖控制：協助胰島素分泌• 癌症預防：大腸癌

維生素 D 缺乏的原因• 環境– 地理維度 : 偏極區– 陽光量 : 少

• 體質– 膚色 : 深

• 生活習慣– 日曬 : 少

嬰兒維生素 D 過量中毒事件

體內維生素 D 的生成與轉化程序• 皮膚：

– 提供原料– UV 照射生成 D3

• 肝臟活化：– 生成 25OHD3

– 低活性– 血中循環

• 腎臟活化：– 1,25(OH)2D3

– 高活性– 發揮作用

• 不過量，無毒性

維生素 D 降低骨折風險• 65-85 老人• 2686 人• 5 年追蹤• D 補充 : 800 IU/d• 資料：BMJ 2003; 326:469

維生素 D 降低跌倒風險• 63-99 歲女性• 122 人• 起始血中 D 濃度 12 ng/mL• 補充– 鈣 : 1200 mg– D : 800IU

• 12 週

維生素 D 強化神經肌肉功能• 平均年齡 75.5• 1359 人• 荷蘭老年追蹤研究• 神經肌肉功能評分– 0-12 ，高分功能好

• 每一級都有顯著性• 資料：

Wicherts, et al., JBMR, 2005

維生素 D 降低感冒風險• 日本 2008-9 冬天• 學童 6-15 歲• 334 人• 平均體重 35.5 kg• 補充– 有補充 D 的習慣– 提供 1200 IU D3

(Urashima et al.,AJCN 2010)

維生素 D 與呼吸道感染• 美國國民營養調查• 18883 人• 最近感染次數• 依血中濃度分組• P<0.001• D 營養好者，感染低• 氣喘、慢性阻塞肺病

( 氣管長期發炎 ) 者，效益更強

維生素 D 與大腸直腸癌風險• 美國護士健康追蹤研究• 46-78 歲• 病發前兩次血液檢驗• 病案 193 例• Feskanich et al.,

2004• 對乳癌也有相同的效應

維生素 D 與死亡率• 美國女性健康與老化研究• 714名居家女性• 70-79 歲• 追蹤平均 72個月• 依血漿 25OHD3濃度分組– 低者存活率也低

(Nutr Res 2009; 525-530)

維生素 D 最佳範圍• 美國 13,331 成人追蹤 8.7 年 • 血中 25OHD3濃度 24 - 34 ng/mL 死亡率最低• 偏低或偏高都有風險• 資料：• Melamed ML• Michaelsson K

http://courses.washington.edu/bonephys/opvitD.html

維生素 D 建議攝取量國別 臺灣

2011美國 1997

美國 2010

年齡 AI (μg)

AI (μg)

AI (IU)

RDA (μg)

RDA (IU)

0-12 m 10 5 200 10 4001-18yr 5 5 200 15 60019-50 5 5 200* 15 60051-70 10 10 400 15 600>70 10 15 600 20 800UL( 上限 )

50 50 2000 100 40001 μg = 40 IU ； * 鈣補充劑中的 D3 劑量

(IOM 2011)

防曬品減少維生素 D 合成

http://ocw.tufts.edu/Content/18/coursehome/303785/303799

臺灣癌友維生素 D 營養狀況• 成人或老人 < 30 nmol/L 則鈣吸收率低，骨折風險增高

血清 25OHD3 濃度(nmol/L)

人數 46 (F 38 ， M 8)中位數 39.5Range 16.5 ～ 66.2

正常範圍值 30 ～ 50< 30 人數 14 (13,1)

維生素 D 的食物來源天然食物 D 強化食品

食物一份 含量 (IU) 食物一份 含量 (IU)

鮭魚 ( 野生 ) 600 – 1000 , D3 強化鮮奶 100, D3

鮭魚 ( 飼養 ) 100 – 250 , D3 /D2 強化柳橙汁 100, D3

鮭魚罐頭 300 – 600 , D3 強化優酪乳 100, D3

沙丁魚罐頭 300 , D3 嬰兒配方奶 100, D3

鯖魚罐頭 250, D3 強化乳酪 100, D3

鮪魚罐頭 230, D3 早餐脆片 100, D3

魚肝油一匙 400 – 1000 , D3 強化奶油 100 g 50, D3

蛋黃 20, D3/D2 強化乳瑪琳 100 g 430, D3

舞菇，新鮮 100, D2

舞菇，日曬乾燥 1600, D2Nutrition Journal 2010, 9:65

手臂與腿直接日曬 5-10 分鐘，可產生 D3, 3000 IU

維生素 D 攝取原則• 促進鈣吸收所必需的營養素• 具有多元保健功能，能降低慢性疾病風險• 維生素 D 的建議攝取量提高， UL= 4000 IU

• 獲取維生素 D 的最好方法–充足的日曬面積和時間

• 飲食來源–選用含量豐富的天然食物–選用強化食品或補充劑：毒性不能輕忽

蔬果對骨骼的重要性• 代謝產生酸，為了維護弱鹼體液，骨骼分解，提供 HCO3

- 來中和氫離子，同時造成鈉、鉀、鈣的流失，增加腎結石與骨質疏鬆症的風險。蔬果鉀、有機酸抑制

DRI by IOM 2004

鉀與有機酸的配對作用• 目前西式飲食的特點是，鈉與氯含量增加，而鉀與 HCO3

- 的供應量降低• 食品加工常用的鉀鹽添加物是氯化鉀，氯離子並不具有酸鹼緩衝的能力• 蔬菜水果中鉀對應的陰離子以有機酸根為主，例如檸檬酸，其代謝產物可提供碳酸氫根離子 (HCO3

-) ，協助中和蛋白質代謝產生的硫酸根，避免體液有酸過量的現象。

常見的迷思• 迷思一：奶精是牛奶的精華？– 奶精不含鈣，也沒有其他營養素。

• 迷思二：牛奶含膽固醇會升高血脂– 10杯鮮奶的膽固醇大約等於一個蛋黃。

• 迷思三：大骨湯可以補充鈣質–一杯鮮奶的鈣大約等於 25 碗大骨湯。

• 迷思四： 蔬菜的鈣吸收率不高–許多草酸含量少的蔬菜，鈣吸收率與乳鈣相似。

骨骼保健的飲食營養原則• 多元營養需求– 鈣、維生素 D 、有機酸鉀– 維生素 K

• 食物選擇搭配– 乳製品– 蔬果類– 豆類

• 避免補充過量