研究背景

骨质疏松症是一种影响全身的骨骼疾病，易导致骨骼脆性与骨折风险增加，是老年人过度疼痛、身体衰退、严重残疾甚至死亡的主要原因。作为一种可预防的慢性代谢疾病，制定科学的饮食策略对其防控至关重要。牛奶在许多国家都被纳入预防和治疗骨质疏松症的膳食指南中，一些基础和临床试验已经证实了牛奶和乳制品在提高矿物质生物利用度、改善骨稳态代谢、抑制炎症反应和减少氧化应激方面的作用。然而目前还没有关于牛奶中的营养物质如何相互作用以增加钙的生物利用度的综述。

研究内容

我们从乳制品基质效应的角度评估了乳制品营养素和活性成分在维持骨骼稳态中的作用。特别关注阈值效应、协同效应和与肠骨轴的关联。我们还总结了益生菌/益生元牛奶、低脂/高脂牛奶、无乳糖牛奶和强化牛奶与降低骨质疏松症风险之间的关联，并讨论了这些乳制品的潜在益处和争议。此外，我们还研究了乳制品在提高青少年时期骨量峰值和减少老年时期骨质流失方面的作用，为利用乳制品精准防治骨质疏松症及相关慢性病提供理论参考，为不同人群的骨骼健康提供个性化的饮食建议。

1.骨质疏松症发病机制：

骨质疏松症的特征是骨重塑过程中的不平衡，破骨细胞多于成骨细胞，骨量和强度下降。骨质疏松症的常见原因包括更年期、衰老、炎症和甲状旁腺功能亢进。在绝经期妇女中，雌激素水平的下降降低了对破骨细胞的抑制作用，允许加速骨吸收，导致进行性骨质流失。随着医学研究的不断深入，骨质疏松的发病机制出现了一系列新的理论，包括表观遗传学、细胞衰老、铁代谢异常、骨免疫紊乱、肠道菌群失调等。这些理论为我们解读这种复杂的疾病提供了新的视角。

图1 骨重建过程和骨质疏松症的发病机制

2.乳成分调控骨质疏松的作用：

2.1 阈值效应

牛乳阈值效应体现在钙、磷与维生素D等关键营养素的摄入量上。乳补钙的效果受到年龄、性别、生理状态、膳食结构、生活习惯等个体差异的显著影响。特别是，大多数现有的钙建议是基于健康人群的平均钙需求，低骨密度或骨质疏松高风险人群的特定钙需求没有得到充分考虑，这使得确定最佳钙摄入量的过程更加复杂。与钙的推荐量类似，维生素D的强化标准也是基于广泛的营养研究和风险评估，其主要目标是预防与过量摄入有关的潜在健康风险。这些标准并没有特别关注它们在改善骨质疏松症等特定健康问题方面的功效。他们还没有充分考虑基因表达和肠道微生物群等因素对不同个体维生素D吸收和利用的影响。

图2 牛奶成分对骨质疏松症的调节作用

2.2 协同效应

由于营养素的“集群”效应，它们经常在体内相互协同作用，产生互补、累积或增强的作用。这一新兴理论也适用于解释乳制品的复杂成分和骨质疏松症之间的关系。乳清蛋白及其生物活性肽可提高钙的生物利用度。与肉类蛋白水解物相比，乳清蛋白水解物可以延缓钙在肠道内的沉淀。这是通过增加表面电荷和减缓磷酸钙颗粒的晶体生长来实现的。根据Xixi等的研究，乳清蛋白水解物螯合钙在酸性和中性条件下都比氯化钙和葡萄糖酸钙具有更高的钙生物利用度。主要的钙结合位点是肽的羧基和羰基。体外消化α-乳清蛋白和β-乳球蛋白（0.02 g/mL）分别使钙的生物利用度提高约5%和10%。进一步分析发现，含有天冬氨酸和谷氨酸的肽具有钙螯合剂的作用。同样，Gan等人从酸奶中发现了一种新的肽（DEDEQIPSHPPR），并提到肽链中谷氨酸和天冬氨酸含量的增加增强了该肽对钙离子的亲和力。这表明肽可以作为钙离子在整个胃肠道的载体。在未来，乳制品行业不应局限于对单一牛奶成分的孤立研究，应积极探索乳成分之间的相互作用，优化营养素组合，最大限度地发挥其对骨骼健康的积极作用，并为乳基质补钙策略的制定提供理论依据。

2.3 肠-骨轴

一个被称为肠-骨轴的新概念被提出来解释肠道微生物学和骨骼疾病之间的复杂关系。随着个体年龄的增长，肠道微生态变得不平衡，这会影响激素、代谢物、细胞因子和其他活性产物的作用。这反过来又影响了骨的形成和吸收。科学家们试图探索牛奶改善骨代谢疾病的微生物机制。根据现有证据，牛奶成分中的益生菌、碳水化合物和外泌体对“肠-骨轴”有直接或间接的影响。这是通过促进钙和维生素D的吸收、下调炎症因子、调节细菌菌群和代谢物以及调节骨代谢中的各种信号通路来实现的。

图3 牛奶成分通过肠骨轴促进骨骼健康

3. 乳制品对骨质疏松的防控

市场上的乳制品种类不断增加，每种乳制品都有独特的生产和加工方法，这些差异导致这些产品对骨质疏松症的作用不同。例如，发酵乳是益生元、益生菌和合生元的极佳载体，后者的功能不仅仅是两者的结合——它涉及多个复杂因素。低脂和全脂乳制品都有助于减少腹部肥胖和预防骨质疏松症，尽管它们的具体效果取决于产品类型、摄入量、个人体质和生活方式等因素。全脂乳制品的营养和健康价值不能仅仅根据其脂肪含量来否定。尤其是奶酪，它在发酵过程中通过产生维生素K2、生物活性肽和脂肪酸来支持骨骼健康。对于乳糖不耐症患者，低乳糖或无乳糖乳制品对于维持营养平衡和骨骼健康至关重要，其益处是植物性替代品无法完全取代的。

4. 终生牛乳消费与骨质疏松的关系

在过去的二十年中进行的横断面和随机对照试验表明，乳制品有助于一生保持强壮的骨骼。这包括在生命早期改善骨骼生长和发育，在成年期促进理想的骨量峰值，在老年期保持骨量和质量，以及减少与年龄相关的骨质流失。通过增加钙补充和监测维生素D水平来调整牛奶类饮食摄入量对促进骨骼健康起着至关重要的作用。未来的研究需要将重点放在细分乳制品类别上，并探索如何根据个体差异和生命阶段定制乳制品消费策略。

结论与展望

乳制品作为营养丰富的食品对骨骼健康的贡献受到了广泛的关注。为了制定精确的骨质疏松症预防策略，未来的研究需要解决以下问题，以更好地利用乳制品基质效应的好处。首先，需要更深入研究多种营养和生物活性物质在减少骨质疏松中共同作用的具体机制。其次，需要进一步的基础和临床试验来证实终身摄入乳制品对骨质疏松症的预防作用。第三，应该对特定人群进行更多的研究，以制定更个性化的饮食建议。

原文链接

https://doi.org/10.1111/1541-4337.13374

李艾黎，东北农业大学乳品科学教育部重点实验室/食品学院教授，博士生导师，黑龙江省骨干教师，黑龙江省绿色食品科学研究院乳品加工技术研究中心特聘专家。主要从事乳品科学与技术、食品微生物与生物技术等领域的教学和科研工作。

先后主持国家自然科学青年基金、国家自然科学面上基金、黑龙江省自然科学基金、中国博士后基金、省博士后基金、黑龙江省教育厅基金、教育部创新团队子课题等10余项；作为骨干参加国家重点研发专项，国家农业部援藏项目、省自然基金重点项目等20余项；教学方面荣获黑龙江省骨干教师称号，主持省级精品课程，省级重点教改课题，讲授本科生和研究生课程8门，年授课300余学时，培养硕士研究生40余人；获得省自然科学奖，省高校科学技术奖等4项；发表学术论文70余篇，SCI和EI收录50余篇，主编和副主编科学出版社著作5部，参编国家级出版社著作6部；获授权发明专利及实用新型10余项，转化2项。

于微，东北农业大学食品学院助理研究员。主要从事乳品微生物的研究，已围绕该领域主持并参与了多个项目，包括黑龙江省博士后启动基金、黑龙江省自然基金、黑龙江省创新人才项目以及东北农业大学重点实验室基金等项目；以第一作者和通讯作者发表SCI/EI检索论文数余篇。