双标水法在儿童青少年中的应用

2017-09-15周央央

少年体育训练 2017年7期

关键词：双标能量消耗人群

朱琳，周央央

（广州体育学院运动与健康系，广东广州 510075）

双标水法在儿童青少年中的应用

朱琳，周央央

（广州体育学院运动与健康系，广东广州 510075）

国外大量研究报道，西方国家儿童的肥胖率已经增加。我国第五次全国多民族大规模的学生体质健康调查结果亦显示，我国学生肥胖检出率仍然继续攀升，7～22岁城市男生，超重和肥胖检出率分别为13.25%和11.39%，比2000年上升了1.4和2.7个百分点；7～22岁城市女生超重和肥胖检出率也分别上升了0.7和0.9个百分点，达到8.72%和5.01%。北京城区男女生的超重和肥胖率甚至比多数西欧国家、加拿大、澳大利亚等发达国家还严重。而肥胖率增加的同时带来的却是身体素质的持续下降，与此同时，肥胖问题出现会伴随儿童的心理和代谢性疾病产生的概率增大。我国大量学者近10年的研究资料显示，中国人群包括儿童青少年由于日常活动量的减少，使得能量消耗量有减少的趋势。三次全国营养调查资料显示，我国居民实际平均能量摄入比膳食能量推荐参考摄入量少150 kcal；在进行矿物质生物利用人体实验时也发现实测膳食能量要明显低于目前的RNI（中国居民能量推荐量），能量过剩问题已十分突出，而超过能量消耗的过度营养的营养支持方案可导致脂肪生成。Bratteby等人对青春期人群的研究与Black等的评估基本相符，即美国于1989年制定的能量摄入标准中，婴儿和儿童的推荐能量摄入标准偏高，而青少年和成年人则偏低。这些研究都提示我们，如果我们不能清楚地了解人群的能量消耗，而仍沿用原有的推荐能量摄入量则可能不合时宜。因此，要保证儿童青少年人群的健康成长，首先就是要了解该人群的总能量消耗。目前公认的总能量消耗测定的“金标准”法是双标水法（DLW，Doubly Labeled Water）。本文就儿童青少年双标水法使用的具体方法进行总结和说明。

1 双标水法的工作原理

双标水法的测试原理是，给受试者口服一定浓度的含有无放射性同位素标记的水，通常使用氘（2H）和18氧（18O）标记的水，稳定性放射性核素氘标记身体中的H2O，18氧标记身体中H2O和CO2。首先，当两种同位素在体内达到平衡后，利用同位素质谱仪通过测量实验中所收集到的样品，如血液、唾液或尿液中氘和18氧的代谢速率常数计算CO2生成率；其次，结合饮食结构所估计的食物商或推算获得的呼吸商（respiratory quotient，RQ），求出氧的消耗率；最后，用经典的Weir公式计算平均每天总能量消耗。

2 儿童青少年运用双标水法的使用方法

双标水法特别适用于了解不易合作或活动不能受限制人群的能量消耗的测量，测试过程中常采用两点法或多点法来收集样品。所谓两点法是指在实验前和实验期间各取一次样品；多点法指在实验期间在多个测试时间点，多次取实验样品进行测试的方法。不同实验中针对实验对象的年龄和检测仪器的不同，给予的双标水中含有的氘和18氧的比例和剂量亦不同。有研究者认为未成年人服用剂量要稍微高于成人，两者的浓度没有严格的比例限制，以同位素测试仪器的精确度为准。6～20岁人群使用双标水的剂量和实验周期见表1。

从上述的实验可知，双标水法一般采用多点法，测试样本常选用尿液，这与尿液的收集相对方便和简单有关；取样后可冷藏在冰箱，集中进行检测；测试周期为10～15天。

3 双标水法测试的注意事项

双标水法测试过程中最好监测食物摄入量，用食物商来代替呼吸商。因为测量CO2方程比测量O2的方程式误差大5倍，也正是这个原因，使得双标水法仍然有5%误差存在的可能。而事实证明9～18岁的孩子是完全能够胜任自我食物记录这项工作的。此外，为保证能够准确测量总能量消耗，需要服用双标水期间保证受试者体重不变或是仅有少量增加。

4 双标水法的优点和不足

双标水法是一种单纯、方便、非损伤的及非侵入的技术，能够在不干预受试者正常活动的条件下，全天监测受试者的能量消耗，而且测试的精确度和准确度都非常之高，因此是国际公认的能量消耗测定的“金标准”法，同时还被国际公认是测量人体体成分的标准方法。在哺乳妇女中，该法能测量奶量及测定婴儿的能量消耗。这些都使得双标水法有较强大的科研使用价值。但是，由于双标水法是监测一个实验周期的总能量消耗，获得一个实验周期能量消耗的平均值，不能测量24h以内的能量消耗；另一方面，虽然可以利用双标水法所获得的总能量消耗，通过公式来推测体力活动能量消耗和体力活动水平，但在测量某个运动项目的能量消耗上存在一定的缺陷。此外，双标水法的测试需要在专门的实验室和专业的测试人员的指导下才能进行，而且双标水和同位素质谱仪的价格都相当昂贵，这些因素都使得科研人员不可能运用它进行大规模的测试。目前，国内虽已有厂家可以生产重氧水（O），如上海化工研究院可生产10.0 atom%、95.0 atom%和97.0 atom%三种规格的产品；江苏华益埃索托普公司可根据用户需要生产2%～97%各种规格的H218O，使得双标水使用成本大大减少，但这种方法由于需要人体饮入同位素标记的水，使得它仍不可能被大多数人所接受。

考虑到双标水法的优势和不足，今后双标水法仍是主要用于小样本的、总能量消耗方面研究的一种重要的研究手段；或是作为效标用于检验能量消耗测量仪器的准确性，以建立能量消耗预测方程等方面的研究。