强化钙锌奶对某部队战士骨质、训练疲劳度及神经行为能力的影响

徐 庆，刘玉猛，牛志强，陈历俊，司海峰，张新胜，张 碰，李 峰，刘英华解放军总医院第一医学中心 营养科，北京 0085；解放军9676部队卫生队，河南南阳 7000；国家母婴乳品健康工程技术研究中心，北京 006；空军总医院 营养科，北京 00

训练伤是影响平时部队战斗力的重要因素，会大大影响部队的训练进程和效果。骨质状况不佳、机体疲劳、精神状态异常等都会增加训练伤的发生风险。新兵训练阶段训练伤高发，一方面是由于训练强度大、训练方法不够科学合理[1]；另一方面与新兵入伍前膳食结构不合理、缺乏身体锻炼导致的骨密度降低、骨质状况差有关[2]。疲劳也是导致训练伤的重要因素之一，它是由体力或脑力活动过度引起的生理心理现象，分为体力疲劳和脑力疲劳两类[3]。军事作业疲劳会造成士兵机体免疫低下、损伤得不到恢复、训练能力下降[4]；精神状态异常则会导致训练中动作变形、注意力不集中，直接或间接提升训练伤的发生率[5]。而骨质、疲劳及精神状态都与膳食营养素摄入密切相关。调查显示，我军官兵日常膳食中普遍存在钙、锌等矿物质摄入不足[6-7]。加之战士在长期高强度军事训练中大量出汗，造成体内钙、锌等矿物质持续流失。长期的缺钙会造成骨质成分低下，增加骨质疏松的发生风险，进而导致训练中出现骨折、脱臼、挫伤等训练伤；缺锌则会导致机体的免疫力、注意力下降，延缓创伤组织修复，间接影响了训练伤的发生及恢复[8-9]。但当前对于膳食中微量营养素与军事训练伤预防的相关研究还很少。因此，本研究强化部队官兵日常膳食中牛奶的钙、锌元素后观察战士的骨质情况、训练疲劳度及神经行为能力变化，以期为日常膳食中强化补充微量营养素以预防军事训练伤提供支持。

对象与方法

1 研究对象 选择某部103名战士为试验对象，所有战士均为健康男性，来自相同性质单位，共同饮食和居住，卫生条件基本相同，且每周6 d执行相似内容的军事训练和任务，1 d用于身体恢复。纳入标准：1)身体健康；2)研究前填写完成综合健康评分问卷调查表；3)过去1个月内未服用过任何药物；4)过去3个月内未使用过任何抗生素类药物或微量元素补充剂。排除标准：1)正在使用任何药物；2)经常服用维生素或微量元素补充剂；3)患有心、肝、肾、肺、胃肠道、血液系统、神经系统或精神疾病；4)乳糖不耐受，不同意采用研究所制订饮食方案(不同意每日服用奶制品)。受试者均自愿参加实验，签署知情同意书。试验通过解放军总医院伦理委员会批准，并在中国临床试验注册中心注册(注册号ChiCTR1800016046)，网址www.chictr.org.cn。

2 分组方法 采用整群随机分组方法。随机抽取该部一个营，按班建制随机分成两组：高钙锌奶组和普通奶组。高钙锌奶组入组战士55名，普通奶组入组48名。

3 实验干预 按照随机分组情况分别饮用强化钙锌奶和普通奶(干预物由北京三元食品股份有限公司提供，共分3个批次生产，基质相同，符合国家食品卫生标准和许可)，其中强化钙锌奶较普通奶额外添加钙50 mg/100 g，锌0.8 mg/100 g，具体成分见表1；两组受试者均每天饮用干预物2袋，每袋227 ml，持续饮用12周。

表1 3批次干预物主要营养素成分指标Tab.1 Main nutrient composition indexes of the three batches of interventions

4 观察指标和测定方法 1)一般情况和膳食调查：①包括个人一般情况、既往病史、家族史、体格检查(含身高、体质量、BMI等)、训练内容、时间和强度；②采用24 h回顾法调查连续3 d(包括1 d周末)，分别调查研究前、每4周回访时的膳食情况。2)人体成分分析：试验前和试验12周结束时使用NQA-PI型个体营养监测分析仪检测受试者人体成分(包括细胞内水、细胞外水、体脂肪、去脂体质量、无机盐、骨质量等指标)。3)骨密度测定：试验前和试验12周结束时使用便携式骨密度测量仪对受试者骨密度进行测定，分别测量腕部骨密度。4)血清指标测定：试验前和试验12周结束时采集血标本，检测：①血常规；②肝肾功能及血营养指标：谷草转氨酶、谷丙转氨酶、肌酐、尿素氮、骨钙素等；③血液中9种维生素。5)疲劳量测评、神经行为学能力评定：①试验前和试验12周结束时采用“疲劳评定量表-14(fatigue scale，FS-14)”对疲劳程度进行主观评价，把14个问题(1 ～ 8题为躯体疲劳，9 ～ 14题为脑力疲劳)回答选项的赋予分数相加，分值越高则疲劳程度越重；②试验前和试验12周结束时通过神经行为核心测试组合(neurobehavioral core test battle，NCTB)的“目标追踪”和“数字译码”试验衡量受试者心理运动稳定性、感知运动速度等能力[10]。

5 随访与质量控制 每4周实地随访1次，记录干预实施情况和膳食等其他情况，平时由该部指派专门军医和连队主官对实验实施情况进行监督。受试者在研究期间不得离队，整个研究期间如果超过3 d未能服用干预物，或者问卷内容漏填项目超过5%，该受试者将被认定依从性差，退出研究，数据认定为脱失。参与人员均接受统一培训，独立完成问卷调查；测量工具均经过校正，由专人负责测量；质控人员对调查表进行审核，保证数据准确、完整。研究过程中研究人员及受试者均不知干预物种类，试验结束后由北京三元食品股份有限公司技术中心揭盲。

6 统计学方法 采用SPSS18.0软件进行数据处理和统计分析，正态分布计量数据以-x±s表示，组内各指标在研究开始前和干预12周后的差异采用t检验、χ2检验、协方差分析；组间差异采用方差分析或χ2检验。P＜0.05为差异有统计学意义。

结 果

1 两组一般情况比较 本研究共纳入103名受试者，最终完成实验94名(高钙锌奶组完成51名，普通奶组完成43名，脱落率分别为7.3%和10.4%)，干预前两组年龄、BMI、膳食摄入能量及营养素差异无统计学意义(P＞0.05)，干预后高钙锌奶组钙、锌摄入量较干预前差异有统计学意义(P＜0.05)。见表2。

2 血生化、血常规情况比较 通过协方差分析，两组干预后，血常规、血生化、维生素指标差异均无统计学意义。见表3、表4。

3 两组骨质指标比较 通过协方差分析，两组血清骨钙素含量在干预后均有升高，而高钙锌奶组升高幅度更大(P＜0.05)；两组骨密度均有升高(P＜0.05)，但干预前后组内及两组间差异均无统计学意义(P＞0.05)。体成分上，两组干预后骨质量比均有提高，而高钙锌奶组提升幅度显著高于普通奶组(P＜0.05)。见表5。

表2 高钙锌奶组和普通奶组年龄、BMI、膳食摄入情况Tab.2 Age,BMI,dietary intake of the observation group and the control group

表3 两组血常规血生化指标比较Tab.3 Comparison of blood routine,blood biochemistry index between the two groups

表4 两组血清维生素指标比较Tab.4 Comparison of serum vitamins index between the two groups

表5 两组血清骨钙素骨密度体成分指标比较Tab.5 Comparison of serum osteocalcin,bone density and body composition between the two groups

4 两组疲劳评定及神经行为测试情况比较 疲劳判定结果显示，高钙锌奶组疲劳评定总分值在干预后有所下降，普通奶组干预后有所上升，两者差异有统计学意义(P＜0.05)；神经行为测试结果显示，两组的数字译码正确分值在干预后均有提高，高钙锌奶组提升幅度较大，两组间差异有统计学意义(P＜0.05)；目标追踪平均分值在高钙锌奶干预后有所提高，普通奶组有所下降，两组差异有统计学意义(P＜0.05)。见表6。

表6 两组疲劳评定及神经行为测试情况比较Tab.6 Comparison of fatigue assessment and neurobehavioral function test between the two groups

讨 论

军队是一个执行特殊任务的组织，相比于一般民众，士兵对膳食营养素有着特殊的需求。尽管我国针对军事人员有专门的军人营养素供给量标准(GJB 823B-2016)[11]，但大多数部队在膳食供应上依然存在膳食结构不合理、食物品种单一、脂肪摄入偏多、维生素及矿物质摄入不足、三餐能量分配不合理等问题。薛婧等[7]对驻陕某部队战士膳食调查显示，其钙、锌平均摄入量分别为569.17 mg、11.03 mg，只有参考摄入量的71.15%和73.53%。另一篇研究则显示，高原地区陆军某部膳食中，钙、锌摄入只有军标的61.1%和62.5%，微量营养素补充均存在严重不足[6]，这与我们实验干预前的膳食调查结果相似。

本研究结果显示使用强化钙锌奶和普通奶干预后，战士的骨密度均得到提高，高钙锌奶组骨钙素和骨含量升高更为显著。骨钙素是反映骨更新的特异生化指标，能直接反映骨功能和骨的形成状况[12]，这表明当士兵钙摄入量不足时，钙质的补充可以增强骨质，促进骨的形成与更新，有助于训练中骨折的预防，这与国外一项相关Meta分析的结果相似[13]。我们对疲劳和神经行为能力中的数字译码和目标追踪(分别表示感知——运动速度和心理运动稳定性)进行了检测，干预后强化钙锌奶在缓解疲劳及提高神经行为能力上要更具优势。锌元素的补充可以促进损伤组织修复和生长发育，有效抑制运动过程中自由基的产生，对高强度激烈运动中抗疲劳有益[14]；另外突触前囊泡及突触间隙中锌离子在神经信号的传递、加工中作用显著，其稳态对于大脑发挥正常生理功能至关重要[15]。高科技战场环境下，适当量锌元素的补充也将对士兵的学习能力和感知能力发挥积极作用。因此，部队后勤保障部门应当根据训练任务及强度的变化，及时调整膳食搭配。高强度训练后增加牛奶、豆腐、鱼虾海鲜等富含钙、锌的食物供给，补充官兵训练中的矿物质流失。

营养素强化食品的开发同样不容忽视，它在国内外儿童和老年人保健、运动员饮食、疾病防治等多个领域已经得到广泛应用[16-19]。然而针对身体及心理训练强度巨大的作战部队官兵的强化食品依然稀少。乳制品是强化微量营养素最好的基质，《中国居民膳食指南》和军人营养素供给量标准都推荐每日要有乳制品摄入，而调查显示基层部队在落实上存在标准各异问题，甚至有用乳饮料替代的情况。为此我们设计本研究，目的在于开发符合作战部队特点的功能乳制品，同时推广乳制品摄入的标准化。相对于士兵直接摄入微量元素补充剂，强化钙锌牛奶在士兵摄入的便利性、依从性和安全性上更具优势，也更容易被广大官兵接受。

我军正朝着职业化方向迈进，对后勤保障专业化提出更高要求。为适应军人特殊的营养素供给要求，强化食品是未来发展的趋势，我们的研究在膳食营养素与军队训练伤预防上提供了一种思路，在今后的研究中会进一步扩宽研究对象，直接探讨这些矿物质补充与训练伤发生率的关系，以期在膳食水平上预防训练伤的发生，推动军队的战斗力建设。