如何帮助孩子释放身高潜力呢?我们在上面两篇文章中儿童身高发育的关键影响因素及管理策略(一)和儿童身高发育的关键影响因素及管理策略(二)分别讨论了身高发育需要管理,管理的角度,并分析了影响身高发育的关键因素——生长激素,今天我们来讨论从营养干预的角度如何帮助生长激素足够分泌,解决孩子身高发育过程中由于各种因素导致的生长激素缺乏的问题。
我们回忆一下生长激素的作用,它是由脑垂体分泌,通过生长轴,发挥促进骨骺线软骨细胞增殖,从而促进软骨生长,促进骨(干)长度增加的作用。
从狭义的营养干预角度来看,生长激素的分泌受到哪些因素的影响呢?
我们上期文章中提到,均衡全面的、高等级的营养素水平,会促进生长激素的分泌「1」,而实际调查研究的结果却发现,我们中国的适龄少年儿童的营养素水平却出现肥胖率高(蛋白质—能量不均衡)「2」和微量营养素缺乏(比照RNI)「3」的问题。这个结果和很多家长朋友的判断有很大出入,为什么会出现这样的情况呢?我们知道,每日均衡全面的营养需要摄入九大营养素,包括蛋白质、脂肪和碳水化合物、维生素、矿物质、膳食纤维、水、植物营养素、与健康有关的有机化合物(如图)。
在9大营养素中,蛋白质、碳水化合物和脂肪又称为“供能营养素”,也就是提供能量的营养素,在同等质量的情况下,脂肪提供的能量是蛋白质和碳水化合物的一倍,这也是我们平常说的“吃肉会胖”的原理。我们首先来看看,出现肥胖儿童比例这么高的原因,就是我们的蛋白质--脂肪摄入比例存在问题(如图)
根据中国营养学会编辑出版的《中国居民膳食指南》中提到的供能营养素摄入比例,我们可以看到,推荐的摄入比例为蛋白质:碳水化合物:脂肪的比例应该是15%:60%:25%「4」,如果脂肪摄入比例提高,体重自然会出现超重或者肥胖的结果,我们来看看实际的情况如何(如图)「5」,
从实际情况来看,城市居民的蛋白质:碳水化合物:脂肪的摄入比例为,13.1%:48.5%:35%,其中蛋白质比推荐比例低2%,脂肪比推荐比例高10%,可以看出,我们实际生活中蛋白质—脂肪能量摄入比例存在不合理的现状,导致热量摄入更高,从而导致体重提升,为什么会出现这个问题呢?除了家庭饮食习惯的影响外,还有我们现在食物来源上的影响,比如我们吃的肉,到底是追求能量多一些还是追求蛋白质、微量元素多一点呢?
首先是鸡的品种,与中国人的供能食物来源主要是谷类不同,西方人的供能食物主要是肉类,因此,作为主食的肉类比如鸡肉,热量比蛋白质更重要,我们从调查研究中也可以印证这个结论「6」如图,
从数据上可以清晰的看出,白羽鸡(美国培育鸡种,也是目前中国国内大批量养殖的鸡种)的总氨基酸含量明显低于其他鸡种,相应的,脂肪和水分就要高于其他鸡种。
由于对热量的看重,养殖时的饲料更偏重于促进鸡的进食量和促进生长(体重),因此养殖时间比自然状态下的成熟期明显缩短,蛋白质的结构、含量、微量元素的含量都会降低。
如图,白羽鸡的生长周期为40-45天,比照自然生长的95天缩短了50%。
我们从不同鸡种产的鸡蛋营养情况分析来看(蛋鸡的营养成分有明显的遗传特性),就能看到清晰的营养价值差异。「7」
我们可以清晰的看出,京白(白羽鸡的一种)的鸡蛋维生素E、硒和钙的含量均低于其他鸡种的鸡蛋,这也和我们的判断一致。从鸡肉这个典型的食物中,我们可以看到无论是维持蛋白质--能量的摄入比例,还是微量元素的摄入量来讲,都无法得到保障,那么水果和蔬菜所含的微量元素会如何呢?根据调查研究的结果「8」,我们可以看到微量元素(维生素和矿物质)都有显著的下降。也就是说,我们在吃同等量的蔬菜和水果的时候,得到的维生素和矿物质的量越来越少,远远无法支持我们身体的发育需求。这也是我们提到在管理孩子身高的时候,要采用膳食补充剂方案的原因。
采用膳食补充剂方案进行营养干预,就要考虑有效性、剂量安全性和性价比的问题,我们先来看看剂量安全性,
中国营养学会制定的营养素摄入量(在《中国居民膳食指南》手册的后边)由低到高分为,平均摄入量(EAR)、推荐摄入量(RNI)、适宜摄入量(AI)和人体最高耐受量(UL),营养素的剂量在人体最高耐受量(UL)以上时,需要在医生的指导下使用,一般情况下,在AI和RNI的剂量摄取,是对人体健康有意义而无安全问题的。
影响生长激素分泌的营养素主要是三类,分别是蛋白质水平(数量、种类和质量)、维生素水平(特别是维生素B1)和直接营养的营养素(γ-氨基丁酸),我们来按照顺序分别讨论。
从蛋白质的摄入数量来看,蛋白质摄入量在逐渐下降,从年~的十年间,虽然全国平均蛋白质摄入仅下降了2g,但城市居民蛋白质摄入量下降了6g。从趋势上看,和发达国家在类似中国的发展阶段的蛋白质摄入数量下降类似,也是从数量的追求转化到对质量的追求「9」。
蛋白质的质量,主要指的是摄入的蛋白质氨基酸结构,人体中蛋白质的氨基酸种类常见的有20种,其中8(婴幼儿期9种)是人体不能自己合成,必需通过食物才能获得的氨基酸,称为“必需氨基酸”,而食物中8种必需氨基酸的种类和含量是否合理,是确定蛋白质质量的标准。
目前中国居民的蛋白质食物来源主要来自于谷类食物(占41%),其次是动物性食品(36%)和豆类制品(7%)「9」,这也是中国居民和西方发达国家蛋白质食物来源的区别,这种主要是谷类食物蛋白质来源+豆制品辅助来源的方式,对我们蛋白质的质量有什么影响呢?
谷类食物中蛋白质含量比较低,比如大米(短粒)的蛋白质含量为6.5%「10」,而且蛋白质氨基酸结构中,氨基酸模式不理想,赖氨酸的含量较低「11」。相应的,中国儿童饮食中的氨基酸结构中,赖氨酸的数量也偏低「12」。而赖氨酸的作用恰恰是儿童生长发育所需要的重要氨基酸之一,它可以促进钙、铁等矿物质的吸收。[12]
谷类食物氨基酸结构不完整,那么豆类食品如何呢?我们经常看到市面上用“大豆分离蛋白”作为主要原料的蛋白质粉,这些产品真的像宣传的一样么?我们还是从氨基酸结构来看,从国内的6种豆类的氨基酸结构来看,蛋氨酸含量较低(限制性氨基酸)(如图)「13」,所以,以大豆分离蛋白为单一蛋白质来源的蛋白粉不推荐大家使用。
谷类食物和豆类食物占中国人蛋白质来源的48%,而氨基酸结构却达不到人体所需必需氨基酸的结构,这必然影响我们的身体健康情况甚至少年儿童的身高发育。
在氨基酸当中,对生长激素(GH)的分泌有影响的氨基酸目前临床医学有定论的是色氨酸和精氨酸,也是市面上一些宣传可以促进身高发育的产品的主要成分,从临床医学的角度,我们分别看一看,这两种氨基酸对生长激素分泌的影响效果,以及通过口服的方式是否真的有帮助呢?
首先,我们来分析一下色氨酸,色氨酸是八种必需氨基酸之一,在中国人的食物蛋白质来源中,色氨酸的含量并不低(不是限制性氨基酸),它对身高发育,特别是生长激素的分泌有什么作用呢?
色氨酸具有转化为5—羟色胺(5HT,血清素)的作用「15」,而适度的血清素浓度可以促进一型胶原蛋白的数量「16」如图,
骨组织由1/3的有机物和2/3的无机物构成,其中有机物中1型胶原蛋白含量占80%~90%,对骨组织保持结构的完整和维持正常生物力学特性非常重要。1型胶原蛋白是骨组织的蛋白框架。同时有利于成骨细胞分化、成熟,但是高浓度血清素对1型胶原蛋白的形成没有明显影响,可能是高浓度的血清素有抑制成骨细胞的作用。「16」
其次,色氨酸可以促进“生长激素释放肽”的分泌,在一定程度上可以促进生长激素的分泌「17」,同时还可以起到促进胃酸的分泌,可以强烈的促进采食。对少年儿童的身高发育有明显的提高作用。
色氨酸这么有用,文献证明通过口服就可以达到预期效果,那么要吃多少才可以发挥效果呢?(如图)
根据报道,色氨酸开始使用的剂量为1~2g/天为佳,如果≥6g/天,则要按照药品的使用要求在医生的指导下使用为好。「18」
如果达到中间的剂量,根据含色氨酸最高的食物含量,推算出每天需要吃的食物数量如下(如图),
从食物数量的角度来说,吃这么多的食物明显是比较困难的,这也是为什么会有膳食补充剂以色氨酸为主要成分的原因,不过,由于色氨酸发挥促进生长激素分泌等作用是间接发挥作用的,在有更好的替代方案时,更建议使用直接发挥作用的营养素,这样的性价比更高。
那么什么营养素可以直接起到促进生长激素的分泌作用呢?精氨酸、γ-氨基丁酸就可以直接发挥作用,我们来进一步了解,
精氨酸是条件性必需氨基酸,在人类处于婴幼儿期时,是必需氨基酸,对于处于生长发育期的少年儿童来讲,精氨酸不是必需氨基酸,不过,静脉滴注精氨酸是确诊矮小症的诊断方法——“生长激素激发实验”,通过静脉滴注精氨酸,可以通过患者血清内生长激素含量的变化来加以判断。
如上图中的临床测试,选择了例就诊患儿,年龄4~14岁,身高均低于同年龄同性别儿童两个标准差,生长速率<4cm/年,符合矮小症诊断标准,并符合使用精氨酸激发实验标准,通过静脉滴注精氨酸与对照组(发育正常儿童中随机抽取例)进行对比,我们发现,无论是矮小儿童组还是正常对照组血清内的生长激素含量都有超过%的提升。「19」
以上实验结果证明了精氨酸可以有效促进生长激素的分泌,不过,精氨酸是否适合通过日常口服来帮助少年儿童的身高发育呢?
与静脉滴注不同,直接口服精氨酸会造成体内一氧化氮水平快速上升,造成机体破坏「20」,所以精氨酸虽然有效,但是不能通过饮食的方式来补充,这也提醒各位读者朋友,不要采购口服精氨酸的产品来给孩子用。
γ-氨基丁酸(简称GABA,下同)的作用如何呢?γ-氨基丁酸是一种天然存在的非蛋白组成的氨基酸,具有极其重要的生理功能。它是哺乳动物神经系统中重要的抑制性神经递质,约50%的中枢神经突触部位以GABA为递质。「21」
人体中的GABA可由神经末梢合成,从分子式上看,GABA的结构非常简单,但是功能非常复杂。「21」
在帮助少年儿童的身高发育方面,GABA的主要作用有两个,分别是促进生长激素的分泌和提高睡眠质量。我们一起来看看GABA发挥作用,是否具备安全性、有效性和便捷性的标准。
原卫生部年第12号公告,将GABA列入新资源食品(如图),可以在饮料、可可制品、巧克力制品、糖果、烘烤食品、膨化食品中使用。
在公告中特别提到,GABA的生产,应该采用“生物发酵法”而不是“化学合成法”也是确保GABA的食品安全性的措施。不过还是建议家长朋友在选购含有GABA成分的产品时,多问一句。
GABA是如何发挥促进生长激素的作用,这决定了GABA在使用时的安全性和有效性的问题,我们一起来看看(如图),
我们还记得第二篇文章中提到的生长激素分泌时,存在一个机体自我平衡的机理,也就是生长激素释放激素和生长激素抑制激素之间的动态平衡关系,而GABA的作用机理,就是一边增加分泌生长激素释放激素,一边减少生长激素抑制素的分泌,这样一加一减,就可以有效的促进生长激素(GH)的分泌。「22」
通过GABA促进生长激素分泌的作用机理中,我们首先可以得到一个结论,就是GABA与精氨酸和直接注射生长激素不同,其促进生长激素的分泌是“更安全、更合理”的过程「23」。
解决了安全性,我们再来看看GABA在促进生长激素的分泌中临床效果如何呢?
共有正常发育并偏矮的男18例(平均年龄13.3岁)和女14例(平均年龄13.2岁)参与临床实验,在分别口服GABA(剂量为0.1g/kg/3)分钟后,对比使用前后血清中生长激素(GH)的变化,发现使用GABA对血清内的生长激素(GH)含量有明显的促进作用(提升%~%),可以证明口服一定剂量的GABA是可以有效的促进生长激素分泌的。「24」
这里要额外提到一个重点,就是关于达到效果的剂量问题,也就是说,如果不谈剂量来讨论GABA的促进生长激素分泌的效果,是不科学的,有效剂量目前根据临床实验的效果,可以根据体重来测算,即0.1g/kg/3每天,使用方法一般建议为睡前半小时食用最好。
我们来举个例子,让大家能够掌握有效剂量的算法,假设一个孩子的体重是15kg,那么他每天使用多少GABA就可以达到促进生长激素分泌的作用呢?
计算方法为,0.1/3g×15kg=0.5g/天(注,国家规定GABA作为食品,每日摄入上限为mg,如果需要使用高于该上限,请在医生的指导下调整用量)。
相对于色氨酸2~6g的每天使用量来说,GABA每天0.5g的使用量,无论从经济成本来讲,还是从使用的便捷性来讲,都有显而易见的优势,更适合孩子作为食品每日使用,通过促进生长激素的分泌从而帮助身高发育。
「1」郭海燕等著,营养水平对初产母猪妊娠早期胚胎存活和类胰岛素生长因子-Ⅰ、胰岛素、生长激素分泌的影响,动物营养学,19(2):-
「2」顾东英等著,兰州市城区学龄前儿童的生长发育与营养状况,现代预防医学,,Vol.40,NO.9
「3」白悦等著,学龄前儿童钙铁锌营养状况调查分析,中国临床医生,,Vol.42,NO.7
「4」中国营养学会,《中国居民膳食指南》年版
「5」何宇娜等著,中国居民膳食能量、蛋白质、脂肪的来源构成及变化,,vol,27,NO.5
「6」林树茂等著,不同鸡种肌肉氨基酸含量的比较研究,黑龙江畜牧兽医,年第11期
「7」唐修君等著,不同鸡种鸡蛋品质及营养成分比较研究,家畜生态学报,Jan,.Vol,35,NO.1
「8」数据来自沃辛顿等地区,摘自英国土壤协会简报《补充医学杂志》,年第七期
「9」何宇娜等著,中国居民膳食能量、蛋白质、脂肪的来源构成及变化,,vol,27,NO.5
「10」数据来源,食品安全查询系统
「11」赖氨酸生理功能的研究进展.中国知网
「12」贾建斌等著,以谷类食物为主人群的蛋白质氨基酸摄入量及健康状况,营养学报,年6月,第26卷第3期。
「13」吕宪禹等著,六种食用豆氨基酸组成的研究和比较,南开大学学报,年第3期。
「14」丁玉华等著,日粮色氨酸对仔猪类胰岛素生长因子-Ⅰ和生长激素受体基因转录水平表达的调控,年学术年会
「15」左祖祯等著,L-色氨酸研究进展,安徽农学通报,,16(7)
「16」曾玉净等著,血清素促进成骨细胞Ⅰ型胶原蛋白的合成,中华病理学杂志,年7月第44卷第7期。
「17」徐建等著,色氨酸对动物采食的调控,饲料研究,,NO.1
「18」数据来自:Nootriment网站,