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通过饮用水获取钙镁矿物元素到底靠不靠谱?

发布日期:2017-11-03 |
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通过饮用水获取钙镁矿物元素到底靠不靠谱?

        本文通过分析中国人膳食营养结构现状,结合水中矿物元素对机体健康影响的研究,参照国内外有关水中钙镁适宜浓度的指标现状,提出钙镁及其相关的硬度和TDS的最低可接受水平、适宜水平和上限水平的建议值,以供讨论。同时也提出,优质天然水源尽量不做深度处理,以保留水中有益矿物元素。

饮用水中溶解性矿物离子对健康的重要性
        充足的钙摄入对于维持骨骼健康和预防骨质疏松至关重要,适当的镁摄入不仅可以维持骨矿物质密度,还能预防动脉粥样硬化及胰岛素抵抗。矿物质摄入主要来源于膳食,但我国居民钙、镁摄入不足问题严重。水中的钙、镁等矿物元素主要以离子形式存在容易被机体吸收,与食物相比,水中钙、镁等矿物质的生物利用率要等同或更高。本课题组及其他研究人员均证实饮水是机体补充矿物质元素的一条重要途径,水中矿物质含量与健康的关系密切。
 
        在WHO的专集“Nutrients in drinking water”中,Manuel Olivares指出,对于某些特定的微量元素和电解质,饮用水的贡献率占总膳食摄入的1%~20%。相对于食物而言,饮用水中摄入比例最大的微量营养素是钙和镁,这两种元素通过水提供的量可高达每日摄入量的20%,而其他大部分元素从饮水提供的量不到总摄入量的5%。
饮水钙、镁水平与疾病的关联性研究


 
        钙、镁是水中最重要的溶解性矿物离子,也是水质硬度的主要组成成分。自1957年Kobayashi报道居住在偏酸性河水流域的人群脑中风发生率更高以来,2004年,WHO 对此问题发表了阶段性总结报告,指出以往的研究虽然有部分相反结论,但水质硬度、特别是水镁对心血管疾病的预防作用是基本得到公认的。总体上,水镁每增高6 mg/L会使先天性心脏病的发生降低10%;饮用水中含镁高时(>9.8 mg/L),男女急性心肌梗死下降19%和25%。2008年英国学者Cartling等在2 906篇文献中纳入12篇证据较强的文献进行系统分析后得出结论:水镁可降低心血管疾病死亡风险(OR 0.75,95% CI=0.68-0.82,p<0.001),但水钙证据仍需研究。2016年Jiang等从4 496篇文献中纳入9篇文献(共涉及10项研究,77 821例冠心病例)进行meta分析后仍然得出一致的结论:水镁可降低冠心病死亡风险(RR=0.89,95%CI=0.79-0.99,p=0.000)。
 
        在海湾国家,采用反渗透技术制取的脱盐海水用作饮用水已经十分普及。以色列对本国4 678名急性心肌梗死患者的全因死亡率分析后发现,饮用脱盐海水的患者其生存率持续低于饮用普通淡水的患者,前者(1.94±0.24)mg/dL的血镁水平显著性低于后者(2.08±0.27)mg/dL的水平,推测饮用去矿物质脱盐海水导致的血镁降低可能是其生存率下降的重要原因。
 
        水钙对于儿童骨骼发育以及中老年人骨钙的维持具有重要作用。欧洲学者分别对骨质疏松患者、绝经期妇女以及男女青年志愿者进行了4天~6月不等的饮水干预观察。在其中一项典型研究中,他们将152名钙摄入量不足(每天摄入低于700 mg)的绝经期妇女随机分为两组,分别饮用含钙596 mg/L和含钙10 mg/L的矿泉水6个月,每天1 L。发现高钙水组人群其血清骨重塑指标PTH、S?CTX显著下降,显示老年性骨质丢失得到显著抑制。他们总结了多次干预研究的数据,提出“水中含有丰富的碳酸氢盐和钙,但较少的硫酸根时,最有利于骨骼健康”。
 
        作者团队也开展了饮水矿物质与骨骼健康关系的多次试验研究。Qiu报道:连续3代饮用4种矿物质含量不同的水后,饮用硬水(钙52.2 mg/L)的雌鼠的骨骼应变能力、骨骼钙镁含量、血清1,25-二羟基维生素D水平都显著性高于饮用3种软水(钙分别为10.6 mg/L,0.04 mg/L,0.02 mg/L)的雌鼠。徐安伟将发育期大鼠分别饮用5种矿物质差别显著的饮水3个月,发现纯净水组(钙0.17 mg/L)的大鼠的血清骨钙素(成骨细胞活跃标志)、骨小梁强度都明显低于两种天然矿泉水(钙分别为155.33 mg/L和175.15 mg/L)组大鼠。回归分析显示,变化最敏感的骨钙素水平与水钙水平关联性最强,相关系数为0.645(P=0.000)。
 
        水Sengupta的综述归纳出先天性无脑畸形的发生与水质硬度负相关。英格兰地区28个卫生部门的资料分析显示,骨质疏松和酒精性肝病的年住院率都与饮水的硬度具有统计学意义的负相关,相关系数spearman rho分别为-0.431(P=0.022)和-0.543(P=0.003)。台湾地区Yang团队的研究显示饮用软水的人群食管癌的超额死亡率超过饮用硬水地区人群41%,其OR为1.42(95%CI=1.22-1.66)。他们还发现,水镁水平与女性肺癌风险有明显负关联;水镁也可以显著降低水中硝酸盐对食管癌升高的风险,以及三氯甲烷对直肠癌、胰腺癌升高的风险。不久前,Nriagu J等在其综述中总结了海湾国家人群电解质紊乱发生率较高,消化系统(咽部、食道、结直肠等)癌症发病率在迅速增加的现象,推测这些变化与大规模脱盐水的长期饮用具有密切关联。

 
中国人通过膳食和饮水获取钙镁离子现状
 
        全世界著名的膳食模式共有3种,即西方、东方和地中海结构模式。东方膳食结构是以植物性食物为主,动物性食物为辅,食品多为粗加工为特点。其主要优点是大量的谷类、蔬菜、粗粮、豆类食品的摄入,提供了丰富的膳食纤维、维生素和植物性优质蛋白;但也存在明显的缺点:一是奶及奶制品摄入少,导致钙的获取严重不足;二是食盐摄入过高,大大高过每人每天6 g的国际推荐值;三是中国人烧开水的习惯导致水中钙镁因为水垢析出而明显减少。
 
        而从饮水途径获得的钙镁状况如何呢?让我们来看一个表格,分别显示了56种瓶装天然矿泉水矿物质含量及矿化度

        56种瓶装天然矿泉水TDS大于1 500 mg/L的有8种,属于高矿化度水;TDS介于500~1 500 mg/L的有9种,属于中矿化度水;TDS小于500 mg/L的有39种,属于低矿化度水;高、中、低矿化度比例分别为14%、16%、70%。进口、国产天然矿泉水分别为15、41种,高矿化度矿泉水全部为进口,国产矿泉水有7种为中矿化度矿泉水、34种为低矿化度矿泉水。水中矿物质含量差别大,TDS含量范围为59.8~7 500 mg/L,钙为0.3~530 mg/L,镁为0.05~160 mg/L,进口矿泉水钙镁之和变动较大,国产矿泉水钙镁之和变动幅度小。56种矿泉水有34%(19种)达到了适宜健康的钙镁总和水平(1.73~5.85 mmol/L)。

        考虑到瓶装天然矿泉水的价格因素,本研究按矿泉水的饮用量为1 L计算。1 L高、中、低矿化度矿泉水对18~49岁成人钙DRIs贡献百分率的中位数和范围分别为70.41(18.75~99.38)、35.63(0.79~45.24)、5.34(0.06~29.81);镁为33.98(1.10~72.73)、9.09(0.21~32.73)、2.73(0.02~20.45)。可以看到,矿化度(TDS)大于500 mg/L的天然矿泉水对于居民钙、镁的DRIs有较好的贡献率,可以作为膳食以外的矿物质重要摄入途径,而低矿化度矿泉水也是矿物质的补充来源。
国际和国内对于水中钙镁及其关联指标的推荐值
 
        由于WHO的资料大多来源于欧美等膳食结构明显不同于我国的国家和地区,因而虽然WHO在既往文件中提出过钙、镁、总硬度、TDS推荐值,但在《饮用水水质准则》(第4版)中,仍然没有正式设立它们的基准值。尽管如此,膳食结构与我国接近的日本,已经在他们的水质条例中将总硬度和TDS的适宜水平作为管理目标,这个举措无疑对我国具有重要借鉴意义。南非、瑞典、斯洛伐克、捷克等欧洲国家也有相应的要求。而实际上,我军早在1992年就基于海、陆、空三军时常采用淡化水(蒸馏水)、冰雪水、雨水作为饮用水的情况,制定了《低矿化度饮用水矿化卫生标准》(GJBl 335-92)并实施至今。我们一并将它们总结在表2。
        最后需要强调的是,饮水安全是在健康之前需要考虑的问题,因此,无论何种水质,满足国家《生活饮用水卫生标准》是其最基本要求。对于因为污染而出现的微量有机物和有毒重金属,都应该尽可能地降到最低水平,对于致病微生物,则应作为首要目标予以控制和消除。此外,饮用水中矿物离子除了钙镁以外,还有其他离子如氟、碳酸氢盐、偏硅酸、锶、钒等,它们对机体具有独特的健康维护和促进作用,建议在条件成熟时也逐步提出它们的LAL、OL、MAL值。
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