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——骨折愈合生理
营养成分对骨折愈合的影响

  实验和临床已经证明,充足的营养能够促进手术创伤和烧伤的愈合,但是营养对骨折愈合的影响,却没有得到足够的重视。近来有报道,多发性骨折或股骨骨折病人,58.6%营养不良和免疫能力低下。实验证明,营养不良对骨折的愈合有害。
  骨按重量计70%是无机物,5%-8%的水分,其余为有机物,有机物中90%是胶原。无机物主要是羟基磷灰石,为骨提供弹性强度(elasticstiffness),骨中的有机物(主要是胶原)为骨提供塑性强度(plasticstiffness)。
  修复过程中需要合成胶原,胶原中一些非必需氨基酸可以由体内其他部位的蛋白质的分解代谢来提供,但是一些必需氨基酸则必需由食物提供,赖氨酸就是其中之一。赖氨酸是所有哺乳动物的营养必需氨基酸。在软骨内骨化过程中,羟基磷灰石的形成就需要赖氨酸。再者胶原中的羟赖氨酸是由赖氨酸经羟基化形成的,胶原分子间或分子内的共价交联赋予胶原的稳定性,而这种交联就是羟赖氨酸与赖氨酸之间或羟赖氨酸与羟赖氨酸之间的交联。尽管已经证明在股骨骨折后第1周内,由于体内蛋白质的分解,可以释放少量赖氨酸,但是这个过程能够持续多久,而且这种体内释放的赖氨酸能否参人到骨痂中去,目前还不清楚。因此,骨折愈合过程中,食物中应含有一定量的必需氨基酸。实验证明,低蛋白质饮食能引起猴子软骨内骨形成减少和骨周转加快,低蛋白质饮食对人的影响主要是造成骨质疏松、生长停滞以及有些人引起骨软化和佝偻病。
  实验证明,高蛋白质饮食能引起尿钙增高从而导致负钙平衡,使骨质疏松的危险性增加。这是因为食物中蛋白质分解后产生固定酸(非挥发酸),这些酸要由骨盐的分解来缓冲,才能保持酸碱平衡。不过蛋白质的这种作用可以通过食物中同时提供同样多的磷来抵消。
  关于无机物对骨折愈合的影响,进行过一些研究。Urist等从组织学上证明创伤大白鼠喂养缺乏钙和磷甚至缺乏维生素D的食物,其骨折也能正常愈合。Key等也从组织学方面证明,饮食中过量无机物并不能促进骨折的愈合。从力学性质来研究骨折愈合与饮食中无机物的关系涉及到1,25-(OH)2-D3。然而一项研究报告说由于1,25-(OH)2-D3促进小肠钙的吸收可能还提高了钙磷离子积而促进了骨折的愈合,但是同一研究者的另一项研究报告认为1,25-(OH)2-D3由于加速了骨的吸收而有害于骨折的愈合。
  Thomas,A.E等1986年的一项研究证明,对骨折大鼠供应比计算量多2倍的蛋白质或钙、磷时,从骨痂的强度来看对骨折愈合没有坏的影响,也没有好的影响。
  在这项研究中将大鼠分为3组。一组股骨造成标准闭合骨折,髓内针固定;另一组只用髓内针固定;第3组为正常对照组。每组再分5个亚组分别为正常饮食组(饮食中蛋白质和钙磷含量按动物骨折后需要量配置);缺乏蛋白质组(饮食中蛋白质为0);缺乏钙磷组(饮食中钙磷和维生素D都为0);过量蛋白质组(蛋白质为正常饮食含量的3倍);过量钙磷组(钙磷为正常饮食含量的3倍,维生素D为治疗成人骨软化症的剂量)。5周后测定各项指标。结果表明,不论造成损伤与否,除缺乏蛋白质饮食的动物体重减少8.95g以外,其他各组动物体重都增加近200g(体重增加78%),而且各组之间增长值没有差别。5个不同饮食组之间股骨的长度没有差别。但是正常组和骨折组中,饮食中缺乏蛋白质的动物的股骨直径明显降低,而穿髓内针这组动物中各缺乏蛋白质饮食的动物其股骨直径与其他组没有差别。
  正常大鼠供应没有蛋白质的饮食(总热量减少13%)5周后,股骨的直径明显变细(4.83mm:6.68mm),因而使股骨的强度和能量吸收明显降低,而刚性没有明显变化。另据实验报道饮食中缺乏蛋白质能降低成骨细胞的活性,增加骨钙的丢失,降低总体钙的储存,并且能够降低小肠中钙的吸收。所有这些都可能是使骨变细的原因。
  出乎意料的是正常动物喂养缺乏钙磷和维生素D的食物5周后对股骨的强度没有影响,更奇怪的是股骨穿针没造成骨折的动物,喂养缺乏蛋白质的饮食,对股骨的强度、能量吸收和股骨直径都没有影响。这一现象很难解释,可能是由于穿针造成骨髓损伤,引起骨髓矿化,这也是一个修复过程,这一过程可以增加强度。
  在造成骨折的动物中,缺乏蛋白质饮食或缺乏钙磷的饮食都使骨的强度明显降低,但是缺乏蛋白质使强度降低得更为明显。这表明食物中蛋白质对骨痂的建造所起的作用比食物中的矿物质更为重要。在这项研究中,缺乏蛋白质的饮食虽然总热量有所降低,但其他研究证明缺乏蛋白质造成的损害要比缺乏热量造成的损害更为严重。缺乏蛋白质主要使类骨质的产生减少、损害破骨细胞的再造能力。并且研究证明,早期骨痂中搀人的无机物可以来自于动物自身体内其他部位储存的无机物。
  虽然饮食中缺乏蛋白质或缺乏钙磷都使骨痂的强度有所下降,但是对骨痂的刚性却没有影响。Black曾证明,在骨折愈合过程中,骨痂的刚性的恢复比强度恢复得快。Burstein等证明,骨的硬度(stiffness)主要是无机物造成的,而不是骨中的胶原造成的,相反骨的弹性则主要是骨中胶原的性质决定的。在该实验中施加的应力全部是在没有弹性形变的范围内。
  因此,可以认为食物中缺乏蛋白质或无机物,对骨痂早期的硬度都不会造成影响,因为动物可以从体内其他地方获得无机物。然而这有害于骨痂的强度(strength),这种强度是骨痂后期需要的机械性能,要保证骨痂的强度就需要提供充足的蛋白质和无机物。也就是说,骨折愈合过程需要提供充足的蛋白质和无机物,但是过量的蛋白质和无机物并没有更多的好处。


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